ما هو وعاء الضغط للجرعات؟ التصميم والمبادئ والتطبيقات

الإجابة على السؤال الأساسي:ما هي وعاء ضغط الجرعة، وكيف يقدم كميات دقيقة من المواد الكيميائية إلى تدفق العملية تحت ضغط منظم؟وعاء ضغط الجرعة هو حاوية ذات ضغط مقيّم مقترنة بمضخة قياس (تتوافق عادةً مع API 675) والتي تزرع كميات دقيقة من مواد الكيميائية المعالجةالمواد المطهرة، مضادات التهليل، أو مُعديلي الحموضة الحمضية إلى تيار العملية عند ضغوط التفريغ من 0.5 إلى 20 مبا.يحقق النظام دقة الجرعة في الحالة الثابتة بنسبة ± 1٪ وتكرارية بنسبة ± 3٪ من خلال آليات ضخ الحاجز الهيدروليكي أو مضخة المكبس، مع معدلات تدفق من 0.1 إلى 5000 لتر / ساعة وتردد ضربات 30-180 ضربة / دقيقة. مدمرات النبضات وصمامات الضغط العكسي الحفاظ على استقرار التفريغ لتسليم المواد الكيميائية بشكل ثابت.

يعتمد أداء نظام وعاء ضغط الجرعة على دقة تحويل المضخة ، والاستقرار الهيدروليكي ضد تقلبات ضغط العملية ، والتوافق الكيميائي للمواد المبللة.

• دقة تحريك مضخة القياس:المضخات القياسية المتوافقة مع API 675 تحقق دقة الجرعة من خلال آليات التنقل الإيجابي: إما أن يكون المكبس (المكبس) يتصل مباشرة بالمواد الكيميائية ،أو الحجاب الهيدروليكي عزل سائل العملية من محرك المضخة.دقة الحالة الثابتةمن ± 1٪ يعني أن الحجم المقدم على مدى فترة زمنية محددة يختلف عن نقطة الإعداد بأكثر من 1٪ ، مقاسة في ظل ظروف امتصاص وتفريغ ثابتة.يتم التحكم في معدل الجرعة عن طريق ضبط طول السكتة الدماغية (0-100٪) و / أو تردد السكتة الدماغية (دفع السرعة المتغيرة)، وفقًا للعلاقة Q = Vstroke * f * ηv ، حيث ηv هي الكفاءة الحجمية (عادة 90-97% لمضخات الحاجز الهيدروليكي).
• مراقبة استقرار النبض والضغط:مضخات قياس التحول الإيجابي تولد تدفق نبضات (نبضة تفريغ واحدة في السكتة الدماغية).ضامن النبضيمتص 80-95٪ من نبض الضغط ، مما يقلل من تباين الضغط من الذروة إلى الذروة من ± 50٪ إلى ± 5٪ من متوسط ضغط التفريغ.صمام الضغط الخلفييتم تعيينها عند 0.1-0.3 MPa فوق الحد الأقصى للضغط في خط العملية يمنع الانبعاث ويضمن وضع الصمامات الاختبارية للمضخة بشكل صحيح.تقلبات ضغط الخط تسبب تشغيل صمام التوقف غير منتظم، مما يقلل من إمكانية تكرار الجرعة من ± 3٪ إلى ± 15٪ أو أسوأ.
• التوافق الكيميائي واختيار المواد:يجب أن تكون المكونات المبللة في وعاء الجرعة ورأس المضخة مقاومة للتآكل من قبل المادة الكيميائية المجرعة.تشمل اختيارات المواد الشائعة 316/316L الفولاذ المقاوم للصدأ لمعظم مواد معالجة المياه الكيميائية (كلوريد الحديد، الخزف، PAC) ، PTFE/PVDF لـ نوديوم هيبوكلوريت والأحماض المركزة، و Hastelloy C-276 لحمض الهيدروكلوريك فوق 5%فاكهة الشفط(100-mesh، 150 μm) يحمي صمامات ضغط المضخة من تلوث الجسيمات التي من شأنها أن تقلل من الكفاءة الحجمية.أعمدة المعايرة (المدرجة إلى دقة ± 2 مل) المثبتة على جانب الشفط تسمح بالتحقق اليومي من حجم الجرعة الفعلي مقابل ضبط ضربة المضخة.

يتم تكوين أنظمة الجرعة بواسطة آلية المضخة وعدد رؤوس الجرعة ، كل منها مناسب لمتطلبات الدقة والضغط والإضافية المحددة.ثلاثة تصاميم رئيسية تغطي غالبية التطبيقات الصناعية:

• أنظمة الجرعة الهيدروليكية للشاشة:تستخدم هذه الأنظمة المتوافقة مع API 675 دائرة زيت هيدروليكية للاضطراب في الحجاب الحاجز PTFE ، عزل المادة الكيميائية من آلية محرك المضخة. تتراوح الجرعة من 0.1 إلى 1.000 لتر/ساعة لكل رأس عند ضغوط التفريغ تصل إلى 20 مبايوفر نظام الكشف عن تمزق الحجاب الحاجز (مستشعر التوصيل أو الضغط بين طبقات الحجاب الحاجز) مراقبة تسرب آمنة ضد الفشل.تكوينات الرؤوس المتعددة (2-4 رؤوس على صندوق التروس المشترك) تسمح بتقديم جرعات زائدة أو متعددة الكيماويات من محرك واحد، مع التبديل التلقائي عند الفشل. تتضمن التطبيقات النموذجية جرعة المواد الكيميائية في الغلاية (مخلص الأكسجين ، الفوسفات) وحقن مضاد التسلسل عن طريق التناضح العكسي.
• أنظمة الجرعة في المضخة:تستخدم هذه المضخات ذات الانحراف الإيجابي مضخة اتصال مباشر ، مما يوفر كفاءة حجمية أعلى (95-99٪) وضغوط إفراز أعلى (حتى 40 MPa) من تصاميم الحجاب الحاجز.معدلات التدفق من 1-5ويتطلب ختم الغدة التعبئة استبدال دوري (كل 2000-8000 ساعة تشغيل اعتمادا على المواد الكيميائية والضغط) ويسمح تسرب طفيف (0.1-0.5% من التدفق).يتم تفضيل أنظمة المضخات للمواد الكيميائية عالية اللزوجة (البوليمرات، الملاسا) وتطبيقات الضغط العالي (> 10 MPa) حيث يحد من تعب الحاجز عمر الخدمة.
• أنظمة الجرعة المحولية (الأنابيب):تستخدم هذه المضخات عجلة دوارة لضغط خرطوم elastomer مرن ، والسحب والطرد من المواد الكيميائية بجرعات منفصلة. بدون صمامات الاختبار أو الأختام أو الحجابات الحجابية في اتصال بسائل العملية,الجرعات الحرارية المتحركة مثالية للدبابات الحادة للغاية (دبابات الجير ، محلولات البوليمر) والمواد الكيميائية الحساسة للقطع. معدلات التدفق من 0.01-2000 لتر / ساعة عند ضغوط التفريغ تصل إلى 1.6 MPa هي نموذجية.دقة الجرعة ± 2- 5 ٪ (أقل من أنظمة الحجاب الحاجز) ، ويتطلب استبدال الأنبوب كل 500-2،000 ساعة. يتم اختيار مادة الأنبوب (NBR أو EPDM أو Viton) للتوافق الكيميائي.

س: ما هو الفرق بين دقة الجرعة والتكرار في مضخات القياس API 675؟

ج: دقة الحالة الثابتة (± 1٪) تقيس انحراف الحجم المنصوب عن القيمة المحددة في ظل الظروف الثابتة كم هو قريب الجرعة الفعلية من الهدف.التكرارية (± 3٪) تقيس الاختلاف بين الجرعات المتعاقبة في نفس إعداد السكتة الدماغيةيمكن أن تكون المضخة قابلة للتكرار بشكل كبير (± 0.5%) ولكن غير دقيقة (+ 5٪ تحيز من خطأ المعايرة). يتم تعريف كلا المقاييس تحت ظروف اختبار API 675.ضغط التفريغ داخل ± 5٪ من النقطة المحددة، واللزوجة الكيميائية ضمن ± 10% من التصميم.

س: لماذا ضامن النبض ضروري لنظم أوعية الضغط؟

ج: بدون مدفئ نبضات ، يخلق التفريغ النبض من مضخة قياس التنقل الإيجابي ارتفاعات ضغطية تبلغ ± 30-50٪ من متوسط ضغط التفريغ.هذه المسامير تسبب تشغيل صمام التوقف غير منتظمإرهاق مبكر للأنابيب، وتوصيل غير متسق للمواد الكيميائية إلى نقطة الحقن.مسدس نبضات مناسبة الحجم (عادة ما يكون حجمها 6-10 * نقل المضخة لكل ضربة) يمتص 80-95٪ من نبضات الضغط، مع الحفاظ على استقرار التفريغ في حدود ± 5٪ وضمان تكرار الجرعة من ± 3٪.

س: كيف يتم تعيين طول السكتة الدماغية لمتطلبات معينة لمعدل الجرعة؟

ج: معدل الجرعة المطلوب Q (L/h) = Vstroke * f * ηv * (stroke% / 100) ، حيث Vstroke هو الحد الأقصى للانزلاق في السكتة الدماغية (mL) ، f هو تردد السكتة الدماغية (سكتات الدماغ / دقيقة) ،ηv هي الكفاءة الحجمية (0.90-0.97) ، و% السكتة الدماغية هو طول السكتة الدماغية القابل للتعديل (0-100٪). على سبيل المثال ، مضخة مع Vstroke = 50 mL ، f = 60 سكتة الدماغ / دقيقة ، ηv = 0.95 عند 50٪ من السكتة الدماغية توفر Q = 50 * 60 * 0.95 * 0.50 / 60 = 23.75 لتر/ساعةعادة ما يتحقق المشغلون من التسليم الفعلي باستخدام عمود معايرة على جانب الشفط.

س: ما هي المواد المطلوبة لأنظمة جرعات هيبوكلوريت الصوديوم؟

ج: إن هيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl) يحتوي على سلطة تآكل عالية ويتحلل 316 الفولاذ المقاوم للصدأ من خلال تآكل الحفر والشقوق. يجب أن تستخدم المكونات المبللة التيتانيوم Gr.2، Hastelloy C-276 ، أو المواد غير المعدنية (PTFE ، PVDF ، PVC ، EPDM). يجب أن تكون رؤوس المضخة من PVC أو PVDF مع الحاجز PTFE. يجب أن تكون أنابيب الشفط والإفراز من PVC أو CPVC من الجدول 80.يجب أن تكون وعاء الجرعة نفسه من HDPE أو FRP (البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية)يتم تحديد التيتانيوم لخدمة NaOCl عالية الضغط فوق 0.5 MPa.