Wat is een zuigschrobberseparator: Compressorbescherming, afmetingen en ontwerp

Wat is een zuig-scrubber-separator: compressorbescherming, afmetingen en ontwerp

Het beantwoorden van de kernvraag:Wat is een zuiggasafscheider?Een zuiggaswasser is een knock-outvat dat direct stroomopwaarts van een compressor wordt geïnstalleerd en dat als enige doel heeft ervoor te zorgen dat er geen vloeistof in de machine komt. Het is bewust klein en snel in plaats van groot en efficiënt: een verticaal vat met een vloeistofophoudtijd van slechts 1-3 minuten en een conservatieve Souders-Brown K-factor van 0,08-0,15 m/s, omdat de ontwerpfilosofie is om snel te struikelen in plaats van vloeistof op te slaan. Het is uitgerust met twee onafhankelijke niveauzenders, een hoog-hoog-niveau-trip die de compressor uitschakelt of een snelsluitende inlaatklep sluit binnen 10-30 seconden nadat een slak arriveert, en een misteliminator, meestal een gaaskussen dat druppels groter dan 5-10 micrometer verwijdert. De reden is eenvoudig: vloeistof vernietigt compressoren, en een scrubber die een klein deel van de machine kost, is de goedkoopste verzekering in de fabriek.

1. Waarom compressoren scrubbers nodig hebben en wat vloeistof met hen doet

De twee typen compressoren falen op verschillende manieren, en beide worden voorkomen door hetzelfde vat:

• Centrifugaalcompressoren:Een centrifugaalcompressor draait met tipsnelheden van 200-400 m/s, waarbij de rotorspeling wordt gemeten in tienden van een millimeter. Vloeistofdruppels treffen de waaier met die snelheid en eroderen de bladen en de labyrintafdichtingen, en de impact van een slak veroorzaakt een enorme onbalans in de rotor die de lagers en de afdichtingen binnen enkele seconden kan vernietigen. Vloeistof spoelt ook smeerolie uit de lagers als deze deze bereikt, en veroorzaakt thermische schokken, omdat de vloeistof flitst en het hete metaal ongelijkmatig afkoelt. De machine is ook op een subtielere manier gevoelig: een vloeistoffilm op de waaier verandert de aerodynamische prestaties, zodat de compressor kan pieken of druk kan verliezen voordat er schade zichtbaar is. Daarom is de zuiggaswasser zo dicht als praktisch mogelijk bij de inlaat van de compressor geïnstalleerd, met een korte, continu hellende lijn en zonder holtes waar vloeistof zich kan verzamelen.
• Zuigercompressoren:Een heen en weer gaande machine is zelfs nog minder tolerant, omdat vloeistof in wezen onsamendrukbaar is. Vloeistof die aan het einde van de compressieslag een cilinder binnendringt, veroorzaakt een hydraulische blokkering: de zuiger kan zijn slag niet voltooien tegen een onsamendrukbare vloeistof, zodat de drijfstang buigt, de zuigerstang of de kruiskop bezwijkt, de cilinderkopbouten uitrekken of breken, en de klepplaten versplinteren. De energie die ermee gemoeid is, is groot en een enkele naaktslakgebeurtenis kan een volledige herbouw vereisen. Zuigermachines genereren ook pulsatie, dus de scrubber in deze dienst fungeert vaak als pulsatiedemper, en API 618 vereist een akoestisch onderzoek van het hele leidingsysteem. De scrubber voor een zuigermachine wordt daarom met bijzondere zorg gedimensioneerd, dicht bij de cilinder geplaatst en voorzien van een zeer snel werkende hoog-hoog-niveau-trip.
• Waar de vloeistof vandaan komt:Vloeistof bij een compressoraanzuiging is zelden een constante stroom; het komt door identificeerbare oorzaken. Condensatie, omdat gas dat wordt gekoeld door drukverlaging of door warmteverlies uit de omgeving onder het dauwpunt van koolwaterstoffen of water daalt. Overdracht van een stroomopwaartse afscheider die te klein is, een defecte niveauregelaar heeft of boven zijn ontwerpsnelheid werkt. Vloeistoffen uit een stroomafwaartse bron tijdens stilstand of tegenstroom. Daarom beschikken veel installaties ook over een afvoergaswasser en een terugslagklep. Slakken uit de pijpleiding, vooral na het piggen. En bij gasliften of bij recycling werd vloeistof meegevoerd die überhaupt nooit is gescheiden. Het diagnosticeren welke van deze van toepassing is, is van belang, omdat de oplossing verschilt: condensatie heeft verwarming of dauwpuntcontrole nodig, overdracht heeft een stroomopwaartse fix nodig en slakken hebben opslag of een trip nodig.
• De ontwerpfilosofie: trippen, niet opslaan:Dit is het belangrijkste verschil tussen een zuigwasser en een afscheider. Een afscheider krijgt 3 tot 15 minuten vloeistofophoud, zodat hij ondanks een storing kan blijven werken. Een zuiggaswasser heeft slechts 1-3 minuten nodig, omdat het niet de bedoeling is om door een verstoring heen te rijden, maar om de machine uit te schakelen voordat de vloeistof deze bereikt. Het groter maken ervan zou contraproductief zijn: het vullen van een groter vat duurt langer, waardoor de niveau-uitschakeling later plaatsvindt en er meer vloeistof dichter bij de compressor wordt opgeslagen. Het juiste ontwerp is een compact vat met een laag volume en een hoog integriteitsniveausysteem, een snelle trip en, op de meest kritische machines, een snelsluitende klep op de inlaat die de compressor isoleert terwijl deze op een gecontroleerde manier naar beneden wordt gebracht.

2. Maatvoering, interne onderdelen en beveiligingssystemen

Vier elementen bepalen of de scrubber de machine daadwerkelijk beschermt:

• Grootte op basis van snelheid:Het schip heeft de afmetingen volgens de Souders-Brown-vergelijking met een conservatieve K-factor, doorgaans 0,08-0,15 m/s voor een verticale scrubber met een gaaskussen, en soms lager als de gevolgen van overdracht ernstig zijn. Dat is grofweg de helft van de waarde die wordt gebruikt voor een algemene afscheider, en de marge is bewust gemaakt: deze houdt rekening met de onbekende vloeistofbelasting, met de mogelijkheid van slugs en met het feit dat de gasomstandigheden bij de aanzuiging van een compressor variëren met het werkpunt. De dimensionering moet worden gecontroleerd over het volledige werkingsbereik, niet alleen op het ontwerppunt, omdat een compressor die op lagere snelheid of met recycle werkt, een andere zuigdruk heeft en daarom een ​​andere werkelijke gassnelheid, en in veel gevallen is de laagste zuigdruk, die de hoogste snelheid oplevert, de maatstaf.
• Selectie misteliminator:Een gaaspad, 100-150 mm dik, verwijdert druppels groter dan 5-10 micrometer met een efficiëntie tot 99,9% met een drukval van slechts 25-75 mm H2O en is de standaardkeuze. Een schoepenpakket kan druppels van 10-40 micrometer verwerken, tolereert een veel hogere belasting met vloeistoffen en vaste stoffen en heeft de voorkeur waar de overdracht van stroomopwaarts naar verwachting chronisch zal zijn of waar smeerolie aanwezig is. Voor de meest kritische machines wordt een coalescentiefilterscheider van 0,3-1 micrometer gebruikt, hoewel dan de vervangbare elementen en de verschildrukbewaking nodig zijn. In alle gevallen moet het element mechanisch worden vastgezet, omdat een loskomend gaaskussen in de compressor wordt gezogen en precies de schade veroorzaakt die het moest voorkomen; Dit is de reden waarom de pads op een rooster worden geklemd met een aanzienlijke houvast in plaats van alleen maar op hun plaats te worden gelegd.
• Niveaumeting en het Tripsysteem:Het beveiligingssysteem is het belangrijkste onderdeel van de installatie. Twee onafhankelijke niveautransmitters, met afzonderlijke spuitmonden en afzonderlijke signaalpaden, voeden een hoog-niveau-alarm en een hoog-hoog-niveau-trip, en de trip is bedraad om de compressor uit te schakelen of om een ​​snelsluitende inlaatklep te sluiten in plaats van door het besturingssysteem van de fabriek te gaan. Het trip-instelpunt is zo laag ingesteld dat het vaartuig nog steeds vrijboord heeft wanneer het in actie komt, en de hele lus, van zender tot klep, moet snel genoeg zijn om binnen 10-30 seconden na aankomst van een naaktslak te handelen, wat langzame of zwaar gedempte zenders uitsluit. Testen is essentieel: een rit die al twee jaar niet functioneel is getest, kan niet worden aangenomen dat hij werkt. Daarom wordt deze bij elke uitschakeling uitgevoerd en wordt de responstijd geverifieerd.
• Leidingen, drainage en winterklaar maken:De installatie is net zo belangrijk als het schip. De aanzuigleiding van de wasser naar de compressor moet kort zijn, voortdurend aflopend naar de wasser, zodat eventueel condensaat terugloopt in plaats van zich op te hopen, en vrij van zakken, aangezien een laag punt in de leiding vloeistof verzamelt en deze vervolgens als een slak aflevert wanneer de snelheid stijgt. De afvoer van de wasser moet naar een gesloten systeem gaan, niet naar een open put, en moet zijn afgestemd op de maximale vloeistofsnelheid, met een automatische afvoerklep die wordt geregeld door het niveau in plaats van een handmatige klep die afhankelijk is van een operator. In koude klimaten zijn het vat, de afvoerleiding en de leidingen van het niveau-instrument voorzien van verwarming en geïsoleerd, omdat een bevroren niveautransmitter of een bevroren afvoer een klassieke oorzaak is van een storing in de scrubber, precies op het moment dat dit nodig is.

Zuiggaswasserontwerp volgens compressortypematrix

Veelgestelde vragen (FAQ)

Vraag: Wat is het verschil tussen een zuigwasser en een afscheider?

A: Beide gebruiken dezelfde Souders-Brown maatvoering, maar ze verschillen qua doel en qua vloeistofophoping. Een separator is een procesvat dat een scheiding produceert en blijft werken ondanks een verstoring, dus het krijgt 3-15 minuten vloeistofoponthoud, een interfacecontroller in driefasige werking en royale marges. Een zuiggaswasser bestaat alleen om één machine te beschermen, dus is hij bewust klein gehouden, met een vertraging van 1-3 minuten, een conservatievere K-factor van 0,08-0,15 m/s, en een bekabelde hoog-hoog-niveau-uitschakeling die de machine uitschakelt. Het groter maken van een scrubber zou de installatie feitelijk minder veilig maken, omdat het langer zou duren om het vat te vullen en de reis later zou plaatsvinden, waardoor meer vloeistof dichter bij de compressor zou worden opgeslagen. Het is de moeite waard om het onderscheid duidelijk te maken: een afscheider rijdt door een verstoring, een scrubber struikelt.

Vraag: Hoe dicht moet de zuigwasser bij de compressor zijn?

A: Zo dicht als de lay-out van de leidingen toelaat, en de reden is dat elke leiding tussen de wasser en de compressor een plaats is waar vloeistof kan condenseren of zich kan verzamelen. Een lange zuigleiding, vooral een die buiten loopt of wordt blootgesteld aan kou, zorgt ervoor dat het gas kan afkoelen tot onder het dauwpunt, waardoor er condensaat ontstaat na de wasser en toch de machine bereikt. Een leiding met een laag punt verzamelt dat condensaat totdat de snelheid hoog genoeg is om het als een slak weg te vegen, waardoor het in de slechtst mogelijke vorm aan de compressor wordt afgegeven. De juiste installatie is een korte lijn, continu aflopend richting de wasser, zonder zakken, geïsoleerd en voorzien van verwarming als het klimaat of het dauwpunt dit vereist, en zodanig ondersteund dat er geen druk wordt uitgeoefend op het mondstuk van de compressor.

Vraag: Waarom heeft een zuiggaswasser een lagere K-factor dan een normale afscheider?

A: Omdat de gevolgen van overdracht ernstig zijn en de vloeistofbelasting onzeker is. Een separator voor algemeen gebruik ontvangt een stroom die al is geconditioneerd en waarvan de druppelgrootteverdeling bekend is, zodat de standaard K-waarden van 0,10-0,35 m/s met vertrouwen kunnen worden gebruikt. Een zuiggaswasser bevindt zich stroomopwaarts van de duurste en minst tolerante machine in de fabriek, en de vloeistof die hij moet opvangen komt van condensatie, van stroomopwaartse overdracht en van slakken in hoeveelheden die niet kunnen worden voorspeld. De lagere K-factor, doorgaans 0,08-0,15 m/s, is een bewuste marge tegen die onzekerheid, en wordt meestal gecombineerd met een robuustere misteliminator, zoals een schoepenpakket in plaats van een gaaskussen, dat hogere en meer variabele vloeistofbelasting tolereert zonder overstroming.

Vraag: Wat zijn de tekenen dat een zuiggaswasser de compressor niet beschermt?

A: Zes tekens, in ruwe volgorde van hoe ze verschijnen. Stijgend drukverschil over de wasser, wat wijst op een vervuilde of overstroomde misteliminator en gaat vooraf aan zichtbare overdracht. Stijgend of onstabiel niveau, of frequente alarmen van hoog niveau, wat wijst op een vloeistofaanvoersnelheid die hoger is dan de afvoer aankan, of op een afvoerklep die te klein is of gedeeltelijk geblokkeerd. Vloeistof in de compressor, gedetecteerd door verhoogde trillingen, door een stijging van de lagertemperatuur, door vloeistof in de afdichtingsolie of het smeeroliemonster, of door een onverklaarbare verandering in de prestatiecurve van de compressor. Ophopingen in de zuigleiding, ontdekt door het voelen van koude plekken of door ultrasoon dikte- of temperatuuronderzoek, wat een directe waarschuwing is dat er een naaktslak wordt opgeslagen. Bevroren of niet-reagerende niveau-instrumentatie bij koud weer. En heel eenvoudig: een reis die niet functioneel is getest: als de reis het afgelopen jaar niet is uitgevoerd tijdens een stilstand, mag er niet van worden uitgegaan dat de scrubber iets beschermt.