Длительная дискуссия о возможности применения двойных и типа тандем торцевых уплотнений с холодильником вместо сильфонных уплотнений для перекачки горячих сред с температурой до 400º С закончилась применением некоторыми производителями холодильника в конструкциях сильфонных уплотнений.
Не секрет, что сильфонные уплотнения работают в более жестких условиях, чем уплотнения с встроенным холодильником, позволяющим использовать в качестве вторичных уплотнений эластомеры. Затворная жидкость по факту «кипит» и температура в бачке может достигать 150° С и выше. Для обеспечения дополнительного теплосъёма в районе сильфонного торцевого уплотнения выдана рекомендация применять дополнительный теплообменник (план 23 или 21). Для решения тепловой задачи при использовании сильфонных уплотнений при высоких температурах ГОСТ 32600-2013 предписывает применять сосуд-резервуар затворной жидкости из нержавеющей стали объёмом не менее 20 литров при диаметре уплотняемого вала более 60 мм.
В СССР, а потом и в России на предприятиях нефтепереработки ещё задолго до появления зарубежных сильфонных уплотнений в течение многих лет для горячих сред (до 400°С) с великолепным результатом применялись и по сей день применяются торцовые уплотнения со встроенным холодильником. Наличие встроенного холодильника снижает температуру в районе уплотнения до приемлемых значений, что позволяет использовать в качестве вторичных уплотнений эластомеры. Температура в месте расположения резиновых колец в торцовых уплотнениях не превышает 100°С. Затворная жидкость также не подвергается воздействию высоких температур.
Для охлаждения узлов насосов часто используется техническая вода, склонная к образованию биологических и коррозионных отложений на стенках охлаждающих каналов при воздействии высоких температур перекачиваемой среды. С целью повышения технологичности очистки поверхностей от данных отложений НПЦ «АНОД» производит разъемный холодильник , с использованием прокладок из терморасширенного графита, выдерживающих высокую температуру. Все каналы холодильника в разобранном состоянии легкодоступны для очистки от накипи и отложений, количество разборок-сборок холодильника не ограничено.
За двадцать пять лет активного применения уплотнений с холодильником и уплотнений с сильфоном на российских нефтеперерабатывающих предприятиях нами проведено несколько сравнительных анализов работы данных уплотнений. Средний межремонтный пробег сильфонных уплотнений российских и зарубежных производителей на «горячих» насосах составил 1860 ч, при этом у торцевых уплотнений с холодильником межремонтный пробег превысил 23 000 ч. Представляем объединенный сводный анализ стоимости жизненного цикла эксплуатации торцевого уплотнения типа «Тандем» с холодильником и торцевого сильфонного уплотнения на вал диаметром 60 мм за 10 лет эксплуатации. Стоимость при покупке того и другого уплотнения примерно одинакова.
Таблица 1. Расчет стоимости эксплуатации сильфонного торцового уплотнения на вал диаметром 60 мм за 10 лет эксплуатации
|
№ п/п |
Наименование статей затрат на эксплуатацию торцового уплотнения |
Стоимость в % |
Периодичность возникновения затрат |
Общая сумма затрат в % от стоимости уплотнения за 10 лет эксплуатации |
|
1 |
Стоимость сильфонного торцового уплотнения на вал диаметром 60 мм |
100,0 % |
однократно (при закупке) |
100,0 % |
|
2 |
Стоимость изделий и запасных частей |
|||
|
2.1 |
Комплект сильфонных узлов |
57 % |
трижды в течение срока эксплуатации |
171 % |
|
2.2 |
Стоимость комплекта прокладок из терморасширенного графита к торцовому сильфонному уплотнению на вал диаметром 60 мм |
2,6 % |
десять раз в течение срока эксплуатации (при каждом плановом ремонте течение срока эксплуатации - 12 раз за 10 лет) |
31,2 % |
|
3 |
Стоимость планового ремонта |
1,9 % |
1 раз в 10 месяцев при наработке 7200ч (12 раз за 10 лет). |
22,8 % |
|
4 |
Расходы по обслуживанию торцового уплотнения за 10 лет эксплуатации: |
225 % |
||
|
5 |
Итоговая стоимость эксплуатации торцового уплотнения |
325 % |
||
Таблица 2. Расчет стоимости эксплуатации торцового уплотнения типа тандем с холодильником на вал диаметром 60 мм за 10 лет эксплуатации.
|
п/п № |
Наименование статей затрат на эксплуатацию торцового уплотнения |
Стоимость в % |
Периодичность возникновения затрат |
Общая сумма затрат в % от стоимости уплотнения за 10 лет эксплуатации. |
|
1 |
Стоимость торцового уплотнения |
100,0 % |
однократно (при закупке) |
100,0 % |
|
2 |
Стоимость изделий и запасных частей |
|||
|
2.1 |
Стоимость комплекта пар трения к торцовому уплотнению |
11,2 % |
дважды в течение срока эксплуатации |
22,4 % |
|
2.2 |
Стоимость комплекта резиновых уплотнительных колец к торцовому уплотнению |
2,1 % |
трижды в течение срока эксплуатации |
6,3 % |
|
2.3 |
Стоимость комплекта пружин к торцовому уплотнению |
0,6 % |
дважды в течение срока эксплуатации |
1,2 % |
|
2.4 |
Холодильник к торцовому уплотнению |
34,8 % |
однократно (через 5 лет эксплуатации) |
38,4 % |
|
3 |
Стоимость плановых ремонтов |
Затраты на переборку уплотнения
при наработке
7200ч. |
23,2 % |
|
|
4 |
Расходы по обслуживанию торцового уплотнения за 10 лет эксплуатации: |
91,5 % |
||
|
5 |
Итоговая стоимость эксплуатации торцового уплотнения |
191,5% |
||
Как видно из сравнительного анализа Итоговая стоимость сильфонного уплотнения больше на 133,5% стоимости торцевого уплотнения с холодильником, кроме того эксплуатация первого требует более частых ремонтов.
Хочется отметить, что в настоящее время многие механики стали «свободными» от АPI 682 в виду отсутствия его поддержки на территории России Американским Институтом нефти и газа. По данному стандарту брался за основу только зарубежный опыт, а все хорошее, что было наработано в нашей стране, не могло быть учтено. Созданием надежных уплотнений для горячих сред с температурой продукта до 400°С для нефтеперерабатывающей промышленности типа УТТХ и УТДХ НПЦ «АНОД» сумел преодолеть монополию западных компаний на уплотнения для данных сред и не позволил им продавать уплотнения по завышенным ценам (сильфонные уплотнения для горячих сред в нефтеперерабатывающей промышленности еще в 90-х годах прошлого столетия продавались предприятиям России по цене 8-12 тысяч долларов).
