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
개방 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 구성품 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.
완충액은 외측 씰 표면을 윤활하고, 양쪽 씰의 열을 제거하며, 내측 씰의 누출을 차단합니다. 이러한 구조는 공정 유체가 대기로 유출되는 것을 방지합니다.
- API 플랜 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 플랜 54: 외부 가압 장벽 유체 시스템.
- API 플랜 55: 외부 비가압 완충 유체 시스템.
관련 프로세스 측면 계획
- API 플랜 21: 펌프 배출구에서 냉각된 공정 유체를 씰로 보냅니다.
- API 플랜 23: 사용 펌핑 링 냉각된 유체를 이동시키기 위해 폐쇄 루프로 이동합니다.
- API 플랜 32: 씰을 세척하기 위해 깨끗한 외부 유체를 공급합니다.
대기 측면 계획(Quench)
- API 플랜 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.
