Aplikasi proses kimia: panduan untuk masalah tekanan kondisi tunak dan transien

Ketika 10% dari tekanan kerja maksimum yang diijinkan (MAWP) terlampaui, pengguna dapat membuka cakram pecah atau katup pelepas tekanan. Jika pengguna berjalan di dekat MAWP, harap pertimbangkan bahwa karena perubahan pada inverter pompa, kondisi aliran yang tidak stabil dan ekspansi termal katup kontrol, tekanan lonjakan, tekanan awal pompa, tekanan penutupan katup kontrol pompa, dan fluktuasi tekanan dapat terjadi. Langkah pertama adalah mengidentifikasi tekanan puncak pada saat peristiwa mencapai MAWP. Jika pengguna melebihi MAWP, pantau tekanan sistem 200 kali per detik (banyak pompa dan sistem perpipaan memantau sekali per detik). Sensor tekanan proses standar tidak akan mencatat transien tekanan yang melewati 4.000 kaki per detik melalui sistem perpipaan. Saat memantau tekanan dengan kecepatan 200 kali per detik untuk mencatat transien tekanan, pertimbangkan sistem yang mencatat rata-rata berjalan dalam keadaan stabil untuk menjaga pengelolaan file data. Jika fluktuasi tekanan kecil, sistem akan mencatat rata-rata 10 titik data per detik. Di mana tekanan harus dipantau? Mulai bagian hulu pompa, bagian hulu dan hilir katup periksa, serta bagian hulu dan hilir katup kontrol. Pasang sistem pemantauan tekanan pada titik tertentu di hilir untuk memverifikasi kecepatan gelombang dan permulaan gelombang tekanan. Gambar 1 menunjukkan lonjakan awal tekanan pelepasan pompa. Sistem perpipaan dirancang sebesar 300 pon (lbs) Institut Standar Nasional Amerika (ANSI), tekanan maksimum yang diperbolehkan adalah 740 pon per inci persegi (psi), dan tekanan lonjakan penyalaan pompa melebihi 800 psi. Gambar 2 menunjukkan aliran balik melalui katup periksa. Pompa beroperasi dalam keadaan tunak pada tekanan 70 psi. Ketika pompa dimatikan, perubahan kecepatan akan menghasilkan gelombang negatif, yang kemudian dipantulkan kembali menjadi gelombang positif. Ketika gelombang positif mengenai piringan katup periksa, katup periksa masih terbuka sehingga menyebabkan aliran berbalik. Ketika katup periksa ditutup, ada tekanan hulu lainnya dan kemudian gelombang tekanan negatif. Tekanan dalam sistem perpipaan turun menjadi -10 pon per inci persegi (psig). Setelah transien tekanan telah dicatat, langkah selanjutnya adalah memodelkan sistem pemompaan dan perpipaan untuk mensimulasikan perubahan kecepatan yang menghasilkan tekanan destruktif. Perangkat lunak pemodelan lonjakan arus memungkinkan pengguna memasukkan kurva pompa, ukuran pipa, ketinggian, diameter pipa, dan material pipa. Komponen perpipaan apa lagi yang dapat menghasilkan perubahan kecepatan dalam sistem? Perangkat lunak pemodelan lonjakan menyediakan serangkaian karakteristik katup yang dapat disimulasikan. Perangkat lunak pemodelan transien komputer memungkinkan pengguna untuk memodelkan aliran satu fase. Pertimbangkan kemungkinan aliran dua fase yang dapat diidentifikasi dengan pemantauan tekanan sementara dalam aplikasi. Apakah terdapat kavitasi pada sistem pemompaan dan perpipaan? Jika ya, apakah disebabkan oleh tekanan isap pompa atau tekanan keluar pompa pada saat pompa trip? Pengoperasian katup akan menyebabkan kecepatan pada sistem perpipaan berubah. Saat katup dioperasikan, tekanan hulu akan meningkat, tekanan hilir akan menurun, dan dalam beberapa kasus akan terjadi kavitasi. Solusi sederhana terhadap fluktuasi tekanan adalah dengan memperlambat waktu pengoperasian saat katup ditutup. Apakah pengguna berusaha mempertahankan laju atau tekanan aliran konstan? Waktu komunikasi antara pengemudi dan pemancar tekanan dapat menyebabkan sistem mencari. Untuk setiap aksi, akan ada reaksi, jadi cobalah memahami transien tekanan melalui kecepatan gelombang. Ketika pompa dipercepat maka tekanan akan naik, namun gelombang tekanan tinggi akan dipantulkan kembali sebagai gelombang tekanan negatif. Gunakan pemantauan tekanan frekuensi tinggi untuk menyesuaikan penggerak kontrol motor dan katup kontrol. Gambar 3 menunjukkan tekanan tidak stabil yang dihasilkan oleh penggerak frekuensi variabel (VFD). Tekanan pelepasan berfluktuasi antara 204 psi dan 60 psi, dan peristiwa fluktuasi tekanan s742 terjadi dalam waktu 1 jam 19 menit. Osilasi katup kontrol: Gelombang tekanan kejut melewati katup kontrol sebelum merespons gelombang kejut. Kontrol aliran, kontrol tekanan balik, dan katup pengurang tekanan semuanya memiliki waktu respons. Untuk menyediakan dan menerima energi, wadah pulsasi dan lonjakan dipasang untuk menahan gelombang kejut. Saat menentukan ukuran peredam pulsasi dan tangki lonjakan, penting untuk memahami kondisi tunak dan gelombang tekanan minimum dan maksimum. Muatan gas dan volume gas harus cukup untuk mengatasi perubahan energi. Perhitungan level gas dan cairan digunakan untuk mengkonfirmasi peredam pulsasi dan bejana penyangga dengan konstanta multivariabel 1 pada kondisi tunak dan 1,2 pada kondisi tekanan transien. Katup aktif (buka/tutup) dan katup periksa (tutup) merupakan perubahan standar kecepatan yang menyebabkan fokus. Ketika pompa dimatikan, tangki penyangga yang dipasang di bagian hilir katup periksa akan menyediakan energi untuk kecepatan inflasi. Jika pompa keluar dari kurva, tekanan balik perlu dihasilkan. Jika pengguna mengalami fluktuasi tekanan dari katup pengatur tekanan balik, sistem mungkin perlu memasang peredam denyut di bagian hulu. Jika katup menutup terlalu cepat, pastikan volume gas pada bejana pengatur tekanan dapat menerima energi yang cukup. Ukuran check valve harus ditentukan sesuai dengan laju aliran, tekanan dan panjang pipa pompa untuk memastikan waktu penutupan yang benar. Beberapa unit pompa memiliki check valve yang terlalu besar, terbuka sebagian dan berosilasi pada aliran aliran sehingga dapat menimbulkan getaran yang berlebihan. Menguraikan peristiwa tekanan berlebih dalam jaringan pipa proses besar memerlukan beberapa titik pemantauan. Ini akan membantu menentukan sumber gelombang tekanan. Gelombang tekanan negatif yang dihasilkan di bawah tekanan uap dapat menjadi tantangan tersendiri. Aliran dua fase percepatan dan keruntuhan tekanan gas dapat direkam melalui pemantauan tekanan transien. Penggunaan rekayasa forensik untuk menemukan akar penyebab fluktuasi tekanan dimulai dengan pemantauan tekanan sementara.