Dvije pumpe za pražnjenje propana s pogonom i snagom od 30 konjskih snaga (hp) stalno rade pri visokim brzinama protoka koji premašuju projektirani nazivni kapacitet od 110 galona po minuti (gpm). Tijekom normalnog pražnjenja, crpka radi na 190 gpm, što je izvan krivulje pumpe. Crpka radi na 160% točki najbolje učinkovitosti (BEP), što je neprihvatljivo. Na temelju povijesti rada, crpka radi dva puta tjedno s prosječnim vremenom rada od jednog sata po radu. Osim toga, pumpa je podvrgnuta velikom remontu nakon šest godina rada. Približno vrijeme rada između velikih popravaka je oko 1 mjesec, što je vrlo kratko. Smatra se da ove pumpe imaju nisku pouzdanost, posebno jer se procesna tekućina smatra čistom bez suspendiranih čvrstih tvari. Propan pumpe za pražnjenje važne su za održavanje sigurne razine propana za pouzdan rad s tekućim prirodnim plinom (NGL). Primjena poboljšanja i zaštita crpke spriječit će štetu.
Da biste utvrdili uzrok rada velikog protoka, ponovno izračunajte gubitke trenja u sustavu cjevovoda kako biste utvrdili je li crpka predimenzionirana. Stoga su potrebni svi relevantni izometrijski crteži. Pregledom dijagrama cjevovoda i instrumentacije (P&IDs), potrebne izometrije cjevovoda su utvrđeno da pomogne u izračunavanju gubitaka zbog trenja. Dostavljen je potpuni izometrijski prikaz crpke usisnog voda. Nedostaju izometrijski prikazi nekih ispusnih vodova. Stoga je konzervativna aproksimacija trenja u ispusnom vodu crpke određena na temelju trenutnih radnih parametara crpke. u izračunu se uzima u obzir usisni vod jedinice B, kao što je prikazano zelenom bojom na slici 1.
Da bi se odredila ekvivalentna duljina trenja cijevi za pražnjenje, korišteni su stvarni radni parametri crpke (Slika 2). Budući da i kamion i odredišna posuda imaju vodove za izjednačavanje tlaka, to znači da se jedini zadatak crpke može podijeliti na dva dijela. .Prvi zadatak je podizanje tekućine s razine kamiona na razinu kontejnera, dok je drugi zadatak svladavanje trenja u cijevima koje ih povezuju.
Prvi korak je određivanje ekvivalentne duljine tarne cijevi za izračunavanje ukupne visine (ƤHtotal) iz primljenih podataka.
Budući da je ukupna visina zbroj glave trenja i visine elevacije, glava trenja se može odrediti jednadžbom 3.
gdje se Hfr smatra visinom trenja (gubici uslijed trenja) cijelog sustava (tj. usisnih i tlačnih vodova).
Gledajući sliku 1, gubici trenja izračunati za usisni vod jedinice B prikazani su na slici 4 (190 gpm) i slici 5 (110 gpm).
U izračunu treba uzeti u obzir trenje filtra. Normalno za filtar bez mrežice u ovom slučaju je 1 funta po kvadratnom inču (psi), što je ekvivalentno 3 stope (ft). Također, uzmite u obzir gubitak crijeva zbog trenja, što je oko 3 stope.
Ukratko, gubici trenja usisnog voda pri 190 gpm i nazivni protok pumpe (110 gpm) su u jednadžbama 4 i 5.
Ukratko, gubici trenja u ispusnom vodu mogu se odrediti oduzimanjem ukupnog trenja sustava Hfr od trenja usisnog voda, kao što je prikazano u jednadžbi 6.
Budući da se izračunava gubitak zbog trenja tlačne cijevi, ekvivalentna duljina trenja tlačne cijevi može se približno odrediti na temelju poznatog promjera cijevi i brzine protoka u cijevi. Upotrebom ova dva ulaza u bilo kojem softveru za trenje cijevi, trenje za 100 stopa cijevi od 4" pri 190 gpm izračunava se na 7,2 stope. Prema tome, ekvivalentna duljina trenja ispusnog voda može se izračunati prema jednadžbi 7.
Korištenjem gornje ekvivalentne duljine ispusne cijevi, trenje ispusne cijevi pri bilo kojoj brzini protoka može se izračunati pomoću bilo kojeg softvera za frakcije cijevi.
Budući da tvornička izvedba crpke koju je dostavio dobavljač nije dosegnula protok od 190 gpm, napravljena je ekstrapolacija kako bi se odredila izvedba crpke pod postojećim radom s velikim protokom. Da bi se odredila točna krivulja, potrebno je iscrtati izvornu krivulju proizvodne izvedbe i dobiti pomoću LINEST jednadžba u Excelu. Jednadžba koja predstavlja krivulju visine pumpe može se aproksimirati polinomom trećeg reda. Jednadžba 8 prikazuje najprikladniji polinom za tvorničko testiranje.
Slika 7 prikazuje krivulju proizvodnje (zeleno) i krivulju otpora (crveno) za trenutne uvjete u polju s potpuno otvorenim odzračnim ventilom. Upamtite da pumpa ima četiri stupnja.
Osim toga, plava linija prikazuje krivulju sustava, pod pretpostavkom da je ispusni zaporni ventil djelomično zatvoren. Približan diferencijalni tlak preko ventila je 234 stope. Za postojeće ventile, ovo je veliki diferencijalni tlak i ne može zadovoljiti zahtjeve.
Slika 8 prikazuje idealnu situaciju kada je crpka smanjena s četiri na dva impelera (svijetlo zelena).
Osim toga, plava linija prikazuje krivulju sustava kada je crpka zaustavljena, a ispusni zaporni ventil djelomično zatvoren. Približan diferencijalni tlak na ventilu je 85 stopa. Pogledajte izvorni izračun na slici 9.
Istraživanje dizajna procesa otkrilo je precijenjenu potrebnu diferencijalnu visinu zbog neispravnog dizajna, nedostatkom linije ravnoteže plina/pare između vrha kamiona i vrha posude. Prema podacima o procesu, tlak pare propana varira značajno od zime do ljeta. Dakle, čini se da je izvorni dizajn napravljen s najnižim tlakom pare u kamionu (zima) i najvišim tlakom pare u spremniku (ljeti) na umu, što je netočno. Budući da su to dvoje uvijek povezani pomoću uravnotežena linija, promjena tlaka pare bit će beznačajna i ne treba je uzeti u obzir pri dimenzioniranju diferencijalne visine pumpe.
Preporuča se smanjiti razinu crpke s četiri na dva impelera i prigušiti ispusni ventil za otprilike 85 stopa. Utvrdite da ventil treba prigušivati dok protok ne dosegne 110 gpm. Također je utvrđeno da je ventil dizajniran za kontinuirano prigušivanje kako bi se osiguralo da postoji nema unutarnjeg oštećenja. Ako unutarnji premaz ventila nije dizajniran za takve situacije, tvornica će morati razmotriti daljnje radnje. Kako bi se zaustavio, prvi rotor mora ostati.
Wesam Khalaf Allah ima osam godina iskustva u Saudi Aramco. Specijaliziran je za pumpe i mehaničke brtve te je bio uključen u puštanje u rad i pokretanje Shaybah NGL kao inženjer pouzdanosti.
Amer Al-Dhafiri inženjerski je stručnjak s preko 20 godina iskustva u pumpama i mehaničkim brtvama za Saudi Aramco. Za više informacija posjetite aramco.com.
Vrijeme objave: 21. veljače 2022
