더블 기계적 씰 냉각 시스템이란?

더블 기계적 밀봉 냉각 시스템은 고압 또는 유해 환경에서 누출을 방지하기 위해 두 개의 씰 사이에 배리어 유체가 있는 씰을 사용합니다. 냉각 시스템은 열교환기, 펌프 또는 열사이펀을 사용하여 배리어 유체의 온도를 조절하여 씰의 무결성을 보호하고 시스템 신뢰성을 유지합니다.

이중 기계식 씰 냉각 시스템의 유형

오픈 루프 시스템

개방 루프 시스템은 가압된 차단 유체를 지속적으로 공급합니다. 씰 챔버유체가 씰을 순환한 후 팽창하여 압력이 가해지지 않은 저장소에 모이거나 시스템에서 완전히 배출됩니다.

이 설계에는 신선한 유체의 지속적인 공급이 필요합니다. 사용된 유체는 공정에 다시 재활용되거나 폐기됩니다.

폐쇄 루프 시스템

폐쇄 루프 시스템은 고정된 볼륨을 재순환합니다. 장벽 또는 완충액 전용 회로 내에 있습니다. 이 회로에는 씰 챔버, 연결 배관, 열교환기, 그리고 저장조가 포함됩니다.

이 시스템은 저장소에 작용하는 외부 가스 공급원이나 어큐뮬레이터를 통해 유체 압력을 유지합니다. 이 설계는 유체 소비를 최소화하므로 고가의 차단 유체를 사용하는 경우 더욱 경제적입니다.

순환 방법

열사이펀 효과

열사이펀 효과는 외부 펌프 없이 수동 순환을 제공합니다. 이 자연 대류 과정은 뜨거운 씰 구성 요소 가열되어 밀도가 낮아지고 파이프를 통해 올라가 씰 위에 위치한 열교환기나 저수조에 도달합니다.

냉각 영역에서 유체는 열을 방출하고 밀도가 증가하여 씰 챔버로 다시 흘러내립니다. 이는 온도 차이에 의해 전적으로 구동되는 연속적인 순환 루프를 생성합니다.

강제 순환

• 펌핑 링(내부 순환 장치): 펌핑 링은 기계적 씰 카트리지에 내장되어 펌프 샤프트와 함께 회전하는 부품입니다. 이 소형 펌프는 씰 챔버와 연결된 외부 루프를 통해 배리어 유체의 흐름을 생성합니다.
• 외부 펌프: 외부 펌프는 저장조에서 차단 유체를 끌어올려 열교환기와 필터를 거쳐 순환시킨 후 씰에 공급합니다. 이 펌프는 온도 차이에 관계없이 일정한 유량을 제공합니다.

이중 기계적 씰 냉각을 위한 API 배관 계획

버퍼 유체 시스템(비가압 - API 배열 2 유형 씰)

완충액 시스템은 API Arrangement 2 이중 씰과 함께 작동합니다. 내부 씰과 외부 씰 사이의 공간에는 공정 압력보다 낮은 압력으로 유지되는 완충액이 들어 있습니다.

버퍼 유체는 선외기를 윤활합니다. 물개 얼굴, 양쪽 씰에서 열을 제거하고 내부 씰의 누출을 차단합니다. 이러한 배치는 공정 유체가 대기로 배출되는 것을 방지합니다.

• API 계획 52: 압력이 가해지지 않은 완충 유체를 보관하고 냉각하기 위해 외부 탱크를 사용합니다.

배리어 유체 시스템(가압 - API 배열 3 유형 씰)

배리어 유체 시스템은 API Arrangement 3 이중 씰과 함께 사용됩니다. 씰 내부 캐비티의 배리어 유체 압력은 공정 압력을 초과하여 양압 차이를 발생시킵니다.

이러한 압력 차이로 인해 내부 씰 누출은 공정으로 유입되는 깨끗한 차단 유체로 구성됩니다. 외부 씰 누출은 소량의 깨끗한 차단 유체만 대기로 방출합니다.

• API 계획 53A: 저장소에서 가압된 장벽 유체.
• API 계획 53B: 블래더 축적기를 통한 가압 장벽액.
• API 플랜 53C: 피스톤 축적기를 통한 가압 배리어 유체.
• API 계획 54: 외부 가압 장벽 유체 시스템.
• API 플랜 55: 외부 비가압 완충 유체 시스템.

관련 프로세스 측면 계획

• API 계획 21: 펌프 배출구에서 냉각된 공정 유체를 씰로 보냅니다.
• API 계획 23: 폐쇄 루프에서 펌핑 링을 사용하여 냉각된 유체를 이동합니다.
• API 계획 32: 씰을 세척하기 위해 깨끗한 외부 유체를 공급합니다.

대기 측면 계획(Quench)

• API 계획 62: 오염이나 결빙을 방지하기 위해 씰의 바깥쪽 가장자리로 소량의 유체나 가스 흐름을 보냅니다.

이중 기계적 밀봉 냉각 시스템의 구성 요소

• 열교환기(씰 쿨러): 열교환기는 배리어 또는 버퍼 유체에서 열에너지를 제거합니다. 이러한 장치는 일반적으로 물, 공기 또는 기타 냉각 매체를 사용하여 씰 작동에 필요한 유체 온도를 허용 범위 내로 유지합니다.
• 저수지: 저장소는 장벽 또는 완충 유체를 저장하고 열 팽창을 위한 팽창 공간을 제공합니다. 저장소에는 수위 표시기, 온도 센서, 유체 보충 또는 배수를 위한 연결 장치가 포함되는 경우가 많습니다.
• 펌핑 링: 펌핑 링은 장비 샤프트와 함께 회전하는 내부 순환 장치입니다. 씰 챔버와 외부를 통해 흐름을 생성합니다. 냉각 시스템 별도의 펌프가 필요하지 않습니다.
• 축전지: 어큐뮬레이터는 배리어 유체 시스템에서 일정한 압력을 유지합니다. 블래더형과 피스톤형은 가압된 유체를 저장하고 온도 변화나 미세한 누출로 인한 체적 변화를 보상합니다.
• 사이클론 분리기: 사이클론 분리기는 배리어 또는 버퍼 유체에 포함된 기포를 제거합니다. 가스 제거는 씰 표면 분리를 방지하고 적절한 윤활막 두께를 유지합니다.
• 계측 및 제어: 제어 시스템은 온도, 압력, 유량 및 유체 수위를 모니터링합니다. 비정상 상태에 대한 경보를 제공하고, 최적의 씰 작동 조건을 유지하기 위해 시스템 매개변수를 자동으로 조정할 수 있습니다.