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选择合适的压力表、润滑和密封系统至关重要

作者:发表时间:2019-08-14


      压力表在许多工厂都很常见的,不幸的是,经常遭受不必要的压力表停机。压力表订单文件中未提及且压力表设计和制造中未考虑的操作条件占所有非计划停机的75%以上。替代操作点和瞬态操作条件是特定的罪魁祸首。因此,准确地指出压力表的所有可能操作情况下的流速、所需的喷头、液体细节和净正吸入压头(NPSH)非常重要。

      在选择的压力表时,额定工作点位于过载区域,这可能表示选择的压力表太小或者相对靠近关闭,额定工作点应接近最佳效率点(BEP)。通常很难给出一般指导原则,因为限制取决于压力表的细节、压力表曲线和应用。然而,作为粗略规则,额定容量优选应落在BEP流量的65%至112%的范围内。就压力表的潜在尺寸不足而言,过载区域通常会引起更多关注,112%是一个坚定的限制。在某些情况下,55%的BEP流量可能是可以接受的。大多数损坏和可靠性问题,尤其是轴承、密封件等,都源于压力表相对于BEP点相对较远的点的操作。

      压力表曲线可能导致操作问题。具有平坦曲线的压力表可以经历快速的流量变化/波动和由于下游头部变化小而导致的不稳定性。任何压力表应至少从额定点到关闭头上升8%。一些压力表,包括关键的压力表,应该在关闭时具有12%的最小扬程。高压、高速压力表通常具有相对平坦的曲线。因此,他们的选择需要特别小心,它们通常提供差的可靠性和性能并且提示许多操作问题。

标准

      美国国家标准协会和美国石油协会都提供压力表标准。符合标准的压力表通常被选择用于要求较低的化学和公用事业服务,通常被认为是处理危险、易燃、有毒和易爆液体的压力表的最低规格,因为任何可靠性问题甚至压力表中的小事故都可能导致灾难。压力表在极端温度服务(甚至在一些关键的水服务,如锅炉给水压力表)或低温应用中也非常受欢迎。在某些情况下,指定的消防水和关键冷却压力表符合标准,以实现高可靠性。

      压力表在某些重要方面有所不同。例如,半钢压力表通常水平安装在脚上,而一般压力表通常安装在中心线上。脚安装的半钢压力表的轴中心线的热膨胀/收缩可以比可比较的中心线安装的压力表的轴的中心线的热膨胀/收缩大两到三倍。这可能直接影响压力表系统对准和压力表的可靠性。半钢压力表非常适用于工艺液体、碳氢化合物、石化产品、极端温度服务和关键应用。

关于是否将标准用于服务,总会有一些讨论。决定应取决于应用(液体、设备等),压力表头、工作温度、额定功率、容量、压力表速和预期可靠性。主要变量是服务(液体、工厂和所需的可靠性)。对于超过20 bar的压差,通常会指定压力表,即使对于某些关键的水和公用事业服务也是如此。当输送液体温度超过140℃或非常低时,半钢压力表始终是首选。使用压力表额定功率决定是否使用半钢压力表有点棘手,因为有许多非制造商标准压力表可用于各种服务中的高功率范围的成功参考。

      对于半钢压力表,考虑适用于400 kW以上的应用。(对于某些服务,此限制可降至100 kW。)非高速的压力表通常不受欢迎。对于需要压力表速超过4,000 rpm的服务,半钢压力表可能是一个不错的选择。当尺寸、额定功率和功率密度超过一定水平时,请使用压力表轴承间轴设计。作为粗略的指示,对于高速的压力表,该限制可以> 450kW,但对于一些关键的服务压力表可以更低,例如> 200kW。

可靠性因素

      润滑和密封系统应在压力表的选择、设计、制造和采购中发挥重要作用,因为它们会显著影响压力表的运行和可靠性。通常,修理压力表不能解决潜在的问题并且故障会再次发生。在这些情况下,真正有效的解决方案需要正确的根本原因分析,这需要充分了解润滑和密封系统。

      润滑—油浴润滑可能足以用于小型压力表,但如果摩擦热产生相对较高则不能使用。当压力表的轴尺寸或速度超过一定水平时,它是不合适的。作为一个非常粗略的指南,不要考虑轴直径超过1.5英寸(40毫米)或速度超过3,000转/分的油浴润滑。如果油位达到轴承中心,则可能产生大量的热量。因此,将油位设置在轴承中心以下。当轴承中的线速度增加超过某一点时,油浴润滑和油环变得不合适且不可靠。特别是油环经常会引起问题。对于超过一定尺寸或超过一定速度的压力表设计,将油提升并喷射到轴承中的附加装置是值得的。今天,带有抛油装置的滤芯安装轴承(用于将油提升并喷入轴承)是压力表的常用设备。油雾(油雾)润滑系统越来越受到使用滚动轴承的小型和一些中型旋转机械的青睐。

      密封系统—很少有新压力表仍在使用包装。而压力表则依赖于机械密封。在这些中,密封面被一个小间隙隔开,一个干净的冷却冲洗液注入其中。这种流体不仅可以防止面之间的接触,还可以冷却它们。冲洗流体的使用需要许多连接,包括用于流体入口和出口的连接(通常都在压力表的顶部)、通风口(用于从密封腔移除蒸汽或气体)和泄漏监测端口。当必须防止环境空气穿透密封面之间的空间或需要更大的冷却、安全性或可靠性时,压力表可以配备双重密封。除了主要密封之外,它还有一个二次密封。在这种设计中,一种二级流体,称为“屏障”或“缓冲”流体,

      例如用于一般应用和清洁液体的压力表通常使用“Plan 11”密封系统,其中液体侧流再循环。该侧流应具有比机械密封所在的压力表叶轮正后方高1。5-2巴的压力。通常,孔口也位于冲洗液体路径中。据报道,密封管道或密封孔的堵塞是一个常见问题。“Plan 23”密封系统包括热交换器。它为冲洗液提供了更好的热管理,从而提高了密封的可靠性和性能。该计划适用于热服务中的压力表或处理其汽化点附近工作的液体。它可以改善密封室中的蒸汽压力裕度。今天,“Plan 23”非常受热水服务的欢迎,特别是锅炉给水压力表。通常由冷却水冷却的热交换器的性能需要在所有服务中仔细监控。

      运营商出于多种原因避免了“计划23”,包括其更大的复杂性。然而,现代的“Plan 23”筒式机械密封件可以很容易地用于各种压力表应用中。使用二次流体的双密封需要特殊的密封支撑系统。“计划32”通常用于这些应用程序,但现在“计划53A”更受欢迎。在许多压力表中,“Plan 32”已被转换为“Plan 53A”。双重密封和“Plan 53A”用于有害或危险的服务。这种布置也选择用于含有悬浮固体或润滑性差的液体。双密封通常用于即使是大量泄漏到大气中也不能容忍的服务。 


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