إرشادات عملية لمضخات الطرد المركزي في مصانع النفط والغاز والبترول والبتروكيماويات
يحتاج اختيار المضخات وتكوينها وتعبئتها وتركيبها وتشغيلها وتشغيلها إلى عناية أكبر بكثير مما يُمارس عادة. فيما يلي إرشادات عملية وتوصيات مفيدة لمضخات الطرد المركزي في مختلف خدمات النفط والغاز والبترول والبتروكيماويات.
مضخات الطرد المركزي
أكثر أنواع المضخات شيوعًا المستخدمة في الصناعات هي مضخة الطرد المركزي. هذا بسبب مرونتها وموثوقيتها وعلاقات معدل تدفق الرأس المفضلة وأسعار معقولة وتقنيات متطورة. عادة ما يتم تشغيلها بواسطة محركات كهربائية ، على الرغم من استخدام مضخات الطرد المركزي التي تعمل بالتوربينات البخارية في بعض التطبيقات. يمكن اعتبار المضخات الأفقية مرغوبة أكثر ، ولكن في بعض التطبيقات ، قد تتطلب الظروف والمتطلبات المحددة اختيار المضخات العمودية.
سياسة
في العديد من المرافق ، كانت هناك سياسة "دعونا نرى كيف تتكشف" لجميع مراحل المشاريع من التصميم واختيار المضخة وموقع المضخة وأنابيب المضخة إلى التشغيل والصيانة. هذه السياسة ليست مناسبة ولا منتجة. لا تنطبق هذه السياسة على مصانع النفط والغاز والبترول والبتروكيماويات. يجب أن تستند جميع المراحل والخطوات - تحديد حجم المضخة ، واختيار المضخة ، وطلب / شراء المضخة ، والفحص ، والتركيب ، والتشغيل والصيانة - إلى تقييمات تقنية دقيقة ومعرفة / خبرة الخبراء ومراجع التشغيل الحديثة الناجحة.
تم تركيب العديد من المضخات في خدمات النفط والغاز الرئيسية في تكوين 1 + 1 (عملية واحدة واحتياطي واحد) ، حيث لا ينبغي أن يؤدي إيقاف تشغيل المضخة إلى إيقاف الإنتاج. إن إغلاق المصنع أو المرفق بسبب رحلة المضخة ليس خيارًا ببساطة بسبب الأضرار المالية والمخاوف الأخرى. ومع ذلك ، ينبغي أن يكون هناك أيضًا مزيد من الاهتمام بالمجالات الرئيسية المتعلقة بزيادة الموثوقية والتوافر. الأختام والمحامل هي محور التركيز الرئيسي في هذا الصدد.
درجات حرارة التشغيل
درجة حرارة التشغيل هي معلمة رئيسية للمضخات وأنظمتها. تحتاج المضخات الخاصة بخدمات درجات الحرارة المرتفعة أو درجات الحرارة المنخفضة إلى عناية كبيرة. كمؤشر ، بالنسبة لدرجات حرارة التشغيل التي تقل عن 5 فهرنهايت (-15 درجة مئوية) وما فوق 266 فهرنهايت (130 درجة مئوية) ، يجب استخدام إرشادات قوية للتصميم والتصنيع للمضخات. هذا عادة ما يترجم إلى استخدام مضخات معهد البترول الأمريكي (API) 610 أو ما يعادلها. كانت هناك ميزات وأحكام مختلفة لدرجات حرارة التشغيل المرتفعة أو المنخفضة.
على سبيل المثال ، يجب أن تكون أغلفة المضخات مدعومة بخط الوسط لتقليل تأثيرات الاختلافات في درجات الحرارة. عادة يجب استخدام مواد خاصة وأنظمة مانعة للتسرب متوافقة مع درجات حرارة التشغيل. يوفر تكوين المضخة العلوي المدعوم من خط الوسط الثبات عند التعرض لدرجات حرارة قصوى وأحمال الأنابيب (المنتجة) المصاحبة على فوهات المضخة.
سرعة
يجب عادةً اختيار سرعة المضخة في مرحلة مبكرة من عملية التحجيم / الاختيار. غالبًا ما يكون اختيار أعلى سرعة عملية أمرًا مرغوبًا فيه لأنه ينتج أصغر حجم ، وعادةً ما يكون أقل تكلفة وأسهل احتواء لضغط النظام. عادة ما يتم تحسين الكفاءة بسرعة أكبر. ومع ذلك ، قد تقلل السرعات العالية من عمر المكونات ، مثل السدادات أو المحامل والموثوقية الكلية. لذلك ، يعد التحسين ضروريًا للعثور على السرعة المثلى لكل مضخة. يجب أيضًا فحص إرشادات الكود (مثل API 610) والمراجع الناجحة سابقًا.
الأختام الميكانيكية
اليوم ، يتم تحديد موانع التسرب الميكانيكية لأي مضخة تقريبًا. بالطبع ، هناك مضخات بدون سدادات ، مثل مضخات الدفع المغناطيسي ، والتي لا تحتاج إلى موانع تسرب. غالبًا ما تُفضل الأختام الميكانيكية من نوع الخرطوشة. تستخدم جميع الأختام تقريبًا كمية صغيرة من السائل الذي يتم ضخه أو سائل بديل لغسل أوجه السداد.
تحتاج الأختام الميكانيكية إلى اهتمام خاص لاختيارها وتجميعها وتركيبها وتشغيلها. يجب فحص الأختام من أجل التسرب خاصة خلال الساعات الأولى من التشغيل. عادةً ما يقل التسرب الطفيف عبر الختم ليصبح ضئيلًا بعد وقت قصير ، ولكن إذا استمر ، فقد تكون هناك مشكلة. إذا كان هناك خطأ في تركيب الختم ، فقد يفشل الختم في الساعات الأولى (أو اليوم الأول) من التشغيل. خلاف ذلك ، يمكن الاستنتاج أن تركيب الختم قد تم بشكل صحيح.
كان الختم الميكانيكي مسؤولاً عن العديد من عمليات الإغلاق غير المجدولة للعملية / المضخات الرئيسية. تعتبر التكلفة الإجمالية لاستبدال السداد وصيانة الختم خلال دورة حياة المضخة واحدة من أغلى التكاليف المرتبطة بتشغيل المضخة وصيانتها. كتقدير تقريبي ، يمكن إنفاق ما يقرب من 3000 دولار إلى 20000 دولار (في المتوسط) لاستبدال مانع التسرب الميكانيكي للمضخة. قد تتطلب بعض المضخات استبدال الختم الميكانيكي للمضخة كل سنة إلى ثلاث سنوات. على الرغم من أنه في حالة حدوث خطأ في اختيار الختم أو مشكلات تشغيلية مستمرة ، فقد يحدث فشل في الختم كل بضعة أشهر. هذا غير مقبول وغير فعال من حيث التكلفة ، ويجب العثور على السبب الجذري للمشكلة والقضاء عليه.
متجر الاختبارات
يعد اختبار أداء المتجر اختبارًا مهمًا لأي مضخة تقريبًا. كانت منحنيات المضخة للرأس مقابل معدل التدفق ، صافي رأس الشفط الإيجابي (NPSH) ، الكفاءة ، الطاقة ، إلخ ، تنبؤات نظرية أو تستند إلى بيانات مضخات مماثلة. يفضل التحقق من هذه المنحنيات لكل مضخة في متجر الشركة المصنعة قبل تسليم المضخة إلى موقع العمل. من الناحية المثالية ، يجب على الشركة المصنعة للمضخة تشغيل كل مضخة في الورشة لفترة كافية وقياس جميع المعلمات المطلوبة في نقاط التشغيل المختلفة للتحقق من الأداء والتشغيل الخالي من المتاعب.
كانت هناك العديد من الإجراءات لاختبارات أداء المضخة. عادة ما يخضع عدد النقاط والتعريفات للتفاوض بين الأطراف المختلفة ، ولكن فيما يلي إرشادات تقريبية. من الناحية المثالية ، ينبغي النظر في أكثر من ثماني نقاط تشغيل ويجب قياس وتسجيل بيانات الاختبار الكاملة - بما في ذلك الرأس والسعة والكفاءة والطاقة - لهذه النقاط. عادة ما تكون هذه النقاط:
ل اغلق
ل الحد الأدنى من التدفق المستقر المستمر
ل في منتصف الطريق بين الحد الأدنى و التدفقات المصنفة
ل 80٪ من التدفق المقدر
ل 90٪ من التدفق المقدر
ل معدل التدفق ، عادةً حول أفضل نقطة كفاءة (BEP)
ل 115٪ من التدفق المقدر ونقطة في أقصى اليمين
يمكن أن تكون هذه النقطة الأخيرة بالقرب من نهاية المنحنى 125٪ أو 130٪ من التدفق المقدر أو أكثر إذا امتد المنحنى النظري إلى ما بعد ذلك.
عادة ما يمثل إنشاء NPSH المطلوبة (NPSHr) صعوبة أكبر بكثير لمصنع المضخة من معلمات الأداء الأخرى. وبالتالي ، يجب توخي مزيد من الحذر عندما يكون NPSH المتاح (NPSHa) قريبًا جدًا من NPSHr (هامش NPSH منخفض).
بالنسبة للمضخات الحرجة ، هوامش NPSH المنخفضة ، وغيرها ، يجب تحديد اختبار NPSHr. كمؤشر تقريبي آخر ، قد يؤدي هامش NPSH الذي يقل عن 1.5 متر (أو أحيانًا 2 متر) إلى اختبار NPSHr.