Qu'est-ce qu'un système de refroidissement à double joint mécanique

Un double garniture mécanique Le système de refroidissement utilise deux joints séparés par un fluide de barrage pour éviter les fuites dans les environnements à haute pression ou dangereux. Le système de refroidissement régule la température du fluide de barrage à l'aide d'un échangeur de chaleur, d'une pompe ou d'un thermosiphon afin de préserver l'intégrité des joints et de maintenir la fiabilité du système.

Types de systèmes de refroidissement à double garniture mécanique

Systèmes en boucle ouverte

Les systèmes en boucle ouverte fournissent en continu du fluide barrière sous pression au chambre d'étanchéitéUne fois que le fluide a circulé à travers le joint, il se dilate et est collecté dans un réservoir non pressurisé ou entièrement évacué du système.

Cette conception nécessite un apport constant de fluide neuf. Le fluide usagé est soit recyclé dans le procédé, soit éliminé.

Systèmes en boucle fermée

Les systèmes en boucle fermée font recirculer un volume fixe de fluide barrière ou tampon au sein d'un circuit dédié. Ce circuit comprend la chambre d'étanchéité, la tuyauterie de raccordement, l'échangeur de chaleur et le réservoir.

Le système maintient la pression du fluide grâce à des sources de gaz externes agissant sur des réservoirs ou des accumulateurs. Cette conception est plus économique pour les fluides de barrage coûteux, car elle minimise la consommation de fluide.

Méthodes de circulation

Effet thermosiphon

L'effet thermosiphon assure une circulation passive sans pompes externes. Ce processus de convection naturelle se produit lorsque le fluide de barrage est à proximité d'une source chaude. composants d'étanchéité se réchauffe, devient moins dense et monte à travers la tuyauterie pour atteindre un échangeur de chaleur ou un réservoir positionné au-dessus du joint.

Dans la zone la plus froide, le fluide libère de la chaleur, augmente sa densité et retourne vers la chambre d'étanchéité. Cela crée une boucle de circulation continue entièrement alimentée par les différences de température.

Circulation forcée

• Anneaux de pompage (dispositifs de circulation interne)Les anneaux de pompage sont des composants intégrés à la cartouche de garniture mécanique qui tournent avec l'arbre de la pompe. Ces pompes miniatures génèrent un flux de fluide de barrage à travers la chambre de garniture et les boucles externes connectées.
• Pompes externesLes pompes externes aspirent le fluide de barrage des réservoirs et le font circuler à travers des échangeurs de chaleur et des filtres avant de l'alimenter en fluides de protection. Ces pompes assurent un débit constant, quelles que soient les variations de température.

Plans de tuyauterie API pour le refroidissement à double joint mécanique

Systèmes de fluide tampon (non pressurisés – joints de type API Arrangement 2)

Les systèmes de fluide tampon fonctionnent avec des joints doubles API Arrangement 2. L'espace entre les joints intérieur et extérieur contient du fluide tampon maintenu à une pression inférieure à celle du procédé.

Le liquide tampon lubrifie le moteur hors-bord faces d'étanchéitéévacue la chaleur des deux joints et retient toute fuite du joint intérieur. Cette disposition empêche le fluide de traitement d'atteindre l'atmosphère.

• Plan API 52:Utilise un réservoir externe pour contenir et refroidir le fluide tampon non pressurisé.

Systèmes de fluides barrières (sous pression – Joints de type API Arrangement 3)

Les systèmes à fluide de barrage sont utilisés avec des joints doubles API Arrangement 3. La pression du fluide de barrage dans la cavité inter-joints dépasse la pression du procédé, créant ainsi une différence de pression positive.

Cette différence de pression garantit que toute fuite du joint intérieur est constituée de fluide barrière propre pénétrant dans le procédé. Toute fuite du joint extérieur ne libère que de faibles quantités de fluide barrière propre dans l'atmosphère.

• Plan API 53A:Fluide de barrière sous pression provenant du réservoir.
• Plan API 53B:Fluide de barrière sous pression via un accumulateur à vessie.
• Plan API 53C:Fluide de barrière sous pression via accumulateur à piston.
• Plan API 54:Système de fluide de barrière sous pression externe.
• Plan API 55:Système de fluide tampon externe non pressurisé.

Plans secondaires de processus pertinents

• Plan API 21:Envoie le fluide de processus refroidi de la décharge de la pompe au joint.
• Plan API 23:Utilise un anneau de pompage dans une boucle fermée pour déplacer le fluide refroidi.
• Plan API 32: Fournit un fluide externe propre pour rincer le joint.

Plans latéraux atmosphériques (Quench)

• Plan API 62:Envoie un petit jet de fluide ou de gaz sur le bord extérieur du joint pour éviter la contamination ou le givrage.

Composants des systèmes de refroidissement à double garniture mécanique

• Échangeurs de chaleur (refroidisseurs à joints)Les échangeurs de chaleur évacuent l'énergie thermique des fluides barrières ou tampons. Ces unités utilisent généralement de l'eau, de l'air ou d'autres fluides de refroidissement pour maintenir la température du fluide dans des plages acceptables pour le fonctionnement des joints.
• RéservoirsLes réservoirs stockent des fluides barrières ou tampons et fournissent un volume d'expansion pour la croissance thermique. Ils comprennent souvent des indicateurs de niveau, des capteurs de température et des raccords pour l'appoint ou le drainage des fluides.
• Anneaux de pompage: Les anneaux de pompage sont des dispositifs de circulation interne qui tournent avec les arbres des équipements. Ils génèrent un écoulement à travers les chambres d'étanchéité et les chambres externes. systèmes de refroidissement sans nécessiter de pompes séparées.
• Accumulateurs: Les accumulateurs maintiennent une pression constante dans les systèmes de fluides de barrage. Les modèles à vessie et à piston stockent le fluide sous pression et compensent les variations de volume dues aux fluctuations de température ou aux fuites mineures.
• Séparateurs à cycloneLes séparateurs à cyclone éliminent les bulles de gaz entraînées par les fluides barrières ou tampons. L'élimination des gaz empêche le décollement des faces d'étanchéité et maintient une épaisseur adéquate du film lubrifiant.
• Instrumentation et contrôleLes systèmes de contrôle surveillent la température, la pression, le débit et les niveaux de fluide. Ils émettent des alarmes en cas de conditions anormales et peuvent ajuster automatiquement les paramètres du système pour maintenir des conditions de fonctionnement optimales des joints.