Linee guida pratiche per pompe centrifughe negli impianti petroliferi, del gas, petroliferi e petrolchimici
La selezione, la configurazione, l'imballaggio, l'installazione, la messa in servizio e il funzionamento delle pompe richiedono molta più attenzione di quella normalmente praticata. Di seguito sono riportate linee guida pratiche e consigli utili per pompe centrifughe in diversi servizi petroliferi, del gas, petroliferi e petrolchimici.
Pompe centrifughe
Il tipo di pompa più comune utilizzato nei settori è la pompa centrifuga. Ciò è dovuto alla loro flessibilità, affidabilità, rapporti privilegiati di portata, prezzi ragionevoli e tecnologie ben sviluppate. Di solito sono azionati da motori elettrici, sebbene in alcune applicazioni siano state utilizzate pompe centrifughe azionate da turbina a vapore. Le pompe orizzontali possono essere considerate più desiderabili, ma in alcune applicazioni, condizioni e requisiti specifici potrebbero richiedere la selezione di pompe verticali.
Politica
In molte strutture è stata adottata una politica di "vediamo come si svolge" per tutte le fasi del progetto, dalla progettazione, alla selezione della pompa, all'ubicazione della pompa, alle tubazioni della pompa, al funzionamento e alla manutenzione. Questa politica non è adatta né produttiva. Tale politica non è applicabile per gli impianti petroliferi, del gas, petroliferi e petrolchimici. Tutte le fasi e le fasi - dimensionamento della pompa, selezione della pompa, ordine/acquisto della pompa, ispezione, installazione, funzionamento e manutenzione - devono basarsi su valutazioni tecniche accurate, conoscenze/esperienza di esperti e recenti referenze operative di successo.
Molte pompe nei servizi chiave del petrolio e del gas sono state installate in una configurazione 1+1 (una operazione e una in standby), poiché l'arresto di una pompa non dovrebbe interrompere la produzione. La chiusura dell'impianto o dell'impianto a causa di un'interruzione della pompa semplicemente non è un'opzione a causa di danni finanziari e altre preoccupazioni. Tuttavia, dovrebbe essere prestata maggiore attenzione anche alle aree chiave relative all'aumento dell'affidabilità e della disponibilità. Guarnizioni e cuscinetti sono un punto focale in questo senso.
Temperature di esercizio
La temperatura di esercizio è un parametro chiave per le pompe e i loro sistemi. Le pompe per servizi ad alta o bassa temperatura richiedono molta cura. A titolo indicativo, per temperature di esercizio inferiori a 5 F (-15 C) e superiori a 266 F (130 C), è necessario utilizzare solide linee guida di progettazione e produzione per le pompe. Questo di solito si traduce nell'uso di pompe 610 dell'American Petroleum Institute (API) o equivalenti. Ci sono state diverse caratteristiche e disposizioni per temperature di esercizio alte o basse.
Ad esempio, gli involucri delle pompe dovrebbero essere supportati sulla linea centrale per ridurre gli effetti delle differenze di temperatura. Solitamente vanno impiegati materiali e sistemi di tenuta speciali, compatibili con le temperature di esercizio. La configurazione della pompa supportata dalla linea centrale e con scarico superiore fornisce stabilità quando è soggetta a temperature estreme e ai carichi (prodotti) associati delle tubazioni sugli ugelli della pompa.
Velocità
La velocità della pompa di solito deve essere scelta in una fase iniziale del processo di dimensionamento/selezione. La selezione della velocità pratica più alta è spesso desiderabile perché fornisce le dimensioni più piccole e, di solito, il costo più basso e il contenimento più semplice della pressione del sistema. L'efficienza è generalmente migliorata con una maggiore velocità. Tuttavia, velocità più elevate potrebbero ridurre la durata dei componenti, come guarnizioni o cuscinetti, e l'affidabilità complessiva. Pertanto, l'ottimizzazione è necessaria per trovare la velocità ottimale per ciascuna pompa. È inoltre necessario verificare le linee guida del codice (come API 610) e i riferimenti precedentemente riusciti.
Tenute meccaniche
Oggi, le tenute meccaniche sono specifiche per quasi tutte le pompe. Naturalmente, ci sono pompe senza guarnizioni, come le pompe a trascinamento magnetico, che non necessitano di guarnizioni. Nella maggior parte dei casi si preferiscono tenute meccaniche a cartuccia. Quasi tutte le tenute utilizzano una piccola quantità di liquido pompato o un liquido alternativo per lavare le facce della tenuta.
Le tenute meccaniche richiedono un'attenzione particolare per la loro selezione, assemblaggio, installazione e messa in servizio. Le guarnizioni devono essere controllate per la tenuta in particolare durante le prime ore di funzionamento. Una piccola perdita attraverso la guarnizione in genere si riduce a trascurabile dopo breve tempo, ma se persiste potrebbe esserci un problema. Se c'è qualcosa di sbagliato nell'installazione del sigillo, il sigillo potrebbe guastarsi nelle prime ore (o primo giorno) di funzionamento. In caso contrario, si potrebbe concludere che l'installazione del sigillo è stata eseguita correttamente.
La tenuta meccanica è stata responsabile di molti arresti non programmati di processo/pompe principali. Il costo complessivo per la sostituzione e la manutenzione della tenuta durante il ciclo di vita di una pompa è uno dei costi più costosi associati al funzionamento e alla manutenzione della pompa. Come stima approssimativa, è possibile spendere circa $ 3.000 a $ 20.000 (in media) per la sostituzione della tenuta meccanica della pompa. Alcune pompe potrebbero richiedere la sostituzione della tenuta meccanica della pompa ogni uno o tre anni. Sebbene nel caso di un errore nella selezione del sigillo o di problemi operativi persistenti, potrebbe verificarsi un guasto del sigillo ogni pochi mesi. Questo non è accettabile, né conveniente, e la causa principale del problema dovrebbe essere trovata ed eliminata.
Test di negozio
Un test delle prestazioni del negozio è un test importante per quasi tutte le pompe. Le curve della pompa per prevalenza rispetto alla portata, prevalenza netta di aspirazione (NPSH), efficienza, potenza, ecc. erano previsioni teoriche o si basavano su dati di pompe simili. Queste curve dovrebbero preferibilmente essere verificate per ciascuna pompa presso l'officina del produttore prima che la pompa venga consegnata al cantiere. Idealmente, un produttore di pompe dovrebbe far funzionare ciascuna pompa in officina per un periodo sufficiente e misurare tutti i parametri richiesti in diversi punti operativi per verificarne le prestazioni e il funzionamento senza problemi.
Ci sono state molte procedure per i test delle prestazioni della pompa. Il numero di punti e le definizioni sono solitamente oggetto di negoziazione tra parti diverse, ma le seguenti sono linee guida di massima. Idealmente, dovrebbero essere presi in considerazione più di otto punti operativi e i dati di test completi, inclusi prevalenza, capacità, efficienza e potenza, per questi punti dovrebbero essere misurati e registrati. Questi punti sono solitamente:
l spegnimento
l flusso minimo continuo stabile
l a metà tra minimo e flussi nominali
l 80% della portata nominale
l 90% della portata nominale
l portata nominale, tipicamente intorno al punto di miglior efficienza (BEP)
l 115% della portata nominale e un punto all'estrema destra
Quest'ultimo punto vicino alla fine della curva potrebbe essere il 125% o il 130% della portata nominale o anche di più se la curva teorica si estende oltre.
La determinazione dell'NPSH richiesto (NPSHr) di solito presenta difficoltà molto maggiori per un produttore di pompe rispetto ad altri parametri di prestazione. Di conseguenza, occorre prestare maggiore attenzione quando NPSH disponibile (NPSHa) è troppo vicino a NPSHr (basso margine NPSH).
Per pompe critiche, margini NPSH bassi e altro, è necessario specificare un test NPSHr. Come altra indicazione approssimativa, il margine NPSH inferiore a 1,5 metri (o talvolta 2 metri) può portare al test NPSHr.