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Apr 05, 2024

Determinare il miglior piano di tubazioni per supportare le tenute meccaniche nelle pompe verticali

Ottenere il massimo da una tenuta meccanica è direttamente proporzionale alla qualità dell'ambiente in cui opera. In quasi tutte le applicazioni, la chiave per la longevità della tenuta meccanica e

Ottenere il massimo da una tenuta meccanica è direttamente proporzionale alla qualità dell'ambiente in cui opera. In quasi tutte le applicazioni, la chiave per la longevità della tenuta meccanica e l'estensione del tempo medio tra i guasti (MTBF) è comprendere le esigenze della tenuta meccanica e come dovrebbe essere supportata. Sebbene ogni applicazione sia unica in termini di requisiti di tenuta meccanica, le applicazioni con pompe verticali presentano una serie specifica di sfide.

Quando si determina il miglior progetto di tubazioni per supportare una tenuta meccanica, è importante innanzitutto capire in che modo i diversi tipi di pompe possono influenzare la pressione della camera di tenuta. Ad esempio, la pressione della camera di tenuta su una pompa a sbalzo verticale (OH3) dipenderà dalle caratteristiche specifiche della girante. Mentre per una pompa di raccolta verticale (VS5), poiché la tubazione di scarico corre all'esterno della colonna dell'albero, la pressione della camera di tenuta sarà molto vicina alla pressione atmosferica. Questo articolo si concentra su tre categorie di pompe uniche: pompe verticali a turbina e per pozzi umidi, pompe verticali per pozzetto e liquami e pompe verticali a sbalzo.

La tenuta meccanica in una turbina verticale o in una pompa per pozzo umido si trova nella colonna dell'albero sopra la piastra di montaggio della pompa. Il fluido di processo viene portato attraverso la colonna dell'albero ed esce dalla pompa dall'ugello di scarico. Per questo motivo, la pressione della camera di tenuta sarà equivalente alla pressione di scarico della pompa. La tenuta meccanica dovrà essere adeguatamente ventilata per prevenire il blocco del vapore, quindi la porta di flussaggio dovrebbe essere il più alta possibile assialmente (sopra le facce della tenuta).

Il piano di tubazioni più comune selezionato per questo tipo di pompe è il piano 13 dell'American Petroleum Institute (API), che deve essere dimensionato per fornire un flusso di flusso adeguato sulle facce della tenuta per mantenerle fresche e lubrificate. Il vantaggio principale dell'API Plan 13 in questa disposizione è che consente lo sfiato continuo del fluido di processo per evitare l'accumulo di vapore nella camera di tenuta e il blocco del vapore nella tenuta.

Le posizioni assiali delle porte di flussaggio diventano importanti quando si utilizza una tenuta meccanica verticale. Per favorire il miglior scenario di ventilazione possibile, le porte di flush-out (FO) devono essere posizionate il più lontano possibile all'esterno, sopra le facce della tenuta. Al contrario, per qualsiasi tenuta orientata verticalmente, le porte flush-in (FI) dovrebbero trovarsi sotto le porte FO. Se possibile, l'apertura di flussaggio nella tenuta meccanica dovrebbe essere tangenziale per facilitare il flusso attraverso la tenuta.

API Plan 13 può essere utilizzato anche per rimuovere i solidi dalla camera di tenuta. Se sono presenti solidi nel fluido di processo, si consiglia di utilizzare API Plan 13 insieme a una boccola di spurgo (solitamente fornita dal produttore della pompa) e includere API Plan 32 per un corretto lavaggio della camera di tenuta.

Le pompe verticali per pozzetto e liquami differiscono dalle pompe a turbina verticali in quanto il fluido di processo non viene scaricato attraverso la colonna dell'albero. Un tratto separato di tubazioni è collegato all'ugello di scarico in modo che il fluido di processo venga scaricato all'esterno della colonna dell'albero in una posizione separata.

Ciò lascia la maggior parte della colonna dell'albero vuota (riempita con aria o vapore) e a pressione atmosferica. In questo caso, la tenuta meccanica è necessaria solo per impedire la fuoriuscita di vapori indesiderati nell'atmosfera. A seconda del progetto di tubazione selezionato, a tale scopo è possibile utilizzare un sistema con fluido barriera per gas o liquidi.

I piani API 53, 54 e 74 forniscono un fluido barriera pressurizzato (barriera liquida per i piani 53 e 54, fluido barriera al gas per il piano 74) nella tenuta per contenere la fuoriuscita del fluido di processo nell'atmosfera. Questo può essere particolarmente critico quando si sigilla un pozzetto verticale o una pompa per liquami in cui il vapore può accumularsi nella colonna dell'albero. Se viene selezionato un sistema di barriera pressurizzato per un pozzetto verticale o una pompa per liquami, è fondamentale garantire che sia disponibile una porta di scarico nella colonna dell'albero. Se la porta di scarico non è presente, la colonna dell'albero potrebbe riempirsi di fluido e sovrapressurizzare la tenuta.

In una pompa a sbalzo verticale, la tenuta meccanica si trova proprio sopra la parte posteriore della girante, proprio come in una pompa a sbalzo orizzontale. In questo caso, le caratteristiche della girante avranno un impatto significativo sulla pressione agente nella camera di tenuta. Gli anelli di usura facilitano l'interazione con gioco ridotto tra la girante e il corpo della pompa per evitare che il fluido allo scarico ricircoli all'aspirazione. Riducono inoltre il carico assiale sulla girante diminuendo la pressione differenziale tra la parte anteriore della girante e la camera di tenuta. A seconda delle caratteristiche della girante, la pressione della camera di tenuta sarebbe compresa tra la pressione di aspirazione e quella di mandata per le pompe a sbalzo verticale.