Kjemiske prosessapplikasjoner: en guide til steady-state og forbigående trykkproblemer

Når 10 % av maksimalt tillatt arbeidstrykk (MAWP) overskrides, kan brukeren åpne bruddskiven eller trykkavlastningsventilen. Hvis brukeren løper i nærheten av MAWP, vennligst ta i betraktning at ustabile strømningsforhold og termisk ekspansjon av kontrollventilen, overspenningstrykk, pumpestarttrykk, pumpekontrollventilens lukketrykk og trykkfluktuasjoner kan forekomme på grunn av endringer i pumpeomformeren. Det første trinnet er å identifisere topptrykket under hendelsen som nådde MAWP. Hvis brukeren overskrider MAWP, overvåk systemtrykket 200 ganger per sekund (mange pumper og rørsystemer overvåker en gang per sekund). Standard prosesstrykksensor vil ikke registrere trykktransienter som passerer 4000 fot per sekund gjennom rørsystemet. Når du overvåker trykk med en hastighet på 200 ganger per sekund for å registrere trykktransienter, bør du vurdere et system som registrerer det løpende gjennomsnittet i en jevn tilstand for å opprettholde håndteringen av datafilen. Hvis trykkfluktuasjonen er liten, vil systemet registrere et løpende gjennomsnitt på 10 datapunkter per sekund. Hvor skal trykket overvåkes? Start oppstrøms pumpen, oppstrøms og nedstrøms tilbakeslagsventilen, og oppstrøms og nedstrøms reguleringsventilen. Installer et trykkovervåkingssystem på et bestemt punkt nedstrøms for å verifisere bølgehastigheten og starten av trykkbølgen. Figur 1 viser pumpens utløpstrykkstartstøt. Rørsystemet er designet for å være 300 pund (lbs) American National Standards Institute (ANSI), maksimalt tillatt trykk er 740 pund per kvadrattomme (psi), og pumpens oppstartsstøttrykk overstiger 800 psi. Figur 2 viser omvendt strømning gjennom tilbakeslagsventilen. Pumpen fungerer i stabil tilstand ved et trykk på 70 psi. Når pumpen er slått av, vil endringen i hastighet produsere en negativ bølge, som deretter reflekteres tilbake til den positive bølgen. Når den positive bølgen treffer tilbakeslagsventilskiven, er tilbakeslagsventilen fortsatt åpen, noe som får strømmen til å reversere. Når tilbakeslagsventilen er stengt, er det et nytt oppstrøms trykk og deretter en negativ trykkbølge. Trykket i rørsystemet synker til -10 pund per kvadrattomme gauge (psig). Nå som trykktransientene er registrert, er neste trinn å modellere pumpe- og rørsystemene for å simulere hastighetsendringene som gir destruktive trykk. Overspenningsmodelleringsprogramvare lar brukere legge inn pumpekurve, rørstørrelse, høyde, rørdiameter og rørmateriale. Hvilke andre rørkomponenter kan gi hastighetsendringer i systemet? Overspenningsmodelleringsprogramvare gir en rekke ventilkarakteristikker som kan simuleres. Programvare for datatransientmodellering lar brukere modellere enfasestrøm. Vurder muligheten for en tofasestrøm som kan identifiseres ved transient trykkovervåking i applikasjonen. Er det kavitasjon i pumpe- og rørsystemet? Hvis ja, er det forårsaket av pumpens sugetrykk eller pumpens utløpstrykk under pumpeturen? Ventildrift vil føre til at hastigheten i rørsystemet endres. Ved drift av ventilen vil oppstrømstrykket øke, nedstrømstrykket synke, og i noen tilfeller vil det oppstå kavitasjon. En enkel løsning på trykksvingninger kan være å senke driftstiden når ventilen stenges. Prøver brukeren å opprettholde en konstant strømningshastighet eller trykk? Kommunikasjonstiden mellom føreren og trykktransmitteren kan få systemet til å søke. For hver handling vil det være en reaksjon, så prøv å forstå trykktransienter gjennom bølgehastighet. Når pumpen akselererer vil trykket stige, men høytrykksbølgen vil reflekteres tilbake som en negativ trykkbølge. Bruk høyfrekvent trykkovervåking for å justere motorstyringsdrifter og reguleringsventiler. Figur 3 viser det ustabile trykket generert av en variabel frekvensomformer (VFD). Utløpstrykket varierte mellom 204 psi og 60 psi, og s742 trykkfluktuasjonshendelsen skjedde innen 1 time og 19 minutter. Kontrollventiloscillasjon: Sjokktrykkbølgen passerer gjennom kontrollventilen før den reagerer på sjokkbølgen. Strømningskontroll, mottrykkskontroll og trykkreduksjonsventil har alle responstid. For å gi og motta energi, er det installert pulserings- og overspenningsbeholdere for å buffere sjokkbølger. Når du skal bestemme størrelsen på pulsasjonsdemperen og overspenningstanken, er det viktig å forstå stabil tilstand og minimums- og maksimumstrykkbølgene. Gassladningen og gassvolumet må være tilstrekkelig til å takle energiendringer. Gass- og væskenivåberegninger brukes til å bekrefte pulsasjonsdempere og bufferbeholdere med multivariable konstanter på 1 ved steady state og 1,2 under transiente trykkhendelser. Aktive ventiler (åpne/lukke) og tilbakeslagsventiler (lukke) er standard endringer i hastigheten som forårsaker fokus. Når pumpen er slått av, vil en buffertank installert nedstrøms for tilbakeslagsventilen gi energi til oppblåsingshastigheten. Hvis pumpen går utenfor kurven, må det genereres mottrykk. Hvis brukeren møter trykksvingninger fra mottrykksreguleringsventilen, kan det hende at systemet må installere en pulsasjonsdemper oppstrøms. Hvis ventilen stenger for raskt, sørg for at gassvolumet til trykkreguleringsbeholderen tåler nok energi. Størrelsen på tilbakeslagsventilen bør bestemmes i henhold til strømningshastigheten, trykket og rørlengden til pumpen for å sikre riktig stengetid. Flere pumpeenheter har tilbakeslagsventiler som er overdimensjonerte, delvis åpne og oscillerer i strømningsstrømmen, noe som kan forårsake for store vibrasjoner. Dechiffrering av overtrykkhendelser i store prosessrørledningsnettverk krever flere overvåkingspunkter. Dette vil bidra til å bestemme kilden til trykkbølgen. Den negative trykkbølgen generert under damptrykket kan være utfordrende. Den tofasede strømmen av gasstrykkakselerasjon og kollaps kan registreres gjennom transient trykkovervåking. Bruken av rettsmedisin for å oppdage årsaken til trykksvingninger begynner med forbigående trykkovervåking.