Două pompe de descărcare cu propan cu putere nominală de 30 de cai putere (CP) funcționează în mod constant la debite mari peste capacitatea nominală de proiectare de 110 galoane pe minut (gpm). În timpul descărcării normale, pompa funcționează la 190 gpm, adică în afara curbei pompei. Pompa funcționează la punctul de cel mai bun punct de eficiență (BEP) de 160%, ceea ce este inacceptabil. Pe baza istoricului de funcționare, o pompă funcționează de două ori pe săptămână cu un timp mediu de funcționare de o oră pe rulare. În plus, pompa a suferit o revizie majoră după șase ani de funcționare. Timpul de funcționare aproximativ între reparațiile majore este de aproximativ 1 lună, ceea ce este foarte scurt. Aceste pompe sunt considerate a avea o fiabilitate scăzută, mai ales că lichidul de proces este considerat curat, fără solide în suspensie.Propan pompele de descărcare sunt importante pentru a menține nivelurile de propan în siguranță pentru funcționarea fiabilă a lichidelor de gaz natural (NGL). Aplicarea de îmbunătățiri și atenuări de protecție a pompelor va preveni deteriorarea.
Pentru a determina cauza funcționării cu debit mare, recalculați pierderile prin frecare ale sistemului de conducte pentru a determina dacă pompa este supraproiectată. Prin urmare, sunt necesare toate desenele izometrice relevante. Prin revizuirea diagramelor de conducte și instrumente (P&ID), au fost izometricele necesare pentru conducte. determinată să ajute la calcularea pierderilor prin frecare. Este oferită o vedere izometrică completă a liniilor de aspirație a pompei. Lipsesc vederi izometrice ale unor linii de refulare. Prin urmare, a fost determinată o aproximare conservatoare a frecării liniei de refulare a pompei pe baza parametrilor actuali de funcționare a pompei. Prin urmare, linia de aspirație a unității B este luată în considerare în calcul, așa cum se arată în verde în Figura 1.
Pentru a determina lungimea de frecare echivalentă a conductei de refulare, s-au utilizat parametrii efectivi de funcționare a pompei (Figura 2). Deoarece atât camionul, cât și vasul de destinație au linii de egalizare a presiunii, aceasta înseamnă că singura sarcină a pompei poate fi împărțită în două .Prima sarcină este de a ridica lichidul de la nivelul camionului la nivelul containerului, în timp ce a doua sarcină este de a depăși frecarea în conductele care leagă cele două.
Primul pas este de a determina lungimea echivalentă a tubului de frecare pentru a calcula înălțimea totală (ƤHtotal) din datele primite.
Deoarece înălțimea totală este suma capului de frecare și a cotei de înălțime, capul de frecare poate fi determinat prin ecuația 3.
unde Hfr este considerat a fi capul de frecare (pierderile prin frecare) a întregului sistem (adică liniile de aspirație și refulare).
Privind la Figura 1, pierderile prin frecare calculate pentru linia de aspirație a unității B sunt prezentate în Figura 4 (190 gpm) și Figura 5 (110 gpm).
Frecarea filtrului trebuie luată în considerare în calcul. Normal pentru un filtru fără plasă în acest caz este de 1 liră pe inch pătrat (psi), ceea ce este echivalent cu 3 picioare (ft). De asemenea, luați în considerare pierderea prin frecare a furtunului, care este de aproximativ 3 picioare.
În rezumat, pierderile prin frecare ale conductei de aspirație la 190 gpm și debitul nominal al pompei (110 gpm) sunt în ecuațiile 4 și 5.
În rezumat, pierderile prin frecare în linia de refulare pot fi determinate scăzând frecarea totală a sistemului Hfr din frecarea liniei de aspirație, așa cum se arată în ecuația 6.
Deoarece se calculează pierderea prin frecare a liniei de refulare, lungimea de frecare echivalentă a liniei de refulare poate fi aproximată pe baza diametrului cunoscut al țevii și a vitezei de curgere în țeavă. Folosind aceste două intrări în orice software de frecare a țevii, frecarea pentru 100 de picioare. a țevii de 4″ la 190 gpm este calculată a fi de 7,2 picioare. Prin urmare, lungimea de frecare echivalentă a liniei de refulare poate fi calculată conform ecuației 7.
Folosind lungimea echivalentă a țevii de refulare de mai sus, frecarea țevii de refulare la orice debit poate fi calculată folosind orice software pentru fracțiuni de țeavă.
Deoarece performanța din fabrică a pompei furnizate de furnizor nu a atins un debit de 190 gpm, s-a făcut extrapolarea pentru a determina performanța pompei în funcționarea existentă cu debit mare. Pentru a determina curba exactă, curba de performanță de fabricație inițială trebuie trasată și obținută folosind ecuația LINEST în Excel.Ecuația care reprezintă curba înălțimii pompei poate fi aproximată printr-un polinom de ordinul al treilea.Ecuația 8 arată cel mai potrivit polinom pentru testarea în fabrică.
Figura 7 prezintă curba de fabricație (verde) și curba de rezistență (roșu) pentru condițiile curente din câmp cu supapa de purjare complet deschisă. Rețineți că pompa are patru trepte.
În plus, linia albastră arată curba sistemului, presupunând că supapa de închidere a debitului este parțial închisă. Presiunea diferențială aproximativă pe supapă este de 234 de picioare. Pentru supapele existente, aceasta este o presiune diferențială mare și nu poate îndeplini cerințele.
Figura 8 arată situația ideală când pompa este retrogradată de la patru la două rotoare (verde deschis).
În plus, linia albastră arată curba sistemului atunci când pompa este oprită și supapa de închidere a debitului este parțial închisă. Presiunea diferențială aproximativă pe supapă este de 85 de picioare. Vezi calculul original din Figura 9.
Investigarea proiectării procesului a relevat o supraestimare a înălțimii diferențiale necesare din cauza proiectării incorecte, lipsind prezența unei linii de echilibrare gaz/vapori între partea superioară a camionului și partea superioară a vasului. Conform datelor de proces, presiunea vaporilor de propan variază semnificativ de la iarnă până la vară. Deci, designul original pare să fie realizat având în vedere cea mai scăzută presiune a vaporilor din camion (iarna) și cea mai mare presiune a vaporilor din container (vara), ceea ce este incorect. Deoarece cele două sunt întotdeauna conectate folosind o linie echilibrată, modificarea presiunii vaporilor va fi nesemnificativă și nu ar trebui luată în considerare la dimensionarea diferenţială a capului pompei.
Se recomandă să reduceți pompa de la patru la două rotoare și să accelerați supapa de refulare cu aproximativ 85 de picioare. Determinați că supapa trebuie să fie reglată până când debitul ajunge la 110 gpm. fără daune interne. Dacă învelișul interior al supapei nu este proiectat pentru astfel de situații, fabrica va trebui să ia în considerare acțiuni suplimentare. Pentru a opri, primul rotor trebuie să rămână.
Wesam Khalaf Allah are opt ani de experiență la Saudi Aramco. El este specializat în pompe și etanșări mecanice și a fost implicat în punerea în funcțiune și pornirea Shaybah NGL ca inginer de fiabilitate.
Amer Al-Dhafiri este un specialist în inginerie cu peste 20 de ani de experiență în pompe și etanșări mecanice pentru Saudi Aramco. Pentru mai multe informații, vizitați aramco.com.
Ora postării: 21-feb-2022
