API 674 & API 675 ANALISI PULSAZIONI E REVIEW MECCANICO DELLE TUBAZIONI DEL SISTEMA fr-FR
FOX
S.r.l., grazie al proprio staff tecnico e a software avanzati a
disposizione, è in grado di emettere calcoli dinamici acustici e di
pulsazioni in accordo all'approccio 1 e 2, sempre più richiesti nelle
specifiche di progetto inerenti alle pompe API 674 e pompe API 675. Con
questa simulazione, saremo in grado di fornire informazioni esatte su
quale tipo di polmone smorzatore utilizzare, la posizione ideale di
installazione e l'esatto volume minimo necessario.
Premessa:
Le pompe di processo (incluse quelle a membrana, pistone e altre pompe a ritorno positivo) sono utilizzate in molte applicazioni, incluse le raffinerie o piattaforme petrolifere. È necessario prendere in considerazione le interazioni delle stesse con le tubazioni e tutte le parti del sistema, nonché l'ottimizzazione del sistema con il corretto dimensionamento degli smorzatori di pulsazioni.
Una analisi delle pulsazioni e una revisione meccanica del sistema di tubazioni sono spesso necessarie per i sistemi con pompe alternative di nuova costruzione o presistenti per evitare problemi tipici come:
• Eccessiva fluttuazione di pressione e vibrazione sulle linee;
• Cavitazione delle pompe indotta dalle pulsazioni;
• Apertura indesiderata delle PSV in impianto dovuta alle pulsazioni;
• Guasti alle tubazioni o componenti dovute alle continue vibrazioni
Scopo:
Si consiglia una analisi acustica per ottimizzare la progettazione complessiva dell'impianto studiando l'interazione tra la pompa e la tubazione con i seguenti vantaggi:
- Funzionamento affidabile a lungo termine: rispetto dei valori limite definiti per le fluttuazioni di pressione e prolungamento della durata dell'intero sistema;
- Maggiore durabilità: miglioramento dell'affidabilità operativa e riduzione dei costi di manutenzione
Opzioni di progettazione degli smorzatori di pulsazioni:
La nostra esperienza come produttore di polmoni smorzatori coniugata allo studio della analisi acustica forniscono le migliori raccomandazioni sulla nostra vasta gamma di prodotti per un funzionamento sicuro del sistema di pompaggio concentrandoci sulle prestazioni degli smorzatori di pulsazioni esistenti o nuovi.
Se è disponibile un layout preliminare delle tubazioni, nonché informazioni sulla pompa e sul liquido dosato, un calcolo preliminare statico in aspirazione alle pompe e delle pulsazioni nel sistema può consentire la selezione corretta del polmone smorzatore (dimensioni e tipo). Analogamente,
la pressione statica in scarico è generalmente elevata e le pulsazioni devono
essere abbassate mediante un adeguato controllo delle fluttuazioni per ottenere
vibrazioni accettabili sulle tubazioni ed evitare diversi problemi come l'apertura delle valvole di
sicurezza installate.
Metodi di calcolo:
Sono disponibili due tipi di calcolo secondo la normativa API 674: Approccio 1 e Approccio 2.
Entrambi i metodi utilizzano un metodo di calcolo numerico all'avanguardia eseguito nel dipartimento di ingegneria Fox S.r.l..
Approccio 2:
Il Sistema acustico viene modellato con un disegno
dettagliato del piping, le proprietà dei liquidi e le informazioni dei vari componenti. Il livello
di pulsazione picco-picco è determinato alle condizioni operative e le fasi di spinta
delle pompe producono le massime ampiezze di pulsazione previste
in tutto il sistema di tubazioni. Le ampiezze delle pulsazioni vengono poi
confrontate con i livelli identificati nella normativa API 674.
Gli shock
indotti dalle pulsazioni (forze sbilanciate) sono calcolati per prevedere le
forze create dalle pulsazioni massime e dalla pressione sbilanciata che
agiscono sugli elementi critici del sistema di tubazioni, come dispositivi di
controllo delle pulsazioni, serbatoi, serbatoi con estremità chiuse.
La modifica
delle linee è sviluppata nel modello se l’analisi delle pulsazioni risultante
dal livello delle pulsazioni e forze sbilanciate risulta eccessiva; vengono poi
apportate continue modifiche ai dispositivi di controllo delle pulsazioni e/o al
sistema di tubazioni fino a quando l’intero sistema soddisfa le linee guida
definite al punto C.1.5 o altri criteri concordati fra le parti.
Una semplice
revisione meccanica viene eseguita utilizzando i calcoli della frequenza
naturale meccanica delle tubazioni e del serbatoio per evitare la risonanza
meccanica.
Il risultato
di questa revisione meccanica è una tabella con tubazioni di varie dimensioni e di vario diametro che
indicheranno l’intervallo massimo di pressione (basato sulla velocità massima
della pompa) fra il piping selezionato in funzione del diametro delle tubazioni
e i requisiti dei margini minimi accettati della normativa API 674.
Approccio 1:
Questo studio
analitico semplificato incude il design del polmone smorzatore utilizzando le proprietà
empiriche e/o analitiche che combaciano con i livelli di pulsazioni indicati
nella normativa API 674. Questo approccio include lo studio, un buon layout
delle tubazioni, buoni principi di supporto/vincoli e NPIP adeguato per trovare
una soluzione alla pulsazione delle pompe. Il modello
viene generato secondo un semplice diagramma schematico messo a disposizione
dal cliente. Non sono richiesti disegni e dettagli completi delle tubazioni.
Questo calcolo offre una
buona panoramica del comportamento di base delle pulsazioni di pressione nella
tubazione e del dimensionamento degli smorzatori di pulsazioni.
Calcoli e pratica:
Analisi: simulazione senza polmoni smorzatori
Analisi: simulazione con ottima configurazione dei polmoni smorzatori
Analisi: Stress complessivo e oscillazione completa indotta dalla pulsazione acustica di pressione
Anaisi: Modello di analisi del sistema di tubazioni
