Dve črpalki za razkladanje propana s pogonom in nazivno močjo 30 konjskih moči (hp) dosledno delujeta pri visokih pretokih, ki presegajo projektno nazivno zmogljivost 110 galon na minuto (gpm). Med običajnim razkladanjem črpalka deluje pri 190 gpm, kar je zunaj krivulje črpalke. Črpalka deluje pri 160-odstotni točki najboljše učinkovitosti (BEP), kar je nesprejemljivo. Na podlagi zgodovine delovanja črpalka deluje dvakrat na teden s povprečnim časom delovanja eno uro na delovanje. Poleg tega je črpalka je bila po šestih letih delovanja deležna velikega remonta. Približen čas delovanja med večjimi popravili je približno 1 mesec, kar je zelo kratko. Za te črpalke velja, da imajo nizko zanesljivost, zlasti ker se procesna tekočina šteje za čisto brez suspendiranih trdnih delcev. Propan Črpalke za razbremenitev so pomembne za vzdrževanje varnih ravni propana za zanesljivo delovanje tekočin zemeljskega plina (NGL). Uporaba izboljšav in ublažitev zaščite črpalke bo preprečila škodo.
Če želite ugotoviti vzrok delovanja z visokim pretokom, ponovno izračunajte izgube zaradi trenja cevovodnega sistema, da ugotovite, ali je črpalka preveč zasnovana. Zato so potrebne vse ustrezne izometrične risbe. S pregledom diagramov cevi in instrumentacije (P&ID) so bile zahtevane izometrije cevi določeno za pomoč pri izračunu izgub zaradi trenja. Na voljo je celoten izometrični pogled na črpalko v sesalnem vodu. Manjkajo izometrični pogledi nekaterih izpustnih vodov. Zato je bil konzervativni približek trenja v izpustnem vodu črpalke določen na podlagi trenutnih delovnih parametrov črpalke. sesalni vod enote B je upoštevan pri izračunu, kot je prikazano zeleno na sliki 1.
Za določitev ekvivalentne dolžine trenja izpustne cevi so bili uporabljeni dejanski parametri delovanja črpalke (slika 2). Ker imata tako tovornjak kot ciljna posoda napeljavo za izravnavo tlaka, to pomeni, da se lahko edina naloga črpalke razdeli na dve .Prva naloga je dvigniti tekočino z nivoja tovornjaka na nivo zabojnika, druga naloga pa je premagati trenje v ceveh, ki oba povezujejo.
Prvi korak je določitev ekvivalentne dolžine torne cevi za izračun skupne višine (ƤHtotal) iz prejetih podatkov.
Ker je skupna glava vsota torne glave in višinske višine, se lahko torna glava določi z enačbo 3.
kjer se Hfr šteje za torno višino (torne izgube) celotnega sistema (tj. sesalnih in tlačnih vodov).
Če pogledamo sliko 1, so izgube zaradi trenja, izračunane za sesalni vod enote B, prikazane na sliki 4 (190 gpm) in sliki 5 (110 gpm).
Pri izračunu je treba upoštevati trenje filtra. Normalno za filter brez mrežice je v tem primeru 1 funt na kvadratni palec (psi), kar je enako 3 čevljem (ft). Upoštevajte tudi izgubo zaradi trenja cevi, kar je približno 3 metre.
Če povzamemo, so izgube zaradi trenja sesalnega voda pri 190 gpm in nazivni pretok črpalke (110 gpm) v enačbah 4 in 5.
Če povzamemo, se izgube zaradi trenja v izpustnem vodu lahko določijo tako, da se od trenja v sesalnem vodu odšteje celotno sistemsko trenje Hfr, kot je prikazano v enačbi 6.
Ker je izguba zaradi trenja izpustnega voda izračunana, je ekvivalentno torno dolžino izpustnega voda mogoče približno oceniti na podlagi znanega premera cevi in hitrosti pretoka v cevi. Z uporabo teh dveh vnosov v kateri koli programski opremi za trenje cevi je trenje za 100 čevljev 4-palčne cevi pri 190 gpm je izračunana na 7,2 čevljev. Zato se lahko ekvivalentna dolžina trenja izpustnega voda izračuna v skladu z enačbo 7.
Z uporabo enakovredne dolžine izpustne cevi zgoraj je mogoče izračunati trenje izpustne cevi pri katerem koli pretoku s katero koli programsko opremo za frakcijo cevi.
Ker tovarniška zmogljivost črpalke, ki jo je zagotovil dobavitelj, ni dosegla pretoka 190 gpm, je bila izvedena ekstrapolacija za določitev zmogljivosti črpalke pri obstoječem delovanju z visokim pretokom. Za določitev natančne krivulje je treba prvotno krivuljo proizvodne zmogljivosti narisati in pridobiti z uporabo enačbo LINEST v Excelu. Enačbo, ki predstavlja krivuljo višine črpalke, je mogoče približati s polinomom tretjega reda. Enačba 8 prikazuje najprimernejši polinom za tovarniško testiranje.
Slika 7 prikazuje krivuljo proizvodnje (zelena) in krivuljo upora (rdeča) za trenutne pogoje na terenu s popolnoma odprtim odzračevalnim ventilom. Ne pozabite, da ima črpalka štiri stopnje.
Poleg tega modra črta prikazuje sistemsko krivuljo ob predpostavki, da je izpustni zaporni ventil delno zaprt. Približen diferenčni tlak na ventilu je 234 čevljev. Za obstoječe ventile je to velik diferenčni tlak in ne more izpolniti zahtev.
Slika 8 prikazuje idealno situacijo, ko je črpalka znižana s štirih na dva rotorja (svetlo zelena).
Poleg tega modra črta prikazuje sistemsko krivuljo, ko je črpalka zaustavljena in je izpustni zaporni ventil delno zaprt. Približen diferenčni tlak na ventilu je 85 čevljev. Glejte prvotni izračun na sliki 9.
Preiskava zasnove procesa je pokazala precenjenost zahtevane diferenčne višine zaradi nepravilne zasnove, pri čemer manjka črta ravnovesja plin/hlapi med vrhom tovornjaka in vrhom posode. Glede na podatke o procesu se parni tlak propana spreminja bistveno od zime do poletja. Zdi se, da je prvotna zasnova narejena z upoštevanjem najnižjega parnega tlaka v tovornjaku (pozimi) in najvišjega parnega tlaka v posodi (poleti), kar ni pravilno. Ker sta oba vedno povezana z uravnotežen vod, bo sprememba parnega tlaka nepomembna in je ne bi smeli upoštevati pri dimenzioniranju višine črpalke.
Priporočljivo je, da črpalko zmanjšate s štirih na dva rotorja in dušite izpustni ventil za približno 85 čevljev. Ugotovite, da je treba ventil dušiti, dokler pretok ne doseže 110 gpm. Prav tako je bilo ugotovljeno, da je ventil zasnovan za neprekinjeno dušenje, da se zagotovi brez notranjih poškodb. Če notranja prevleka ventila ni zasnovana za takšne situacije, bo morala tovarna razmisliti o nadaljnjih ukrepih. Za zaustavitev mora ostati prvi tekač.
Wesam Khalaf Allah ima osem let izkušenj pri Saudi Aramco. Specializiran je za črpalke in mehanska tesnila ter je kot inženir za zanesljivost sodeloval pri zagonu in zagonu Shaybah NGL.
Amer Al-Dhafiri je inženirski specialist z več kot 20-letnimi izkušnjami na področju črpalk in mehanskih tesnil za Saudi Aramco. Za več informacij obiščite aramco.com.
Čas objave: 21. februarja 2022
