दो दबावयुक्त पंपों के साथ गैस-तंग समर्थन प्रणाली

कंप्रेसर एयर सील तकनीक से अनुकूलित डबल बूस्टर पंप एयर सील, शाफ्ट सील उद्योग में अधिक आम हैं। ये सील पंप किए गए तरल को वायुमंडल में शून्य डिस्चार्ज प्रदान करते हैं, पंप शाफ्ट पर कम घर्षण प्रतिरोध प्रदान करते हैं और एक सरल समर्थन प्रणाली के साथ काम करते हैं। ये लाभ कम समग्र समाधान जीवनचक्र लागत प्रदान करते हैं।
ये सील आंतरिक और बाहरी सीलिंग सतहों के बीच दबावयुक्त गैस के बाहरी स्रोत को पेश करके काम करते हैं। सीलिंग सतह की विशेष स्थलाकृति अवरोध गैस पर अतिरिक्त दबाव डालती है, जिससे सीलिंग सतह अलग हो जाती है, जिससे सीलिंग सतह गैस फिल्म में तैरने लगती है। घर्षण हानि कम होती है क्योंकि सीलिंग सतहें अब स्पर्श नहीं करती हैं। अवरोध गैस कम प्रवाह दर पर झिल्ली से होकर गुजरती है, रिसाव के रूप में अवरोध गैस का उपभोग करती है, जिनमें से अधिकांश बाहरी सील सतहों के माध्यम से वायुमंडल में लीक हो जाती हैं। अवशेष सील कक्ष में रिसता है और अंततः प्रक्रिया धारा द्वारा दूर ले जाया जाता है।
सभी डबल हर्मेटिक सील को मैकेनिकल सील असेंबली की आंतरिक और बाहरी सतहों के बीच एक दबावयुक्त द्रव (तरल या गैस) की आवश्यकता होती है। इस द्रव को सील तक पहुंचाने के लिए एक सपोर्ट सिस्टम की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, एक तरल स्नेहक दबाव डबल सील में, अवरोधक द्रव जलाशय से मैकेनिकल सील के माध्यम से घूमता है, जहां यह सील सतहों को चिकनाई देता है, गर्मी को अवशोषित करता है, और जलाशय में वापस लौटता है जहां इसे अवशोषित गर्मी को फैलाने की आवश्यकता होती है। ये द्रव दबाव दोहरी सील समर्थन प्रणाली जटिल हैं। थर्मल लोड प्रक्रिया दबाव और तापमान के साथ बढ़ता है और अगर ठीक से गणना और सेट नहीं किया जाता है तो विश्वसनीयता की समस्या पैदा कर सकता है।
संपीड़ित वायु डबल सील समर्थन प्रणाली बहुत कम जगह लेती है, इसे ठंडा करने के लिए पानी की आवश्यकता नहीं होती है, और इसके रखरखाव की भी बहुत कम आवश्यकता होती है। इसके अलावा, जब परिरक्षण गैस का एक विश्वसनीय स्रोत उपलब्ध होता है, तो इसकी विश्वसनीयता प्रक्रिया के दबाव और तापमान से स्वतंत्र होती है।
बाजार में दोहरे दबाव पंप एयर सील्स के बढ़ते उपयोग के कारण, अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट (एपीआई) ने एपीआई 682 के दूसरे संस्करण के प्रकाशन के भाग के रूप में प्रोग्राम 74 को जोड़ा।
74 प्रोग्राम सपोर्ट सिस्टम आम तौर पर पैनल पर लगे गेज और वाल्व का एक सेट होता है जो बैरियर गैस को शुद्ध करता है, डाउनस्ट्रीम दबाव को नियंत्रित करता है, और मैकेनिकल सील में दबाव और गैस प्रवाह को मापता है। प्लान 74 पैनल के माध्यम से बैरियर गैस के मार्ग का अनुसरण करते हुए, पहला तत्व चेक वाल्व है। यह फिल्टर तत्व प्रतिस्थापन या पंप रखरखाव के लिए बैरियर गैस आपूर्ति को सील से अलग करने की अनुमति देता है। बैरियर गैस फिर 2 से 3 माइक्रोमीटर (µm) कोलेसिंग फ़िल्टर से गुज़रती है जो तरल पदार्थ और कणों को फँसाती है जो सील सतह की स्थलाकृतिक विशेषताओं को नुकसान पहुँचा सकते हैं, जिससे सील सतह की सतह पर एक गैस फिल्म बनती है। इसके बाद मैकेनिकल सील में बैरियर गैस आपूर्ति के दबाव को सेट करने के लिए एक दबाव नियामक और एक मैनोमीटर होता है।
दोहरे दबाव वाले पंप गैस सील के लिए बैरियर गैस आपूर्ति दबाव को सील कक्ष में अधिकतम दबाव से ऊपर न्यूनतम अंतर दबाव को पूरा करने या उससे अधिक करने की आवश्यकता होती है। यह न्यूनतम दबाव ड्रॉप सील निर्माता और प्रकार के अनुसार अलग-अलग होता है, लेकिन आम तौर पर लगभग 30 पाउंड प्रति वर्ग इंच (psi) होता है। दबाव स्विच का उपयोग बैरियर गैस आपूर्ति दबाव के साथ किसी भी समस्या का पता लगाने और दबाव न्यूनतम मूल्य से नीचे जाने पर अलार्म बजाने के लिए किया जाता है।
सील का संचालन प्रवाह मीटर का उपयोग करके अवरोध गैस प्रवाह द्वारा नियंत्रित किया जाता है। यांत्रिक सील निर्माताओं द्वारा रिपोर्ट की गई सील गैस प्रवाह दरों से विचलन कम सीलिंग प्रदर्शन को इंगित करता है। कम अवरोध गैस प्रवाह पंप रोटेशन या सील चेहरे पर द्रव प्रवास (दूषित अवरोध गैस या प्रक्रिया द्रव से) के कारण हो सकता है।
अक्सर, ऐसी घटनाओं के बाद, सीलिंग सतहों को नुकसान होता है, और फिर बाधा गैस का प्रवाह बढ़ जाता है। पंप में दबाव बढ़ने या बाधा गैस के दबाव में आंशिक कमी से भी सीलिंग सतह को नुकसान हो सकता है। उच्च प्रवाह अलार्म का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि उच्च गैस प्रवाह को ठीक करने के लिए हस्तक्षेप की आवश्यकता कब है। उच्च प्रवाह अलार्म के लिए सेटपॉइंट आमतौर पर सामान्य बाधा गैस प्रवाह के 10 से 100 गुना की सीमा में होता है, जिसे आमतौर पर मैकेनिकल सील निर्माता द्वारा निर्धारित नहीं किया जाता है, लेकिन यह इस बात पर निर्भर करता है कि पंप कितना गैस रिसाव सहन कर सकता है।
पारंपरिक रूप से वेरिएबल गेज फ्लोमीटर का उपयोग किया जाता रहा है और कम और उच्च श्रेणी के फ्लोमीटर को श्रृंखला में जोड़ना असामान्य नहीं है। फिर उच्च प्रवाह अलार्म देने के लिए उच्च श्रेणी के प्रवाह मीटर पर एक उच्च प्रवाह स्विच स्थापित किया जा सकता है। परिवर्तनीय क्षेत्र प्रवाहमापी को केवल कुछ तापमानों और दबावों पर कुछ गैसों के लिए ही कैलिब्रेट किया जा सकता है। अन्य परिस्थितियों में काम करते समय, जैसे कि गर्मियों और सर्दियों के बीच तापमान में उतार-चढ़ाव, प्रदर्शित प्रवाह दर को सटीक मान नहीं माना जा सकता है, लेकिन यह वास्तविक मान के करीब होता है।
API 682 के चौथे संस्करण के रिलीज़ होने के साथ, प्रवाह और दबाव माप स्थानीय रीडिंग के साथ एनालॉग से डिजिटल में स्थानांतरित हो गए हैं। डिजिटल फ्लोमीटर का उपयोग वेरिएबल एरिया फ्लोमीटर के रूप में किया जा सकता है, जो फ्लोट स्थिति को डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित करता है, या मास फ्लोमीटर, जो स्वचालित रूप से मास फ्लो को वॉल्यूम फ्लो में परिवर्तित करता है। मास फ्लो ट्रांसमीटर की विशिष्ट विशेषता यह है कि वे ऐसे आउटपुट प्रदान करते हैं जो मानक वायुमंडलीय स्थितियों के तहत सही प्रवाह प्रदान करने के लिए दबाव और तापमान की भरपाई करते हैं। नुकसान यह है कि ये उपकरण वेरिएबल एरिया फ्लोमीटर की तुलना में अधिक महंगे हैं।
फ्लो ट्रांसमीटर का उपयोग करने में समस्या यह है कि सामान्य संचालन के दौरान और उच्च प्रवाह अलार्म बिंदुओं पर बैरियर गैस प्रवाह को मापने में सक्षम ट्रांसमीटर को खोजना है। प्रवाह सेंसर में अधिकतम और न्यूनतम मान होते हैं जिन्हें सटीक रूप से पढ़ा जा सकता है। शून्य प्रवाह और न्यूनतम मान के बीच, आउटपुट प्रवाह सटीक नहीं हो सकता है। समस्या यह है कि जैसे-जैसे किसी विशेष प्रवाह ट्रांसड्यूसर मॉडल के लिए अधिकतम प्रवाह दर बढ़ती है, न्यूनतम प्रवाह दर भी बढ़ती जाती है।
एक समाधान दो ट्रांसमीटर (एक कम आवृत्ति और एक उच्च आवृत्ति) का उपयोग करना है, लेकिन यह एक महंगा विकल्प है। दूसरी विधि सामान्य ऑपरेटिंग प्रवाह सीमा के लिए एक प्रवाह सेंसर का उपयोग करना और एक उच्च श्रेणी के एनालॉग प्रवाह मीटर के साथ एक उच्च प्रवाह स्विच का उपयोग करना है। बैरियर गैस जिस अंतिम घटक से होकर गुजरती है, वह चेक वाल्व है, इससे पहले कि बैरियर गैस पैनल को छोड़ दे और मैकेनिकल सील से जुड़ जाए। असामान्य प्रक्रिया गड़बड़ी की स्थिति में पंप किए गए तरल के पैनल में वापस प्रवाह और उपकरण को नुकसान को रोकने के लिए यह आवश्यक है।
चेक वाल्व में कम खुलने वाला दबाव होना चाहिए। यदि चयन गलत है, या यदि दोहरे दबाव पंप की वायु सील में कम अवरोध गैस प्रवाह है, तो यह देखा जा सकता है कि अवरोध गैस प्रवाह स्पंदन चेक वाल्व के खुलने और फिर से बैठने के कारण होता है।
आम तौर पर, प्लांट नाइट्रोजन को अवरोधक गैस के रूप में इस्तेमाल किया जाता है क्योंकि यह आसानी से उपलब्ध है, निष्क्रिय है और पंप किए गए तरल में किसी भी प्रतिकूल रासायनिक प्रतिक्रिया का कारण नहीं बनता है। निष्क्रिय गैसें जो उपलब्ध नहीं हैं, जैसे आर्गन, का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। ऐसे मामलों में जहां आवश्यक परिरक्षण गैस का दबाव प्लांट नाइट्रोजन के दबाव से अधिक है, एक प्रेशर बूस्टर दबाव बढ़ा सकता है और प्लान 74 पैनल इनलेट से जुड़े रिसीवर में उच्च दबाव वाली गैस को स्टोर कर सकता है। बोतलबंद नाइट्रोजन की बोतलों की आम तौर पर सिफारिश नहीं की जाती है क्योंकि उन्हें लगातार खाली सिलेंडर को भरे हुए सिलेंडर से बदलने की आवश्यकता होती है। यदि सील की गुणवत्ता खराब हो जाती है, तो बोतल को जल्दी से खाली किया जा सकता है, जिससे पंप को और अधिक नुकसान और यांत्रिक सील की विफलता को रोकने के लिए बंद कर दिया जाता है।
लिक्विड बैरियर सिस्टम के विपरीत, प्लान 74 सपोर्ट सिस्टम को मैकेनिकल सील के करीब होने की आवश्यकता नहीं होती है। यहाँ एकमात्र चेतावनी छोटे व्यास वाली ट्यूब का लम्बा भाग है। प्लान 74 पैनल और सील के बीच दबाव में गिरावट उच्च प्रवाह (सील गिरावट) की अवधि के दौरान पाइप में हो सकती है, जो सील को उपलब्ध बैरियर दबाव को कम करती है। पाइप का आकार बढ़ाने से इस समस्या का समाधान हो सकता है। एक नियम के रूप में, प्लान 74 पैनल वाल्व को नियंत्रित करने और इंस्ट्रूमेंट रीडिंग पढ़ने के लिए सुविधाजनक ऊंचाई पर एक स्टैंड पर लगाए जाते हैं। ब्रैकेट को पंप बेस प्लेट पर या पंप के बगल में पंप निरीक्षण और रखरखाव में हस्तक्षेप किए बिना लगाया जा सकता है। प्लान 74 पैनलों को मैकेनिकल सील से जोड़ने वाले पाइप/पाइप पर ट्रिपिंग के खतरों से बचें।
पंप के प्रत्येक छोर पर दो यांत्रिक सील वाले अंतर-बेयरिंग पंपों के लिए, प्रत्येक यांत्रिक सील के लिए एक पैनल और अलग बैरियर गैस आउटलेट का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। अनुशंसित समाधान प्रत्येक सील के लिए एक अलग प्लान 74 पैनल या दो आउटपुट वाले प्लान 74 पैनल का उपयोग करना है, जिनमें से प्रत्येक में फ्लोमीटर और फ्लो स्विच का अपना सेट है। ठंडी सर्दियों वाले क्षेत्रों में प्लान 74 पैनलों को ओवरविन्टर करना आवश्यक हो सकता है। यह मुख्य रूप से पैनल के विद्युत उपकरणों की सुरक्षा के लिए किया जाता है, आमतौर पर पैनल को कैबिनेट में रखकर और हीटिंग तत्व जोड़कर।
एक दिलचस्प घटना यह है कि बैरियर गैस की आपूर्ति के तापमान में कमी के साथ बैरियर गैस का प्रवाह दर बढ़ जाती है। यह आमतौर पर किसी का ध्यान नहीं जाता है, लेकिन ठंडी सर्दियों या गर्मियों और सर्दियों के बीच बड़े तापमान अंतर वाले स्थानों में ध्यान देने योग्य हो सकता है। कुछ मामलों में, झूठे अलार्म को रोकने के लिए उच्च प्रवाह अलार्म सेट पॉइंट को समायोजित करना आवश्यक हो सकता है। प्लान 74 पैनलों को सेवा में रखने से पहले पैनल एयर डक्ट और कनेक्टिंग पाइप/पाइप को शुद्ध किया जाना चाहिए। यह सबसे आसानी से मैकेनिकल सील कनेक्शन पर या उसके पास एक वेंट वाल्व जोड़कर प्राप्त किया जाता है। यदि ब्लीड वाल्व उपलब्ध नहीं है, तो ट्यूब/ट्यूब को मैकेनिकल सील से डिस्कनेक्ट करके और फिर शुद्ध करने के बाद इसे फिर से जोड़कर सिस्टम को शुद्ध किया जा सकता है।
प्लान 74 पैनल को सील से जोड़ने और लीक के लिए सभी कनेक्शनों की जाँच करने के बाद, प्रेशर रेगुलेटर को अब एप्लीकेशन में सेट प्रेशर पर एडजस्ट किया जा सकता है। पैनल को पंप को प्रोसेस फ्लूइड से भरने से पहले मैकेनिकल सील को प्रेशराइज्ड बैरियर गैस की आपूर्ति करनी चाहिए। जब ​​पंप कमीशनिंग और वेंटिंग प्रक्रिया पूरी हो जाती है, तो प्लान 74 सील और पैनल शुरू होने के लिए तैयार होते हैं।
फ़िल्टर तत्व का संचालन के एक महीने बाद या हर छह महीने में निरीक्षण किया जाना चाहिए यदि कोई संदूषण नहीं पाया जाता है। फ़िल्टर प्रतिस्थापन अंतराल आपूर्ति की गई गैस की शुद्धता पर निर्भर करेगा, लेकिन तीन साल से अधिक नहीं होना चाहिए।
नियमित निरीक्षण के दौरान बैरियर गैस दरों की जाँच की जानी चाहिए और उन्हें रिकॉर्ड किया जाना चाहिए। यदि चेक वाल्व के खुलने और बंद होने के कारण होने वाला बैरियर वायु प्रवाह स्पंदन उच्च प्रवाह अलार्म को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त बड़ा है, तो झूठे अलार्म से बचने के लिए इन अलार्म मूल्यों को बढ़ाने की आवश्यकता हो सकती है।
डीकमीशनिंग में एक महत्वपूर्ण कदम यह है कि शील्डिंग गैस को अलग करना और दबाव कम करना अंतिम चरण होना चाहिए। सबसे पहले, पंप आवरण को अलग करें और दबाव कम करें। एक बार जब पंप सुरक्षित स्थिति में आ जाता है, तो शील्डिंग गैस आपूर्ति दबाव को बंद किया जा सकता है और प्लान 74 पैनल को मैकेनिकल सील से जोड़ने वाली पाइपिंग से गैस का दबाव हटाया जा सकता है। किसी भी रखरखाव कार्य को शुरू करने से पहले सिस्टम से सभी तरल पदार्थ निकाल दें।
प्लान 74 समर्थन प्रणालियों के साथ संयुक्त दोहरे दबाव पंप एयर सील, ऑपरेटरों को शून्य-उत्सर्जन शाफ्ट सील समाधान, कम पूंजी निवेश (तरल अवरोधक प्रणालियों के साथ सील की तुलना में), कम जीवन चक्र लागत, छोटे समर्थन प्रणाली पदचिह्न और न्यूनतम सेवा आवश्यकताओं के साथ प्रदान करते हैं।
सर्वोत्तम पद्धति के अनुसार स्थापित और संचालित किए जाने पर, यह रोकथाम समाधान दीर्घकालिक विश्वसनीयता प्रदान कर सकता है और घूर्णन उपकरणों की उपलब्धता बढ़ा सकता है।
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मार्क सैवेज जॉन क्रेन में उत्पाद समूह प्रबंधक हैं। सैवेज ने ऑस्ट्रेलिया के सिडनी विश्वविद्यालय से इंजीनियरिंग में विज्ञान स्नातक की डिग्री प्राप्त की है। अधिक जानकारी के लिए johncrane.com पर जाएँ।