Застосування в хімічних процесах: довідник із проблем стаціонарного та перехідного тиску

При перевищенні 10% максимально допустимого робочого тиску (MAWP) користувач може відкрити розривну мембрану або запобіжний клапан. Якщо користувач працює поблизу MAWP, будь ласка, врахуйте, що через зміни інвертора насоса можуть виникати нестабільні умови потоку та теплове розширення регулюючого клапана, стрибок тиску, тиск запуску насоса, тиск закриття регулюючого клапана насоса та коливання тиску. Першим кроком є ​​визначення максимального тиску під час події, що досягло максимально допустимої робочої температури. Якщо користувач перевищує MAWP, перевіряйте тиск у системі 200 разів на секунду (багато насосів і систем трубопроводів контролюють один раз на секунду). Стандартний датчик технологічного тиску не буде реєструвати перехідні процеси тиску, які проходять 4000 футів на секунду через систему трубопроводів. Під час моніторингу тиску зі швидкістю 200 разів на секунду для запису перехідних процесів тиску розгляньте систему, яка записує поточне середнє значення в стабільному стані, щоб підтримувати керованість файлу даних. Якщо коливання тиску невелике, система буде фіксувати поточне середнє значення 10 точок даних на секунду. Де слід контролювати тиск? Почніть перед насосом, перед і після зворотного клапана, перед і після регулюючого клапана. Встановіть систему контролю тиску в певній точці нижче за течією, щоб перевірити швидкість хвилі та початок хвилі тиску. На малюнку 1 показано початковий стрибок тиску нагнітання насоса. Система трубопроводів розрахована на 300 фунтів (фунтів) Американського національного інституту стандартів (ANSI), максимально допустимий тиск становить 740 фунтів на квадратний дюйм (psi), а тиск при запуску насоса перевищує 800 psi. На малюнку 2 показано зворотний потік через зворотний клапан. Насос працює в стабільному стані при тиску 70 psi. Коли насос вимикається, зміна швидкості виробляє негативну хвилю, яка потім відбивається назад у позитивну хвилю. Коли позитивна хвиля потрапляє на диск зворотного клапана, зворотний клапан все ще відкритий, що призводить до реверсу потоку. Коли зворотний клапан закритий, виникає ще один тиск на вході, а потім хвиля негативного тиску. Тиск у системі трубопроводів падає до -10 фунтів на квадратний дюйм (psig). Тепер, коли перехідні процеси тиску були записані, наступним кроком є ​​моделювання насосної та трубопроводної систем для імітації змін швидкості, які створюють руйнівний тиск. Програмне забезпечення для моделювання викидів дозволяє користувачам вводити криву насоса, розмір труби, висоту, діаметр труби та матеріал труби. Які інші компоненти трубопроводу можуть викликати зміни швидкості в системі? Програмне забезпечення для моделювання перенапруг надає серію характеристик клапана, які можна моделювати. Комп’ютерне програмне забезпечення для моделювання перехідних процесів дозволяє користувачам моделювати однофазний потік. Розгляньте можливість двофазного потоку, який можна ідентифікувати за допомогою моніторингу перехідного тиску в застосуванні. Чи є кавітація в системі насосів і трубопроводів? Якщо так, це викликано тиском всмоктування насоса чи тиском нагнітання насоса під час відключення насоса? Робота клапана призведе до зміни швидкості в системі трубопроводів. Під час роботи клапана тиск на вході зросте, тиск на низу зменшиться, а в деяких випадках виникне кавітація. Простим вирішенням проблеми коливань тиску може бути уповільнення часу роботи під час закриття клапана. Чи намагається користувач підтримувати постійну швидкість потоку або тиск? Час зв’язку між водієм і датчиком тиску може призвести до пошуку системою. На кожну дію буде реакція, тому спробуйте зрозуміти перехідні процеси тиску через швидкість хвилі. Коли насос прискорюється, тиск зростатиме, але хвиля високого тиску відображатиметься назад як хвиля негативного тиску. Використовуйте високочастотний моніторинг тиску для регулювання приводів керування двигуном і регулюючих клапанів. На малюнку 3 показано нестабільний тиск, створюваний частотно-регульованим приводом (VFD). Тиск нагнітання коливався від 204 psi до 60 psi, а подія коливання тиску s742 сталася протягом 1 години 19 хвилин. Коливання регулюючого клапана: Ударна хвиля тиску проходить через регулюючий клапан, перш ніж відповісти на ударну хвилю. Контроль потоку, контроль протитиску та редукційний клапан мають час відгуку. Для забезпечення та отримання енергії встановлюються контейнери пульсації та перенапруги для буферизації ударних хвиль. При визначенні розміру гасителя пульсацій і розширювального резервуару важливо розуміти стійкий стан, а також мінімальні та максимальні хвилі тиску. Заряд і об'єм газу повинні бути достатніми, щоб впоратися зі змінами енергії. Розрахунки рівня газу та рідини використовуються для підтвердження демпферів пульсацій і буферних резервуарів із константами багатьох змінних, рівними 1 у сталому стані та 1,2 під час перехідних подій тиску. Активні клапани (відкрити/закрити) і зворотні клапани (закрити) є стандартними змінами швидкості, які викликають фокус. Коли насос вимкнено, буферний резервуар, встановлений за зворотним клапаном, забезпечуватиме енергію для швидкості надування. Якщо насос працює за межами кривої, необхідно створити протитиск. Якщо користувач стикається з коливаннями тиску від клапана регулювання зворотного тиску, системі може знадобитися встановити демпфер пульсацій перед системою. Якщо клапан закривається надто швидко, переконайтеся, що об’єм газу в резервуарі для регулювання тиску може прийняти достатньо енергії. Розмір зворотного клапана слід визначати відповідно до витрати, тиску та довжини труби насоса, щоб забезпечити правильний час закриття. Деякі насосні агрегати мають завеликі зворотні клапани, частково відкриті та коливаються в потоці, що може спричинити надмірну вібрацію. Розшифровка подій надлишкового тиску у великих мережах технологічних трубопроводів вимагає кількох точок моніторингу. Це допоможе визначити джерело хвилі тиску. Хвиля від'ємного тиску, що утворюється нижче тиску пари, може бути складною. Двофазний потік прискорення та колапсу тиску газу можна зареєструвати за допомогою моніторингу перехідного тиску. Використання судово-технічної експертизи для виявлення першопричини коливань тиску починається з моніторингу перехідного тиску.