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Jun 14, 2023

Considérations financières lors de la sélection de solutions d'étanchéité pour les pompes d'alimentation de chaudière

Chaque application de pompe, quelle que soit la fréquence du service, présente des défis uniques en matière de solutions d'étanchéité. La solution d'étanchéité pour une application de pompe donnée est rarement une solution universellement acceptée.

Chaque application de pompe, quelle que soit la fréquence du service, présente des défis uniques en matière de solutions d'étanchéité. La solution d'étanchéité pour une application de pompe donnée est rarement universellement acceptée et il est plus que probable qu'elle comporte plusieurs solutions offrant une fiabilité de fonctionnement similaire. Les directives relatives à l'emplacement de chaque usine, les exigences gouvernementales, les préférences des opérateurs ou les ressources disponibles de l'usine doivent être prises en compte pour décider quelle solution d'étanchéité est la mieux adaptée à une application.

Le choix d'une garniture mécanique pour les applications de pompes est principalement dicté par les conditions d'application, généralement définies par la conception de l'équipement, la vitesse de fonctionnement, le fluide de procédé, la pression et la température du procédé. Lors de la sélection d'une solution d'étanchéité, les opérateurs doivent également prendre en compte les ressources disponibles de l'usine, les problèmes de sécurité, la fiabilité du service et les coûts d'exploitation du cycle de vie afin de déterminer la meilleure solution pour leur application. Les pompes d'alimentation de chaudière dans les centrales électriques à combustibles fossiles constituent un excellent exemple d'application pour examiner les éléments à prendre en compte dans la sélection d'une solution d'étanchéité.

Les pompes d'alimentation des chaudières déplacent l'eau chaude (100 C à 200 C/200 F à 400 F) à des pressions modérées (20 à 48 bars/300 à 700 livres par pouce carré [psi]). Les conditions de processus de l'application permettent plusieurs solutions d'étanchéité où chaque solution peut offrir des années de fonctionnement fiable. La pression de fonctionnement de la pompe à l'emplacement de la garniture mécanique élimine généralement la possibilité d'utiliser des garnitures mécaniques à soufflet métallique, et la température de traitement de l'eau d'alimentation de la chaudière dans la chambre d'étanchéité de la pompe est proche des limites des éléments d'étanchéité secondaires à joint torique en élastomère utilisés dans le poussoir ( ressort alimenté) garnitures mécaniques.

Une garniture mécanique à poussoir unique est la solution d'étanchéité typique pour les applications de pompes d'alimentation de chaudière, mais elle nécessite un système de support de joint pour modifier les conditions dans la chambre d'étanchéité de la pompe afin de créer un environnement plus hospitalier pour la garniture mécanique. Les systèmes de support de joint, ou plans de tuyauterie pour les applications de pompes d'alimentation de chaudière, sont conçus pour réduire la température dans la chambre d'étanchéité afin de garantir que les joints toriques en élastomère de la garniture mécanique fonctionneront de manière fiable et que le fluide de traitement de l'eau peut fournir une lubrification adéquate de la face d'étanchéité. Pour réduire la température dans la chambre d'étanchéité de la pompe, soit un fluide externe froid est injecté dans la chambre d'étanchéité, soit le fluide de processus dans la chambre d'étanchéité doit être refroidi directement.

Le refroidissement de la chambre d'étanchéité en injectant un fluide externe dans la chambre d'étanchéité est décrit comme un plan de tuyauterie Plan 32 de l'American Petroleum Institute (API). Pour qu'une chasse Plan 32 fonctionne correctement, le fluide injecté doit être compatible avec le fluide du procédé, être à une pression supérieure à la pression du procédé et doit être à une température adéquate pour le refroidissement. De plus, un dispositif de restriction, généralement une bague dans le col de la chambre d'étanchéité, est nécessaire pour maintenir la contre-pression à l'intérieur de la chambre d'étanchéité et contrôler l'écoulement du fluide injecté hors de la chambre d'étanchéité. Pour garantir qu'il n'y a pas de perturbation du refroidissement, le rinçage du Plan 32 doit provenir d'une source facilement disponible, de préférence d'un processus propre en aval de l'usine.

Une autre méthode de refroidissement de la chambre d'étanchéité consiste à diriger un flux de fluide de traitement depuis le côté haute pression de la pompe, généralement depuis le refoulement de la pompe, à travers un refroidisseur de joint (généralement un échangeur de chaleur à calandre et à tubes refroidi à l'eau) avant son injection. dans la chambre du joint. Ce système de support de joint est appelé plan de tuyauterie API Plan 21 et utilise la différence de pression entre le refoulement de la pompe et la chambre d'étanchéité pour générer un écoulement à travers le plan de tuyauterie. Comme le Plan 32, un Plan 21 utilise un dispositif de restriction dans la gorge de la chambre d'étanchéité pour isoler la chambre d'étanchéité du fluide de traitement et pour contrôler le débit de rinçage sortant de la chambre d'étanchéité. Le refroidisseur de garniture Plan 21 nécessite un flux continu de fluide de refroidissement propre pour éliminer la chaleur du fluide de traitement avant de l'injecter dans la chambre d'étanchéité.