씰 챔버 환경 제어

밀봉 챔버의 온도를 낮추면 고온 서비스에서 작동하는 기계적 밀봉의 성능과 신뢰성에 많은 이점을 제공합니다. 이는 증기압 여유를 늘리고 펌핑된 유체가 씰 챔버나 기계적 씰 표면의 경계면에서 번쩍이는 것을 방지하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 또한 씰 챔버 온도를 낮추면 유체의 점도도 증가하여 씰 표면의 경계면에 보다 안정적인 유체 필름을 제공합니다.

온도를 낮추는 한 가지 방법은 열교환기를 통해 밀봉 챔버에서 유체를 순환시키고 냉각된 유체를 다시 밀봉 챔버로 되돌리는 것입니다. 열 교환기는 프로세스의 일부가 아니라 단지 보조 시스템 구성 요소이기 때문에 종종 "밀봉 냉각기"라고도 합니다. 이 배관 배열은 API Plan 23으로 알려져 있습니다. 올바르게 설치, 작동 및 유지 관리되는 경우 Plan 23은 씰 챔버 온도를 낮추는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다.

유체는 메카니컬 씰 설계에 통합된 펌핑 링에 의해 열 교환기를 통해 순환됩니다. 일반적으로 슬롯형 휠 또는 나선형 스크롤인 펌핑 링은 펌프 샤프트와 함께 회전하며 씰 챔버 내에서 소형 펌프 역할을 합니다. 펌프 샤프트의 메인 임펠러와 비교할 때, 펌핑 링은 극히 작은 부분의 압력 수두와 흐름만을 생성합니다. 따라서 흐름 회로의 설계, 선택 및 설치가 흐름에 대한 저항을 최소화하여 순환 속도를 최대화하고 씰 챔버에서 열 교환기로 전달되는 열 에너지의 능력을 최대화하도록 최적화하는 것이 매우 중요합니다. .

최적화할 수 있는 흐름 회로에는 세 가지 주요 요소가 있습니다.

열 교환기는 흐름에 대한 저항을 최소화하면서 열 부하를 분산시키기에 적합한 크기여야 합니다. 수냉식 쉘 및 튜브 열 교환기는 이러한 요구 사항을 충족하며 열 교환기 설계를 위한 첫 번째 선택인 경우가 많습니다. 판형 열 교환기는 비록 소형이고 열 전달률이 크지만 흐름에 대한 저항이 높기 때문에 피해야 합니다. 공냉식 열교환기는 물이 제한된 설치에 사용될 수 있습니다. 그러나 지나치게 크지 않으면서 필요한 냉각 용량을 충족하려면 신중한 설계와 선택이 필요합니다.

열 교환기를 씰 챔버에 연결하는 데 선호되는 방법은 드로우 튜빙(코드 및 표준이 허용하는 경우)을 사용하는 것입니다. 직경은 열교환기 코일의 직경과 일치해야 합니다. 확실하지 않은 경우 더 큰 크기를 선택해야 합니다. 크기가 지나치게 크면 긍정적인 결과가 나오지 않으며 회로의 흐름 저항을 낮추는 데 해로울 수 있습니다. 튜브 내 흐름에 대한 저항을 최소화하려면 밸브를 피해야 합니다. 필요한 경우 완전 포트 게이트 유형 또는 잠금형 ¼회전 볼 밸브여야 합니다. 튜브의 굽힘 횟수도 최소화해야 하며, 긴 반경 굽힘만 사용하고 짧은 90도 피팅의 사용은 피해야 합니다. 튜빙의 전체 길이는 최소한으로 유지되어야 합니다.

씰 챔버에 충분한 공간이 있는 경우 가장 효율적인 펌핑 링 설계와 펌핑 링 사이에 유체를 전달하는 플러시 포트가 메카니칼 씰과 하우징의 일체형 부분으로 설계되었습니다(그림 1 참조). 이를 통해 씰 제조업체는 플러시 포트의 위치를 ​​최적화하여 펌핑 링에서 최대 압력과 흐름을 얻을 수 있습니다. 또한 메카니컬 씰을 통해 올바른 냉각 흐름 경로를 가능하게 하여 차가운 유체가 메카니컬 씰 면에 전달되도록 합니다.

수평 샤프트가 있는 펌프의 경우 플러시 아웃 포트는 씰 하우징 상단에 위치해야 씰 챔버에서 갇힌 가스가 배출될 수 있고 플러시 포트는 샤프트 중심선 또는 아래에 위치해야 합니다. 수직 샤프트는 완벽한 배기를 위해 씰 챔버의 가장 높은 지점에 플러시 아웃 포트가 있어야 합니다. 이는 일반적으로 펌핑 링 아래에 위치한 플러시 포트가 있는 축류 펌핑 링을 사용해야 합니다.