Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 12

13 tháng 12 2018

8.1.2. Hệ thống đường ống phụ trợ phải bao gồm đường ống, ống dẫn, các van cách nhiệt, van điều khiển, van an toàn, đồng hồ đo nhiệt và hộp đo nhiệt, áp suất kế, chỉ thị dòng chảy, vòi phun, bình chứa chất lỏng ngăn/ đệm và tất cả các ống thoát nước và thông gió liên quan.

8.1.3. Tất cả hệ thống đường ống phụ trợ phải được nhà cung cấp chỉ ra trong tờ dữ liệu, bao gồm các phụ kiện được lắp đặt, được định vị ở các chi tiết ghép nối trên mặt bằng móng của bơm đi kèm, tất cả các mặt bằng móng của bình chứa chất lỏng ngăn/đệm, hoặc bất kỳ mặt bằng móng phụ trợ. Nếu hệ thống đường ống được trang bị, mối nối ở cuối hệ thống phải là một mặt bích kết nối. Khách hàng phải cung cấp duy nhất thông số kết nối đường ống hoặc đường ống dẫn giữa các phần nhóm thiết bị và các trang thiết bị ngoài móng.

  • 8.1.4 Nếu được quy định, việc bố trí thiết bị, bao gồm hệ thống đường ống và thiết bị phụ trợ, phải được thực hiện bởi khách hàng và nhà cung cấp. Việc bố trí phải đảm bảo diện tích khe hở đầy đủ và sự tiếp cận an toàn cho việc vận hành và bảo dưỡng.

8.1.5. Trừ trường hợp được quy định, đường ống hoặc đường ống dẫn không hàn phải được trang bị phù hợp với Bảng 4 đối với tất cả hệ thống phụ trợ.

8.1.6. Thiết kế đường ống và gia công mối nối, việc kiểm tra, và xem xét phải phù hợp với ISO 15649. Việc hàn phải được tiến hành bởi thợ hàn có trình độ chuyên môn và quy trình hàn phù hợp với EN 287 và EN 288, hoặc ASME IX.

CHÚ THÍCH: Vì mục đích của những điều mục này, ASME B 31.3 tương đương với ISO 15649.

8.1.7. Thiết kế cơ khí cho hệ thống ống hoặc đường ống phụ trợ phải đạt được những điểm như sau:

a) Việc hỗ trợ và bảo vệ hợp lý để ngăn ngừa thiệt hại từ sự rung hoặc từ việc vận chuyển, vận hành và bảo dưỡng.

b) Độ linh hoạt hợp lý và khả năng tiếp cận bình thường cho việc vận hành, bảo dưỡng và làm sạch.

c) Việc lắp đặt trong vị trí theo trật tự và ngăn nắp được thích ứng với đường bao quanh của máy mà không cản trở những cửa ra vào tiếp cận.

d) Việc loại bỏ bọt khí bằng sử dụng ống thông gió có van hoặc việc lắp đặt, bố trí hệ thống đường ống không tích tụ.

e) Có thể tháo nước hoàn toàn bằng những điểm thấp mà không cần phải tháo rời hệ thống đường ống, cụm làm kín, hoặc bộ phận tấm nắp đệm.

f) Giảm về số lượng những nguồn phát thải tiềm ẩn và giảm áp suất bằng cách giảm nhỏ nhất việc sử dụng các mối nối bằng ren, mặt bích, lắp ráp và van; và

g) Hệ thống phải phù hợp cho quy trình khử trùng/làm sạch đặc biệt được khách hàng quy định (ví dụ, việc rửa bằng hơi nước, rửa bằng dung môi,...).

Bảng 4 - Các yêu cầu nhỏ nhất đối với các vật liệu đường ống phụ trợ

Thành phần

Chất lỏng

Chất lỏng công tác phụ trợ

Hơi nước

Nước làm mát

Loại

Áp suất kế

Kích cỡ danh định

Không dễ cháy/không nguy hiểm

Dễ cháy/nguy hiểm

≤ 0,5 Mpa (5 bar) (75 psi)

> 0,5 Mpa (5 bar) (75 psi)

Theo tiêu chuẩn

≤ DN 25 (NPS 1)

Lựa chọn

≥ DN 40 (NPS 11/2)

Đường ống

Không ghép nối a

Không ghép nối a

Không ghép nối a

Không ghép nối a

Thép các bon (ASTMA 120)

Ống b

Thép không gỉ (ASTMA 269 không nối ống loại 316)

Thép không gỉ (ASTMA 269 không nối ống loại 316)

Thép không gỉ (ASTMA 269 không nối ống loại 316)

Thép không gỉ (ASTMA 269 không nối ống loại 316)

Thép không gỉ (ASTMA 269 không nối ống loại 316)

Tất cả các van

Loại 800

Loại 800

Loại 800

Loại 800

Loại bằng đồng 200

Loại bằng đồng 200

Cửa van và van hình cầu

Nắp đậy bulông và tấm nắp đệm

Nắp đậy bulông và tấm nắp đệm

Nắp đậy bu lông và tấm nắp đệm

Nắp đậy bulông và tấm nắp đệm

Mối nối và chạc ống

Loại được rèn 3000

Loại được rèn 3000

Loại được rèn 3000

Loại được rèn 3000

Sắt cán mỏng được (ASMTA 338 và A197 loại 150) được mạ kẽm cho ASMA 153

Sắt cán mỏng được (ASMTA 338 và A197 loại 150) được mạ kẽm cho ASMA 153

Phụ tùng lắp ráp đường ống

Tiêu chuẩn của nhà sản xuất

Tiêu chuẩn của nhà sản xuất

Tiêu chuẩn của nhà sản xuất

Tiêu chuẩn của nhà sản xuất

Tiêu chuẩn của nhà sản xuất

Mối nối được chế tạo ≤ DN 25 (NPS 1)

Được nối ren

Được nối bằng hàn

Đựợc nối bằng ren

Được nối bằng hàn

Được nối bằng ren

Mối nối được gia công áp lực ≥  DN 40 (NPS11/2)

Khách hàng quy định

Miếng đệm

Loại 304 hoặc 316 thép không gỉ xoắn ốc

Loại 304 hoặc 316 thép không gỉ xoắn ốc

Bulông vít bích

Thép hợp kim thấp (ASTMA 193 loại B7, ASTMA194 loại 2H)

Thép hợp kim thấp (ASTMA 193 loại B7, ASTMA 194 loại 2H)

Tiêu chuẩn được liệt kê là các ví dụ về vật liệu có thể chấp nhận cho mỗi loại. Loại vật liệu thay thế có thể được sử dụng nếu được chấp thuận bởi khách hàng (Phụ lục B có thể được sử dụng cho việc chỉ dẫn).

Ví dụ về vật liệu có thể chấp nhận là:

Ống thép các bon: ASTM A53, loại B; ASTMA loại 106; ASTM A 524; hoặc APIb spec 5L, loại A hoặc B.

Mối nối bằng thép các bon, van và bộ phận ghép bích: ASTM A 105 và ASTM A181.

Hệ thống đường ống thép không gỉ: ASTM A 312, loại 316L

Các phụ tùng thép không gỉ, van, bộ phận ghép bích: ASTM A 162,loại 316L.

a Bảng thống kê 80 phải được sử dụng cho những đường kính từ DN 15 tới DN 40(NPS  tới NPS 11/2); bảng thống kê 40 phải được sử dụng cho đường kính DN 50 (NPS 2) và lớn hơn.

b Các kích cỡ đường ống có thể chấp nhận là (xem ISO 4200): 12,7 mm đường kính X 0,065 thành, 19 mm đường kính X 2,6 mm thành (3/4 in đường kính 0,095 in thành), 25 mm đường kính x 2,9 in thành (1 in đường kính X 0,019 in thành).

8.1.8. Hệ thống đường ống phải được gia công bằng cách uốn và hàn để giảm nhỏ nhất việc sử dụng các mặt bích và các mối nối trong thực tế. Các mặt bích hàn được cho phép chỉ ở duy nhất các chỗ nối cho thiết bị ở cuối các nền móng, và tạo điều kiện cho việc bảo dưỡng. Việc sử dụng các mặt bích tại các mối nối khác được cho phép chỉ khi được sự chấp thuận của khách hàng. Ngoài chạc ba và các ống nối chuyển tiếp, các mối nối hàn được chỉ được cho phép trong trường hợp nhằm mục đích tạo thuận lợi cho việc sắp đặt hệ thống đường ống trong các khu vực bố trí có mật độ dày đặc. Các mối nối bằng ren phải được giữ ở mức nhỏ nhất. Không được sử dụng các ống lót hệ thống đường ống

8.1.9. Đường ống có các nối ren côn phù hợp với ISO 7 hoặc ASME B1.20.1, do khách hàng quy định. Các mặt bích phải phù hợp với ISO 7005-1.

CHÚ THÍCH: Vì mục đích của điều mục này, ASME B 16.5 tương đương với ISO 7005-1.

Các mặt bích trượt có thể được sử dụng chỉ khi có sự chấp thuận của khách hàng. Đối với cấu trúc được hàn lồng ống, khoảng trống 1,5 mm (1/6 in) phải được để giữa cuối của ống và phần dưới cùng của ống nối.

8.1.10. Các kích cỡ danh định sau của các mối nối, đường ống, van, đầu nối ống không được sử dụng: DN 30 (NPS 11/4) DN 65 mm (NPS 21/2), DN 990 (NPS 31/2), DN 175 (NPS 7) hoặc DN 225 (NPS 9).

8.1.11. Đường ống, bộ phận và phụ tùng phụ trong Nhóm I phải có nhiệt độ áp suất danh định ít nhất bằng với áp suất làm việc lớn nhất và nhiệt độ vỏ bơm mà hệ thống được gắn vào, tuy nhiên trong bất cứ trường hợp nào cũng phải có giá trị áp suất tuyệt đối nhỏ hơn.

a) Loại 1:2,2 MPa (22 bar) (315 psia) ở nhiệt độ môi trường.

b) Loại 2 và Loại 3: 4,2 Mpa (42 bar) (615 psia) ở nhiệt độ môi trường.

8.1.12. Tất cả các bộ phận tiếp xúc với chất lỏng công tác trong suốt điều kiện vận hành bình thường phải được chế tạo bằng vật liệu có tính chống ăn mòn tương tự hoặc tốt hơn vật liệu vỏ bơm đối với chất lỏng công tác.

8.1.13. Các yêu cầu đặc biệt cho đường ống, mặt bích, miếng đệm và vòng O, van và phụ tùng phụ trợ khác trong điều kiện làm việc đặc biệt và/hoặc có tính nguy hiểm được khách hàng quy định bởi.

8.1.14. Khách hàng phải quy định nếu mật độ clo hóa tập trung trên 10 mg/kg (ppm wt). Sau đó vật liệu thép không gỉ phải được cảnh báo nên sử dụng vì khả năng về đứt gẫy do ứng suất ăn mòn clo hóa.

8.1.15. Kích cỡ danh định nhỏ nhất của bất kỳ mối nối hoặc đường ống phải là DN 15 (NPS 1/2). Mối nối tấm nắp đệm phải phù hợp với 6.1.2.17.

8.1.16. Các hệ thống đường ống do nhà sản xuất trang bị phải được gia công, lắp đặt trong xưởng, và được gá đỡ phù hợp. Các lỗ lắp bulông cho các mối nối mặt bích phải là những đường đối xứng song song với đường tâm ngang hoặc đứng của thiết bị.

8.1.17. Các lỗ mở có ren trong, không được nối với đường ống phải được bít phù hợp 6.1.2.18.

8.1.18. Đối với áp suất danh định trên ASME loại 900, van khóa phải có kết cấu nắp đậy bằng hàn hoặc không nắp đậy với nắp đệm bắt bằng bulông; các van này phải có khả năng tự đóng lại dưới áp lực.

8.1.19. Áp suất kế phải có những van khóa xả khí.

8.2. Hệ thống làm mát/hệ thống dòng chức năng cụm làm kín cơ khí (Nhóm 1)

8.2.1. Khách hàng và nhà sản xuất cụm làm kín phải đồng ý cùng nhau cho phương án sơ đồ hoặc các sơ đồ bố trí dòng chức năng làm kín phụ trợ (tham khảo Phụ lục G, Hình G.1 đến Hình G.6) phải được trang bị để đáp ứng những yêu cầu về áp suất và nhiệt độ buồng làm kín theo 6.1.2.14.

8.2.2. Chỉ có hệ thống chất lỏng đệm/ngăn và dòng chức năng cho cụm làm kín được gia lực cơ khí phải được cung cấp. Hệ thống dựa vào nguyên lý xiphông nhiệt để duy trì sự lưu thông trong quá trình vận hành bình thường phải không được sử dụng (xem 8.6).

8.2.3. Hệ thống cụm làm kín mà sử dụng những thiết bị lưu thông bên trong, như là vòng bơm, và phụ thuộc vào sự quay của cụm làm kín cơ khí để duy trì sự tuần hoàn phải được thiết kế với đầu vào ở cuối của cụm làm kín và đầu ra ở đỉnh của cụm làm kín nếu như có không gian cho phép.

CHÚ THÍCH: Yêu cầu này tăng cường sự thông hơi, và hiện tượng xiphông nhiệt khi trục bơm không quay.

8.2.3.1. Để cho phép loại bỏ khí tồn đọng, hệ thống này phải được thiết kế một lỗ thông hơi ở đỉnh cao nhất.

8.2.3.2. Một nhãn hiệu bằng thép không gỉ austenite phải được gắn chặt một cách an toàn với thiết bị làm lạnh được cung cấp với Sơ đồ 23 về làm kín bằng dòng chức năng. Các chữ số cao 6 mm (1/4 in), nhãn này phải có nội dung: “CHÚ Ý QUAN TRỌNG: TẤT CẢ KHÍ TỒN ĐỌNG PHẢI ĐƯỢC THÔNG KHÍ KHỎI HỆ THỐNG TRƯỚC KHI VẬN HÀNH ĐỂ NGĂN NGỪA THIỆT HẠI CHO CỤM LÀM KÍN CƠ KHÍ".

8.3. Hệ thống làm mát (Nhóm II)

  • Nếu được quy định, hoặc được yêu cầu bởi nhà sản xuất cụm làm kín, việc làm mát bên ngoài (xem Hình G.19 và Hình G.20) phải được cung cấp cho tấm nắp đệm cụm làm kín phù hợp theo sau:

a) Việc thiết kế phải trực tiếp việc làm nguội cho bề mặt cụm làm kín và cụm làm kín thứ cấp.

b) Các cụm làm kín được trang bị hệ thống làm nguội bằng nước phải được thiết kế để cho phép việc nước làm mát có thể thoát ra qua ống thoát nước; và

CHÚ THÍCH 1: Việc làm nguội liên quan đến môi trường, thường là nước, nitơ hoặc hơi nước hoặc bằng bề mặt liếp xúc với khí quyển của cụm làm kín cơ khí. Việc làm nguội thường được áp dụng nếu vật liệu được làm kín là độc hại, dễ cháy, oxi hóa, polyme, hoặc kết dính khi bị khô. Gia nhiệt có thể được sử dụng để nung nóng và làm lạnh. Tấm nắp đệm được thiết kế có ống lót tiết lưu để ngăn ngừa độ ẩm và ngăn ngừa sự rò rỉ nước từ cụm làm kín được làm mát vào thân ổ trục và làm bẩn dầu bôi trơn, và để tăng lớn nhất dung tích chất lỏng làm mát.

c) Nếu việc làm mát bằng nước được quy định và nếu có không gian cho phép, tấm nắp đệm cụm làm kín phải được thiết kế có tấm chắn than cốc.

CHÚ THÍCH 2: Tấm chắn này dẫn trực tiếp hơi nước tới vùng mà ở đó than cốc sẽ có xu hướng tích tụ, và truyền hơi nước để mang vật liệu đi khỏi cụm làm kín và bề mặt cụm làm kín. Bằng việc làm mát chất lỏng rò rỉ bề mặt tiếp xúc khí quyển của bề mặt cụm làm kín, một sự làm mát bằng hơi nước ngăn ngừa sự tạo thành than cốc và sự dừng đột ngột của cụm làm kín xảy ra sau trong điều kiện nhiệt độ cao (trên 150 °C (300 °F). Nó cũng giữ sự tích trữ nhớt mỏng khi bơm không vận hành. Nếu việc tích trữ dày hơn ở các bề mặt, các cụm làm kín có thể bị hư hỏng ngay khi khởi động. Việc tập hợp các chất ngưng tụ ở bề mặt cụm làm kín có thể làm bay hơi và làm hư hỏng bề mặt cụm làm kín.

8.4. Hệ thống ống nước làm mát (Nhóm III)

8.4.1. Hệ thống ống nước làm mát phải được thiết kế cho những điều kiện được quy định trong Bảng 5. Những quy định phải đầy đủ cho vấn đề thông khí và việc tháo nước của hệ thống.

  • 8.4.2. Nếu được quy định, phải sử dụng đường ống được mạ kẽm.
  • 8.4.3. Nếu được quy định, chỉ thị ký hiệu dòng chảy (hở hoặc kín theo quy định) phải được chỉ ra trên mỗi đường ra.
  • 8.4.4. Nếu được quy định, mỗi chi tiết được sử dụng, ví dụ, việc cung cấp không khí và khí trơ, đường ống cung cấp nước làm mát và đường hồi, và đường ống khác như đã quy định, phải có đường ống góp chung, ống góp phải có kích thước đầy đủ để cho phép lưu lượng dòng chảy lớn nhất thông qua tất cả các bộ phận mà có thể sử dụng đồng thời.

Bảng 5 - Các điều kiện ảnh hưởng đến thiết kế hệ thống ống nước làm mát

Điều kiện

Giá trị

Vận tốc trên bề mặt trao đổi nhiệt

1 ,5 m/s đến 2,5 m/s (5 ft/s đến 8 ft/s)

Áp suất làm việc cho phép lớn nhất, theo áp kế

0,5 MPa (6,2 bar) (75 psi)

Áp lực thử, theo áp kế

0,8 MPa (8 bar) (115 psi)

Tổn thất áp suất lớn nhất

0,1 MPa (1 bar) (15 psi)

Nhiệt độ lớn nhất ở đầu vào

32 °C (90 °F)

Nhiệt độ lớn nhất ở đầu ra

49 °C (120 °F)

Sự tăng nhiệt độ lớn nhất

17 °C (30 °F)

Yếu tố nhiễm bẩn trên bề mặt nước

0,35 m2 K/kW (0,002 hr-ft2-oF/Btu)

Độ cho phép ăn mòn vỏ a

3 mm (0,125 in)

a Không áp dụng cho hệ thống ống.

8.5. Các bộ phận phụ và hệ thống phụ trợ

8.5.1. Bộ tách kiểu xoáy

8.5.1.1. Trừ trường hợp được quy định, hệ thống dòng chức năng của cụm làm kín phải được thiết kế sao cho bộ tách kiểu xoáy là cơ cấu giới hạn dòng chảy.

8.5.1.2. Các bộ tách kiểu xoáy phải được lựa chọn để tối ưu hóa việc loại bỏ các chất rắn cho sự chênh lệch giữa các tầng bơm. Nếu áp lực chênh vượt quá độ chênh thiết kế của bộ tách kiểu xoáy, lỗ dòng chảy có thể được sử dụng. Các bộ tách kiểu xoáy không được sử dụng áp lực chênh nhỏ hơn 0,17 Mpa (1,7 bar) (25 psi).

CHÚ THÍCH 1: Để khử bỏ các chất rắn một cách hiệu quả khỏi dòng chức năng, các chất rắn cần phải có tỉ trọng ít nhất gấp hai lần tỉ trọng chất lỏng. Một số vật liệu thông thường thường xuyên được tìm thấy trong các dòng xử lý tinh của các nhà máy lọc và tỉ trọng (mật độ) xấp xỉ của chúng được liệt kê ở Bảng 6. Do vậy, đối với hầu hết các môi trường làm việc là chất lỏng Hydrocacbon, ngoại trừ sự khởi động ban đầu, hầu hết chất rắn lắng đọng ở đó là than cốc, bộ tách kiểu xoáy có thể là không hiệu quả. Tuy nhiên, đối với các bơm có nước vào hút từ sông, vịnh hay giếng, bộ tách kiểu xoáy có thể làm việc nếu được lắp đúng. Tuy nhiên, rất nhiều người sử dụng, quy định sử dụng các bộ tách kiểu xoáy cho tất cả các bơm dựa vào giả định là trong quá trình xây dựng và đại tu bộ phận chính, những mảnh vụn như vảy hàn, cát và đá, có thể xâm nhập vào hệ thống đường ống và có thể gây ra hư hỏng cụm làm kín trong quá trình khởi động.

CHÚ THÍCH 2: Hiệu suất tách (phần trăm các chất rắn được mang theo) của bộ tách kiểu xoáy cũng phụ thuộc vào chênh lệch áp suất và kích cỡ hạt. KN chênh lệch áp suất qua bộ tách kiểu xoáy thay đổi (tăng hoặc giảm) từ độ chênh theo thiết kế, hiệu suất tách thường bị giảm. Khi kích cỡ hạt giảm, hiệu suất tách cũng giảm.

8.5.1.3. Đối với các bơm giữa hai ổ trục, bộ tách kiểu xoáy phải được cấp cho mỗi cụm làm kín cơ khí.

Xem lại: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 11

Xem tiếp: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 13