پرداختن به مشکلات عملکرد پمپ های تخلیه پروپان

دو پمپ تخلیه پروپان با رتبه درایو با توان 30 اسب بخار (اسب بخار) به طور مداوم با دبی بالا بیش از ظرفیت طراحی شده 110 گالن در دقیقه (gpm) کار می کنند. در طول تخلیه معمولی، پمپ با سرعت 190 گرم در دقیقه کار می کند. خارج از منحنی پمپ. پمپ در 160% بهترین نقطه بازده (BEP) کار می کند که غیرقابل قبول است. بر اساس تاریخچه عملیات، یک پمپ دو بار در هفته با میانگین زمان کارکرد یک ساعت در هر بار کار می کند. علاوه بر این، پمپ پس از شش سال کار، تعمیر اساسی شد. زمان تقریبی بین تعمیرات اساسی حدود 1 ماه است که بسیار کوتاه است. این پمپ ها دارای قابلیت اطمینان پایینی هستند، به خصوص که مایع فرآیند تمیز و بدون مواد جامد معلق در نظر گرفته می شود. پروپان پمپ های تخلیه برای حفظ سطح ایمن پروپان برای عملکرد قابل اعتماد مایعات گاز طبیعی (NGL) مهم هستند. اعمال بهبودها و کاهش حفاظت پمپ از آسیب جلوگیری می کند.
برای تعیین علت عملکرد جریان بالا، تلفات اصطکاک سیستم لوله کشی را دوباره محاسبه کنید تا مشخص شود که آیا پمپ بیش از حد طراحی شده است یا خیر. بنابراین، تمام نقشه های ایزومتریک مربوطه مورد نیاز است. برای کمک به محاسبه تلفات اصطکاک تعیین شده است. نمای ایزومتریک خط مکش کامل پمپ ارائه شده است. نماهای ایزومتریک برخی از خطوط تخلیه وجود ندارد. بنابراین، یک تقریب محافظه کارانه از اصطکاک خط تخلیه پمپ بر اساس پارامترهای عملکرد پمپ فعلی تعیین شد. بنابراین، همانطور که در شکل 1 به رنگ سبز نشان داده شده است، خط مکش واحد B در محاسبه در نظر گرفته شده است.
برای تعیین طول اصطکاک لوله تخلیه لوله تخلیه، از پارامترهای واقعی عملکرد پمپ استفاده شد (شکل 2). از آنجایی که کامیون و کشتی مقصد دارای خطوط یکسان سازی فشار هستند، این بدان معنی است که تنها وظیفه پمپ را می توان به دو بخش تقسیم کرد. وظیفه اول بلند کردن مایع از سطح کامیون به سطح کانتینر است، در حالی که وظیفه دوم غلبه بر اصطکاک در لوله های متصل کننده این دو است.
اولین مرحله تعیین طول لوله اصطکاکی معادل برای محاسبه کل هد (ƤHtotal) از داده های دریافتی است.
از آنجایی که کل هد مجموع سر اصطکاک و هد ارتفاعی است، هد اصطکاک را می توان با رابطه 3 تعیین کرد.
که در آن Hfr به عنوان سر اصطکاک (تلفات اصطکاکی) کل سیستم (یعنی خطوط مکش و تخلیه) در نظر گرفته می شود.
با مشاهده شکل 1، تلفات اصطکاک محاسبه شده برای خط مکش واحد B در شکل 4 (190 gpm) و شکل 5 (110 gpm) نشان داده شده است.
اصطکاک فیلتر باید در محاسبه در نظر گرفته شود. نرمال برای یک فیلتر بدون توری در این مورد 1 پوند بر اینچ مربع (psi) است که معادل 3 فوت (ft) است. همچنین، از دست دادن اصطکاک شلنگ را نیز در نظر بگیرید. که حدود 3 فوت است.
به طور خلاصه، تلفات اصطکاک خط مکش در 190 gpm و جریان نامی پمپ (110 gpm) در معادلات 4 و 5 آمده است.
به طور خلاصه، تلفات اصطکاک در خط تخلیه را می توان با کم کردن کل اصطکاک سیستم Hfr از اصطکاک خط مکش، همانطور که در رابطه 6 نشان داده شده است، تعیین کرد.
از آنجایی که تلفات اصطکاک خط تخلیه محاسبه می شود، طول اصطکاک معادل خط تخلیه را می توان بر اساس قطر لوله شناخته شده و سرعت جریان در لوله تقریب زد. با استفاده از این دو ورودی در هر نرم افزار اصطکاک لوله، اصطکاک برای 100 فوت لوله 4 اینچی در 190 گرم در دقیقه 7.2 فوت محاسبه می شود. بنابراین، طول اصطکاک معادل خط تخلیه را می توان طبق رابطه 7 محاسبه کرد.
با استفاده از طول معادل لوله تخلیه بالا، اصطکاک لوله تخلیه در هر نرخ جریان را می توان با استفاده از هر نرم افزار کسری لوله محاسبه کرد.
از آنجایی که عملکرد کارخانه پمپ ارائه شده توسط تامین کننده به جریان 190 gpm نمی رسد، برون یابی برای تعیین عملکرد پمپ تحت عملیات جریان بالا انجام شد. برای تعیین منحنی دقیق، منحنی عملکرد تولید اصلی باید رسم شود و با استفاده از آن به دست آید. معادله LINEST در Excel. معادله نشان دهنده منحنی سر پمپ را می توان با یک چند جمله ای مرتبه سوم تقریب زد. معادله 8 مناسب ترین چند جمله ای را برای آزمایش کارخانه نشان می دهد.
شکل 7 منحنی ساخت (سبز) و منحنی مقاومت (قرمز) را برای شرایط فعلی در مزرعه با شیر تخلیه کاملاً باز نشان می دهد. به یاد داشته باشید که پمپ دارای چهار مرحله است.
علاوه بر این، خط آبی منحنی سیستم را نشان می دهد، با فرض اینکه شیر قطع کننده تخلیه تا حدی بسته است. فشار تفاضلی تقریبی در سراسر شیر 234 فوت است. برای شیرهای موجود، این یک فشار دیفرانسیل بزرگ است و نمی تواند الزامات را برآورده کند.
شکل 8 وضعیت ایده آل را نشان می دهد که پمپ از چهار پروانه به دو پروانه (سبز روشن) کاهش یابد.
علاوه بر این، خط آبی منحنی سیستم را هنگامی که پمپ متوقف می شود و شیر قطع کننده تخلیه تا حدی بسته است نشان می دهد. فشار اختلاف تقریبی در سراسر شیر 85 فوت است. محاسبه اصلی را در شکل 9 ببینید.
بررسی طراحی فرآیند نشان داد که تخمین بیش از حد هد دیفرانسیل مورد نیاز به دلیل طراحی نادرست، عدم وجود خط تعادل گاز/بخار بین بالای کامیون و بالای کشتی وجود دارد. طبق داده‌های فرآیند، فشار بخار پروپان متفاوت است. به طور قابل توجهی از زمستان تا تابستان.بنابراین به نظر می رسد طراحی اولیه با کمترین فشار بخار در کامیون (زمستان) و بالاترین فشار بخار در ظرف (تابستان) در نظر گرفته شده است، که نادرست است. زیرا این دو همیشه با استفاده از یکدیگر متصل می شوند. یک خط متعادل، تغییر در فشار بخار ناچیز خواهد بود و نباید در اندازه هد دیفرانسیل پمپ در نظر گرفته شود.
توصیه می شود پمپ را از چهار پروانه به دو پروانه کاهش دهید و دریچه تخلیه را تقریباً 85 فوت دریچه گاز بگیرید. تعیین کنید که شیر باید تا زمانی که دبی به 110 گرم در دقیقه برسد. همچنین تعیین می شود که شیر برای دریچه گاز مداوم طراحی شده است تا اطمینان حاصل شود که وجود دارد. بدون آسیب داخلی.اگر پوشش داخلی سوپاپ برای چنین شرایطی طراحی نشده باشد، کارخانه باید اقدامات بیشتری را در نظر بگیرد. برای توقف، اولین پروانه باید باقی بماند.
وسام خلف الله دارای هشت سال تجربه در عربستان سعودی آرامکو است. او در پمپ ها و آب بندی های مکانیکی تخصص دارد و در راه اندازی و راه اندازی Shaybah NGL به عنوان مهندس قابلیت اطمینان شرکت داشته است.
عامر الظفیری متخصص مهندسی با بیش از 20 سال تجربه در پمپ ها و مهر و موم های مکانیکی برای آرامکو عربستان است. برای اطلاعات بیشتر به aramco.com مراجعه کنید.