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Jun 14, 2023

Considerazioni sui costi nella scelta delle soluzioni di tenuta per le pompe di alimentazione delle caldaie

Ogni applicazione di pompa, indipendentemente dalla frequenza del servizio, presenta sfide uniche in termini di soluzioni di tenuta. La soluzione di tenuta per una determinata applicazione di pompa raramente ha una soluzione universalmente accettata

Ogni applicazione di pompa, indipendentemente dalla frequenza del servizio, presenta sfide uniche in termini di soluzioni di tenuta. La soluzione di tenuta per una determinata applicazione di pompa raramente ha una soluzione universalmente accettata e molto probabilmente dispone di più soluzioni che offrono un'affidabilità operativa simile. Quando si decide quale soluzione di tenuta è più adatta per un'applicazione, è necessario considerare le linee guida per l'ubicazione del singolo impianto, i requisiti governativi, le preferenze dell'operatore o le risorse disponibili dell'impianto.

La scelta di una tenuta meccanica per applicazioni su pompe è dettata principalmente dalle condizioni applicative, generalmente definite dal design dell'apparecchiatura, dalla velocità operativa, dal fluido di processo, dalla pressione e dalla temperatura di processo. Quando scelgono una soluzione di tenuta, gli operatori devono anche considerare le risorse disponibili dell'impianto, i problemi di sicurezza, l'affidabilità del servizio e i costi operativi del ciclo di vita per determinare la soluzione migliore per la loro applicazione. Le pompe di alimentazione delle caldaie negli impianti di produzione di energia da combustibili fossili sono un ottimo esempio di applicazione per esaminare ciò che implica la selezione di una soluzione di tenuta.

Le pompe di alimentazione della caldaia muovono l'acqua calda (da 100 C a 200 C/da 200 F a 400 F) a pressioni moderate (da 20 a 48 bar/da 300 a 700 libbre per pollice quadrato [psi]). Le condizioni di processo dell'applicazione consentono molteplici soluzioni di tenuta in cui ciascuna soluzione può offrire anni di funzionamento affidabile. La pressione di esercizio della pompa nella posizione della tenuta meccanica in genere elimina la possibilità di utilizzare tenute meccaniche a soffietto metallico e la temperatura di processo dell'acqua di alimentazione della caldaia nella camera di tenuta della pompa è vicina ai limiti per gli elementi di tenuta secondari con O-ring elastomerico utilizzati nello spintore ( energizzato a molla) tenute meccaniche.

Una tenuta meccanica a singolo spintore è la soluzione di tenuta tipica per le applicazioni con pompe di alimentazione di caldaie, ma richiedono un sistema di supporto della tenuta per alterare le condizioni nella camera di tenuta della pompa per creare un ambiente più ospitale per la tenuta meccanica. I sistemi di supporto della tenuta o i progetti di tubazioni per applicazioni con pompe di alimentazione di caldaie sono progettati per ridurre la temperatura nella camera di tenuta per garantire che gli O-ring elastomerici della tenuta meccanica funzionino in modo affidabile e che il fluido di processo dell'acqua possa fornire un'adeguata lubrificazione della faccia della tenuta. Per ridurre la temperatura nella camera di tenuta della pompa, viene iniettato un fluido esterno freddo nella camera di tenuta oppure il fluido di processo nella camera di tenuta deve essere raffreddato direttamente.

Il raffreddamento della camera di tenuta mediante l'iniezione di un fluido esterno nella camera di tenuta è descritto come un piano di tubazioni Piano 32 dell'American Petroleum Institute (API). Affinché un lavaggio Plan 32 funzioni correttamente, il fluido iniettato deve essere compatibile con il fluido di processo, essere a una pressione maggiore della pressione di processo e deve trovarsi a una temperatura adeguata per il raffreddamento. Inoltre, è necessario un dispositivo di restrizione, tipicamente una boccola nella gola della camera di tenuta, per mantenere la contropressione all'interno della camera di tenuta e controllare il flusso del fluido iniettato fuori dalla camera di tenuta. Per garantire che non vi siano interruzioni nel raffreddamento, il lavaggio Plan 32 deve provenire da una fonte facilmente disponibile, preferibilmente un processo pulito a valle all'interno dell'impianto.

Un altro metodo per raffreddare la camera di tenuta prevede di dirigere un flusso di fluido di processo dal lato ad alta pressione della pompa, tipicamente dallo scarico della pompa, attraverso un dispositivo di raffreddamento della tenuta (tipicamente uno scambiatore di calore a fascio tubiero raffreddato ad acqua) prima che venga iniettato nella camera di tenuta. Questo sistema di supporto della tenuta è denominato piano di tubazioni API Plan 21 e utilizza il differenziale di pressione tra lo scarico della pompa e la camera di tenuta per generare il flusso attraverso il piano di tubazioni. Come il Plan 32, il Plan 21 utilizza un dispositivo di restrizione nella gola della camera di tenuta per isolare la camera di tenuta dal fluido di processo e per controllare la portata del flusso in uscita dalla camera di tenuta. Il raffreddatore della tenuta Plan 21 richiede un flusso continuo di fluido di raffreddamento pulito per rimuovere il calore dal fluido di processo prima di iniettarlo nella camera della tenuta.