Aplicacións de procesos químicos: unha guía para problemas de presión transitoria e de estado estacionario

Cando se supera o 10% da presión de traballo máxima permitida (MAWP), o usuario pode abrir o disco de ruptura ou a válvula de alivio de presión. Se o usuario está a correr preto de MAWP, teña en conta que debido a cambios no inversor da bomba, poden producirse condicións de fluxo inestables e expansión térmica da válvula de control, sobrepresión, presión de arranque da bomba, presión de peche da válvula de control da bomba e flutuacións de presión. O primeiro paso é identificar a presión máxima durante o evento que alcanzou o MAWP. Se o usuario supera o MAWP, supervise a presión do sistema 200 veces por segundo (moitas bombas e sistemas de tuberías monitorean unha vez por segundo). O sensor de presión de proceso estándar non rexistrará os transitorios de presión que pasan 4.000 pés por segundo polo sistema de tubaxes. Ao supervisar a presión a unha velocidade de 200 veces por segundo para rexistrar os transitorios de presión, considere un sistema que rexistre a media corrente nun estado estacionario para manter a manexabilidade do ficheiro de datos. Se a flutuación de presión é pequena, o sistema rexistrará unha media en funcionamento de 10 puntos de datos por segundo. Onde se debe controlar a presión? Arranque augas arriba da bomba, augas arriba e augas abaixo da válvula de retención, e augas arriba e augas abaixo da válvula de control. Instale un sistema de monitorización de presión nun determinado punto augas abaixo para verificar a velocidade da onda e o inicio da onda de presión. A figura 1 mostra a presión de descarga da bomba de inicio. O sistema de tubaxes está deseñado para ser de 300 libras (lbs) do American National Standards Institute (ANSI), a presión máxima permitida é de 740 libras por polgada cadrada (psi) e a presión de arranque da bomba supera os 800 psi. A figura 2 mostra o fluxo inverso a través da válvula de retención. A bomba funciona en estado estacionario a unha presión de 70 psi. Cando a bomba está apagada, o cambio de velocidade producirá unha onda negativa, que logo se reflicte na onda positiva. Cando a onda positiva golpea o disco da válvula de retención, a válvula de retención aínda está aberta, facendo que o fluxo se invierta. Cando a válvula de retención está pechada, hai outra presión augas arriba e despois unha onda de presión negativa. A presión no sistema de tubaxes cae a -10 libras por polgada cadrada (psig). Agora que se rexistraron os transitorios de presión, o seguinte paso é modelar os sistemas de bombeo e canalización para simular os cambios de velocidade que producen presións destrutivas. O software de modelado de sobretensións permite aos usuarios introducir a curva da bomba, o tamaño da tubería, a elevación, o diámetro da tubería e o material da tubería. Que outros compoñentes de tubaxe poden producir cambios de velocidade no sistema? O software de modelado de sobretensións proporciona unha serie de características de válvulas que se poden simular. O software de modelado de transitorios informáticos permite aos usuarios modelar o fluxo monofásico. Considere a posibilidade dun fluxo bifásico que se pode identificar mediante a monitorización da presión transitoria na aplicación. Hai cavitación no sistema de bombeo e tubaxe? En caso afirmativo, é causado pola presión de succión da bomba ou a presión de descarga da bomba durante a viaxe da bomba? A operación da válvula fará que cambie a velocidade no sistema de tubaxes. Ao operar a válvula, a presión augas arriba aumentará, a presión augas abaixo diminuirá e, nalgúns casos, producirase cavitación. Unha solución sinxela para as flutuacións de presión pode ser diminuír o tempo de funcionamento ao pechar a válvula. O usuario está intentando manter un caudal ou presión constantes? O tempo de comunicación entre o condutor e o transmisor de presión pode provocar que o sistema busque. Para cada acción, haberá unha reacción, así que intenta comprender os transitorios de presión a través da velocidade da onda. Cando a bomba acelera, a presión aumentará, pero a onda de alta presión reflectirase de volta como unha onda de presión negativa. Use a monitorización de presión de alta frecuencia para axustar as unidades de control do motor e as válvulas de control. A figura 3 mostra a presión inestable xerada por un variador de frecuencia (VFD). A presión de descarga variou entre 204 psi e 60 psi, e o evento de flutuación da presión s742 ocorreu en 1 hora e 19 minutos. Oscilación da válvula de control: a onda de presión de choque atravesa a válvula de control antes de responder á onda de choque. O control de fluxo, o control de contrapresión e a válvula redutora de presión teñen tempo de resposta. Para proporcionar e recibir enerxía, instálanse recipientes de pulsación e sobretensión para amortiguar as ondas de choque. Ao determinar o tamaño do amortiguador de pulsacións e do tanque de sobretensión, é importante comprender o estado estacionario e as ondas de presión mínima e máxima. A carga e o volume de gas deben ser suficientes para facer fronte aos cambios de enerxía. Os cálculos do nivel de gas e líquido utilízanse para confirmar amortiguadores de pulsacións e vasos tampón con constantes multivariables de 1 en estado estacionario e 1,2 durante eventos de presión transitoria. As válvulas activas (abrir/pechar) e as válvulas de retención (pechar) son cambios estándar na velocidade que provocan o foco. Cando a bomba está apagada, un tanque de protección instalado augas abaixo da válvula de retención proporcionará enerxía para a velocidade de inflado. Se a bomba sae da curva, é necesario xerar contrapresión. Se o usuario atopa flutuacións de presión da válvula de control de contrapresión, é posible que o sistema necesite instalar un amortiguador de pulsacións augas arriba. Se a chave se pecha con demasiada rapidez, asegúrese de que o volume de gas do recipiente regulador de presión poida aceptar enerxía suficiente. O tamaño da válvula de retención debe determinarse segundo o caudal, a presión e a lonxitude do tubo da bomba para garantir o tempo de peche correcto. Varias unidades de bombeo teñen válvulas de retención que son sobredimensionadas, están parcialmente abertas e oscilan no fluxo, o que pode provocar vibracións excesivas. Descifrar eventos de sobrepresión en grandes redes de canalizacións de procesos require varios puntos de vixilancia. Isto axudará a determinar a orixe da onda de presión. A onda de presión negativa xerada por debaixo da presión de vapor pode ser un reto. O fluxo bifásico de aceleración e colapso da presión do gas pódese rexistrar mediante a monitorización da presión transitoria. O uso da enxeñaría forense para descubrir a causa raíz das flutuacións de presión comeza coa monitorización da presión transitoria.