Bơm - các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 7

7.2.4. Cụm làm kín tiếp xúc ướt có dòng chất lỏng đệm (2 CW-CW)

7.2.4.1. Quy định chung

Các hệ thống đệm chất lỏng phải được thiết kế đảm bảo độ chênh lệch nhiệt độ lớn nhất giữa đầu vào và đầu ra chất lỏng đệm liền kề tại buồng làm kín là:

- 8 °C (15 °F) đối với chất lỏng đệm dầu điêzen hoặc nước/glycol, và

- 16 °C (30 °F) đối với chất lỏng đệm dầu khoáng.

CHÚ THÍCH: Độ chênh lệch nhiệt độ cho phép bao gồm những ảnh hưởng của cả nhiệt độ thẩm thấu" và nhiệt được sinh ra bề mặt cụm làm kín. Không nên nhầm sự chênh lệch nhiệt độ cho phép thông qua cụm làm kín với sự tăng nhiệt độ dung tích của chất lỏng đệm trong suốt quá trình vận hành hoạt động ổn định, hoặc nhầm với sự chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ ở trạng thái ổn định của chất lỏng công tác và chất lỏng đệm.

• 7.2.4.2. Buồng làm kín và các tấm nắp đệm

Nếu được quy định hoặc được khuyến nghị bởi nhà sản xuất cụm làm kín, một đầu ra chất lỏng đệm theo phương tiếp tuyến phải được thiết kế cho tổ hợp cụm làm kín Loại 1 và Loại 2. Một đầu ra chất lỏng đệm theo phương tiếp tuyến phải được cung cấp cho những cụm làm kín Loại 3.

CHÚ THÍCH: Việc sử dụng mối nối đầu ra của chất lỏng đệm tiếp tuyến làm tăng lưu lượng dòng chảy chất lỏng đệm nếu một vòng bơm bên trong được sử dụng. Tuy nhiên, một đầu ra tiếp tuyến được hoạt động có hiệu quả nhất nếu một vòng bơm hướng tâm được sử dụng và lắp đặt trong cùng mặt phẳng với mối nối đầu ra.

7.2.5. Buồng làm kín và tấm nắp đệm cho cụm làm kín bên trong tiếp xúc ướt với một cụm làm kín chặn vận hành khô (2 CW-CS)

7.2.5.1. Một ống lót tiết lưu không đánh lửa cố định, hoặc một thiết bị tương đương được khách hàng chấp thuận, phải được lắp đặt vào bên trong của buồng làm kín chặn phía sau của cửa mối nối của ống thông gió và ống thoát của cụm làm kín và phía trước của các bề mặt cụm làm kín chặn. Ống lót tiết lưu phải được giữ chặt lại để ngăn cản sự di chuyển theo hướng dọc trục và tránh hư hỏng các bộ phận của cụm làm kín. Khe hở đường kính nhỏ nhất giữa ống lót tiết lưu và các bộ phận quay trong buồng làm kín phải là 1,5 mm (0,060 in) (xem Hình 26).

Mọi sự bố trí buồng làm kín thay thế mà sai lệch với sự bố trí được mô tả ở trên phải được khách hàng chấp thuận.

CHÚ THÍCH: Ống lót tiết lưu giúp tách bề mặt làm kín chặn khỏi sự rò rỉ cụm làm kín bên trong bằng việc hướng trực tiếp chất lỏng rò rỉ về phía miệng thông gió hoặc đường thoát nước cụm làm kín chặn. Nhà cung cấp cần phải đưa ra một số sơ đồ bố trí buồng làm kín chặn để đáp ứng các giới hạn về không gian.

7.2.5.2. Việc sử dụng miệng thông gió hoặc đường thoát nước cụm làm kín chặn đối với việc phun đệm khí được cho phép chỉ khi có sự chấp thuận của khách hàng.

CHÚ DẪN:

1 Ống lót tiết lưu buồng làm kín chặn

Hình 26 - Mặt cắt chỉ ra ống lót tiết lưu buồng làm kín chặn cho các hệ Cấu trúc 2CW - CS và 2NC-CS

7.2.6. Buồng làm kín và tấm nắp đệm cho cụm làm kín bên trong không tiếp xúc với cụm làm kín chặn vận hành khô (2 NC-CS).

7.2.6.1. Một ống lót tiết lưu không đánh lửa cố định, hoặc một thiết bị tương đương được khách hàng chấp thuận, phải được lắp đặt vào bên trong của buồng làm kín chặn, phía sau của cửa nối của ống thông gió và ống thoát của cụm làm kín và phía trước của các bề mặt làm kín chặn. Ống lót tiết lưu phải được giữ chặt lại để ngăn cản sự di chuyển theo hướng dọc trục và tránh hư hỏng bộ phận khác của cụm làm kín. Khe hở đường kính nhỏ nhất giữa ống lót tiết lưu và bộ phận quay trong buồng làm kín phải là 1,5 mm (0,060 in) (xem Hình 26).

CHÚ THÍCH: Ống lót tiết lưu giúp tách bề mặt làm kín chặn khỏi sự rò rỉ bên trong bằng việc hướng trực tiếp chất lỏng rò rỉ về phía miệng thông gió hoặc đường thoát nước của cụm làm kín chặn. Nhà cung cấp cần phải đưa ra một số sơ đồ bố trí buồng làm kín chặn để đáp ứng các giới hạn về không gian.

7.2.6.2. Việc sử dụng miệng thông gió hoặc những đường thoát nước cụm làm kín chặn đối với việc phun đệm khí được cho phép chỉ khi có sự chấp thuận của khách hàng.

7.3. Cụm làm kín Cấu trúc 3

7.3.1. Quy đỊnh chung

• 7.3.1.1 Theo quy định, dòng ngăn phải là khí hoặc chất lỏng.

CHÚ THÍCH 1: Các thiết kế cụm làm kín ngăn khí có thể phù hợp cho các điều kiện làm việc mà các chất rắn lơ lửng hoặc các chất rắn hoà tan trong chất lỏng được bơm có xu hướng bám vào các bề mặt làm kín hoặc gây ra tắc. Điều này là đặc biệt đúng nếu chất lỏng công tác tiếp xúc với đường kính trong của cụm làm kín bên trong được bôi trơn bằng khí. Thiết kế các cụm làm kín ngăn chất lỏng sao cho chất lỏng công tác tiếp xúc với đường kính ngoài của bề mặt làm kín để giúp giảm thiểu sự tích tụ chất rắn trên bề mặt và giảm thiểu sự tắc.

CHÚ THÍCH 2: Trong trạng thái tĩnh, hiện tượng mao dẫn của chất lỏng dính hoặc polime hóa giữa bề mặt được bôi trơn bằng khí có thể gây ra tổn thất mô men khi khởi động, thậm chí còn tồn tại lớp áp suất ngăn khí trong khi bơm không vận hành.

7.3.1.2. Cụm làm kín phải có một đặc điểm cân bằng bên trong (đối ngược) được thiết kế và cấu trúc chống lại sự chênh lệch áp suất phản hồi mà không cần mở cụm làm kín.

CHÚ THÍCH: Đặc điểm cân bằng đối ngược hoặc cân bằng bên trong yêu cầu rằng vòng ăn khớp và cụm làm kín thứ cấp phải được thiết kế để giữ chúng nguyên tại vị trí thậm chí ngay cả khi áp suất chất lỏng ngăn bị mất. Áp suất chất lỏng ngăn thường được điều chỉnh giữa khoảng lớn hơn áp suất kế buồng làm kín từ 0,14 Mpa (1,4 bar) (20 psi) đến 0,41 mpa (4,1 bar) (60 psi).

7.3.1.3. Tiêu chuẩn của Cấu trúc 3 phải sử dụng hai vòng làm kín và hai vòng làm kín ăn khớp. Vòng ăn khớp phổ biến (thiết kế một khối) có thể được cung cấp nếu được nhà sản xuất khuyến nghị và được khách hàng chấp thuận.

7.3.2. Ống lót làm kín

Tại những vị trí có thể, ống lót làm kín phải được thiết kế là một chi tiết, các thiết kế hộp làm kín trong đó có ống lót phụ tại lỗ đầu trục của ống lót làm kín để có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp ráp các bộ phận làm kín bên trong là có thể chấp nhận, ống lót phụ phải được định vị theo hướng dọc trục trên ống lót làm kín bằng một vai và được truyền động bằng một vít định vị (xem Hình 25). Để đảm bảo độ tin cậy trong quá trình vận hành, việc lắp ráp giữa ống lót phụ và ống lót làm kín phải đáp ứng yêu cầu của Điều 6.

CHÚ THÍCH: Việc lắp ống lót bổ trợ tại lỗ đầu trục của ống lót cụm làm kín kép cho phép cụm làm kín trong có thể được lắp đặt tại lỗ đầu trục. Giảm thời gian và độ phức tạp liên quan đến cụm làm kín dạng hộp. Việc này cũng làm cho cụm làm kín có cơ cấu đẩy phía trong và phía ngoài có thể có cùng kích cỡ.

7.3.3. Buồng làm kín và tấm nắp đệm

• 7.3.3.1. Nếu được quy định như kết quả của điều kiện xử lý và nếu độ dài bổ sung cho Cấu trúc cụm làm kín là có sẵn, một ống lót tiết lưu bằng cacbon cố định phải được lắp đặt trong tấm nắp đệm và chống lại sự phun trào áp suất.

Ống lót tiết lưu được trang bị cụm làm kín kép hiếm khi được yêu cầu, tuy nhiên có thể được sử dụng trong điều kiện làm việc nhiệt độ thấp khi mà việc làm nóng được sử dụng để tránh đóng băng.

CHÚ THÍCH: Khoảng cách hướng trục được giới hạn giữa bề mặt buồng làm kín và thân ổ trục thường làm cho việc sử dụng một ống lót tiết lưu với cụm làm kín Cấu trúc 2 là không thực tế.

• 7.3.3.2. Nếu được quy định, một mối nối từ dòng chức năng đến bên phía chất lỏng công tác của buồng làm kín phải tuân theo hệ Cấu trúc 3.

Một số hệ Cấu trúc 3 có thể phải có dòng chức năng bên phía chất lỏng công tác của buồng làm kín để tách chất lỏng công tác khỏi các phần làm kín hoặc để giúp giải phóng nhiệt từ các chi tiết làm kín bên trong. Đối với những ứng dụng làm kín khó thực hiện và/hoặc độc hại có thể sử dụng dòng chức năng ở buồng làm kín bổ sung đến Cụm làm kín Cấu trúc 3.

7.3.4. Cụm làm kín tiếp xúc ướt có dòng ngăn chất lỏng (2 CW-CW)

7.3.4.1. Quy định chung

Các hệ thống chất lỏng ngăn phải được thiết kế đảm bảo độ chênh lệch nhiệt độ lớn nhất giữa đầu vào và đầu ra chất lỏng ngăn liền kề tại buồng làm kín là:

-8 °C (15 °F) đối với chất lỏng ngăn dầu điêzen hoặc nước/glycol, và

-16 °C (30 °F) đối với chất lỏng ngăn dầu khoáng.

CHÚ THÍCH: Độ chênh lệch nhiệt độ cho phép bao gồm những ảnh hưởng của cả “nhiệt độ thẩm thấu” và nhiệt được sinh ra bề mặt cụm làm kín. Không nên nhầm độ chênh lệch nhiệt độ cho phép thông qua cụm làm kín với sự tăng nhiệt độ dung tích của chất lỏng ngắn trong suốt quá trình vận hành ổn định, hoặc nhầm với sự chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ ở trạng thái ổn định của chất lỏng công tác và chất lỏng ngăn

7.3.4.2. Loại cụm làm kín tiêu chuẩn và các Cấu trúc

7.3.4.2.1. Trừ trường hợp được quy định, Cấu trúc cụm làm kín phải bao gồm các cụm làm kín bên trong và bên ngoài được sắp xếp kế tiếp nhau (xem Hình 5, 3CW-FB).

CHÚ THÍCH: Việc bố trí theo dãy được ưu tiên bởi vì bất cứ chất cặn lắng do ăn mòn nào được lực ly tâm tách ra và gây ít ảnh hưởng trên cụm làm kín bên trong và khi tổn thất áp suất chất lỏng ngăn, cụm làm kín vận hành giống cụm làm kín Cấu trúc 2.

• 7.3.4.2.2 Nếu được quy định, phải cung cấp một cấu trúc mặt đối mặt (3 CW-FF) hoặc lưng đối lưng (3 CW-BB) (Hình 5).

CHÚ THÍCH: Hầu hết việc lắp đặt của cụm làm kín Cấu trúc 3 được bố trí theo dãy (3 CW-FB) tương đối nhỏ so với những cấu trúc khác (3 CW-FF và 3 CW-BB). Cả Cấu trúc lưng đối lưng và mặt đối mặt (3 CW-BB và 3 CW-FF) có thể đưa ra nhiều thiết kế gọn hơn và có thể cho các tính năng hoạt động ở mức cao hơn. Từ đó. khách hàng có thể lựa chọn về các cấu hình thay thế cho Cấu trúc 3 (3 CW-FF và 3 CW-BB).

7.3.4.3. Buồng làm kín và tấm nắp đệm

Nếu được quy định hoặc được nhà sản xuất cụm làm kín khuyến nghị, một đầu ra chất lỏng ngăn theo phương tiếp tuyến phải được thiết kế cho tổ hợp cụm làm kín Loại 1 và Loại 2. Một đầu ra chất lỏng ngăn theo phương tiếp tuyến phải được cung cấp cho những cụm làm kín Loại 3.

CHÚ THÍCH: Việc sử dụng mối nối đầu ra của chất lỏng ngăn tiếp tuyến lưu lượng dòng chảy chất lỏng ngăn nếu một vòng bơm bên trong được sử dụng. Tuy nhiên, một đầu ra tiếp xúc được hoạt động có hiệu quả nhất nếu một vòng bơm hướng tâm được sử dụng và lắp đặt trong cùng mặt phẳng với mối nối đầu ra.

7.3.5. Loại cụm làm kín tiêu chuẩn và bố trí cho cấu trúc cụm làm kín không tiếp xúc với dòng ngăn chất khí (3 NC-FB, 3 NC-FF, 3NC-BB).

7.3.5.1. Cụm làm kín tiêu chuẩn phải là hệ cấu trúc lưng đối lưng (3 NC-BB) (Hình 6). Nếu buồng làm kín của bơm và vỏ bơm không là thiết kế tự thông gió, sau đó chất khí sinh ra từ sự rò rỉ của cụm làm kín bên trong có thể tích luỹ trong bơm trong suốt quá trình bơm không vận hành và có thể yêu cầu bơm phải được thông gió trước khi vận hành. Khách hàng phải kiểm tra xác nhận rằng bất kỳ sự thông gió cần thiết của vỏ bơm cụ thể đều được thỏa mãn.

• 7.3.5.2. Nếu được quy định, cấu trúc mặt đối lưng (3 NC-FB) và mặt đối mặt (3 NC-FF) phải được cung cấp (Hình 6).

CHÚ THÍCH 1: Hầu hết việc lắp đặt cụm làm kín không tiếp xúc được bôi trơn bằng khí chịu được áp suất được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất. Nhà sản xuất cụm làm kín có các thiết kế theo tiêu chuẩn mà ở đó cụm làm kín có thể được lắp ráp trong cả vị trí mặt đối mặt hoặc lưng đối lưng.

CHÚ THÍCH 2: Việc lắp đặt hệ cụm làm kín không tiếp xúc được bôi trơn bằng khí chịu được áp suất được bố trí theo dãy (3NC-F8) tương đối nhỏ so với những cấu trúc khác (3 NC-FF và 3 NC-BB).

8. Các phụ kiện

8.1. Hệ thống đường ống phụ trợ

8.1.1. Hệ thống phụ trợ được định nghĩa là hệ thống đường ống có các điều kiện sau:

a) Nhóm 1 (hệ thống làm mát/ hệ thống dòng chức năng làm kín cơ khí):

1) Dòng chức năng xử lý;

2) dòng đệm/dòng ngăn cụm làm kín kép;

3) thoát nước và thông gió, hoặc

4) Khí đệm và khí ngăn.

b) Nhóm 2 (hệ thống làm mát):

1) phun hơi nước hoặc làm mát;

2) phun nước hoặc làm mát;

3) thoát nước và thông gió; hoặc

4) làm mát bằng khí trơ.

c) Nhóm 3 (hệ thống nước làm mát):

1) nước làm mát; hoặc

2) thoát nước và thông gió.

Hệ thống phụ trợ phải tương ứng với những yêu cầu của Bảng 4.

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