Два приводных насоса для разгрузки пропана мощностью 30 лошадиных сил (л.с.) постоянно работают при высоких скоростях потока, превышающих расчетную номинальную производительность в 110 галлонов в минуту (галлонов в минуту). Во время нормальной разгрузки насос работает со скоростью 190 галлонов в минуту, что вне кривой работы насоса. Насос работает в точке наилучшего КПД (BEP) 160 %, что неприемлемо. Судя по истории эксплуатации, насос работает два раза в неделю со средней продолжительностью работы один час на один цикл. насос прошел капитальный ремонт после шести лет эксплуатации. Примерный срок службы между капитальными ремонтами составляет около 1 месяца, что очень мало. Эти насосы считаются малонадежными, тем более, что технологическая жидкость считается чистой, без взвешенных веществ. Пропан Разгрузочные насосы важны для поддержания безопасного уровня пропана и обеспечения надежной работы сжиженного природного газа (ШФЛУ). Применение усовершенствований и средств защиты насосов предотвратит повреждения.
Чтобы определить причину работы с высоким расходом, пересчитайте потери на трение в системе трубопроводов, чтобы определить, не перепроектирован ли насос. Поэтому необходимы все соответствующие изометрические чертежи. Путем анализа схем трубопроводов и приборов (P&ID) были получены требуемые изометрические характеристики трубопровода. определено, чтобы помочь рассчитать потери на трение. Предоставляется полный изометрический вид линии всасывания насоса. Изометрические изображения некоторых нагнетательных линий отсутствуют. Поэтому консервативное приближение трения нагнетательной линии насоса было определено на основе текущих рабочих параметров насоса. Поэтому В расчете учитывается линия всасывания агрегата B, как показано зеленым цветом на рисунке 1.
Для определения эквивалентной длины трения напорного трубопровода использовались фактические рабочие параметры насоса (рис. 2). Поскольку и грузовик, и судно назначения имеют линии выравнивания давления, это означает, что единственную задачу насоса можно разделить на две. .Первая задача — поднять жидкость с уровня грузовика на уровень контейнера, а вторая задача — преодолеть трение в соединяющих их трубах.
Первым шагом является определение эквивалентной длины фрикционной трубки для расчета общего напора (ƤHtotal) на основе полученных данных.
Поскольку общий напор представляет собой сумму напора трения и напора возвышения, напор трения можно определить по уравнению 3.
где Hfr считается напором на трение (потери на трение) всей системы (т.е. линий всасывания и нагнетания).
Если посмотреть на рисунок 1, то потери на трение, рассчитанные для линии всасывания агрегата B, показаны на рисунке 4 (190 галлонов в минуту) и рисунке 5 (110 галлонов в минуту).
При расчете необходимо учитывать трение фильтра. Нормальное значение для фильтра без сетки в этом случае составляет 1 фунт на квадратный дюйм (psi), что эквивалентно 3 футам (футам). Кроме того, учитывайте потери на трение в шланге, что составляет около 3 футов.
Таким образом, потери на трение в линии всасывания при скорости 190 галлонов в минуту и номинальном расходе насоса (110 галлонов в минуту) представлены в уравнениях 4 и 5.
Таким образом, потери на трение в нагнетательной линии можно определить путем вычитания общего трения системы Hfr из трения всасывающей линии, как показано в уравнении 6.
Поскольку потери на трение напорной линии рассчитываются, эквивалентную фрикционную длину напорной линии можно приблизительно определить на основе известного диаметра трубы и скорости потока в трубе. Используя эти два входных параметра в любом программном обеспечении для измерения трения в трубах, трение для 100 футов 4-дюймовая труба при скорости 190 галлонов в минуту рассчитана как 7,2 фута. Следовательно, эквивалентную длину трения нагнетательной линии можно рассчитать в соответствии с уравнением 7.
Используя приведенную выше эквивалентную длину выпускной трубы, трение выпускной трубы при любой скорости потока можно рассчитать с помощью любого программного обеспечения для определения фракций трубы.
Поскольку заводская производительность насоса, предоставленного поставщиком, не достигала расхода 190 галлонов в минуту, была проведена экстраполяция для определения производительности насоса при существующей работе с высоким расходом. Чтобы определить точную кривую, необходимо построить исходную кривую производственных характеристик и получить ее с помощью уравнение ЛИНЕЙН в Excel. Уравнение, представляющее кривую напора насоса, можно аппроксимировать полиномом третьего порядка. Уравнение 8 показывает наиболее подходящий полином для заводских испытаний.
На рис. 7 показаны производственная кривая (зеленая) и кривая сопротивления (красная) для текущих условий на объекте с полностью открытым выпускным клапаном. Помните, что насос имеет четыре ступени.
Кроме того, синей линией показана кривая системы при условии, что запорный клапан нагнетания частично закрыт. Приблизительный перепад давления на клапане составляет 234 фута. Для существующих клапанов это большой перепад давления, который не может соответствовать требованиям.
На рис. 8 показана идеальная ситуация, когда насос понижается с четырех до двух рабочих колес (светло-зеленый).
Кроме того, синяя линия показывает кривую системы, когда насос остановлен и запорный клапан нагнетания частично закрыт. Приблизительный перепад давления на клапане составляет 85 футов. См. исходный расчет на рисунке 9.
Исследование технологического проекта выявило завышение необходимого перепада давления из-за неправильного проектирования, отсутствия линии баланса газа и пара между верхом автоцистерны и верхом резервуара. По технологическим данным давление паров пропана варьируется. значительно от зимы к лету. Таким образом, первоначальная конструкция, по-видимому, была создана с учетом самого низкого давления пара в грузовике (зима) и самого высокого давления пара в контейнере (лето), что неверно. Поскольку эти два значения всегда соединяются с помощью В сбалансированной линии изменение давления паров будет незначительным и не должно учитываться при выборе дифференциального напора насоса.
Рекомендуется понизить производительность насоса с четырех до двух рабочих колес и дросселировать нагнетательный клапан примерно на 85 футов. Определить, что клапан следует дросселировать до тех пор, пока расход не достигнет 110 галлонов в минуту. Также установлено, что клапан предназначен для непрерывного дросселирования, чтобы обеспечить внутренних повреждений нет. Если внутреннее покрытие клапана не рассчитано на такие ситуации, заводу необходимо будет рассмотреть дальнейшие действия. Для остановки необходимо сохранить первое рабочее колесо.
Весам Халаф Аллах имеет восьмилетний опыт работы в Saudi Aramco. Он специализируется на насосах и механических уплотнениях и участвовал в вводе в эксплуатацию и запуске Shaybah NGL в качестве инженера по надежности.
Амер аль-Дафири — инженер-специалист с более чем 20-летним опытом работы в области насосов и механических уплотнений для Saudi Aramco. Для получения дополнительной информации посетите aramco.com.
Время публикации: 21 февраля 2022 г.
