To drevklassificerede propan-tømningspumper vurderet til 30 hestekræfter (hk) arbejder konsekvent ved høje strømningshastigheder, der overstiger den nominelle designkapacitet på 110 gallons per minut (gpm). Under normal aflæsning kører pumpen med 190 gpm, hvilket er uden for pumpekurven. Pumpen kører ved 160 % Best Efficiency Point (BEP), hvilket er uacceptabelt. Baseret på driftshistorikken kører en pumpe to gange om ugen med en gennemsnitlig driftstid på en time pr. kørsel. pumpen gennemgik et større eftersyn efter seks års drift. Den omtrentlige driftstid mellem større reparationer er omkring 1 måned, hvilket er meget kort. Disse pumper anses for at have lav pålidelighed, især da procesvæsken anses for at være ren uden suspenderede faste stoffer. Propan aflæsningspumper er vigtige for at opretholde sikre propanniveauer for pålidelig drift af naturgasvæsker (NGL). Anvendelse af forbedringer og afhjælpning af pumpebeskyttelse vil forhindre skader.
For at bestemme årsagen til drift med høj flow skal du genberegne friktionstabene i rørsystemet for at afgøre, om pumpen er overdesignet. Derfor er alle relevante isometriske tegninger påkrævet. Ved gennemgang af rør- og instrumenteringsdiagrammerne (P&ID'er) blev de påkrævede rør-isometrier bestemt til at hjælpe med at beregne friktionstab.Der er tilvejebragt en komplet isometrisk afbildning af pumpen af sugeledningen.Isometriske afbildninger af nogle afgangsledninger mangler. Derfor blev en konservativ tilnærmelse af pumpens afgangsledningsfriktion bestemt baseret på aktuelle pumpedriftsparametre. enhed B sugeledning tages med i beregningen, som vist med grønt i figur 1.
For at bestemme den ækvivalente rørfriktionslængde af afgangsrøret, blev faktiske pumpedriftsparametre brugt (figur 2). Da både lastbilen og destinationskarret har trykudligningslinjer, betyder det, at pumpens eneste opgave kan opdeles i to .Den første opgave er at løfte væsken fra lastbilniveauet til containerniveauet, mens den anden opgave er at overvinde friktionen i rørene, der forbinder de to.
Det første trin er at bestemme den ækvivalente friktionsrørlængde for at beregne det samlede løftehøjde (ƤHtotal) ud fra de modtagne data.
Da det samlede hoved er summen af friktionshovedet og elevationshovedet, kan friktionshovedet bestemmes ved ligning 3.
hvor Hfr anses for at være friktionshovedet (friktionstab) for hele systemet (dvs. suge- og afgangsledninger).
Ved at se på figur 1 er friktionstabene beregnet for sugeledningen i enhed B vist i figur 4 (190 gpm) og figur 5 (110 gpm).
Filterfriktion skal tages i betragtning i beregningen. Normalen for et filter uden maske i dette tilfælde er 1 pund per kvadrattomme (psi), hvilket svarer til 3 fod (ft). Overvej også friktionstabet af slangen, hvilket er omkring 3 fod.
Sammenfattende er sugeledningens friktionstab ved 190 gpm og pumpens nominelle flow (110 gpm) i ligning 4 og 5.
Sammenfattende kan friktionstabene i afgangsledningen bestemmes ved at trække den samlede systemfriktion Hfr fra sugeledningsfriktionen, som vist i ligning 6.
Da friktionstabet for afgangsledningen beregnes, kan den ækvivalente friktionslængde af afgangsledningen tilnærmes baseret på den kendte rørdiameter og strømningshastighed i røret. Ved at bruge disse to indgange i enhver rørfriktionssoftware kan friktionen for 100 fod af 4" rør ved 190 gpm er beregnet til at være 7,2 fod. Derfor kan den ækvivalente friktionslængde af afgangsledningen beregnes i henhold til ligning 7.
Ved at bruge den ækvivalente længde af udløbsrøret ovenfor, kan udløbsrørets friktion ved enhver strømningshastighed beregnes ved hjælp af enhver rørfraktionssoftware.
Da fabriksydelsen af pumpen leveret af leverandøren ikke nåede 190 gpm flow, blev der foretaget ekstrapolering for at bestemme pumpens ydeevne under eksisterende højflowdrift. For at bestemme den nøjagtige kurve skal den oprindelige fremstillingsydelseskurve plottes og opnås ved hjælp af den LINJESTE ligning i Excel. Ligningen, der repræsenterer pumpehøjdekurven, kan tilnærmes med et tredje ordens polynomium. Ligning 8 viser det mest egnede polynomium til fabrikstestning.
Figur 7 viser fremstillingskurven (grøn) og modstandskurven (rød) for de aktuelle forhold i marken med udluftningsventilen helt åben. Husk at pumpen har fire trin.
Derudover viser den blå linje systemkurven, forudsat at udløbsspærreventilen er delvist lukket. Det omtrentlige differenstryk over ventilen er 234 fod. For eksisterende ventiler er dette et stort differenstryk og kan ikke opfylde kravene.
Figur 8 viser den ideelle situation, når pumpen nedgraderes fra fire til to pumpehjul (lysegrøn).
Derudover viser den blå linje systemkurven, når pumpen er stoppet, og udløbsspærreventilen er delvist lukket. Det omtrentlige differenstryk over ventilen er 85 fod. Se den oprindelige beregning i figur 9.
Undersøgelse af procesdesignet afslørede en overvurdering af det påkrævede differenstryk på grund af forkert design, manglende tilstedeværelse af en gas/damp-balanceledning mellem toppen af lastbilen og toppen af fartøjet. Ifølge procesdata varierer propandamptrykket væsentligt fra vinter til sommer.Så det originale design ser ud til at være udført med det laveste damptryk i lastbilen (vinter) og det højeste damptryk i containeren (sommer) for øje, hvilket er forkert. Da de to altid er forbundet vha. en afbalanceret linje, vil ændringen i damptryk være ubetydelig og bør ikke tages i betragtning ved dimensionering af pumpedifferenshøjde.
Det anbefales at nedgradere pumpen fra fire til to pumpehjul og drosle afgangsventilen med ca. 85 fod. Bestem, at ventilen skal drosles, indtil flowet når 110 gpm. Det er også bestemt, at ventilen er designet til kontinuerlig drosling for at sikre, at der er ingen indvendig skade.Hvis den indvendige belægning af ventilen ikke er designet til sådanne situationer, skal fabrikken overveje yderligere handling. For at stoppe skal det første pumpehjul blive stående.
Wesam Khalaf Allah har otte års erfaring hos Saudi Aramco. Han er specialiseret i pumper og mekaniske tætninger og var involveret i idriftsættelsen og opstarten af Shaybah NGL som pålidelighedsingeniør.
Amer Al-Dhafiri er en ingeniørspecialist med over 20 års erfaring i pumper og mekaniske tætninger for Saudi Aramco. Besøg aramco.com for mere information.
Indlægstid: 21. februar 2022
