维护

电涌容器解决液压冲击

EP编辑人员|2017年4月13日

正确实施的电涌容器可以优化泵/管道系统性能并解决水力冲击。

经过Frank Knowles Smith III和Steve Mungari,Blacoh Fluid Controls Inc.

d从液压休克(也称为水锤)上使用的泵和管道系统通常会导致灾难性故障,以及昂贵的维修和停机时间。

在石化过程的世界中,泵损坏或线路断裂引起的危险条件也会引起重大责任问题,以及非常负面的宣传。由于目前正在运行许多工厂和设施,而没有防止液压冲击的保护,因此可以从维护,维修和操作(MRO)的角度来做些什么来避免这种不可避免的问题?

问题

在稳态条件下,除非流速变化,否则植物的抽水系统将倾向于在标称工作压力附近运行。这种变化被定义为液压冲击,需要立即缓解措施以防止损害发生。

这种流体加速度或减速可以归因于几个可能的原因,最常见的是“泵跳闸”或突然的瓣膜闭合。泵旅行是由于突然失去泵站或泵停止而不会警告的泵行程,可以将泵放电侧附近的工作压力降低到负水平,并导致可能的蒸气口袋塌陷。

电气,液压的突然瓣膜闭合或机械故障或人类动作可能导致封闭阀入口侧的压力急剧增加。这种压力的增加是作为高速度(可能超过4,000英尺/秒的)瞬时压力波的经历,除非可以抑制瞬态波能,否则将在整个管道网络中振荡。

剧烈摇动的管道,甚至偶尔会被约束的管道摇摆,响亮的噪音响起,通常会经历液压冲击。泵和电动机也可能会同时损坏,因为瞬态压力波通过泵向后传播,直到止回阀猛击关闭。

管道网络中的弱点,例如法兰连接和管道肘部,倾向于首当其冲地承受压力波的破坏效果,并且通常是第一次破裂。

在单泵系统中,可以使用几种瞬态减少选项来解决瞬态波的效果。一些最受欢迎的是电涌容器,空气释放/真空阀,压力浮雕阀,浪涌威胁阀和真空断裂器。即使使用现有的设施或管道,通常也很容易获得空间,以适应哪些特定的缓解设备来解决该问题。但是,当植物串联抽水时,该设施会做什么?

例子

一个大型的油性工业客户,涉及化学过程应用程序,正在寻找一种保护其抽水系统基础设施免受损坏和维修费用的方法,以及从休息中降低产品成本的损失。

For their application, a booster pump (which requires a minimum of 100 psi NPSH (net-positive suction head) is located approximately 10,000 ft. from a high-pressure injection pump. When power is lost at the booster pump’s location, with the high-pressure pump operating, a transient negative-pressure wave is generated.

该波在助推泵的放电侧导致突然的压降,并以约4,000英尺/秒的速度行驶,与高压泵接触。在这种情况下,重要的是要保护高压泵免受空化损伤,并在增强泵上保持至少100 psi npsh。

监视和保护

如果助推器泵运行时高压泵跳闸,则将在高压泵的入口法兰上产生高压“ UP Suger”瞬态压力波。高压还可以绕过止回阀并造成额外的损坏。

适当尺寸的电涌容器,其尺寸通过在高压泵上使用计算机激发分析软件来计算,将接受泵跳闸中的能量。它也将能够在高压泵跳闸上接受能量(压缩容器体积)。

在高压泵跳闸中,流动将根据系统需求停止,并将泵送动态头。但是,人们担心由于校验值关闭时间而导致的向上冲浪的瞬态波从高压泵中逆转。

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图1:负压瞬态波。图显示了泵的放电侧上的瞬态负压波,而助推泵损失了电源。绿色显示助推器压力和红色显示高压泵压力。

适当尺寸的电涌容器将接受瞬态能量,但是校验值的关闭时间会有所不同,将会有所不同,基于诸如阀门和管道大小等因素。随着特定的结束时间,计算机激增分析结果准确性的关键因素,必须将其正确输入分析。在调试时,可以使用瞬态压力监控系统的报告进行调试的结果,并以至少100次/秒的记录读取和记录数据。

图2:没有涌动容器的压力变化。图2显示了不配备电涌容器的系统中的压力变化。绿色是增强泵压力,红色是高压泵压力。

图2:没有涌动容器的压力变化。图2显示了不配备电涌容器的系统中的压力变化。绿色是增强泵压力,红色是高压泵压力。

在评估如何尺寸大小的电涌容器以传递能量,或保持高压泵的NPSH及时释放,需要进一步的计算机激增分析。在此示例中,图2中的图显示了助推泵的跳闸(绿色显示),而高压泵吸的压力以红色显示。在监测高压泵的吸气螺旋泡器容器中的液位和压力时,高压泵可以在15秒内成功地启动。

图3:助力泵的涌动船舶压力。图3显示了助力泵处的电涌容器内部的压力。

图3:助力泵的涌动船舶压力。图3显示了助力泵处的电涌容器内部的压力。

高压泵最小NPSH的压力下降将保持泵的保护。图3和4显示了放置在助推泵和高压泵处的电涌容器内部压力的变化。

图4:高压泵处的潮毒压力。图4显示了高压泵处106-ft3电涌容器内部的压力。

图4:高压泵处的潮毒压力。图4显示了高压泵处106-ft3电涌容器内部的压力。

通过利用计算机激增分析来正确评估助推器和高压泵条件的条件,客户能够了解如何正确尺寸和放置的浪涌船只通过确认设计证明,并通过压力进行瞬态监控来确保优化运行性能和流。

在适当位置的电涌容器的情况下,消除了液压冲击的泵和管道网络的潜在损坏。结果,实现了大量的时间和设备成本。RP

弗兰克·诺尔斯·史密斯三世(Frank Knowles Smith III)是加利福尼亚州里弗赛德(Riverside)Blacoh Fluid Controls Inc.的电涌控制团队执行副总裁(blacoh.com)。他拥有三十年的学术,设计和应用经验。史蒂夫·蒙加里(Steve Mungari)是Blacoh的业务发展经理。他在流体测量和控制技术领域拥有20多年的过程控制经验。

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