Жидкостные уплотнения — распространённое оборудование в системах процессного факела, обеспечивающее разделение газовой (или паровой) системы на верхние и нижние участки. Они применяются для:
- поддержания положительного давления
- в коллекторе Предотвращения флэшбэков с помощью пламени
- Поддержания разъёмов вспышки в поэтапном применении
Использование жидкости — часто воды или смеси гликоля и воды — обеспечивают надёжную защиту при операциях с вспышками.
Однако при определённых условиях жидкие уплотнения сталкиваются с критической проблемой: сушкой феном. Когда аварийные события сброса создают высокие скорости газа, жидкость внутри уплотнения может задержаться и выбросить через наконечник факела. Эта жидкостная уплотнение при сушке может вызвать вопросы эксплуатации и безопасности.
Что такое жидкое уплотнение феном?
Явление сушки феном происходит, когда скорость газа достаточно высока, чтобы вывести жидкость из барабана. Это может привести к:
- Потушенных пилотов или основного пламени Загрязнённой
- уплотнительной жидкости, стекающей из трубы вспышки
- Скачки давления в разъёме факела при увеличении плотности жидкости в трубе
Скорость потока газа называется скоростью сушки феном, определяемая на ранних этапах проектирования. Для некоторых факелов скорость сушки феном выше максимальной, что делает сушку феном невозможной для этой системы.
Однако у многих объектов такие высокие показатели проектирования в аварийных ситуациях, что полностью предотвратить сушку феном практически невозможно. В таких случаях операторы должны учитывать возможные последствия жидкого удержания.
CFD Insights: Неожиданные скачки давления
.Джон Зинк провёл исследование вычислительной гидродинамики (CFD), чтобы лучше понять динамику сушки феном в системе вспышки низкого давления.
Анализ показал, что во время сушки ветом статическое давление на входе резко выросло примерно до 47 psig — значительно выше, чем ожидалось для системы низкого давления. Хотя это повышенное давление длилось недолго, оно всё равно представляло потенциальные угрозы для оборудования на верхнем уровне и для общей безопасности объектов.
Эти результаты подчёркивают важность оценки поведения жидкостных уплотнений во время аварийных мероприятий и рассмотрения стратегий проектирования для снижения рисков обратного давления.
Упрощённый метод оценки давления
. Анализ двухфазного потока во время сушки вена сложен и обычно требует специализированного программного обеспечения и экспертизы. Для поддержки операторов и конструкторов Джон Зинк разработал упрощённый аналитический метод оценки скачка давления.
- Метод был откалиброван с использованием результатов CFD.
- Она предоставляет практический инструмент для оценки потенциального обратного давления.
- Это позволяет раннее оценивать риски системы без полномасштабного моделирования.
Важное предупреждение: этот упрощённый подход был проверен по ограниченному числу CFD-симуляций, и его точность для других приложений неизвестна. Это следует рассматривать как метод скрининга, а не как замену детальному анализу.
Проверенные решения John Zink для смягчения сушки феном Если
существует проблема с сушкой феном, John Zink предлагает инженерные конструкции жидкостных уплотнений, которые могут избежать или смягчить задержку жидкости и снизить силу обратного давления.
1. Горизонтальное жидкое уплотнение
: автономныйсосуд, выполняющий те же защитные функции, что и вертикальное уплотнение, но с улучшенным отделением жидкости. Его горизонтальная ориентация обеспечивает внутреннюю способность выбивания жидкости, снижая риск переноса жидкости во время событий с большим рельефом.
2. Жидкостное уплотнение быстрого слива — стиль 1 (внешняя дренажная труба)
В этой конструкции используется внешняя дренажная труба и уравнительная линия. Во время события с высоким рельефом клапан открывается, чтобы отвести жидкость в нижний резервуар, удаляя её из газового пути. После завершения события жидкость восстанавливается для восстановления герметичности.
3. Жидкий уплотнение быстрого слива — стиль 2 (внутренняя дренажная труба)
Здесь в качестверезервуара используется нижняя камера под давлением. В начале высокого рельефа камера вентилируется, позволяя жидкости стекать из уплотнения. После этого повторное давление азотом или топливным газом быстро восстанавливает жидкое уплотнение.
Обе конфигурации быстрого слива обычно могут сливать уплотнение за 10–20 секунд, снижая риск подавления. Стиль 2 предлагает дополнительное преимущество в виде быстрой репрессуризации, позволяя быстрее восстанавливать уплотнение после расширения
.Более безопасные вспышки благодаря лучшему проектированию
CFD показал, что жидкостная уплотнение феном может создавать обратное давление, значительно выше, чем ожидают многие предприятия, до примерно 47 psig в исследовании. Хотя эти всплески кратковременны, они могут представлять риски, которые операторам нельзя игнорировать.
Упрощённый аналитический метод Джона Зинка предоставляет практический способ открыть потенциальные риски сушки феном, хотя его точность вне изученных случаев остаётся неопределённой. Для объектов, где высокие показатели аварийного сброса вызывают опасения, инженерные жидкостные герметичные решения, такие как горизонтальные конструкции и системы быстрого слива, предлагают проверенные способы снижения нагрузки и снижения повышения давления.
Сотрудничество с John Zink помогает операторам добиться более безопасной эксплуатации факелов, снижения риска сушки феном и повышения надёжности всех систем факелов
.
