Un doble sello mecánico El sistema de refrigeración utiliza dos sellos con un fluido barrera entre ellos para evitar fugas en entornos de alta presión o peligrosos. El sistema de refrigeración regula la temperatura del fluido barrera mediante un intercambiador de calor, una bomba o un termosifón para proteger la integridad del sello y mantener la fiabilidad del sistema.
Tipos de sistemas de refrigeración con sello mecánico doble
Sistemas de bucle abierto
Los sistemas de circuito abierto suministran fluido de barrera presurizado de forma continua al cámara de selladoDespués de que el fluido circula a través del sello, se expande y se recoge en un depósito sin presión o se descarga completamente del sistema.
Este diseño requiere un suministro constante de fluido fresco. El fluido usado se recicla y se reincorpora al proceso o se elimina.
Sistemas de circuito cerrado
Los sistemas de circuito cerrado recirculan un volumen fijo de fluido de barrera o amortiguador Dentro de un circuito dedicado. Este circuito incluye la cámara de sellado, las tuberías de conexión, el intercambiador de calor y el depósito.
El sistema mantiene la presión del fluido mediante fuentes externas de gas que actúan sobre depósitos o acumuladores. Este diseño resulta más económico para fluidos de barrera costosos, ya que minimiza el consumo de fluido.
Métodos de circulación
Efecto termosifón
El efecto termosifón proporciona circulación pasiva sin bombas externas. Este proceso de convección natural ocurre cuando el fluido barrera se encuentra cerca de agua caliente. componentes del sello se calienta, se vuelve menos denso y sube a través de las tuberías para llegar a un intercambiador de calor o depósito ubicado encima del sello.
En la zona más fría, el fluido libera calor, aumenta su densidad y fluye de regreso a la cámara de sellado. Esto crea un circuito de circulación continua impulsado completamente por las diferencias de temperatura.
Circulación forzada
- Anillos de bombeo (dispositivos de circulación interna)Los anillos de bombeo son componentes integrados en el cartucho del sello mecánico que giran con el eje de la bomba. Estas minibombas generan un flujo de fluido de barrera a través de la cámara del sello y cualquier bucle externo conectado.
- Bombas externasLas bombas externas extraen el fluido de barrera de los depósitos y lo hacen circular a través de intercambiadores de calor y filtros antes de suministrarlo a los sellos. Estas bombas proporcionan caudales constantes independientemente de las diferencias de temperatura.
Planos de tuberías API para refrigeración de sellos mecánicos dobles
Sistemas de fluido amortiguador (sin presión – Sellos tipo API Arrangement 2)
Los sistemas de fluido amortiguador funcionan con sellos dobles API Arrangement 2. El espacio entre los sellos interno y externo contiene fluido amortiguador, que se mantiene a una presión inferior a la del proceso.
El fluido amortiguador lubrica el exterior caras de focaElimina el calor de ambos sellos y contiene cualquier fuga del sello interior. Esta disposición impide que el fluido del proceso llegue a la atmósfera.
- Plan API 52:Utiliza un tanque externo para contener y enfriar el fluido amortiguador sin presurizar.
Sistemas de fluidos de barrera (presurizados – sellos tipo API Arrangement 3)
Los sistemas de fluido de barrera se utilizan con sellos dobles API Arrangement 3. La presión del fluido de barrera en la cavidad entre sellos supera la presión del proceso, lo que crea una presión diferencial positiva.
Esta diferencia de presión garantiza que cualquier fuga del sello interno consista en fluido barrera limpio que ingresa al proceso. Cualquier fuga del sello externo libera solo pequeñas cantidades de fluido barrera limpio a la atmósfera.
- Plan API 53A: Fluido de barrera presurizado del depósito.
- Plan API 53B: Fluido de barrera presurizado a través del acumulador de vejiga.
- Plan API 53C: Fluido de barrera presurizado mediante acumulador de pistón.
- Plan API 54:Sistema de fluido de barrera presurizado externo.
- Plan API 55:Sistema de fluido amortiguador externo sin presión.
Planes secundarios del proceso relevantes
- Plan API 21:Envía fluido de proceso enfriado desde la descarga de la bomba hasta el sello.
- Plan API 23:Utiliza un anillo de bombeo en un circuito cerrado para mover fluido enfriado.
- Plan API 32:Suministra fluido externo limpio para limpiar el sello.
Planes laterales atmosféricos (Quench)
- Plan API 62:Envía una pequeña corriente de fluido o gas al borde exterior del sello para evitar la contaminación o la formación de hielo.
Componentes de sistemas de refrigeración con sello mecánico doble
- Intercambiadores de calor (enfriadores de sello)Los intercambiadores de calor extraen la energía térmica de los fluidos de barrera o amortiguadores. Estas unidades suelen utilizar agua, aire u otros medios de refrigeración para mantener la temperatura del fluido dentro de rangos aceptables para el funcionamiento del sello.
- Embalses.Los depósitos almacenan fluidos de barrera o amortiguadores y proporcionan volumen de expansión para el crecimiento térmico. Suelen incluir indicadores de nivel, sensores de temperatura y conexiones para la reposición o el drenaje de fluidos.
- Anillos de bombeoLos anillos de bombeo son dispositivos de circulación interna que giran con los ejes del equipo. Generan flujo a través de cámaras de sellado y componentes externos. sistemas de enfriamiento sin necesidad de bombas separadas.
- AcumuladoresLos acumuladores mantienen una presión constante en sistemas de fluidos de barrera. Los de vejiga y pistón almacenan el fluido presurizado y compensan las variaciones de volumen debidas a fluctuaciones de temperatura o pequeñas fugas.
- Separadores ciclónicosLos separadores ciclónicos eliminan las burbujas de gas atrapadas en los fluidos de barrera o amortiguadores. La eliminación de gas evita la separación de la cara del sello y mantiene el espesor adecuado de la película lubricante.
- Instrumentación y controlLos sistemas de control monitorean la temperatura, la presión, el caudal y los niveles de fluido. Generan alarmas ante condiciones anormales y ajustan automáticamente los parámetros del sistema para mantener las condiciones óptimas de funcionamiento del sello.
