Կնիքի ընտրության նկատառումներ – Բարձր ճնշման երկակի մեխանիկական կնիքների տեղադրում

Պայմանավորվածություն 3 մեխանիկական կնիքներ եներկակի կնիքներորտեղ կնիքների միջև պատնեշային հեղուկի խոռոչը պահպանվում է կնիքի խցիկի ճնշումից ավելի մեծ ճնշման տակ: Ժամանակի ընթացքում արդյունաբերությունը մշակել է մի քանի ռազմավարություն այս կնիքների համար անհրաժեշտ բարձր ճնշման միջավայր ստեղծելու համար: Այս ռազմավարությունները ներառված են մեխանիկական կնիքի խողովակաշարերի պլաններում: Թեև այս պլաններից շատերը կատարում են նմանատիպ գործառույթներ, յուրաքանչյուրի գործառնական բնութագրերը կարող են շատ տարբեր լինել և կազդեն կնքման համակարգի բոլոր ասպեկտների վրա:

Խողովակաշարի պլան 53B, ինչպես սահմանված է API 682-ով, խողովակաշարի պլան է, որը ճնշում է պատնեշի հեղուկին ազոտով լիցքավորված միզապարկի կուտակիչով: Ճնշված միզապարկը ուղղակիորեն գործում է պատնեշի հեղուկի վրա՝ ճնշում գործադրելով ամբողջ կնքման համակարգի վրա: Միզապարկը կանխում է ճնշումային գազի և պատնեշային հեղուկի անմիջական շփումը՝ վերացնելով գազի կլանումը հեղուկի մեջ: Սա թույլ է տալիս Piping Plan 53B-ն օգտագործել ավելի բարձր ճնշման ծրագրերում, քան Piping Plan 53A-ն: Կուտակիչի ինքնամփոփ բնույթը նաև վերացնում է ազոտի մշտական ​​մատակարարման անհրաժեշտությունը, ինչը համակարգը դարձնում է իդեալական հեռավոր տեղակայման համար:

Միզապարկի կուտակիչի առավելությունները, սակայն, փոխհատուցվում են համակարգի որոշ գործառնական բնութագրերով: Խողովակաշարերի պլան 53B-ի ճնշումը որոշվում է ուղղակիորեն միզապարկի գազի ճնշմամբ: Այս ճնշումը կարող է կտրուկ փոխվել մի քանի փոփոխականների պատճառով:

Կուտակիչում միզապարկը պետք է նախապես լիցքավորվի, նախքան համակարգում արգելող հեղուկ ավելացնելը: Սա հիմք է ստեղծում համակարգերի հետագա բոլոր հաշվարկների և մեկնաբանությունների համար: Փաստացի նախնական լիցքավորման ճնշումը կախված է համակարգի գործառնական ճնշումից և կուտակիչներում պատնեշային հեղուկի անվտանգության ծավալից: Նախնական լիցքավորման ճնշումը նույնպես կախված է միզապարկի գազի ջերմաստիճանից: Նշում. նախնական լիցքավորման ճնշումը սահմանվում է միայն համակարգի սկզբնական գործարկման ժամանակ և չի կարգավորվի փաստացի շահագործման ընթացքում:

Գազի ճնշումը միզապարկի մեջ տարբեր կլինի՝ կախված գազի ջերմաստիճանից: Շատ դեպքերում գազի ջերմաստիճանը կհետևի շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանին տեղադրման վայրում: Այն տարածաշրջաններում, որտեղ ջերմաստիճանի օրական և սեզոնային մեծ փոփոխություններ են տեղի ունենում, կիրառությունները համակարգային ճնշման մեծ տատանումներ կունենան:

Արգելափակող հեղուկի սպառումՇահագործման ընթացքում մեխանիկական կնիքները կսպառեն արգելապատնեշային հեղուկը սովորական կնիքի արտահոսքի միջոցով: Այս պատնեշային հեղուկը համալրվում է կուտակիչի հեղուկով, ինչի հետևանքով միզապարկի մեջ գազը ընդլայնվում է և համակարգի ճնշումը նվազում է: Այս փոփոխությունները կախված են կուտակիչի չափից, կնիքի արտահոսքի արագությունից և համակարգի սպասարկման ցանկալի միջակայքից (օրինակ՝ 28 օր):

Համակարգի ճնշման փոփոխությունը հիմնական միջոցն է, որով վերջնական օգտագործողը հետևում է կնիքի աշխատանքին: Ճնշումը օգտագործվում է նաև սպասարկման ազդանշաններ ստեղծելու և կնիքի խափանումները հայտնաբերելու համար: Այնուամենայնիվ, ճնշումները շարունակաբար կփոխվեն, քանի դեռ համակարգը գործում է: Ինչպե՞ս պետք է օգտագործողը սահմանի ճնշումները Plan 53B համակարգում: Ե՞րբ է անհրաժեշտ արգելող հեղուկ ավելացնել: Որքա՞ն հեղուկ պետք է ավելացվի:

Plan 53B համակարգերի ինժեներական հաշվարկների առաջին լայնորեն հրապարակված հավաքածուն հայտնվել է API 682 չորրորդ հրատարակությունում: Հավելված F-ում տրվում են քայլ առ քայլ հրահանգներ, թե ինչպես կարելի է որոշել ճնշումները և ծավալները այս խողովակաշարի պլանի համար: API 682-ի ամենաօգտակար պահանջներից մեկը միզապարկի կուտակիչների համար ստանդարտ անվանատախտակի ստեղծումն է (API 682 Չորրորդ հրատարակություն, Աղյուսակ 10): Այս անվանատախտակը պարունակում է աղյուսակ, որը ցույց է տալիս համակարգի նախնական լիցքավորման, լիցքավորման և ազդանշանային ճնշումները կիրառման վայրում շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի պայմանների միջակայքում: Նշում. ստանդարտի աղյուսակը ընդամենը օրինակ է, և որ իրական արժեքները զգալիորեն կփոխվեն, երբ կիրառվեն որոշակի դաշտային հավելվածի վրա:

Նկար 2-ի հիմնական ենթադրություններից մեկն այն է, որ ակնկալվում է, որ խողովակաշարի պլանը 53B կգործի շարունակական և առանց նախնական լիցքավորման սկզբնական ճնշումը փոխելու: Կա նաև ենթադրություն, որ համակարգը կարճ ժամանակահատվածում կարող է ենթարկվել շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի ողջ տիրույթին: Սրանք զգալի ազդեցություն ունեն համակարգի նախագծման վրա և պահանջում են, որ համակարգը շահագործվի ավելի մեծ ճնշման տակ, քան մյուս երկակի կնիքների խողովակաշարերը:

Օգտագործելով Նկար 2-ը որպես հղում, օրինակ հավելվածը տեղադրվում է մի վայրում, որտեղ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը գտնվում է -17°C (1°F) և 70°C (158°F) միջև: Այս միջակայքի վերին հատվածը, թվում է, անիրատեսական բարձր է, բայց այն ներառում է նաև արևի ուղիղ ճառագայթների ազդեցության տակ գտնվող կուտակիչի արևային տաքացման հետևանքները: Սեղանի տողերը ներկայացնում են ջերմաստիճանի միջակայքերը ամենաբարձր և ամենացածր արժեքների միջև:

Երբ վերջնական օգտագործողը շահագործում է համակարգը, նրանք կավելացնեն արգելող հեղուկի ճնշումը մինչև լիցքավորման ճնշումը հասնի ընթացիկ միջավայրի ջերմաստիճանին: Տագնապային ճնշումն այն ճնշումն է, որը ցույց է տալիս, որ վերջնական օգտագործողը պետք է ավելացնի լրացուցիչ պատնեշային հեղուկ: 25°C (77°F) դեպքում օպերատորը նախապես կլիցքավորի կուտակիչը մինչև 30,3 բար (440 PSIG), տագնապը կկարգավորվի 30,7 բար (445 PSIG), և օպերատորը կավելացներ արգելող հեղուկ մինչև ճնշման հասնելը: 37,9 բար (550 PSIG): Եթե ​​շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը նվազել է մինչև 0°C (32°F), ապա ահազանգի ճնշումը կնվազի մինչև 28,1 բար (408 PSIG), իսկ լիցքավորման ճնշումը մինչև 34,7 բար (504 PSIG):

Այս սցենարում ահազանգը և լիցքավորման ճնշումը փոխվում են կամ լողում են՝ ի պատասխան շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի: Այս մոտեցումը հաճախ կոչվում է լողացող-լողացող ռազմավարություն: Ե՛վ ահազանգը, և՛ լիցքավորումը «լողում են»: Սա հանգեցնում է կնքման համակարգի ամենացածր գործառնական ճնշումներին: Այնուամենայնիվ, սա վերջնական օգտագործողին դնում է երկու հատուկ պահանջ. ճիշտ ազդանշանային ճնշումը և լիցքավորման ճնշումը որոշելը: Համակարգի համար ազդանշանային ճնշումը կախված է ջերմաստիճանից, և այս հարաբերությունը պետք է ծրագրավորվի վերջնական օգտագործողի DCS համակարգում: Լիցքավորման ճնշումը կախված կլինի նաև շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից, ուստի օպերատորը պետք է դիմի անվանական ցուցանակին՝ ներկայիս պայմանների համար ճիշտ ճնշումը գտնելու համար:

Որոշ վերջնական օգտագործողներ պահանջում են ավելի պարզ մոտեցում և ցանկանում են այնպիսի ռազմավարություն, որտեղ և՛ ահազանգի ճնշումը, և՛ լիցքավորման ճնշումը հաստատուն են (կամ ֆիքսված) և անկախ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից: Ֆիքսված-ֆիքսված ռազմավարությունը վերջնական օգտագործողին ապահովում է միայն մեկ ճնշում՝ համակարգը լիցքավորելու համար և միայն արժեք՝ համակարգը տագնապելու համար: Ցավոք, այս պայմանը պետք է ենթադրի, որ ջերմաստիճանը գտնվում է առավելագույն արժեքի վրա, քանի որ հաշվարկները փոխհատուցում են շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի անկումը առավելագույնից մինչև նվազագույն ջերմաստիճան: Սա հանգեցնում է այն բանին, որ համակարգը աշխատում է ավելի բարձր ճնշման տակ: Որոշ կիրառություններում ֆիքսված-ֆիքսված ռազմավարության օգտագործումը կարող է հանգեցնել կնիքի ձևավորման կամ MAWP գնահատականների փոփոխության՝ համակարգի այլ բաղադրիչների համար՝ բարձր ճնշումները կարգավորելու համար:

Մյուս վերջնական օգտագործողները կկիրառեն հիբրիդային մոտեցում՝ ֆիքսված ազդանշանային ճնշմամբ և լողացող լիցքավորման ճնշմամբ: Սա կարող է նվազեցնել գործառնական ճնշումը՝ միաժամանակ պարզեցնելով տագնապի կարգավորումները: Տագնապի ճիշտ ռազմավարության որոշումը պետք է կայացվի միայն կիրառման պայմանները, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի տիրույթը և վերջնական օգտագործողի պահանջները հաշվի առնելուց հետո:

Խողովակաշարերի պլան 53B-ի նախագծման մեջ կան որոշ փոփոխություններ, որոնք կարող են օգնել մեղմել այս մարտահրավերներից մի քանիսը: Արեգակնային ճառագայթումից ջեռուցումը կարող է մեծապես բարձրացնել կուտակիչի առավելագույն ջերմաստիճանը նախագծային հաշվարկների համար: Կուտակիչը ստվերում դնելը կամ կուտակիչի համար արևային վահան կառուցելը կարող է վերացնել արևային ջեռուցումը և նվազեցնել առավելագույն ջերմաստիճանը հաշվարկներում:

Վերոնշյալ նկարագրություններում շրջակա միջավայրի ջերմաստիճան տերմինը օգտագործվում է միզապարկի մեջ գազի ջերմաստիճանը ներկայացնելու համար: Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի կայուն կամ դանդաղ փոփոխվող պայմաններում սա ողջամիտ ենթադրություն է: Եթե ​​շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի պայմաններում ցերեկը և գիշերը մեծ տատանումներ կան, կուտակիչի մեկուսացումը կարող է մեղմացնել միզապարկի արդյունավետ ջերմաստիճանի տատանումները՝ հանգեցնելով ավելի կայուն աշխատանքային ջերմաստիճանի:

Այս մոտեցումը կարող է տարածվել նաև կուտակիչի վրա ջերմային հետագծման և մեկուսացման օգտագործման վրա: Երբ սա ճիշտ կիրառվի, կուտակիչը կաշխատի մեկ ջերմաստիճանում՝ անկախ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի օրական կամ սեզոնային փոփոխություններից: Սա, թերեւս, ամենակարևոր նախագծային տարբերակն է, որը պետք է դիտարկել ջերմաստիճանի մեծ տատանումներ ունեցող տարածքներում: Այս մոտեցումն ունի մեծ տեղադրված բազա դաշտում և թույլ է տվել Plan 53B-ն օգտագործել այնպիսի վայրերում, որոնք հնարավոր չեն լինի ջերմային հետագծման դեպքում:

Վերջնական օգտվողները, ովքեր մտածում են օգտագործել Խողովակաշարերի պլան 53B, պետք է տեղյակ լինեն, որ այս խողովակաշարի պլանը պարզապես 53A խողովակաշարային պլան չէ կուտակիչով: Պլան 53B-ի համակարգի նախագծման, շահագործման, շահագործման և սպասարկման գրեթե բոլոր ասպեկտները եզակի են այս խողովակաշարի պլանի համար: Վերջնական օգտագործողների հետ ունեցած վրդովմունքների մեծ մասը գալիս է համակարգի չհասկացողությունից: Seal OEM-ները կարող են ավելի մանրամասն վերլուծություն պատրաստել կոնկրետ հավելվածի համար և կարող են տրամադրել նախապատմություն, որն անհրաժեշտ է վերջնական օգտագործողին օգնելու ճիշտ ճշտել և գործարկել այս համակարգը: