Primjene u kemijskim procesima: vodič za pitanja ravnotežnog i prolaznog tlaka

Kada se prekorači 10% maksimalno dopuštenog radnog tlaka (MAWP), korisnik može otvoriti disk za pucanje ili ventil za smanjenje tlaka. Ako korisnik radi u blizini MAWP-a, imajte na umu da se zbog promjena u pretvaraču crpke mogu pojaviti uvjeti nestabilnog protoka i toplinsko širenje regulacijskog ventila, udarni tlak, tlak pokretanja crpke, tlak zatvaranja regulacijskog ventila crpke i fluktuacije tlaka. Prvi korak je identificirati vršni tlak tijekom događaja koji je dosegao MAWP. Ako korisnik premaši MAWP, nadzirite tlak sustava 200 puta u sekundi (mnoge pumpe i sustavi cjevovoda nadziru jednom u sekundi). Standardni procesni senzor tlaka neće bilježiti prijelazne pojave tlaka koje prolaze 4000 stopa u sekundi kroz sustav cjevovoda. Pri praćenju tlaka brzinom od 200 puta u sekundi radi bilježenja prijelaza tlaka, razmislite o sustavu koji bilježi tekući prosjek u stabilnom stanju kako bi se održala upravljivost podatkovne datoteke. Ako je fluktuacija tlaka mala, sustav će zabilježiti tekući prosjek od 10 podatkovnih točaka u sekundi. Gdje treba pratiti tlak? Počnite uzvodno od crpke, uzvodno i nizvodno od nepovratnog ventila, te uzvodno i nizvodno od kontrolnog ventila. Instalirajte sustav za praćenje tlaka na određenoj točki nizvodno kako biste provjerili brzinu vala i početak vala tlaka. Slika 1 prikazuje početni udar tlaka pražnjenja pumpe. Sustav cjevovoda je dizajniran da bude 300 funti (lbs) Američkog nacionalnog instituta za standarde (ANSI), najveći dopušteni tlak je 740 funti po kvadratnom inču (psi), a udarni tlak pri pokretanju pumpe prelazi 800 psi. Slika 2 prikazuje obrnuti protok kroz povratni ventil. Crpka radi u stabilnom stanju pri tlaku od 70 psi. Kada je crpka isključena, promjena brzine će proizvesti negativan val, koji se zatim reflektira natrag na pozitivni val. Kada pozitivni val pogodi disk nepovratnog ventila, nepovratni ventil je još uvijek otvoren, uzrokujući okretanje protoka. Kada je nepovratni ventil zatvoren, postoji još jedan uzvodni tlak, a zatim val negativnog tlaka. Tlak u sustavu cjevovoda pada na -10 funti po kvadratnom inču (psig). Sada kada su prijelazni oblici tlaka zabilježeni, sljedeći korak je modeliranje sustava crpljenja i cjevovoda kako bi se simulirale promjene brzine koje proizvode destruktivne pritiske. Softver za modeliranje prenapona omogućuje korisnicima unos krivulje pumpe, veličine cijevi, visine, promjera cijevi i materijala cijevi. Koje druge komponente cjevovoda mogu proizvesti promjene brzine u sustavu? Softver za modeliranje prenapona pruža niz karakteristika ventila koje se mogu simulirati. Računalni softver za modeliranje tranzijenata omogućuje korisnicima modeliranje jednofaznog protoka. Razmotrite mogućnost dvofaznog protoka koji se može identificirati praćenjem prijelaznog tlaka u aplikaciji. Postoji li kavitacija u sustavu pumpanja i cjevovoda? Ako da, je li to uzrokovano usisnim tlakom pumpe ili tlakom ispuštanja pumpe tijekom rada pumpe? Rad ventila uzrokovat će promjenu brzine u cjevovodnom sustavu. Prilikom rada ventila, tlak uzvodno će se povećati, tlak nizvodno će se smanjiti, au nekim slučajevima doći će do kavitacije. Jednostavno rješenje za fluktuacije tlaka može biti usporavanje vremena rada pri zatvaranju ventila. Pokušava li korisnik održati konstantan protok ili tlak? Vrijeme komunikacije između vozača i transmitera tlaka može uzrokovati pretraživanje sustava. Za svaku će akciju postojati reakcija, stoga pokušajte razumjeti prijelazne pojave tlaka kroz brzinu vala. Kada pumpa ubrzava, tlak će porasti, ali će se val visokog tlaka reflektirati kao val negativnog tlaka. Upotrijebite visokofrekventni nadzor tlaka za podešavanje upravljačkih pogona motora i upravljačkih ventila. Slika 3 prikazuje nestabilan tlak koji stvara pogon s promjenjivom frekvencijom (VFD). Tlak ispuštanja je varirao između 204 psi i 60 psi, a događaj fluktuacije tlaka s742 dogodio se unutar 1 sata i 19 minuta. Oscilacija upravljačkog ventila: udarni tlačni val prolazi kroz kontrolni ventil prije nego što odgovori na udarni val. Kontrola protoka, kontrola protutlaka i redukcijski ventil imaju vrijeme odziva. Kako bi se osigurala i primila energija, ugrađeni su spremnici pulsiranja i prenapona koji prigušuju udarne valove. Prilikom određivanja veličine prigušivača pulsiranja i kompenzacijske posude, važno je razumjeti stabilno stanje te minimalne i maksimalne valove tlaka. Naboj plina i volumen plina moraju biti dovoljni da se nose s energetskim promjenama. Izračuni razine plina i tekućine koriste se za potvrdu prigušivača pulsiranja i međuspremnih posuda s multivarijabilnim konstantama od 1 u stabilnom stanju i 1,2 tijekom prolaznih tlačnih događaja. Aktivni ventili (otvoreni/zatvoreni) i kontrolni ventili (zatvoreni) standardne su promjene u brzini koje uzrokuju fokus. Kada je pumpa isključena, međuspremnik postavljen nizvodno od nepovratnog ventila će osigurati energiju za brzinu napuhavanja. Ako crpka radi izvan krivulje, potrebno je stvoriti protutlak. Ako korisnik naiđe na fluktuacije tlaka iz regulacijskog ventila protutlaka, sustav će možda trebati instalirati prigušivač pulsiranja uzvodno. Ako se ventil prebrzo zatvori, provjerite može li volumen plina posude za regulaciju tlaka prihvatiti dovoljno energije. Veličinu nepovratnog ventila treba odrediti prema protoku, tlaku i duljini cijevi crpke kako bi se osiguralo ispravno vrijeme zatvaranja. Nekoliko pumpnih jedinica ima nepovratne ventile koji su predimenzionirani, djelomično otvoreni i osciliraju u struji protoka, što može uzrokovati pretjerane vibracije. Dešifriranje događaja nadtlaka u velikim mrežama procesnih cjevovoda zahtijeva više točaka nadzora. To će pomoći u određivanju izvora tlačnog vala. Val negativnog tlaka koji se stvara ispod tlaka pare može biti izazovan. Dvofazni tok ubrzanja i kolapsa tlaka plina može se zabilježiti praćenjem prijelaznog tlaka. Korištenje forenzičkog inženjeringa za otkrivanje temeljnog uzroka fluktuacija tlaka počinje praćenjem prolaznog tlaka.