Контроль окружающей среды в уплотнительной камере

Снижение температуры в камере уплотнения дает множество преимуществ для производительности и надежности механического уплотнения, работающего в горячих условиях. Это один из наиболее эффективных способов увеличения запаса по давлению паров и предотвращения всплесков перекачиваемой жидкости в камере уплотнения или на границе торцов торцового уплотнения. Кроме того, снижение температуры в камере уплотнения также увеличивает вязкость жидкости, обеспечивая более стабильную пленку жидкости на границе поверхностей уплотнения.

Одним из способов достижения снижения температуры является циркуляция жидкости из камеры уплотнения через теплообменник и возврат охлажденной жидкости обратно в камеру уплотнения. Теплообменник часто называют «уплотнительным охладителем», поскольку он не является частью процесса, а всего лишь вспомогательным компонентом системы. Такое расположение трубопроводов известно как план 23 API. При правильной установке, эксплуатации и обслуживании план 23 является одним из наиболее эффективных методов снижения температуры в камере уплотнения.

Жидкость циркулирует через теплообменник с помощью перекачивающего кольца, встроенного в конструкцию механического уплотнения. Насосное кольцо, обычно представляющее собой колесо с прорезями или спиральную спираль, вращается вместе с валом насоса и функционирует как миниатюрный насос внутри камеры уплотнения. По сравнению с основным рабочим колесом на валу насоса насосное кольцо создает лишь очень небольшую часть напора и потока. Таким образом, крайне важно, чтобы конструкция, выбор и установка контура потока были оптимизированы так, чтобы обеспечить наименьшее сопротивление потоку, тем самым максимизируя скорость циркуляции и способность тепловой энергии передаваться из камеры уплотнения в теплообменник. .

В схеме потока есть три основных элемента, которые можно оптимизировать:

Теплообменник должен иметь подходящий размер, чтобы рассеивать возложенную на него тепловую нагрузку, обеспечивая при этом минимальное сопротивление потоку. Кожухотрубные теплообменники с водяным охлаждением отвечают этим требованиям и часто являются лучшим выбором для конструкции теплообменника. Следует избегать использования пластинчатых теплообменников, хотя они компактны и имеют большую скорость теплопередачи, поскольку их сопротивление потоку велико. Теплообменники с воздушным охлаждением могут использоваться в установках с ограниченным количеством воды. Однако требуется тщательное проектирование и выбор, чтобы обеспечить необходимую охлаждающую способность, но при этом не быть чрезмерно большой.

Предпочтительным методом соединения теплообменника с камерой уплотнения является использование тянутых трубок (если это разрешено нормами и стандартами). Диаметр должен соответствовать диаметру змеевика теплообменника. В случае сомнений следует выбрать больший размер. Учтите, что чрезмерно большие размеры не дадут положительных результатов и могут пагубно сказаться на снижении гидравлического сопротивления контура. Чтобы свести к минимуму сопротивление потоку в трубках, следует избегать использования клапанов. Если они необходимы, это должны быть полнопроходные задвижки или запорные ¼-оборотные шаровые краны. Количество изгибов трубки также следует свести к минимуму, используя только изгибы большого радиуса и избегая использования коротких фитингов под углом 90 градусов. Общая длина трубопровода должна быть минимальной.

Если в камере уплотнения имеется достаточно места, наиболее эффективные конструкции насосного кольца и промывочные порты, подающие жидкость к насосному кольцу и обратно, проектируются как неотъемлемая часть механического уплотнения и его корпуса (см. Рисунок 1). Это позволяет производителю уплотнения оптимизировать расположение промывочных отверстий для достижения максимального давления и потока из нагнетательного кольца. Это также обеспечивает правильный путь потока охлаждающей жидкости через механическое уплотнение, гарантируя подачу холодной жидкости к поверхностям механического уплотнения.

Для насосов с горизонтальными валами промывочное отверстие должно быть расположено в верхней части корпуса уплотнения, чтобы обеспечить удаление из камеры уплотнения любых захваченных газов, а промывочное отверстие должно располагаться на центральной линии вала или ниже. Вертикальные валы должны иметь промывочное отверстие в самой верхней точке камеры уплотнения для обеспечения полной вентиляции. Обычно это требует использования насосного кольца с осевым потоком с отверстием для промывки, расположенным под насосным кольцом.