Los sellos líquidos son un equipo común en sistemas de desprendimiento de proceso, que permiten separar un sistema de gas (o vapor) en secciones aguas arriba y aguas abajo. Se utilizan para:
- Mantener una presión positiva en el cabecero
- , prevenir retrocesos de llama actuando como arrestador de llamas ,
- mantener separados los colectores de llamarada en aplicaciones escalonadas
. Utilizando un líquido—a menudo agua o una mezcla de glicol/agua—los sellados líquidos proporcionan una protección fiable en operaciones de incendio.
Sin embargo, bajo ciertas condiciones, los sellos líquidos se enfrentan a un desafío crítico: el secado con secador. Cuando los eventos de emergencia generan altas velocidades de gas, el líquido dentro del sello puede quedar absorbido y expulsarse a través de la punta de la llama. Este secado con sellado líquido puede provocar preocupaciones operativas y de seguridad.
¿Qué es el secado con sellado líquido?
Un evento de secado con secado ocurre cuando la velocidad del gas es lo suficientemente alta como para aspirar líquido fuera del tambor. Esto puede resultar en:
- pilotos extinguidos o llamas principales , fluido
- de sellado contaminado que cae desde la chimenea de la llamarada
- , picos de presión en el cabezal de la antorcha a medida que aumenta la densidad del fluido en la chimenea
El caudal de gas al que ocurre esto se denomina tasa de secado, definida al principio del proceso de diseño. Para algunas apanadas, la velocidad de secado con secado es superior a la máxima de alivio, lo que hace imposible el secado con secado para ese sistema.
Sin embargo, muchas instalaciones tienen tasas de diseño de emergencia tan altas que impedir el secado por completo es poco práctico. En estos casos, los operadores deben tener en cuenta las posibles consecuencias del arrastre líquido.
CFD Insights: Unexpected Pressure Pices
John Zink realizó un estudio de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para comprender mejor la dinámica del secado por secado en un sistema de antorchaduras de baja presión.
El análisis reveló que durante un evento de secado por secado, la presión estática de entrada se disparó hasta unos 47 psig, mucho más de lo esperado para un sistema de baja presión. Aunque esta presión elevada duró solo brevemente, seguía representando riesgos potenciales para el equipo aguas arriba y la seguridad general de las instalaciones.
Estos resultados destacan la importancia de evaluar el comportamiento del sellado líquido durante eventos de ayuda de emergencia y considerar estrategias de diseño para mitigar los riesgos de contrapresión.
Un método simplificado para la estimación de presión
Analizar el flujo bifásico durante el secado con secado es complejo y suele requerir software y conocimientos especializados. Para apoyar a operadores y diseñadores, John Zink desarrolló un método analítico simplificado para estimar el pico de presión.
- El método se calibró utilizando resultados CFD.
- Proporciona una herramienta práctica de cribado para estimar la posible contrapresión.
- Permite una evaluación temprana del riesgo del sistema sin modelado a escala real.
Advertencia importante: este enfoque simplificado fue validado frente a un número limitado de simulaciones CFD, y su precisión para otras aplicaciones es desconocida. Debe considerarse un método de cribado, no un sustituto del análisis detallado.
Soluciones probadas de John Zink para mitigar el secado
con secado Si el secado es una preocupación, John Zink ofrece diseños de sellado líquido diseñados que pueden evitar o mitigar el arrastre de líquidos y reducir la magnitud de la contrapresión.
1. Sello Líquido Horizontal
Un recipiente independiente que realiza las mismas funciones protectoras que un sellado vertical pero con una separación de líquidos mejorada. Su orientación horizontal proporciona una capacidad inherente de knockout, reduciendo el riesgo de retención de líquidos durante eventos de alto relieve.
2. Sellado líquido de descarga rápida – Estilo 1 (tubo de drenaje externo)
Este diseño utiliza un tubo de drenaje externo y una línea de ecualización. Durante un evento de alto alivio, se abre una válvula para desviar líquido hacia un depósito inferior, eliminándolo del camino del gas. Una vez finalizado el evento, el líquido se restaura para restablecer el sello.
3. Sellado líquido por vertido rápido – Estilo 2 (Tubo de drenaje interno)
Aquí, una cámara inferior presurizada sirve como depósito. Al inicio de un evento de alto relieve, la cámara se ventila, permitiendo que el líquido drene del sello. Después, la represurización con nitrógeno o gas combustible restaura rápidamente el sellado del líquido.
Ambas configuraciones de descarga rápida suelen drenar el sellado en 10–20 segundos, reduciendo el riesgo de arrastre. El Estilo 2 ofrece el beneficio adicional de una rápida represurización, permitiendo un restablecimiento más rápido del sello tras el ensanchamiento.
El análisis CFD de Fulgoradas Seguras mediante Mejor Diseño
ha demostrado que el secado con sellado líquido puede producir contrapresiones mucho mayores de lo que muchas instalaciones esperan, hasta aproximadamente 47 psig en el estudio. Aunque breves, estos picos pueden suponer riesgos que los operadores no deberían ignorar.
El método analítico simplificado de John Zink ofrece una forma práctica de detectar posibles riesgos de secado con secado, aunque su precisión fuera de los casos estudiados sigue siendo incierta. Para instalaciones donde las altas tasas de alivio de emergencia son un problema, las soluciones de sellado líquido diseñadas, como diseños horizontales y sistemas de volcado rápido, ofrecen métodos probados para mitigar el arrastre y reducir el aumento de presión.
Asociarse con John Zink ayuda a los operadores a lograr un funcionamiento de la llama más segura, reducir el riesgo de secado y aumentar la fiabilidad en sus sistemas de antorcha.
