Olen kävellyt pumppuasemien läpi, joissa aylivirtaussäiliöoli tehnyt työtään hiljaa kaksikymmentä vuotta, ja olen nähnyt järjestelmiä, joissa ylijännitesuoja oli mitoitettu väärin ja pumpun laukeaminen rikkoi pääjohdon. Ylijännitesäiliöt näyttävät yksinkertaisilta P&ID:llä. Käytännössä ne ovat yksi helpoimmin erehtyviä osia, koska vika ilmenee vasta transientin aikana, jolloin vahinko on jo tehty. Joten toisen etuluettelon sijasta, haluan kirjoittaa, mikä itse asiassa ratkaisee, suorittaako säiliö tehtävänsä.
Mitä ylijännitesäiliö todella tekee
Ylivirtaussäiliö on puskuri ohimenevää painetta vastaan. Kun pumppu laukeaa tai venttiili sulkeutuu, liikkuvan nesteen kineettisen energian täytyy mennä jonnekin. Siitä tulee paineaalto, joka kulkee takaisin putken läpi. Ilman paikkaa, jonne tämä energia menisi, aalto heijastaa, voimistaa ja voi murtaa putken, nostaa venttiiliä tai vahingoittaa pumppua.
Ylivirtaussäiliö antaa tälle energialle paikan. Avoimet säiliöt antavat nesteen nousta ja laskea kolonnissa. Suljetut säiliöt käyttävät painekaasutyynyä paineen imemiseen ja vapauttamiseen. Joka tapauksessa säiliö ei ole varastosäiliö normaalissa mielessä. Se on dynaaminen laite, ja se on mitoitettava transienttia varten, ei vakaan tilan -virtausta varten.
Se on ensimmäinen asia, jonka useimmat ihmiset tekevät väärin. Säiliön koko määritetään ylijänniteanalyysin, ei putken koon tai pumpun käyrän mukaan.
Avoin vs. suljettu, selkeästi ilmoitettu
Avoimet ylivirtaussäiliöt ovat ilmakehään avoimia ja yleensä kohotettuja. Ne ovat yksinkertaisia, halpoja, helppoja tarkastaa ja huoltaa. Ne toimivat hyvin vesijärjestelmissä, vesivoimaloissa ja kaikkialla, missä neste on hyvänlaatuista ja korkeus voidaan tarjota. Rajat ovat todellisia: ne tarvitsevat korkeutta, tilaa, ne ovat alttiina saastumiselle ja haihtumiselle, eikä niitä voida käyttää ilman kanssa reagoivien tai paineen alaisena olevien nesteiden kanssa.
Suljetuissa painesäiliöissä käytetään suljettua astiaa, jossa on painekaasupanos. Ne ovat kompakteja, ne voidaan paineistaa ja ne pitävät nesteen erillään ilmakehästä. Ne ovat oletuksena öljyssä ja kaasussa, kemianpalveluissa ja kaikkialla, missä tilaa on vähän. Rajat ovat myös todellisia: ne maksavat enemmän, kaasupanos on säilytettävä ja kaasutyynyn käyttäytyminen on mallinnettava oikein. Suljettu säiliö, jossa on väärä kaasutilavuus tai väärä esitäyttö, ei suojaa järjestelmää, vaikka se näyttää hyvältä datalehdestä.
Valinta ei ole avoin tai suljettu yleensä. Se on se, mikä sopii nesteelle, ohimenevälle, paikalle ja laitoksen huoltokykyyn.
Mikä todella määrittää, toimiiko säiliö
Datalehti kertoo tilavuuden ja paineen. Se ei kerro asioita, jotka ratkaisevat, tekeekö säiliö tehtävänsä.
- Ylijänniteanalyysi. Tämä on tärkein yksittäinen syöte. Säiliön koko on mitoitettava todellista transienttia vasten, oli kyseessä sitten pumpun laukaisu, venttiilin sulkeutuminen, takaiskuventtiilin isku tai löysä. Jos analyysiä ei tehdä tai jos se tehdään väärillä putken ominaisuuksilla ja aallonnopeudella, säiliö on väärän kokoinen. Olen nähnyt tankkeja, jotka olivat ylimitoitettuja ja tankkeja, jotka olivat alamittaisia, ja molemmat aiheuttavat ongelmia.
- Aallon nopeus ja putken ominaisuudet. Aallon nopeus riippuu putken materiaalista, seinämän paksuudesta, nesteen tiheydestä ja bulkkimoduulista sekä vapaan ilman läsnäolosta. Jos ymmärrät nämä väärin, koko analyysi on väärä.
- Tarkista venttiilin toiminta. Sulkeutuva takaiskuventtiili aiheuttaa paljon pahemman transientin kuin venttiili, joka sulkeutuu hallitusti. Ylipainesäiliö ja takaiskuventtiili on suunniteltava yhdessä, ei erikseen.
- Kaasun lataus ja esilataus. Suljetuissa säiliöissä esitäyttöpaine ja kaasutilavuus määräävät säiliön käyttäytymisen. Jos esitäyttö on väärä tai jos se vuotaa ajan myötä, säiliö lakkaa toimimasta. Tämä on yleisin vikatila, jonka näen suljetuissa painesäiliöissä, ja se on täysin estettävissä huoltorutiinilla.
- Yhteys ja sijainti. Säiliö on liitettävä lähelle transienttikohtaa liitännällä, joka on riittävän suuri mahdollistamaan vaaditun virtauksen sisään ja ulos. Pienen suuttimen kautta kytketty säiliö ei reagoi tarpeeksi nopeasti suojaamaan järjestelmää.
Mitä kysyä ennen ostamista
Älä hyväksy tarjousta, joka antaa sinulle tilavuuden ja paineluokituksen eikä mitään muuta. Pyydä:
- Ylijänniteanalyysi, mukaan lukien huomioidut ohimenevät tapaukset
- Käytetyt putken ominaisuudet, aallon nopeus ja nesteominaisuudet
- Takaiskuventtiilin ja ohjausventtiilin toiminta oletettu
- Kaasun esitäyttö ja tilavuus suljetuille säiliöille
- Yhteyden koko ja sijainti
- Rakennusmateriaali ja nesteiden yhteensopivuus
- Huoltosuunnitelma, sisältäen suljettujen säiliöiden kaasulatauksen tarkastuksen
Jos toimittaja ei pysty näyttämään ylijänniteanalyysiä, tarjous ei ole valmis. Pelkästään säiliön tilavuus ei kerro mitään siitä, onko järjestelmä suojattu.
Asennus ja käyttö
Suurin osa aaltosäiliöongelmista, joita olen nähnyt, olivat asennus- tai huoltoongelmia, eivät suunnitteluongelmia.
Säiliö on liitettävä oikeaan kohtaan, oikealla liitoskoolla ja tuettava niin, ettei se kuormita putkistoa. Avoimissa säiliöissä tuuletusaukko ja ylivuoto on mitoitettava maksimaalista aaltovirtausta varten, ei vakaan tilan -virtausta varten. Suljetuissa säiliöissä kaasutäyttö on asetettava oikein käyttöönoton yhteydessä ja tarkastettava määrätyin väliajoin.
Kun palvelu on otettu käyttöön, rutiinilla on enemmän merkitystä kuin laitteistolla. Suljetuissa säiliöissä kaasulatauksen tarkastus on tärkein yksittäinen huoltokohde, koska hidas vuoto sammuttaa suojauksen hiljaa. Avoimille säiliöille on tärkeää kontaminaatiotarkastus, jäätymissuoja ja tasonsäätö. Molemmissa tapauksissa ylijännitesuoja on tarkistettava aina, kun järjestelmä muuttuu, koska uusi pumppu, uusi venttiili tai toimintamenettelyn muutos voi muuttaa transienttia ja mitätöidä alkuperäisen koon.
Bottom Line
Ylijännitesäiliöt ovat hyvä sijoitus, kun ne on mitoitettu todelliseen ylijänniteanalyysiin, kytketty oikein ja huollettu määrätyn aikataulun mukaisesti. Ne ovat rahan haaskausta, kun mitoitus arvaa, kun kaasun latausta ei koskaan tarkisteta tai kun järjestelmä muuttuu eikä ylijännitesuojaa tarkastella uudelleen.
Jos määrität ylijännitesäiliötä, hanki ensin oikea ylijänniteanalyysi. Määritä sitten tyyppi ja yhteystiedot oikein. Tee sitten kaasulataus- ja huoltorutiinit oikein. Sitten murehtia hintaa. Siinä järjestyksessä.