Aplikace chemických procesů: průvodce problematikou ustáleného a přechodného tlaku

Když je překročeno 10 % maximálního povoleného pracovního tlaku (MAWP), uživatel může otevřít průtržnou destičku nebo přetlakový ventil. Pokud uživatel běží v blízkosti MAWP, vezměte prosím v úvahu, že v důsledku změn v invertoru čerpadla, nestabilních průtokových podmínek a tepelné roztažnosti regulačního ventilu, rázového tlaku, spouštěcího tlaku čerpadla, uzavíracího tlaku a tlaku řídicího ventilu čerpadla může docházet ke kolísání. Prvním krokem je identifikace špičkového tlaku během události, která dosáhla MAWP. Pokud uživatel překročí MAWP, monitorujte tlak v systému 200krát za sekundu (mnoho čerpadel a potrubních systémů monitoruje jednou za sekundu). Standardní senzor procesního tlaku nezaznamená přechodné tlaky, které projdou potrubním systémem rychlostí 4 000 stop za sekundu. Při monitorování tlaku rychlostí 200krát za sekundu za účelem zaznamenávání přechodných tlaků zvažte systém, který zaznamenává klouzavý průměr v ustáleném stavu, aby byla zachována ovladatelnost datového souboru. Pokud je kolísání tlaku malé, systém zaznamená průběžný průměr 10 datových bodů za sekundu. Kde je třeba kontrolovat tlak? Začněte před čerpadlem, před a za zpětným ventilem a před a za regulačním ventilem. Nainstalujte systém monitorování tlaku v určitém bodě po proudu, abyste ověřili rychlost vlny a začátek tlakové vlny. Obrázek 1 ukazuje počáteční ráz výtlačného tlaku čerpadla. Potrubní systém je navržen na 300 liber (lb) American National Standards Institute (ANSI), maximální povolený tlak je 740 liber na čtvereční palec (psi) a rázový tlak při spuštění čerpadla přesahuje 800 psi. Obrázek 2 ukazuje zpětný tok přes zpětný ventil. Čerpadlo pracuje v ustáleném stavu při tlaku 70 psi. Když je čerpadlo vypnuto, změna rychlosti vytvoří zápornou vlnu, která se pak odráží zpět na kladnou vlnu. Když kladná vlna zasáhne kotouč zpětného ventilu, zpětný ventil je stále otevřený, což způsobí obrácení průtoku. Když je zpětný ventil zavřený, vzniká další tlak proti proudu a poté podtlaková vlna. Tlak v potrubním systému klesne na -10 liber na čtvereční palec (psig). Nyní, když byly zaznamenány tlakové přechody, je dalším krokem modelování čerpacích a potrubních systémů pro simulaci změn rychlosti, které vytvářejí destruktivní tlaky. Software pro modelování rázů umožňuje uživatelům zadat křivku čerpadla, velikost potrubí, nadmořskou výšku, průměr potrubí a materiál potrubí. Jaké další součásti potrubí mohou způsobit změny rychlosti v systému? Software pro modelování přepětí poskytuje řadu charakteristik ventilů, které lze simulovat. Počítačový software pro modelování přechodných jevů umožňuje uživatelům modelovat jednofázové proudění. Zvažte možnost dvoufázového toku, který lze identifikovat pomocí monitorování přechodného tlaku v aplikaci. Je v čerpacím a potrubním systému kavitace? Pokud ano, je to způsobeno tlakem na sání čerpadla nebo tlakem na výtlaku čerpadla během vypnutí čerpadla? Provoz ventilu způsobí změnu rychlosti v potrubním systému. Při provozu ventilu se tlak na vstupu zvýší, tlak za ventilem se sníží a v některých případech dojde ke kavitaci. Jednoduchým řešením kolísání tlaku může být zpomalení provozní doby při zavírání ventilu. Snaží se uživatel udržovat konstantní průtok nebo tlak? Doba komunikace mezi řidičem a snímačem tlaku může způsobit, že systém vyhledá. Pro každou akci dojde k reakci, takže se snažte pochopit tlakové přechody prostřednictvím rychlosti vln. Když čerpadlo zrychlí, tlak vzroste, ale vlna vysokého tlaku se odrazí zpět jako podtlaková vlna. Použijte vysokofrekvenční monitorování tlaku k nastavení pohonů řízení motoru a regulačních ventilů. Obrázek 3 ukazuje nestabilní tlak generovaný frekvenčním měničem (VFD). Výstupní tlak kolísal mezi 204 psi a 60 psi a událost kolísání tlaku s742 nastala během 1 hodiny a 19 minut. Kmitání řídicího ventilu: Rázová tlaková vlna prochází řídicím ventilem, než reaguje na rázovou vlnu. Řízení průtoku, zpětný tlak a redukční ventil mají všechny odezvy. Za účelem poskytování a přijímání energie jsou instalovány pulsační a rázové zásobníky, které tlumí rázové vlny. Při určování velikosti tlumiče pulzací a vyrovnávací nádrže je důležité pochopit ustálený stav a minimální a maximální tlakové vlny. Náplň plynu a objem plynu musí být dostatečné, aby se vyrovnaly s energetickými změnami. Výpočty hladiny plynů a kapalin se používají k potvrzení tlumičů pulzací a vyrovnávacích nádob s víceproměnnými konstantami 1 v ustáleném stavu a 1,2 během přechodných tlakových jevů. Aktivní ventily (otevřít/zavřít) a zpětné ventily (zavřít) jsou standardní změny rychlosti, které způsobují zaostření. Když je čerpadlo vypnuto, vyrovnávací nádrž instalovaná za zpětným ventilem poskytne energii pro rychlost nafukování. Pokud čerpadlo běží mimo křivku, je třeba vytvořit protitlak. Pokud se uživatel setká s kolísáním tlaku z regulačního ventilu zpětného tlaku, systém může vyžadovat instalaci tlumiče pulzací proti proudu. Pokud se ventil zavírá příliš rychle, ujistěte se, že objem plynu v nádobě pro regulaci tlaku může přijmout dostatek energie. Velikost zpětného ventilu by měla být určena podle průtoku, tlaku a délky potrubí čerpadla, aby byla zajištěna správná doba uzavření. Několik čerpacích jednotek má zpětné ventily, které jsou předimenzované, částečně otevřené a oscilují v proudu proudu, což může způsobit nadměrné vibrace. Dešifrování událostí přetlaku ve velkých procesních potrubních sítích vyžaduje více monitorovacích bodů. To pomůže určit zdroj tlakové vlny. Podtlaková vlna generovaná pod tlakem par může být náročná. Dvoufázový tok zrychlení a kolapsu tlaku plynu lze zaznamenat pomocí monitorování přechodného tlaku. Použití soudního inženýrství k odhalení hlavní příčiny kolísání tlaku začíná přechodným monitorováním tlaku.