సీల్ ఎంపిక పరిగణనలు – అధిక పీడన డ్యూయల్ మెకానికల్ సీల్స్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయడం

అమరిక 3 మెకానికల్ సీల్స్ద్వంద్వ ముద్రలుఇక్కడ సీల్స్ మధ్య ఉండే అవరోధ ద్రవ కుహరం, సీల్ ఛాంబర్ పీడనం కంటే ఎక్కువ పీడనం వద్ద నిర్వహించబడుతుంది. కాలక్రమేణా, ఈ సీల్స్‌కు అవసరమైన అధిక-పీడన వాతావరణాన్ని సృష్టించడానికి పరిశ్రమ అనేక వ్యూహాలను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ వ్యూహాలు మెకానికల్ సీల్ యొక్క పైపింగ్ ప్రణాళికలలో పొందుపరచబడ్డాయి. ఈ ప్రణాళికలలో చాలా వరకు ఒకే విధమైన విధులను నిర్వర్తించినప్పటికీ, ప్రతి దాని నిర్వహణ లక్షణాలు చాలా భిన్నంగా ఉండవచ్చు మరియు సీలింగ్ వ్యవస్థ యొక్క అన్ని అంశాలను ప్రభావితం చేస్తాయి.

API 682 ద్వారా నిర్వచించబడిన పైపింగ్ ప్లాన్ 53B అనేది, నైట్రోజన్‌తో నింపబడిన బ్లాడర్ అక్యుమ్యులేటర్ ద్వారా బారియర్ ఫ్లూయిడ్‌ను పీడనానికి గురిచేసే ఒక పైపింగ్ ప్లాన్. పీడనానికి గురైన బ్లాడర్ నేరుగా బారియర్ ఫ్లూయిడ్‌పై పనిచేసి, మొత్తం సీలింగ్ సిస్టమ్‌ను పీడనానికి గురిచేస్తుంది. ఈ బ్లాడర్, పీడన వాయువు మరియు బారియర్ ఫ్లూయిడ్ మధ్య ప్రత్యక్ష సంబంధాన్ని నివారిస్తుంది, తద్వారా ద్రవంలోకి వాయువు శోషించబడకుండా నిరోధిస్తుంది. ఇది పైపింగ్ ప్లాన్ 53A కంటే అధిక పీడన అనువర్తనాలలో పైపింగ్ ప్లాన్ 53Bని ఉపయోగించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. అక్యుమ్యులేటర్ యొక్క స్వయం-నియంత్రిత స్వభావం నిరంతర నైట్రోజన్ సరఫరా అవసరాన్ని కూడా తొలగిస్తుంది, ఇది ఈ సిస్టమ్‌ను మారుమూల సంస్థాపనలకు ఆదర్శంగా చేస్తుంది.

అయితే, బ్లాడర్ అక్యుమ్యులేటర్ వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు, సిస్టమ్ యొక్క కొన్ని నిర్వహణ లక్షణాల వల్ల తగ్గిపోతాయి. పైపింగ్ ప్లాన్ 53B యొక్క పీడనం, బ్లాడర్‌లోని గ్యాస్ పీడనంపై నేరుగా ఆధారపడి ఉంటుంది. అనేక అంశాల కారణంగా ఈ పీడనం గణనీయంగా మారవచ్చు.

సిస్టమ్‌లోకి బారియర్ ఫ్లూయిడ్‌ను జోడించే ముందు అక్యుమ్యులేటర్‌లోని బ్లాడర్‌ను తప్పనిసరిగా ప్రీ-ఛార్జ్ చేయాలి. ఇది సిస్టమ్ ఆపరేషన్‌కు సంబంధించిన భవిష్యత్ గణనలు మరియు వివరణలన్నింటికీ ఆధారాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. వాస్తవ ప్రీ-ఛార్జ్ పీడనం, సిస్టమ్ యొక్క ఆపరేటింగ్ పీడనం మరియు అక్యుమ్యులేటర్లలోని బారియర్ ఫ్లూయిడ్ యొక్క సురక్షా పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రీ-ఛార్జ్ పీడనం బ్లాడర్‌లోని గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రతపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. గమనిక: ప్రీ-ఛార్జ్ పీడనం సిస్టమ్ యొక్క ప్రారంభ కమిషనింగ్ సమయంలో మాత్రమే సెట్ చేయబడుతుంది మరియు వాస్తవ ఆపరేషన్ సమయంలో సర్దుబాటు చేయబడదు.

బ్లాడర్‌లోని గ్యాస్ పీడనం, గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి మారుతుంది. చాలా సందర్భాలలో, గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రత, ఇన్‌స్టాలేషన్ సైట్ వద్ద ఉన్న పరిసర ఉష్ణోగ్రతను అనుసరిస్తుంది. రోజువారీ మరియు కాలానుగుణ ఉష్ణోగ్రతలలో పెద్ద మార్పులు ఉండే ప్రాంతాలలో, సిస్టమ్ పీడనంలో పెద్ద హెచ్చుతగ్గులు ఉంటాయి.

అవరోధ ద్రవ వినియోగంఆపరేషన్ సమయంలో, మెకానికల్ సీల్స్ సాధారణ సీల్ లీకేజీ ద్వారా బారియర్ ఫ్లూయిడ్‌ను వినియోగిస్తాయి. ఈ బారియర్ ఫ్లూయిడ్, అక్యుమ్యులేటర్‌లోని ద్రవం ద్వారా తిరిగి నింపబడుతుంది, దీని ఫలితంగా బ్లాడర్‌లోని గ్యాస్ వ్యాకోచించి, సిస్టమ్ పీడనం తగ్గుతుంది. ఈ మార్పులు అక్యుమ్యులేటర్ పరిమాణం, సీల్ లీకేజీ రేట్లు మరియు సిస్టమ్ కోసం కావలసిన నిర్వహణ వ్యవధి (ఉదాహరణకు, 28 రోజులు) వంటి అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

సిస్టమ్ పీడనంలో మార్పు అనేది తుది వినియోగదారుడు సీల్ పనితీరును పర్యవేక్షించే ప్రాథమిక మార్గం. నిర్వహణ అలారాలను సృష్టించడానికి మరియు సీల్ వైఫల్యాలను గుర్తించడానికి కూడా పీడనాన్ని ఉపయోగిస్తారు. అయితే, సిస్టమ్ పనిచేస్తున్నప్పుడు పీడనాలు నిరంతరం మారుతూ ఉంటాయి. ప్లాన్ 53B సిస్టమ్‌లో వినియోగదారుడు పీడనాలను ఎలా సెట్ చేయాలి? బారియర్ ఫ్లూయిడ్‌ను ఎప్పుడు జోడించడం అవసరం? ఎంత ఫ్లూయిడ్‌ను జోడించాలి?

ప్లాన్ 53B సిస్టమ్‌ల కోసం విస్తృతంగా ప్రచురించబడిన మొదటి ఇంజనీరింగ్ గణనల సమితి API 682 నాల్గవ ఎడిషన్‌లో కనిపించింది. ఈ పైపింగ్ ప్లాన్ కోసం పీడనాలు మరియు పరిమాణాలను ఎలా నిర్ధారించాలో అనెక్స్ F దశలవారీ సూచనలను అందిస్తుంది. API 682 యొక్క అత్యంత ఉపయోగకరమైన అవసరాలలో ఒకటి బ్లాడర్ అక్యుమ్యులేటర్‌ల కోసం ఒక ప్రామాణిక నేమ్‌ప్లేట్‌ను రూపొందించడం (API 682 నాల్గవ ఎడిషన్, పట్టిక 10). ఈ నేమ్‌ప్లేట్‌లో ఒక పట్టిక ఉంటుంది, ఇది అప్లికేషన్ సైట్‌లోని పరిసర ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితుల పరిధిలో సిస్టమ్ యొక్క ప్రీ-ఛార్జ్, రీఫిల్ మరియు అలారం పీడనాలను నమోదు చేస్తుంది. గమనిక: ప్రమాణంలోని పట్టిక కేవలం ఒక ఉదాహరణ మాత్రమే మరియు ఒక నిర్దిష్ట ఫీల్డ్ అప్లికేషన్‌కు వర్తింపజేసినప్పుడు వాస్తవ విలువలు గణనీయంగా మారుతాయి.

పటం 2 యొక్క ప్రాథమిక అంచనాలలో ఒకటి ఏమిటంటే, పైపింగ్ ప్లాన్ 53B ప్రారంభ ప్రీ-ఛార్జ్ పీడనాన్ని మార్చకుండా నిరంతరాయంగా పనిచేస్తుందని భావించడం. అలాగే, ఈ వ్యవస్థ తక్కువ సమయంలో పూర్తి పరిసర ఉష్ణోగ్రత పరిధికి గురికావచ్చనే అంచనా కూడా ఉంది. ఇవి వ్యవస్థ రూపకల్పనలో ముఖ్యమైన చిక్కులను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఇతర డ్యూయల్ సీల్ పైపింగ్ ప్లాన్‌ల కంటే ఎక్కువ పీడనంతో ఈ వ్యవస్థను నిర్వహించాల్సిన అవసరాన్ని కల్పిస్తాయి.

పటం 2ను సూచనగా తీసుకుంటే, ఈ ఉదాహరణ అప్లికేషన్‌ను పరిసర ఉష్ణోగ్రత -17°C (1°F) మరియు 70°C (158°F) మధ్య ఉండే ప్రదేశంలో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడింది. ఈ పరిధిలోని ఎగువ విలువ అవాస్తవికంగా ఎక్కువగా ఉన్నట్లు కనిపిస్తుంది, కానీ ఇందులో ప్రత్యక్ష సూర్యరశ్మికి గురయ్యే అక్యుమ్యులేటర్ యొక్క సౌరతాపం వల్ల కలిగే ప్రభావాలు కూడా ఉన్నాయి. పట్టికలోని అడ్డు వరుసలు అత్యధిక మరియు అత్యల్ప విలువల మధ్య ఉన్న ఉష్ణోగ్రత అంతరాలను సూచిస్తాయి.

తుది వినియోగదారు సిస్టమ్‌ను ఆపరేట్ చేస్తున్నప్పుడు, ప్రస్తుత పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద రీఫిల్ పీడనం చేరే వరకు వారు బారియర్ ఫ్లూయిడ్ పీడనాన్ని పెంచుతారు. అలారం పీడనం అనేది, తుది వినియోగదారు అదనపు బారియర్ ఫ్లూయిడ్‌ను జోడించాల్సిన అవసరం ఉందని సూచించే పీడనం. 25°C (77°F) వద్ద, ఆపరేటర్ అక్యుమ్యులేటర్‌ను 30.3 బార్ (440 PSIG) వరకు ప్రీ-ఛార్జ్ చేస్తారు, అలారంను 30.7 బార్ (445 PSIG)కు సెట్ చేస్తారు, మరియు పీడనం 37.9 బార్ (550 PSIG)కు చేరే వరకు ఆపరేటర్ బారియర్ ఫ్లూయిడ్‌ను జోడిస్తారు. ఒకవేళ పరిసర ఉష్ణోగ్రత 0°C (32°F)కు తగ్గితే, అప్పుడు అలారం పీడనం 28.1 బార్ (408 PSIG)కు మరియు రీఫిల్ పీడనం 34.7 బార్ (504 PSIG)కు పడిపోతుంది.

ఈ సందర్భంలో, పరిసర ఉష్ణోగ్రతలకు ప్రతిస్పందనగా అలారం మరియు రీఫిల్ పీడనాలు రెండూ మారుతాయి, లేదా తేలియాడతాయి. ఈ విధానాన్ని తరచుగా ఫ్లోటింగ్-ఫ్లోటింగ్ వ్యూహం అని అంటారు. అలారం మరియు రీఫిల్ రెండూ "తేలుతాయి." దీని ఫలితంగా సీలింగ్ సిస్టమ్ కోసం అత్యల్ప ఆపరేటింగ్ పీడనాలు ఏర్పడతాయి. అయితే, ఇది తుది వినియోగదారుపై రెండు నిర్దిష్ట అవసరాలను ఉంచుతుంది; సరైన అలారం పీడనం మరియు రీఫిల్ పీడనాన్ని నిర్ణయించడం. సిస్టమ్ యొక్క అలారం పీడనం ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ఈ సంబంధాన్ని తుది వినియోగదారు యొక్క DCS సిస్టమ్‌లో ప్రోగ్రామ్ చేయాలి. రీఫిల్ పీడనం కూడా పరిసర ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది, కాబట్టి ప్రస్తుత పరిస్థితులకు సరైన పీడనాన్ని కనుగొనడానికి ఆపరేటర్ నేమ్‌ప్లేట్‌ను చూడవలసి ఉంటుంది.

కొంతమంది తుది వినియోగదారులు సరళమైన విధానాన్ని కోరుకుంటారు మరియు అలారం పీడనం, రీఫిల్ పీడనాలు రెండూ స్థిరంగా (లేదా నిర్ణీతంగా) ఉండి, పరిసర ఉష్ణోగ్రతలపై ఆధారపడని వ్యూహాన్ని ఆశిస్తారు. ఈ ఫిక్స్‌డ్-ఫిక్స్‌డ్ వ్యూహం, తుది వినియోగదారునికి సిస్టమ్‌ను రీఫిల్ చేయడానికి ఒకే పీడనాన్ని మరియు సిస్టమ్‌కు అలారం ఇవ్వడానికి ఒకే విలువను అందిస్తుంది. దురదృష్టవశాత్తు, ఈ పరిస్థితిలో ఉష్ణోగ్రత గరిష్ట స్థాయిలో ఉందని భావించాల్సి ఉంటుంది, ఎందుకంటే పరిసర ఉష్ణోగ్రత గరిష్టం నుండి కనిష్టానికి పడిపోయినప్పుడు లెక్కలు దానిని సర్దుబాటు చేస్తాయి. దీని ఫలితంగా సిస్టమ్ అధిక పీడనాలతో పనిచేస్తుంది. కొన్ని అనువర్తనాలలో, ఫిక్స్‌డ్-ఫిక్స్‌డ్ వ్యూహాన్ని ఉపయోగించడం వల్ల, పెరిగిన పీడనాలను తట్టుకోవడానికి సీల్ డిజైన్‌లో లేదా ఇతర సిస్టమ్ భాగాల MAWP రేటింగ్‌లలో మార్పులు చేయవలసి రావచ్చు.

ఇతర తుది వినియోగదారులు స్థిరమైన అలారం పీడనం మరియు మారుతున్న రీఫిల్ పీడనంతో కూడిన హైబ్రిడ్ విధానాన్ని అనుసరిస్తారు. ఇది అలారం సెట్టింగ్‌లను సులభతరం చేస్తూనే, నిర్వహణ పీడనాన్ని తగ్గించగలదు. అప్లికేషన్ పరిస్థితి, పరిసర ఉష్ణోగ్రత పరిధి మరియు తుది వినియోగదారుడి అవసరాలను పరిగణనలోకి తీసుకున్న తర్వాత మాత్రమే సరైన అలారం వ్యూహంపై నిర్ణయం తీసుకోవాలి.

పైపింగ్ ప్లాన్ 53B రూపకల్పనలో కొన్ని మార్పులు ఉన్నాయి, ఇవి ఈ సవాళ్లలో కొన్నింటిని తగ్గించడంలో సహాయపడతాయి. సౌర వికిరణం వల్ల కలిగే వేడి, రూపకల్పన గణనల కోసం అక్యుమ్యులేటర్ యొక్క గరిష్ట ఉష్ణోగ్రతను బాగా పెంచుతుంది. అక్యుమ్యులేటర్‌ను నీడలో ఉంచడం లేదా అక్యుమ్యులేటర్ కోసం సన్ షీల్డ్‌ను నిర్మించడం ద్వారా సౌర వేడిని నివారించవచ్చు మరియు గణనలలో గరిష్ట ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించవచ్చు.

పై వివరణలలో, బ్లాడర్‌లోని గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రతను సూచించడానికి 'పరిసర ఉష్ణోగ్రత' అనే పదాన్ని ఉపయోగించారు. స్థిరమైన లేదా నెమ్మదిగా మారుతున్న పరిసర ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో, ఇది ఒక సహేతుకమైన అంచనా. పగలు మరియు రాత్రి మధ్య పరిసర ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో పెద్ద హెచ్చుతగ్గులు ఉంటే, అక్యుమ్యులేటర్‌కు ఇన్సులేషన్ చేయడం ద్వారా బ్లాడర్ యొక్క ప్రభావవంతమైన ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులను నియంత్రించవచ్చు, ఫలితంగా మరింత స్థిరమైన ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతలు సాధ్యమవుతాయి.

ఈ విధానాన్ని అక్యుమ్యులేటర్‌పై హీట్ ట్రేసింగ్ మరియు ఇన్సులేషన్‌ను ఉపయోగించేలా విస్తరించవచ్చు. దీనిని సరిగ్గా వర్తింపజేసినప్పుడు, పరిసర ఉష్ణోగ్రతలో రోజువారీ లేదా కాలానుగుణ మార్పులతో సంబంధం లేకుండా అక్యుమ్యులేటర్ ఒకే ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేస్తుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసాలు ఉన్న ప్రాంతాలలో పరిగణించవలసిన అత్యంత ముఖ్యమైన ఏకైక డిజైన్ ఎంపిక బహుశా ఇదే. ఈ విధానం క్షేత్రస్థాయిలో విస్తృతంగా అమలు చేయబడింది మరియు హీట్ ట్రేసింగ్‌తో సాధ్యం కాని ప్రదేశాలలో కూడా ప్లాన్ 53Bని ఉపయోగించడానికి వీలు కల్పించింది.

పైపింగ్ ప్లాన్ 53Bని ఉపయోగించాలని భావిస్తున్న తుది వినియోగదారులు, ఈ పైపింగ్ ప్లాన్ కేవలం ఒక అక్యుమ్యులేటర్‌తో కూడిన పైపింగ్ ప్లాన్ 53A కాదని తెలుసుకోవాలి. ప్లాన్ 53B యొక్క సిస్టమ్ డిజైన్, కమిషనింగ్, ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణకు సంబంధించిన దాదాపు ప్రతి అంశం ఈ పైపింగ్ ప్లాన్‌కు ప్రత్యేకమైనది. తుది వినియోగదారులు ఎదుర్కొన్న చాలా నిరాశలు సిస్టమ్‌పై అవగాహన లేకపోవడం వల్లే వస్తాయి. సీల్ OEMలు ఒక నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ కోసం మరింత వివరణాత్మక విశ్లేషణను సిద్ధం చేయగలరు మరియు తుది వినియోగదారు ఈ సిస్టమ్‌ను సరిగ్గా స్పెసిఫై చేయడానికి మరియు ఆపరేట్ చేయడానికి అవసరమైన నేపథ్య సమాచారాన్ని అందించగలరు.