સીલ પસંદગીની વિચારણાઓ – ઉચ્ચ દબાણવાળી ડ્યુઅલ મિકેનિકલ સીલ સ્થાપિત કરવી

વ્યવસ્થા 3 યાંત્રિક સીલ છેડ્યુઅલ સીલજ્યાં સીલ વચ્ચેના અવરોધક પ્રવાહી પોલાણને સીલ ચેમ્બરના દબાણ કરતાં વધુ દબાણ પર જાળવવામાં આવે છે. સમય જતાં, ઉદ્યોગે આ સીલ માટે જરૂરી ઉચ્ચ દબાણ વાતાવરણ બનાવવા માટે ઘણી વ્યૂહરચનાઓ વિકસાવી છે. આ વ્યૂહરચનાઓ યાંત્રિક સીલની પાઇપિંગ યોજનાઓમાં કેપ્ચર કરવામાં આવી છે. જ્યારે આમાંની ઘણી યોજનાઓ સમાન કાર્યો કરે છે, દરેકની ઓપરેટિંગ લાક્ષણિકતાઓ ખૂબ જ અલગ હોઈ શકે છે અને સીલિંગ સિસ્ટમના તમામ પાસાઓને અસર કરશે.

પાઇપિંગ પ્લાન 53B, API 682 દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કર્યા મુજબ, એક પાઇપિંગ પ્લાન છે જે નાઇટ્રોજન ચાર્જ્ડ મૂત્રાશય સંચયક સાથે અવરોધ પ્રવાહીને દબાણ કરે છે. દબાણયુક્ત મૂત્રાશય સીધા અવરોધ પ્રવાહી પર કાર્ય કરે છે, સમગ્ર સીલિંગ સિસ્ટમ પર દબાણ કરે છે. મૂત્રાશય દબાણયુક્ત ગેસ અને અવરોધક પ્રવાહી વચ્ચેનો સીધો સંપર્ક અટકાવે છે જે પ્રવાહીમાં ગેસના શોષણને દૂર કરે છે. આ પાઈપિંગ પ્લાન 53B ને પાઈપિંગ પ્લાન 53A કરતા વધુ દબાણવાળા કાર્યક્રમોમાં ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે. સંચયકની સ્વ-સમાયેલ પ્રકૃતિ સતત નાઇટ્રોજન પુરવઠાની જરૂરિયાતને પણ દૂર કરે છે, જે સિસ્ટમને દૂરસ્થ ઇન્સ્ટોલેશન માટે આદર્શ બનાવે છે.

મૂત્રાશય સંચયકના ફાયદા, જોકે, સિસ્ટમની કેટલીક ઓપરેટિંગ લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા સરભર કરવામાં આવે છે. પાઇપિંગ પ્લાન 53Bનું દબાણ મૂત્રાશયમાં ગેસના દબાણ દ્વારા સીધું નક્કી કરવામાં આવે છે. આ દબાણ અનેક ચલોને કારણે નાટકીય રીતે બદલાઈ શકે છે.

સિસ્ટમમાં અવરોધ પ્રવાહી ઉમેરાય તે પહેલાં સંચયકમાં મૂત્રાશય પૂર્વ-ચાર્જ થયેલ હોવું જોઈએ. આ સિસ્ટમની કામગીરીની ભવિષ્યની તમામ ગણતરીઓ અને અર્થઘટન માટેનો આધાર બનાવે છે. વાસ્તવિક પ્રી-ચાર્જ દબાણ સિસ્ટમ માટેના ઓપરેટિંગ દબાણ અને સંચયકોમાં અવરોધક પ્રવાહીના સલામતી વોલ્યુમ પર આધારિત છે. પ્રી-ચાર્જ દબાણ પણ મૂત્રાશયમાં ગેસના તાપમાન પર આધારિત છે. નોંધ: પ્રી-ચાર્જ પ્રેશર સિસ્ટમના પ્રારંભિક કમિશનિંગ સમયે જ સેટ કરવામાં આવે છે અને વાસ્તવિક કામગીરી દરમિયાન એડજસ્ટ કરવામાં આવશે નહીં.

મૂત્રાશયમાં ગેસનું દબાણ ગેસના તાપમાનના આધારે બદલાય છે. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, ગેસનું તાપમાન ઇન્સ્ટોલેશન સાઇટ પર આસપાસના તાપમાનને ટ્રૅક કરશે. તાપમાનમાં મોટા દૈનિક અને મોસમી ફેરફારો હોય તેવા પ્રદેશોમાં એપ્લિકેશનો સિસ્ટમના દબાણમાં મોટા સ્વિંગનો અનુભવ કરશે.

અવરોધ પ્રવાહી વપરાશઓપરેશન દરમિયાન, યાંત્રિક સીલ સામાન્ય સીલ લિકેજ દ્વારા અવરોધક પ્રવાહીનો વપરાશ કરશે. આ અવરોધક પ્રવાહી સંચયકમાં રહેલા પ્રવાહી દ્વારા ફરી ભરાય છે, પરિણામે મૂત્રાશયમાં ગેસનું વિસ્તરણ થાય છે અને સિસ્ટમના દબાણમાં ઘટાડો થાય છે. આ ફેરફારો એ એક્યુમ્યુલેટર કદ, સીલ લિકેજ દર અને સિસ્ટમ માટે ઇચ્છિત જાળવણી અંતરાલ (દા.ત., 28 દિવસ)નું કાર્ય છે.

સિસ્ટમના દબાણમાં ફેરફાર એ પ્રાથમિક રીત છે કે અંતિમ વપરાશકર્તા સીલ કામગીરીને ટ્રેક કરે છે. પ્રેશરનો ઉપયોગ જાળવણી એલાર્મ બનાવવા અને સીલની નિષ્ફળતા શોધવા માટે પણ થાય છે. જો કે, સિસ્ટમ કાર્યરત હોય ત્યારે દબાણો સતત બદલાતા રહેશે. વપરાશકર્તાએ પ્લાન 53B સિસ્ટમમાં દબાણ કેવી રીતે સેટ કરવું જોઈએ? અવરોધ પ્રવાહી ઉમેરવું ક્યારે જરૂરી છે? કેટલું પ્રવાહી ઉમેરવું જોઈએ?

એપીઆઈ 682 ચોથી આવૃત્તિમાં પ્લાન 53B સિસ્ટમ્સ માટે એન્જિનિયરિંગ ગણતરીઓનો પ્રથમ વ્યાપક રીતે પ્રકાશિત સેટ દેખાયો. પરિશિષ્ટ F આ પાઇપિંગ પ્લાન માટે દબાણ અને વોલ્યુમ કેવી રીતે નક્કી કરવું તે અંગે પગલું-દર-પગલાં સૂચનો પ્રદાન કરે છે. API 682 ની સૌથી ઉપયોગી આવશ્યકતાઓમાંની એક મૂત્રાશય સંચયકો (API 682 ચોથી આવૃત્તિ, કોષ્ટક 10) માટે પ્રમાણભૂત નેમપ્લેટની રચના છે. આ નેમપ્લેટમાં એક ટેબલ છે જે એપ્લીકેશન સાઇટ પરની આસપાસના તાપમાનની સ્થિતિની શ્રેણીમાં સિસ્ટમ માટે પ્રી-ચાર્જ, રિફિલ અને એલાર્મના દબાણને કેપ્ચર કરે છે. નોંધ: ધોરણમાંનું કોષ્ટક માત્ર એક ઉદાહરણ છે અને જ્યારે ચોક્કસ ફીલ્ડ એપ્લિકેશન પર લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે વાસ્તવિક મૂલ્યો નોંધપાત્ર રીતે બદલાશે.

આકૃતિ 2 ની મૂળભૂત ધારણાઓમાંની એક એ છે કે પાઇપિંગ પ્લાન 53B સતત અને પ્રારંભિક પ્રી-ચાર્જ દબાણને બદલ્યા વિના કાર્ય કરે તેવી અપેક્ષા છે. એવી ધારણા પણ છે કે સિસ્ટમ ટૂંકા ગાળામાં સમગ્ર આસપાસના તાપમાન શ્રેણીના સંપર્કમાં આવી શકે છે. આ સિસ્ટમ ડિઝાઇનમાં નોંધપાત્ર અસરો ધરાવે છે અને તે જરૂરી છે કે સિસ્ટમ અન્ય ડ્યુઅલ સીલ પાઇપિંગ યોજનાઓ કરતાં વધુ દબાણ પર સંચાલિત થાય.

સંદર્ભ તરીકે આકૃતિ 2 નો ઉપયોગ કરીને, ઉદાહરણ એપ્લીકેશન એવા સ્થાન પર સ્થાપિત થયેલ છે જ્યાં આસપાસનું તાપમાન -17°C (1°F) અને 70°C (158°F) ની વચ્ચે હોય. આ શ્રેણીનો ઉપરનો છેડો અવાસ્તવિક રીતે ઊંચો હોવાનું જણાય છે, પરંતુ તેમાં સીધા સૂર્યપ્રકાશના સંપર્કમાં આવતા સંચયકની સૌર ગરમીની અસરોનો પણ સમાવેશ થાય છે. ટેબલ પરની પંક્તિઓ ઉચ્ચતમ અને સૌથી નીચા મૂલ્યો વચ્ચેના તાપમાનના અંતરાલોને દર્શાવે છે.

જ્યારે અંતિમ વપરાશકર્તા સિસ્ટમનું સંચાલન કરે છે, ત્યારે તેઓ વર્તમાન આસપાસના તાપમાને રિફિલ દબાણ સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી અવરોધ પ્રવાહી દબાણ ઉમેરશે. એલાર્મ દબાણ એ દબાણ છે જે સૂચવે છે કે અંતિમ વપરાશકર્તાને વધારાના અવરોધ પ્રવાહી ઉમેરવાની જરૂર છે. 25°C (77°F) પર, ઓપરેટર એક્યુમ્યુલેટરને 30.3 બાર (440 PSIG) પર પ્રી-ચાર્જ કરશે, એલાર્મ 30.7 બાર (445 PSIG) માટે સેટ કરવામાં આવશે, અને દબાણ પહોંચે ત્યાં સુધી ઓપરેટર અવરોધ પ્રવાહી ઉમેરશે. 37.9 બાર (550 PSIG). જો આસપાસનું તાપમાન ઘટીને 0°C (32°F), તો એલાર્મનું દબાણ ઘટીને 28.1 બાર (408 PSIG) અને રિફિલ પ્રેશર 34.7 બાર (504 PSIG) થઈ જશે.

આ દૃશ્યમાં, એલાર્મ અને રિફિલ પ્રેશર આજુબાજુના તાપમાનના પ્રતિભાવમાં બદલાય છે અથવા તરતા રહે છે. આ અભિગમને ઘણીવાર ફ્લોટિંગ-ફ્લોટિંગ વ્યૂહરચના તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. એલાર્મ અને રિફિલ બંને "ફ્લોટ." આ સીલિંગ સિસ્ટમ માટે સૌથી નીચા ઓપરેટિંગ દબાણમાં પરિણમે છે. જો કે, આ અંતિમ વપરાશકર્તા પર બે ચોક્કસ જરૂરિયાતો મૂકે છે; યોગ્ય એલાર્મ પ્રેશર અને રિફિલ પ્રેશર નક્કી કરવું. સિસ્ટમ માટે એલાર્મ દબાણ એ તાપમાનનું કાર્ય છે અને આ સંબંધ અંતિમ વપરાશકર્તાની DCS સિસ્ટમમાં પ્રોગ્રામ થયેલ હોવો જોઈએ. રિફિલ પ્રેશર એમ્બિયન્ટ તાપમાન પર પણ આધાર રાખે છે, તેથી ઓપરેટરને વર્તમાન પરિસ્થિતિઓ માટે યોગ્ય દબાણ શોધવા માટે નેમપ્લેટનો સંદર્ભ લેવાની જરૂર પડશે.

કેટલાક અંતિમ વપરાશકર્તાઓ સરળ અભિગમની માંગ કરે છે અને એવી વ્યૂહરચના ઈચ્છે છે જ્યાં એલાર્મ પ્રેશર અને રિફિલ પ્રેશર બંને સ્થિર (અથવા નિશ્ચિત) હોય અને આસપાસના તાપમાનથી સ્વતંત્ર હોય. નિશ્ચિત-નિશ્ચિત વ્યૂહરચના અંતિમ વપરાશકર્તાને સિસ્ટમ રિફિલિંગ માટે માત્ર એક દબાણ અને સિસ્ટમને અલાર્મિંગ કરવા માટે માત્ર મૂલ્ય પ્રદાન કરે છે. કમનસીબે, આ સ્થિતિએ માની લેવું જોઈએ કે તાપમાન મહત્તમ મૂલ્ય પર છે, કારણ કે ગણતરીઓ એમ્બિયન્ટ તાપમાન મહત્તમથી લઘુત્તમ તાપમાન સુધી ઘટીને વળતર આપે છે. આના પરિણામે સિસ્ટમ વધુ દબાણ પર કામ કરે છે. કેટલીક એપ્લિકેશનોમાં, નિશ્ચિત-નિશ્ચિત વ્યૂહરચનાનો ઉપયોગ કરવાથી એલિવેટેડ દબાણને હેન્ડલ કરવા માટે સીલ ડિઝાઇન અથવા અન્ય સિસ્ટમ ઘટકો માટે MAWP રેટિંગમાં ફેરફાર થઈ શકે છે.

અન્ય અંતિમ વપરાશકર્તાઓ નિશ્ચિત એલાર્મ દબાણ અને ફ્લોટિંગ રિફિલ દબાણ સાથે હાઇબ્રિડ અભિગમ લાગુ કરશે. આ અલાર્મ સેટિંગ્સને સરળ બનાવતી વખતે ઓપરેટિંગ દબાણ ઘટાડી શકે છે. યોગ્ય એલાર્મ વ્યૂહરચનાનો નિર્ણય એપ્લિકેશનની સ્થિતિ, આસપાસના તાપમાનની શ્રેણી અને અંતિમ વપરાશકર્તાની આવશ્યકતાઓને ધ્યાનમાં લીધા પછી જ લેવો જોઈએ.

પાઇપિંગ પ્લાન 53B ની ડિઝાઇનમાં કેટલાક ફેરફારો છે જે આમાંના કેટલાક પડકારોને ઘટાડવામાં મદદ કરી શકે છે. સૌર કિરણોત્સર્ગમાંથી ગરમી ડિઝાઇન ગણતરીઓ માટે સંચયકના મહત્તમ તાપમાનમાં ઘણો વધારો કરી શકે છે. એક્યુમ્યુલેટરને શેડમાં મૂકવાથી અથવા એક્યુમ્યુલેટર માટે સન શિલ્ડ બાંધવાથી સૌર ગરમી દૂર થઈ શકે છે અને ગણતરીમાં મહત્તમ તાપમાન ઘટાડી શકાય છે.

ઉપરના વર્ણનોમાં, મૂત્રાશયમાં ગેસના તાપમાનને દર્શાવવા માટે એમ્બિયન્ટ ટેમ્પરેચર શબ્દનો ઉપયોગ થાય છે. સ્થિર-સ્થિતિ અથવા ધીમે ધીમે બદલાતી આસપાસના તાપમાનની સ્થિતિમાં, આ વાજબી ધારણા છે. જો દિવસ અને રાત્રિની વચ્ચે આસપાસના તાપમાનની સ્થિતિમાં મોટા ફેરફારો થાય છે, તો એક્યુમ્યુલેટરને ઇન્સ્યુલેટ કરવાથી મૂત્રાશયના અસરકારક તાપમાનના સ્વિંગને મધ્યમ કરી શકાય છે જેના પરિણામે વધુ સ્થિર ઓપરેટિંગ તાપમાન થાય છે.

આ અભિગમને એક્યુમ્યુલેટર પર હીટ ટ્રેસિંગ અને ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરીને વિસ્તૃત કરી શકાય છે. જ્યારે આ યોગ્ય રીતે લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આસપાસના તાપમાનમાં દૈનિક અથવા મોસમી ફેરફારોને ધ્યાનમાં લીધા વિના સંચયક એક તાપમાને કાર્ય કરશે. મોટા તાપમાનમાં ભિન્નતા ધરાવતા વિસ્તારોમાં વિચારણા કરવા માટે આ કદાચ સૌથી મહત્વપૂર્ણ સિંગલ ડિઝાઇન વિકલ્પ છે. આ અભિગમ ક્ષેત્રમાં એક વિશાળ સ્થાપિત આધાર ધરાવે છે અને તેણે પ્લાન 53B ને એવા સ્થળોએ ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપી છે જે હીટ ટ્રેસિંગ સાથે શક્ય ન હોત.

અંતિમ વપરાશકર્તાઓ કે જેઓ પાઇપિંગ પ્લાન 53B નો ઉપયોગ કરવાનું વિચારી રહ્યાં છે તે જાણવું જોઈએ કે આ પાઇપિંગ પ્લાન ફક્ત એક્યુમ્યુલેટર સાથેનો પાઇપિંગ પ્લાન 53A નથી. સિસ્ટમ ડિઝાઇન, કમિશનિંગ, ઓપરેશન અને પ્લાન 53B ની જાળવણીનું વર્ચ્યુઅલ રીતે દરેક પાસું આ પાઇપિંગ પ્લાન માટે અનન્ય છે. અંતિમ વપરાશકર્તાઓએ અનુભવેલી મોટાભાગની હતાશાઓ સિસ્ટમની સમજના અભાવને કારણે આવે છે. સીલ OEM ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે વધુ વિગતવાર વિશ્લેષણ તૈયાર કરી શકે છે અને અંતિમ વપરાશકર્તાને આ સિસ્ટમને યોગ્ય રીતે સ્પષ્ટ કરવામાં અને સંચાલિત કરવામાં મદદ કરવા માટે જરૂરી પૃષ્ઠભૂમિ પ્રદાન કરી શકે છે.