Ystyriaethau Dewis Sêl – Gosod Sêli Mecanyddol Deuol Pwysedd Uchel

Trefniant 3 yw seliau mecanyddolseliau deuollle mae ceudod yr hylif rhwystr rhwng y morloi yn cael ei gynnal ar bwysedd sy'n fwy na phwysedd siambr y sêl. Dros amser, mae'r diwydiant wedi datblygu sawl strategaeth ar gyfer creu'r amgylchedd pwysedd uchel sy'n angenrheidiol ar gyfer y morloi hyn. Mae'r strategaethau hyn wedi'u cynnwys yng nghynlluniau pibellau'r sêl fecanyddol. Er bod llawer o'r cynlluniau hyn yn cyflawni swyddogaethau tebyg, gall nodweddion gweithredu pob un fod yn wahanol iawn a byddant yn effeithio ar bob agwedd ar y system selio.

Mae Cynllun Pibellau 53B, fel y'i diffinnir gan API 682, yn gynllun pibellau sy'n rhoi pwysau ar yr hylif rhwystr gyda chronnydd pledren â nitrogen. Mae'r bledren dan bwysau yn gweithredu'n uniongyrchol ar yr hylif rhwystr, gan roi pwysau ar y system selio gyfan. Mae'r bledren yn atal cyswllt uniongyrchol rhwng y nwy dan bwysau a'r hylif rhwystr gan ddileu amsugno nwy i'r hylif. Mae hyn yn caniatáu i'r Cynllun Pibellau 53B gael ei ddefnyddio mewn cymwysiadau pwysedd uwch na Chynllun Pibellau 53A. Mae natur hunangynhwysol y cronnydd hefyd yn dileu'r angen am gyflenwad nitrogen cyson, sy'n gwneud y system yn ddelfrydol ar gyfer gosodiadau anghysbell.

Fodd bynnag, mae manteision y cronnwr pledren yn cael eu gwrthbwyso gan rai o nodweddion gweithredu'r system. Mae pwysedd Cynllun Pibellau 53B yn cael ei bennu'n uniongyrchol gan bwysedd y nwy yn y bledren. Gall y pwysedd hwn newid yn sylweddol oherwydd sawl newidyn.

Rhaid gwefru'r bledren yn y cronnwr ymlaen llaw cyn ychwanegu hylif rhwystr i'r system. Mae hyn yn creu'r sail ar gyfer pob cyfrifiad a dehongliad yn y dyfodol o weithrediad y system. Mae'r pwysau cyn-wefru gwirioneddol yn dibynnu ar y pwysau gweithredu ar gyfer y system a chyfaint diogelwch yr hylif rhwystr yn y cronnwyr. Mae'r pwysau cyn-wefru hefyd yn dibynnu ar dymheredd y nwy yn y bledren. Nodyn: dim ond ar gomisiynu cychwynnol y system y gosodir y pwysau cyn-wefru ac ni fydd yn cael ei addasu yn ystod y gweithrediad gwirioneddol.

Bydd pwysedd y nwy yn y bledren yn amrywio yn dibynnu ar dymheredd y nwy. Yn y rhan fwyaf o achosion, bydd tymheredd y nwy yn olrhain tymheredd amgylchynol y safle gosod. Bydd cymwysiadau mewn rhanbarthau lle mae newidiadau tymhorol a dyddiol mawr mewn tymereddau yn profi amrywiadau mawr ym mhwysedd y system.

Defnydd Hylif RhwystrYn ystod y llawdriniaeth, bydd y morloi mecanyddol yn defnyddio hylif rhwystr trwy ollyngiadau sêl arferol. Mae'r hylif rhwystr hwn yn cael ei ailgyflenwi gan yr hylif yn y cronnwr, gan arwain at ehangu'r nwy yn y bledren a gostyngiad ym mhwysedd y system. Mae'r newidiadau hyn yn swyddogaeth o faint y cronnwr, cyfraddau gollyngiadau'r sêl, a'r cyfnod cynnal a chadw a ddymunir ar gyfer y system (e.e., 28 diwrnod).

Y newid ym mhwysedd y system yw'r prif ffordd y mae'r defnyddiwr terfynol yn olrhain perfformiad y seliau. Defnyddir pwysau hefyd i greu larymau cynnal a chadw ac i ganfod methiannau seliau. Fodd bynnag, bydd pwysau'n newid yn barhaus tra bod y system ar waith. Sut ddylai'r defnyddiwr osod y pwysau yn system Cynllun 53B? Pryd mae angen ychwanegu hylif rhwystr? Faint o hylif y dylid ei ychwanegu?

Ymddangosodd y set gyntaf o gyfrifiadau peirianneg a gyhoeddwyd yn eang ar gyfer systemau Cynllun 53B yn API 682 Pedwerydd Argraffiad. Mae Atodiad F yn darparu cyfarwyddiadau cam wrth gam ar sut i bennu pwysau a chyfeintiau ar gyfer y cynllun pibellau hwn. Un o ofynion mwyaf defnyddiol API 682 yw creu plât enw safonol ar gyfer cronnwyr pledren (API 682 Pedwerydd Argraffiad, Tabl 10). Mae'r plât enw hwn yn cynnwys tabl sy'n dal y pwysau cyn-wefru, ail-lenwi a larwm ar gyfer y system dros yr ystod o amodau tymheredd amgylchynol ar safle'r cais. Nodyn: dim ond enghraifft yw'r tabl yn y safon a bydd y gwerthoedd gwirioneddol yn newid yn sylweddol pan gânt eu cymhwyso i gymhwysiad maes penodol.

Un o dybiaethau sylfaenol Ffigur 2 yw y disgwylir i'r Cynllun Pibellau 53B weithredu'n barhaus a heb newid y pwysau cyn-wefru cychwynnol. Mae yna dybiaeth hefyd y gall y system fod yn agored i ystod tymheredd amgylchynol gyfan dros gyfnod byr o amser. Mae gan y rhain oblygiadau sylweddol yn nyluniad y system ac maent yn ei gwneud yn ofynnol bod y system yn cael ei gweithredu ar bwysau sy'n fwy na chynlluniau pibellau sêl ddeuol eraill.

Gan ddefnyddio Ffigur 2 fel cyfeirnod, mae'r cymhwysiad enghreifftiol wedi'i osod mewn lleoliad lle mae'r tymheredd amgylchynol rhwng -17°C (1°F) a 70°C (158°F). Mae pen uchaf yr ystod hon yn ymddangos yn afrealistig o uchel, ond mae hefyd yn cynnwys effeithiau gwresogi solar cronnwr sy'n agored i olau haul uniongyrchol. Mae'r rhesi ar y tabl yn cynrychioli bylchau tymheredd rhwng y gwerthoedd uchaf ac isaf.

Pan fydd y defnyddiwr terfynol yn gweithredu'r system, byddant yn ychwanegu pwysau hylif rhwystr nes cyrraedd y pwysau ail-lenwi ar y tymheredd amgylchynol cyfredol. Y pwysau larwm yw'r pwysau sy'n dangos bod angen i'r defnyddiwr terfynol ychwanegu hylif rhwystr ychwanegol. Ar 25°C (77°F), byddai'r gweithredwr yn rhag-wefru'r cronnwr i 30.3 bar (440 PSIG), byddai'r larwm yn cael ei osod ar gyfer 30.7 bar (445 PSIG), a byddai'r gweithredwr yn ychwanegu hylif rhwystr nes bod y pwysau'n cyrraedd 37.9 bar (550 PSIG). Os bydd y tymheredd amgylchynol yn gostwng i 0°C (32°F), yna bydd y pwysau larwm yn gostwng i 28.1 bar (408 PSIG) a'r pwysau ail-lenwi i 34.7 bar (504 PSIG).

Yn y senario hwn, mae pwysau'r larwm a'r ail-lenwi ill dau yn newid, neu'n arnofio, mewn ymateb i'r tymereddau amgylchynol. Cyfeirir at y dull hwn yn aml fel strategaeth arnofio-arnofio. Mae'r larwm a'r ail-lenwi ill dau yn "arnofio". Mae hyn yn arwain at y pwysau gweithredu isaf ar gyfer y system selio. Fodd bynnag, mae hyn yn gosod dau ofyniad penodol ar y defnyddiwr terfynol; pennu'r pwysau larwm a'r pwysau ail-lenwi cywir. Mae pwysau'r larwm ar gyfer y system yn swyddogaeth o'r tymheredd a rhaid rhaglennu'r berthynas hon i system DCS y defnyddiwr terfynol. Bydd y pwysau ail-lenwi hefyd yn dibynnu ar y tymheredd amgylchynol, felly bydd angen i'r gweithredwr gyfeirio at y plât enw i ddod o hyd i'r pwysau cywir ar gyfer yr amodau cyfredol.

Mae rhai defnyddwyr terfynol yn mynnu dull symlach ac yn dymuno strategaeth lle mae'r pwysau larwm a'r pwysau ail-lenwi yn gyson (neu'n sefydlog) ac yn annibynnol ar dymheredd amgylchynol. Mae'r strategaeth sefydlog-sefydlog yn rhoi un pwysau yn unig i'r defnyddiwr terfynol ar gyfer ail-lenwi'r system a'r unig werth ar gyfer larwmio'r system. Yn anffodus, rhaid i'r amod hwn dybio bod y tymheredd ar y gwerth uchaf, gan fod y cyfrifiadau'n gwneud iawn am y tymheredd amgylchynol yn gostwng o'r tymheredd uchaf i'r tymheredd isaf. Mae hyn yn arwain at y system yn gweithredu ar bwysau uwch. Mewn rhai cymwysiadau, gall defnyddio strategaeth sefydlog-sefydlog arwain at newidiadau yn nyluniad y sêl neu'r sgoriau MAWP ar gyfer cydrannau system eraill i ymdopi â'r pwysau uwch.

Bydd defnyddwyr terfynol eraill yn defnyddio dull hybrid gyda phwysau larwm sefydlog a phwysau ail-lenwi arnofiol. Gall hyn leihau'r pwysau gweithredu wrth symleiddio'r gosodiadau larwm. Dim ond ar ôl ystyried cyflwr y cymhwysiad, yr ystod tymheredd amgylchynol, a gofynion y defnyddiwr terfynol y dylid gwneud penderfyniad ynghylch y strategaeth larwm gywir.

Mae rhai addasiadau yng nghynllun y Cynllun Pibellau 53B a all helpu i liniaru rhai o'r heriau hyn. Gall gwresogi o ymbelydredd solar gynyddu tymheredd uchaf y cronnwr yn fawr ar gyfer cyfrifiadau dylunio. Gall gosod y cronnwr yn y cysgod neu adeiladu tarian haul ar gyfer y cronnwr ddileu gwresogi solar a lleihau'r tymheredd uchaf yn y cyfrifiadau.

Yn y disgrifiadau uchod, defnyddir y term tymheredd amgylchynol i gynrychioli tymheredd y nwy yn y bledren. O dan amodau tymheredd amgylchynol sefydlog neu sy'n newid yn araf, mae hwn yn dybiaeth resymol. Os oes amrywiadau mawr yn yr amodau tymheredd amgylchynol rhwng dydd a nos, gall inswleiddio'r cronnwr gymedroli amrywiadau tymheredd effeithiol y bledren gan arwain at dymheredd gweithredu mwy sefydlog.

Gellir ymestyn y dull hwn i ddefnyddio olrhain gwres ac inswleiddio ar y cronnwr. Pan gaiff hyn ei gymhwyso'n iawn, bydd y cronnwr yn gweithredu ar un tymheredd waeth beth fo'r newidiadau dyddiol neu dymhorol yn nhymheredd yr amgylchyn. Dyma efallai'r opsiwn dylunio unigol pwysicaf i'w ystyried mewn ardaloedd â amrywiadau tymheredd mawr. Mae gan y dull hwn sylfaen osod fawr yn y maes ac mae wedi caniatáu i'r Cynllun 53B gael ei ddefnyddio mewn lleoliadau na fyddai wedi bod yn bosibl gydag olrhain gwres.

Dylai defnyddwyr terfynol sy'n ystyried defnyddio Cynllun Pibellau 53B fod yn ymwybodol nad Cynllun Pibellau 53A gyda chronnwr yn unig yw'r cynllun pibellau hwn. Mae bron pob agwedd ar ddylunio, comisiynu, gweithredu a chynnal a chadw'r system Cynllun 53B yn unigryw i'r cynllun pibellau hwn. Mae'r rhan fwyaf o'r rhwystredigaethau y mae defnyddwyr terfynol wedi'u profi yn deillio o ddiffyg dealltwriaeth o'r system. Gall OEMs seliau baratoi dadansoddiad mwy manwl ar gyfer cymhwysiad penodol a gallant ddarparu'r cefndir sydd ei angen i helpu'r defnyddiwr terfynol i nodi a gweithredu'r system hon yn iawn.