При превышении 10 % максимально допустимого рабочего давления (МДРД) пользователь может открыть разрывную мембрану или предохранительный клапан. Если пользователь работает рядом с MAWP, учтите, что из-за изменений в инверторе насоса могут возникнуть нестабильные условия потока и тепловое расширение регулирующего клапана, скачок давления, пусковое давление насоса, давление закрытия регулирующего клапана насоса и колебания давления.
Первым шагом является определение пикового давления во время события, которое достигло максимально допустимого давления. Если пользователь превышает максимально допустимое рабочее давление, контролируйте давление в системе 200 раз в секунду (многие насосы и системы трубопроводов контролируют один раз в секунду). Стандартный датчик технологического давления не регистрирует переходные процессы давления, проходящие через систему трубопроводов со скоростью 4000 футов в секунду.
При мониторинге давления со скоростью 200 раз в секунду для регистрации переходных процессов давления рассмотрите систему, которая записывает текущее среднее значение в устойчивом состоянии, чтобы обеспечить управляемость файла данных. Если колебания давления невелики, система будет регистрировать скользящее среднее значение 10 точек данных в секунду.
Где следует контролировать давление? Запускайте перед насосом, перед и после обратного клапана, а также перед и после регулирующего клапана. Установите систему мониторинга давления в определенной точке ниже по течению, чтобы проверить скорость волны и начало волны давления. На рис. 1 показан начальный скачок давления нагнетания насоса. Система трубопроводов рассчитана на давление 300 фунтов (фунтов) Американского национального института стандартов (ANSI), максимально допустимое давление составляет 740 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм), а давление при запуске насоса превышает 800 фунтов на квадратный дюйм.
На рисунке 2 показан обратный поток через обратный клапан. Насос работает в установившемся режиме при давлении 70 фунтов на квадратный дюйм. Когда насос выключен, изменение скорости создаст отрицательную волну, которая затем отражается обратно в положительную волну. Когда положительная волна попадает на диск обратного клапана, обратный клапан все еще открыт, вызывая изменение направления потока. Когда обратный клапан закрыт, возникает еще одно давление на входе, а затем волна отрицательного давления. Давление в системе трубопроводов падает до -10 фунтов на квадратный дюйм (псиг).
Теперь, когда переходные процессы давления зарегистрированы, следующим шагом будет моделирование насосных и трубопроводных систем, чтобы имитировать изменения скорости, которые создают разрушительное давление. Программное обеспечение для моделирования помпажей позволяет пользователям вводить кривую насоса, размер трубы, высоту, диаметр трубы и материал трубы.
Какие еще компоненты трубопровода могут вызывать изменения скорости в системе? Программное обеспечение для моделирования помпажей предоставляет ряд характеристик клапана, которые можно моделировать. Программное обеспечение для компьютерного моделирования переходных процессов позволяет пользователям моделировать однофазный поток.
Рассмотрите возможность двухфазного потока, который можно выявить путем мониторинга переходного давления в приложении. Имеется ли кавитация в насосной и трубопроводной системе? Если да, вызвано ли это давлением всасывания насоса или давлением нагнетания насоса во время отключения насоса? Работа клапана приведет к изменению скорости в системе трубопроводов.
При работе клапана давление на входе будет увеличиваться, давление на выходе уменьшаться, а в некоторых случаях возникнет кавитация. Простым решением проблемы колебаний давления может быть замедление времени работы при закрытии клапана.
Пытается ли пользователь поддерживать постоянный расход или давление? Время связи между водителем и датчиком давления может привести к тому, что система начнет поиск. На каждое действие будет реакция, поэтому постарайтесь понять переходные процессы давления через скорость волны. Когда насос ускоряется, давление будет расти, но волна высокого давления будет отражаться обратно как волна отрицательного давления. Используйте высокочастотный мониторинг давления для регулировки приводов управления электродвигателями и регулирующих клапанов.
На рис. 3 показано нестабильное давление, создаваемое частотно-регулируемым приводом (ЧРП). Давление нагнетания колебалось от 204 до 60 фунтов на квадратный дюйм, а колебание давления s742 произошло в течение 1 часа 19 минут.
Колебания регулирующего клапана: волна ударного давления проходит через регулирующий клапан, прежде чем реагировать на ударную волну. Управление потоком, управление противодавлением и редукционный клапан имеют время срабатывания. Для подачи и получения энергии устанавливаются пульсационные и пульсационные контейнеры для амортизации ударных волн. При определении размера демпфера пульсаций и расширительного бака важно понимать установившийся режим, а также минимальную и максимальную волны давления. Заправка газа и объем газа должны быть достаточными, чтобы справиться с изменениями энергии.
Расчеты уровня газа и жидкости используются для подтверждения демпферов пульсаций и буферных емкостей с многопараметрическими константами, равными 1 в установившемся режиме и 1,2 во время переходных процессов давления. Активные клапаны (открытие/закрытие) и обратные клапаны (закрытие) — это стандартные изменения скорости, вызывающие фокус. Когда насос выключен, буферный резервуар, установленный после обратного клапана, будет обеспечивать энергию для скорости надувания.
Если насос выходит за пределы кривой, необходимо создать противодавление. Если пользователь сталкивается с колебаниями давления в регулирующем клапане обратного давления, возможно, в системе потребуется установить демпфер пульсаций перед ним. Если клапан закрывается слишком быстро, убедитесь, что объем газа в сосуде регулирования давления может принять достаточно энергии.
Размер обратного клапана следует определять в зависимости от расхода, давления и длины трубы насоса, чтобы обеспечить правильное время закрытия. Некоторые насосные агрегаты имеют обратные клапаны увеличенного размера, частично открыты и колеблются в потоке потока, что может вызвать чрезмерную вибрацию.
Расшифровка событий избыточного давления в крупных технологических трубопроводных сетях требует нескольких точек мониторинга. Это поможет определить источник волны давления. Волна отрицательного давления, генерируемая ниже давления пара, может быть сложной задачей. Двухфазный поток ускорения и коллапса давления газа может быть зарегистрирован посредством мониторинга переходного давления. Использование судебно-медицинской экспертизы для выявления основной причины колебаний давления начинается с мониторинга переходного давления.
Время публикации: 15 ноября 2021 г.
