Kemiska processtillämpningar: en guide till steady-state och transient tryckproblem

När 10 % av det maximalt tillåtna arbetstrycket (MAWP) överskrids, kan användaren öppna brottskivan eller övertrycksventilen. Om användaren kör nära MAWP, vänligen överväg att på grund av förändringar i pumpväxelriktaren, instabila flödesförhållanden och termisk expansion av reglerventilen, stöttryck, pumpstarttryck, pumpstyrventilens stängningstryck och tryckfluktuationer kan förekomma. Det första steget är att identifiera topptrycket under händelsen som nådde MAWP. Om användaren överskrider MAWP, övervaka systemtrycket 200 gånger per sekund (många pumpar och rörsystem övervakar en gång per sekund). Standardprocesstrycksensorn registrerar inte trycktransienter som passerar 4 000 fot per sekund genom rörsystemet. När du övervakar trycket med en hastighet av 200 gånger per sekund för att registrera trycktransienter, överväg ett system som registrerar löpande medelvärde i ett stabilt tillstånd för att bibehålla hanterbarheten för datafilen. Om tryckfluktuationen är liten kommer systemet att registrera ett löpande medelvärde på 10 datapunkter per sekund. Var ska trycket övervakas? Starta uppströms pumpen, uppströms och nedströms backventilen, och uppströms och nedströms styrventilen. Installera ett tryckövervakningssystem vid en viss punkt nedströms för att verifiera våghastigheten och början av tryckvågen. Figur 1 visar pumpens utloppstrycksstartstöt. Rörsystemet är utformat för att vara 300 pund (lbs) American National Standards Institute (ANSI), det maximalt tillåtna trycket är 740 pund per kvadrattum (psi), och pumpens starttryck överstiger 800 psi. Figur 2 visar det omvända flödet genom backventilen. Pumpen arbetar i ett stabilt tillstånd vid ett tryck på 70 psi. När pumpen stängs av kommer hastighetsändringen att producera en negativ våg, som sedan reflekteras tillbaka till den positiva vågen. När den positiva vågen träffar backventilskivan är backventilen fortfarande öppen, vilket gör att flödet vänder. När backventilen är stängd uppstår ytterligare ett uppströmstryck och sedan en negativ tryckvåg. Trycket i rörsystemet sjunker till -10 pund per kvadrattum (psig). Nu när trycktransienterna har registrerats är nästa steg att modellera pump- och rörsystem för att simulera hastighetsförändringarna som ger destruktiva tryck. Överspänningsmodelleringsprogram tillåter användare att mata in pumpkurva, rörstorlek, höjd, rördiameter och rörmaterial. Vilka andra rörkomponenter kan orsaka hastighetsförändringar i systemet? Mjukvara för överspänningsmodellering tillhandahåller en serie ventilegenskaper som kan simuleras. Programvara för transientmodellering av datorer tillåter användare att modellera enfasflöde. Överväg möjligheten till ett tvåfasflöde som kan identifieras genom transienttryckövervakning i applikationen. Finns det kavitation i pump- och rörsystemet? Om ja, orsakas det av pumpens sugtryck eller pumpens utloppstryck under pumpens utlösning? Ventildrift kommer att göra att hastigheten i rörsystemet ändras. Vid manövrering av ventilen kommer uppströmstrycket att öka, nedströmstrycket kommer att minska och i vissa fall uppstår kavitation. En enkel lösning på tryckfluktuationer kan vara att sakta ner drifttiden när ventilen stängs. Försöker användaren upprätthålla ett konstant flöde eller tryck? Kommunikationstiden mellan föraren och tryckgivaren kan få systemet att söka. För varje åtgärd kommer det att finnas en reaktion, så försök att förstå trycktransienter genom våghastighet. När pumpen accelererar kommer trycket att stiga, men högtrycksvågen reflekteras tillbaka som en negativ tryckvåg. Använd högfrekvent tryckövervakning för att justera motorstyrenheter och styrventiler. Figur 3 visar det instabila trycket som genereras av en variabel frekvensomformare (VFD). Utloppstrycket fluktuerade mellan 204 psi och 60 psi, och s742 tryckfluktuationshändelsen inträffade inom 1 timme och 19 minuter. Reglerventilens oscillation: Stöttrycksvågen passerar genom reglerventilen innan den reagerar på stötvågen. Flödesreglering, mottryckskontroll och tryckreduceringsventil har alla svarstid. För att ge och ta emot energi installeras pulserings- och överspänningsbehållare för att buffra stötvågor. När man bestämmer storleken på pulsationsdämparen och överspänningstanken är det viktigt att förstå stationärt tillstånd och de minimala och maximala tryckvågorna. Gasladdningen och gasvolymen måste vara tillräcklig för att klara energiförändringar. Gas- och vätskenivåberäkningar används för att bekräfta pulsationsdämpare och buffertkärl med multivariabla konstanter på 1 vid steady state och 1,2 under transienta tryckhändelser. Aktiva ventiler (öppna/stäng) och backventiler (stäng) är standardändringar i hastigheten som orsakar fokus. När pumpen stängs av kommer en bufferttank installerad nedströms backventilen att ge energi för uppblåsningshastigheten. Om pumpen går utanför kurvan måste mottryck genereras. Om användaren stöter på tryckfluktuationer från mottryckskontrollventilen kan systemet behöva installera en pulsationsdämpare uppströms. Om ventilen stänger för snabbt, se till att gasvolymen i tryckregleringskärlet kan ta emot tillräckligt med energi. Storleken på backventilen bör bestämmas enligt pumpens flöde, tryck och rörlängd för att säkerställa korrekt stängningstid. Flera pumpenheter har backventiler som är överdimensionerade, delvis öppna och oscillerar i flödesströmmen, vilket kan orsaka kraftiga vibrationer. Att dechiffrera övertryckshändelser i stora processledningsnätverk kräver flera övervakningspunkter. Detta kommer att hjälpa till att bestämma källan till tryckvågen. Den negativa tryckvågen som genereras under ångtrycket kan vara utmanande. Det tvåfasiga flödet av gastrycksacceleration och kollaps kan registreras genom transient tryckövervakning. Användningen av kriminalteknik för att upptäcka grundorsaken till tryckfluktuationer börjar med transient tryckövervakning.