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工厂和炼油厂的问题需要准确的测量来评估植物生产力和可靠性。事实上,正如管理大师彼得•德鲁克所说,“你不能管理你不能衡量,“许多现实问题的基础,从工程优化研究故障排除工厂机械和设备。德鲁克的声明还提到这样一个事实,你无法知道你是否成功,除非成功定义和跟踪。

这个案例研究关注一个问题,许多操作工厂和炼油厂可能会面临由于标准化、优化成本和设计,或者仅仅是老建筑和炼油厂设计的本质。这也反映出的价值利用过程工程与机械监控工具来帮助解决问题,可靠性和故障排除。

这个问题

手边的问题担忧离心API之间的610轴承(BB)泵在真空重瓦斯油(HVGO)服务。泵的数据表提供了所有相关的信息连接到最大值,最小值和操作条件。由于各种问题,特别是连接到管道压力和泵热包装的套管在调试期间,请求许可的原始设备制造商(OEM)的泵打开由于癫痫泵的启动。一旦许可被打开,这引入额外的泵水力不稳定,增加了一个已经减少了密封平均故障间隔时间(MTBF)。

所面临的挑战

挑战,在这种情况下被正确地连接到能够监视和测量泵性能和液压动力机械操作期间了解到底在做什么。植物通常监控流程;610年按照API,首选营业利润率离心泵是在70年,120%的泵的最佳效率点(cep)在泵操作。然而,并不是许多植物实际监控头泵操作期间产生。这种情况复杂的一部分,许多年长的植物,甚至一些新的植物没有必要的仪器,如吸入压力发射器安装在泵的入口或放电仪器安装在常见的头,导致的问题准确理解泵操作。通常,这导致停滞住植物时了解局势,测量和故障排除机械。通常,需要完成多个迭代,花费的时间和资源来诊断问题与给定的资产。

这个案例研究提出了一种解决挑战缺乏仪器利用其他流程变量,建立一个直接连接到泵的参数(吸入压力在这种情况下),然后一起合作,开发一个模型来监视和测量机械性能没有额外的成本和资源利用率。

计算

基本过程工程基础可以利用模型泵操作流程。这是通过映射头部与流泵的性能曲线。

总放电头(TDH)泵的计算:

(方程1)

地点:TDH:总放电头米(m) Hdischarg:放电头(m) Hsuction:吸头(m) Hfriction:摩擦损失(m)

TDH表示泵的能力都达到系统的要求在给定流和克服压力下降。方程1的总和的静压头摩擦损失。静态头的区别是放电头和静压头。摩擦损失表示压力下降管和配件;它可以由达西定律。

(公式2)

地点:f:摩擦系数L:长度(米)v:流体速度米每秒(m / s) D:内部直径(m) g:标准重力(m / s2)

这管子的长度是一个因素,管的直径和基于速度在管道摩擦系数,见方程2。

在简单的情况下压力吸入和排出管线上安装发射器,可以用来计算TDH方程1。在这种情况下,可以计算出放电和吸头,因为你知道液体的比重使用方程3压力读数转换成头。

方程(3)

地点:

H:头(m)
P:压力(吸/放电)(Kpa)
SG:比重在每米千克(公斤/米3)
g:标准重力(m / s2)

在某些情况下,有一个压力变送器吸线,另一方面,在放电行(更频繁的场景)和一些老厂安装,有可能没有发射器位于吸线和一个压力变送器位于一个共同的标题是由多个泵。

案例1

图1

图1:泵水系统流程图,没有压力变送器在吸力面

一个场景只有一个压力变送器在排泄管如图1所示。船v - 100连接到泵p - 100。也在图1中,一个压力变送器,pt - 101,在放电的泵,但没有在吸力面。可以计算出吸头使用测量的压力pt - 100(内部压力v - 100)和lt - 100(液面在v - 100),考虑到摩擦损失或管路损失和增加之间的高程v - 100和p - 100,如公式4所示。

方程(4)

地点:商品:吸头(m) Pv:压力容器(KPag) SG:比重(公斤/立方米)g:标准重力(m / s2) Lv:容器内液面(m) h:海拔高度(米)

使用pt - 101,放电头:

方程(5)

地点:高清:放电头(m) PD:压力容器(KPag) SG:比重(公斤/立方米)g:标准重力(m / s2)

结合方程4和5:

方程(6)

案例2

图2

图2:系统流程图没有放电一侧压力变送器

图2演示了一个场景和一个压力变送器在泵的吸入行,但不是在放电行。过程流体被注入p - 100 e - 101,在加热前被送到反应堆r - 101。压力变送器pt - 101,位于反应堆的入口,可以用来计算流量的泵,如方程7所示。放电头是一个因素的高度中心线之间的泵和压力变送器,以及管道的压降,以及e - 101。

图2方程(7)

鉴于pt - 100在吸入行,吸头可以计算:

方程(8)

地点:Ps:吸入压力(Kpa)

结合方程7和8:

方程(9)

案例3

图3

图3:系统流程图没有放电一侧压力变送器

图3有点类似案例2中提到的场景,没有压力变送器的排泄管泵。压力变送器的区别是与位置pt - 200,这是在不同的区域和不同的流结合p - 100的流量流之前发送到e - 101。

例4

图4

图4:系统流程图,没有在泵的排出压力变送器

另一个场景是在没有压力变送器在排泄管,如图4所示。在此系统中,流体被注入到炉前被f - 101反应堆r - 101。在吸入端,pt - 100提供了阅读的压力,在泵的卸料侧,没有安装一个压力变送器。因此,你必须计算压力流量使用pt - 101。由于压力变送器是坐落在炉后,过程流体两相混合物。因此,它是不可能的应用达西定律方程(2),它只适用于液体。实证模型基于齐次模型或非齐次模型等方法被弗里德尔,洛克哈特和增长1,可以用来计算管道损失。这些计算是超出了本文的范围,不过,参考链接提供了进一步阅读。

值生成实时的头流曲线

很多有价值的泵操作数据可以从监控实时收集泵的性能。典型点考虑在分析过程中,机械设备的故障诊断和性能包括:

  1. 如果泵产生较小的头比原来的曲线,这可以指向问题连接到穿着泵的机械组件,再循环和其他性能下降的影响,如打开泵的许可。
  2. 它是相对容易确定液压问题通过比较操作泵的性能。这包括不正确的叶轮修剪,vibration-related问题和利润操作的最佳效率点(cep)。
  3. 速度变化;如果泵正在运行变频驱动器或涡轮驱动,然后速度变化可以关联到一个增加或减少头部被泵实时生成。
  4. 流程相关的波动可以确定间接通过观察一个随时间变化的趋势的头和流量曲线。
  5. 趋势性能曲线上的电动机电流安培值可以提供有价值的信息在叶轮尺寸和其他特定于泵水力因素。高流叶轮将吸引更多的能量比低流叶轮。
  6. 泵重新评估时可以更好的解决实时泵操作可以被理解。这有助于减少低估和高估了新额定泵,确保更好的使用可靠性。

结论

在任何操作,应该考虑利用过程工程工具,在缺乏相关仪器、设备实时监控应该鼓励。植物缺陷,如缺乏工具,不应妨碍有效的即兴发挥现有问题的方法。

流程建模仿真软件可以利用与转动设备问题解决,监视和故障诊断问题,否则需要一个被动的方法,如关闭设备和影响生产停机时间。计算和分析运行时植物应保持在最低限度的快速和高效的基础上解决问题,精确建模和过程周围的任何转动设备的理解是帮助提高可靠性的关键。

参考

  1. http://ltcm.epfl.ch/files/content/sites/ltcm/files/shared/import/migration/COURSES/TwoPhaseFlowsAndHeatTransfer/lectures/Chapter_13_PART_1.pdf

Umeet Bhachu和艾哈迈德播种

Umeet Bhachu,P.Eng。是旋转设备工程和涡轮机械的技术权威部门加拿大自然。他的工作包括可靠性仿真,旋转机械的技术评估和维护工厂。Umeet是一个ISO猫II振动分析师和PMP和CMRP认证。www.cnrl.com

艾哈迈德播种目前的工程师培训和使用可靠性小组加拿大自然。他的职责包括工厂设备性能监视和优化工厂可靠性工具。他拥有一个过时在渥太华大学的化学工程。www.cnrl.com

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