দুটি চাপযুক্ত পাম্প সহ গ্যাস-রোধী সাপোর্ট সিস্টেম

কম্প্রেসার এয়ার সিল প্রযুক্তি থেকে গৃহীত ডাবল বুস্টার পাম্প এয়ার সিলগুলো শ্যাফট সিল শিল্পে অধিক প্রচলিত। এই সিলগুলো পাম্প করা তরলের বায়ুমণ্ডলে নির্গমন শূন্যে নিশ্চিত করে, পাম্প শ্যাফটের উপর ঘর্ষণজনিত প্রতিরোধ কমায় এবং একটি সরল সাপোর্ট সিস্টেমের সাথে কাজ করে। এই সুবিধাগুলো সমাধানের সামগ্রিক জীবনচক্র ব্যয় কমিয়ে আনে।
এই সিলগুলো ভেতরের ও বাইরের সিলিং সারফেসের মধ্যে চাপযুক্ত গ্যাসের একটি বাহ্যিক উৎস প্রবেশ করানোর মাধ্যমে কাজ করে। সিলিং সারফেসের বিশেষ ভূসংস্থান প্রতিবন্ধক গ্যাসের উপর অতিরিক্ত চাপ সৃষ্টি করে, যার ফলে সিলিং সারফেসটি গ্যাসের স্তর থেকে আলাদা হয়ে যায় এবং গ্যাসের স্তরের মধ্যে ভাসতে থাকে। যেহেতু সিলিং সারফেসগুলো আর একে অপরকে স্পর্শ করে না, তাই ঘর্ষণজনিত ক্ষতি কম হয়। প্রতিবন্ধক গ্যাসটি একটি কম প্রবাহ হারে মেমব্রেনের মধ্য দিয়ে যায় এবং ছিদ্রের মাধ্যমে গ্যাসটি খরচ করে, যার বেশিরভাগই বাইরের সিল সারফেসের মধ্য দিয়ে বায়ুমণ্ডলে লিক হয়ে যায়। এই অবশিষ্টাংশ সিল চেম্বারে প্রবেশ করে এবং অবশেষে প্রসেস স্ট্রিমের সাথে বাহিত হয়ে যায়।
সমস্ত ডাবল হারমেটিক সিলের ক্ষেত্রে মেকানিক্যাল সিল অ্যাসেম্বলির ভেতরের এবং বাইরের পৃষ্ঠের মধ্যে একটি চাপযুক্ত তরল (তরল বা গ্যাস) প্রয়োজন হয়। এই তরলটি সিলে পৌঁছে দেওয়ার জন্য একটি সাপোর্ট সিস্টেমের প্রয়োজন হয়। এর বিপরীতে, একটি লিকুইড লুব্রিকেটেড প্রেসার ডাবল সিলে, ব্যারিয়ার ফ্লুইড রিজার্ভার থেকে মেকানিক্যাল সিলের মধ্য দিয়ে সঞ্চালিত হয়, যেখানে এটি সিলের পৃষ্ঠগুলিকে লুব্রিকেট করে, তাপ শোষণ করে এবং রিজার্ভারে ফিরে আসে, যেখান থেকে শোষিত তাপ নির্গমন করা হয়। এই ফ্লুইড প্রেসার ডুয়াল সিল সাপোর্ট সিস্টেমগুলি জটিল। প্রসেসের চাপ এবং তাপমাত্রার সাথে থার্মাল লোড বৃদ্ধি পায় এবং যদি সঠিকভাবে গণনা ও সেট করা না হয় তবে এটি নির্ভরযোগ্যতার সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে।
সংকুচিত বায়ু ডাবল সিল সাপোর্ট সিস্টেমটি অল্প জায়গা নেয়, এর জন্য কোনো শীতলীকরণ জলের প্রয়োজন হয় না এবং এর রক্ষণাবেক্ষণও খুব কম লাগে। এছাড়াও, যখন শিল্ডিং গ্যাসের একটি নির্ভরযোগ্য উৎস পাওয়া যায়, তখন এর নির্ভরযোগ্যতা প্রসেসের চাপ এবং তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল থাকে না।
বাজারে ডুয়াল প্রেসার পাম্প এয়ার সিলের ক্রমবর্ধমান ব্যবহারের কারণে, আমেরিকান পেট্রোলিয়াম ইনস্টিটিউট (এপিআই) এপিআই ৬৮২-এর দ্বিতীয় সংস্করণ প্রকাশের অংশ হিসেবে প্রোগ্রাম ৭৪ যুক্ত করেছে।
৭৪ একটি প্রোগ্রাম সাপোর্ট সিস্টেম হলো সাধারণত প্যানেলে বসানো গেজ এবং ভালভের একটি সেট, যা ব্যারিয়ার গ্যাসকে বের করে দেয়, ডাউনস্ট্রিম চাপ নিয়ন্ত্রণ করে এবং মেকানিক্যাল সিলের চাপ ও গ্যাস প্রবাহ পরিমাপ করে। প্ল্যান ৭৪ প্যানেলের মধ্য দিয়ে ব্যারিয়ার গ্যাসের পথ অনুসরণ করলে, প্রথম উপাদানটি হলো চেক ভালভ। এটি ফিল্টার এলিমেন্ট প্রতিস্থাপন বা পাম্প রক্ষণাবেক্ষণের জন্য সিল থেকে ব্যারিয়ার গ্যাস সরবরাহকে বিচ্ছিন্ন করার সুযোগ দেয়। এরপর ব্যারিয়ার গ্যাস একটি ২ থেকে ৩ মাইক্রোমিটার (µm) কোয়েলেসিং ফিল্টারের মধ্য দিয়ে যায়, যা সিলের পৃষ্ঠের টপোগ্রাফিক বৈশিষ্ট্যগুলোর ক্ষতি করতে পারে এমন তরল এবং কণা আটকে রাখে এবং সিলের পৃষ্ঠে একটি গ্যাসের স্তর তৈরি করে। এর পরে মেকানিক্যাল সিলে ব্যারিয়ার গ্যাস সরবরাহের চাপ নির্ধারণের জন্য একটি প্রেসার রেগুলেটর এবং একটি ম্যানোমিটার থাকে।
ডুয়াল প্রেশার পাম্প গ্যাস সিলের ক্ষেত্রে, ব্যারিয়ার গ্যাস সরবরাহের চাপকে অবশ্যই সিল চেম্বারের সর্বোচ্চ চাপের উপরে একটি ন্যূনতম ডিফারেনশিয়াল চাপ পূরণ করতে বা অতিক্রম করতে হয়। এই ন্যূনতম চাপের পার্থক্য সিল প্রস্তুতকারক এবং প্রকারভেদে ভিন্ন হয়, তবে এটি সাধারণত প্রতি বর্গ ইঞ্চিতে প্রায় ৩০ পাউন্ড (psi) হয়ে থাকে। ব্যারিয়ার গ্যাস সরবরাহের চাপে কোনো সমস্যা শনাক্ত করতে এবং চাপ ন্যূনতম মানের নিচে নেমে গেলে অ্যালার্ম বাজাতে প্রেশার সুইচ ব্যবহার করা হয়।
একটি ফ্লো মিটার ব্যবহার করে ব্যারিয়ার গ্যাসের প্রবাহের মাধ্যমে সিলের কার্যকারিতা নিয়ন্ত্রণ করা হয়। মেকানিক্যাল সিল প্রস্তুতকারকদের দ্বারা উল্লিখিত সিল গ্যাস প্রবাহের হার থেকে বিচ্যুতি, সিলিং-এর কার্যকারিতা হ্রাসের ইঙ্গিত দেয়। ব্যারিয়ার গ্যাসের প্রবাহ কমে যাওয়ার কারণ হতে পারে পাম্পের ঘূর্ণন অথবা সিলের পৃষ্ঠে তরলের স্থানান্তর (দূষিত ব্যারিয়ার গ্যাস বা প্রসেস ফ্লুইড থেকে)।
প্রায়শই, এই ধরনের ঘটনার পরে, সিলিং সারফেসের ক্ষতি হয় এবং তখন ব্যারিয়ার গ্যাসের প্রবাহ বেড়ে যায়। পাম্পের মধ্যে চাপের আকস্মিক বৃদ্ধি বা ব্যারিয়ার গ্যাসের চাপের আংশিক হ্রাসও সিলিং সারফেসের ক্ষতি করতে পারে। উচ্চ গ্যাস প্রবাহ সংশোধন করার জন্য কখন হস্তক্ষেপ প্রয়োজন তা নির্ধারণ করতে হাই ফ্লো অ্যালার্ম ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি হাই ফ্লো অ্যালার্মের সেটপয়েন্ট সাধারণত স্বাভাবিক ব্যারিয়ার গ্যাস প্রবাহের ১০ থেকে ১০০ গুণের মধ্যে থাকে, যা সাধারণত মেকানিক্যাল সিল প্রস্তুতকারক দ্বারা নির্ধারিত হয় না, বরং পাম্প কতটা গ্যাস লিকেজ সহ্য করতে পারে তার উপর নির্ভর করে।
ঐতিহ্যগতভাবে পরিবর্তনশীল গেজের ফ্লোমিটার ব্যবহার করা হয়ে আসছে এবং নিম্ন ও উচ্চ পরিসরের ফ্লোমিটারকে সিরিজে সংযুক্ত করাটা অস্বাভাবিক নয়। এরপর উচ্চ প্রবাহের অ্যালার্ম দেওয়ার জন্য উচ্চ পরিসরের ফ্লোমিটারে একটি হাই ফ্লো সুইচ স্থাপন করা যেতে পারে। পরিবর্তনশীল ক্ষেত্রফলের ফ্লোমিটার শুধুমাত্র নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে নির্দিষ্ট গ্যাসের জন্য ক্যালিব্রেট করা যায়। অন্যান্য পরিস্থিতিতে, যেমন গ্রীষ্ম ও শীতের মধ্যে তাপমাত্রার ওঠানামার সময়, প্রদর্শিত প্রবাহের হারকে সঠিক মান হিসেবে বিবেচনা করা যায় না, তবে এটি প্রকৃত মানের কাছাকাছি থাকে।
API 682 চতুর্থ সংস্করণ প্রকাশের সাথে সাথে, প্রবাহ এবং চাপ পরিমাপ অ্যানালগ থেকে ডিজিটালে রূপান্তরিত হয়েছে এবং স্থানীয় পাঠ পাওয়া যায়। ডিজিটাল ফ্লোমিটারগুলো ভ্যারিয়েবল এরিয়া ফ্লোমিটার হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা ফ্লোটের অবস্থানকে ডিজিটাল সংকেতে রূপান্তরিত করে, অথবা মাস ফ্লোমিটার হিসেবে, যা স্বয়ংক্রিয়ভাবে ভর প্রবাহকে আয়তন প্রবাহে রূপান্তরিত করে। মাস ফ্লো ট্রান্সমিটারের স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হলো, এগুলো আদর্শ বায়ুমণ্ডলীয় পরিস্থিতিতে প্রকৃত প্রবাহ প্রদানের জন্য চাপ এবং তাপমাত্রার সাথে সামঞ্জস্য রেখে আউটপুট দেয়। এর অসুবিধা হলো, এই ডিভাইসগুলো ভ্যারিয়েবল এরিয়া ফ্লোমিটারের চেয়ে বেশি ব্যয়বহুল।
ফ্লো ট্রান্সমিটার ব্যবহারের সমস্যা হলো এমন একটি ট্রান্সমিটার খুঁজে বের করা যা স্বাভাবিক কার্যক্রম চলাকালীন এবং উচ্চ প্রবাহের অ্যালার্ম পয়েন্টে ব্যারিয়ার গ্যাস প্রবাহ পরিমাপ করতে সক্ষম। ফ্লো সেন্সরগুলোর সর্বোচ্চ এবং সর্বনিম্ন মান থাকে যা নির্ভুলভাবে পাঠ করা যায়। শূন্য প্রবাহ এবং সর্বনিম্ন মানের মধ্যে, আউটপুট প্রবাহ নির্ভুল নাও হতে পারে। সমস্যাটি হলো, যখন কোনো নির্দিষ্ট ফ্লো ট্রান্সডিউসার মডেলের সর্বোচ্চ প্রবাহ হার বাড়ে, তখন সর্বনিম্ন প্রবাহ হারও বেড়ে যায়।
একটি সমাধান হলো দুটি ট্রান্সমিটার (একটি নিম্ন কম্পাঙ্কের এবং একটি উচ্চ কম্পাঙ্কের) ব্যবহার করা, কিন্তু এটি একটি ব্যয়বহুল বিকল্প। দ্বিতীয় পদ্ধতিটি হলো স্বাভাবিক কার্যকারী প্রবাহ পরিসরের জন্য একটি ফ্লো সেন্সর এবং একটি উচ্চ পরিসরের অ্যানালগ ফ্লো মিটারের সাথে একটি হাই ফ্লো সুইচ ব্যবহার করা। ব্যারিয়ার গ্যাস প্যানেল থেকে বেরিয়ে মেকানিক্যাল সিলের সাথে সংযুক্ত হওয়ার আগে, এটি সর্বশেষ যে যন্ত্রাংশটির মধ্য দিয়ে যায় তা হলো চেক ভালভ। অস্বাভাবিক প্রক্রিয়াগত গোলযোগের ক্ষেত্রে পাম্প করা তরলের প্যানেলে পশ্চাৎপ্রবাহ এবং যন্ত্রের ক্ষতি রোধ করার জন্য এটি প্রয়োজনীয়।
চেক ভালভের খোলার চাপ অবশ্যই কম হতে হবে। যদি নির্বাচন ভুল হয়, অথবা যদি ডুয়াল প্রেশার পাম্পের এয়ার সিলের ব্যারিয়ার গ্যাস ফ্লো কম থাকে, তবে দেখা যায় যে চেক ভালভের খোলা এবং পুনরায় বসে যাওয়ার কারণে ব্যারিয়ার গ্যাস ফ্লো-তে স্পন্দন সৃষ্টি হয়।
সাধারণত, প্ল্যান্ট নাইট্রোজেন একটি ব্যারিয়ার গ্যাস হিসেবে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি সহজলভ্য, নিষ্ক্রিয় এবং পাম্প করা তরলে কোনো প্রতিকূল রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটায় না। যেসব নিষ্ক্রিয় গ্যাস সহজলভ্য নয়, যেমন আর্গন, সেগুলোও ব্যবহার করা যেতে পারে। যেসব ক্ষেত্রে প্রয়োজনীয় শিল্ডিং গ্যাসের চাপ প্ল্যান্ট নাইট্রোজেনের চাপের চেয়ে বেশি হয়, সেখানে একটি প্রেসার বুস্টার চাপ বাড়িয়ে দিতে পারে এবং প্ল্যান ৭৪ প্যানেল ইনলেটের সাথে সংযুক্ত একটি রিসিভারে উচ্চ চাপের গ্যাস সংরক্ষণ করতে পারে। বোতলজাত নাইট্রোজেন সাধারণত সুপারিশ করা হয় না, কারণ এতে ক্রমাগত খালি সিলিন্ডার বদলে ভরা সিলিন্ডার লাগাতে হয়। যদি সিলের গুণমান খারাপ হয়ে যায়, তবে বোতলটি দ্রুত খালি করে পাম্পটি বন্ধ করে দেওয়া যেতে পারে, যা মেকানিক্যাল সিলের আরও ক্ষতি এবং ব্যর্থতা রোধ করে।
লিকুইড ব্যারিয়ার সিস্টেমের মতো নয়, প্ল্যান ৭৪ সাপোর্ট সিস্টেমের জন্য মেকানিক্যাল সিলের খুব কাছাকাছি থাকার প্রয়োজন হয় না। এক্ষেত্রে একমাত্র বিবেচ্য বিষয় হলো ছোট ব্যাসের টিউবটির দীর্ঘায়িত অংশ। উচ্চ প্রবাহের সময় (সিলের অবনতি) পাইপের মধ্যে প্ল্যান ৭৪ প্যানেল এবং সিলের মধ্যে চাপের পতন ঘটতে পারে, যা সিলের জন্য উপলব্ধ ব্যারিয়ার চাপ কমিয়ে দেয়। পাইপের আকার বাড়িয়ে এই সমস্যার সমাধান করা যেতে পারে। সাধারণত, ভালভ নিয়ন্ত্রণ এবং যন্ত্রের রিডিং পড়ার সুবিধার জন্য প্ল্যান ৭৪ প্যানেলগুলো একটি স্ট্যান্ডের উপর সুবিধাজনক উচ্চতায় স্থাপন করা হয়। পাম্প পরিদর্শন এবং রক্ষণাবেক্ষণে কোনো বাধা সৃষ্টি না করেই ব্র্যাকেটটি পাম্প বেস প্লেটে বা পাম্পের পাশে স্থাপন করা যেতে পারে। প্ল্যান ৭৪ প্যানেলকে মেকানিক্যাল সিলের সাথে সংযোগকারী পাইপ/পাইপগুলোতে হোঁচট খাওয়ার ঝুঁকি এড়িয়ে চলুন।
যেসব ইন্টার-বেয়ারিং পাম্পে দুটি মেকানিক্যাল সিল থাকে, যার প্রতিটির এক প্রান্তে একটি করে সিল থাকে, সেগুলোর ক্ষেত্রে প্রতিটি মেকানিক্যাল সিলের জন্য একটি প্যানেল এবং আলাদা ব্যারিয়ার গ্যাস আউটলেট ব্যবহার করার সুপারিশ করা হয় না। এর জন্য প্রস্তাবিত সমাধান হলো প্রতিটি সিলের জন্য একটি আলাদা প্ল্যান ৭৪ প্যানেল ব্যবহার করা, অথবা এমন একটি প্ল্যান ৭৪ প্যানেল ব্যবহার করা যার দুটি আউটপুট রয়েছে এবং প্রতিটির জন্য নিজস্ব ফ্লোমিটার ও ফ্লো সুইচ সেট থাকবে। যেসব অঞ্চলে শীতকালে তীব্র ঠান্ডা পড়ে, সেখানে প্ল্যান ৭৪ প্যানেলগুলোকে শীতকালে সুরক্ষিত রাখার প্রয়োজন হতে পারে। এটি মূলত প্যানেলের বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম রক্ষা করার জন্য করা হয়, যার জন্য সাধারণত প্যানেলটিকে ক্যাবিনেটের মধ্যে আবদ্ধ করে হিটিং এলিমেন্ট যুক্ত করা হয়।
একটি আকর্ষণীয় বিষয় হলো, ব্যারিয়ার গ্যাস সরবরাহের তাপমাত্রা কমার সাথে সাথে ব্যারিয়ার গ্যাসের প্রবাহের হার বৃদ্ধি পায়। এটি সাধারণত অলক্ষিত থাকে, কিন্তু যেসব জায়গায় শীতকালে খুব ঠান্ডা পড়ে অথবা গ্রীষ্ম ও শীতের মধ্যে তাপমাত্রার বড় পার্থক্য থাকে, সেখানে এটি লক্ষণীয় হয়ে উঠতে পারে। কিছু ক্ষেত্রে, ভুল অ্যালার্ম প্রতিরোধ করার জন্য হাই ফ্লো অ্যালার্ম সেট পয়েন্ট সামঞ্জস্য করার প্রয়োজন হতে পারে। প্ল্যান ৭৪ প্যানেলগুলো ব্যবহারের জন্য চালু করার আগে প্যানেলের এয়ার ডাক্ট এবং সংযোগকারী পাইপগুলো অবশ্যই পার্জ করতে হবে। মেকানিক্যাল সিল সংযোগস্থলে বা তার কাছাকাছি একটি ভেন্ট ভালভ যোগ করে এটি সবচেয়ে সহজে করা যায়। যদি ব্লিড ভালভ না থাকে, তবে মেকানিক্যাল সিল থেকে পাইপটি সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে এবং পার্জ করার পরে পুনরায় সংযোগ করে সিস্টেমটি পার্জ করা যেতে পারে।
প্ল্যান ৭৪ প্যানেলগুলোকে সিলের সাথে সংযুক্ত করার পর এবং সমস্ত সংযোগে কোনো লিকেজ আছে কিনা তা পরীক্ষা করার পরে, এখন প্রেসার রেগুলেটরটিকে অ্যাপ্লিকেশনের নির্ধারিত চাপে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। পাম্পে প্রসেস ফ্লুইড ভরার আগে প্যানেলটিকে অবশ্যই মেকানিক্যাল সিলে চাপযুক্ত ব্যারিয়ার গ্যাস সরবরাহ করতে হবে। পাম্প কমিশনিং এবং ভেন্টিং পদ্ধতি সম্পন্ন হলেই প্ল্যান ৭৪ সিল এবং প্যানেলগুলো চালু করার জন্য প্রস্তুত হয়ে যায়।
এক মাস ব্যবহারের পর অথবা কোনো দূষণ না পাওয়া গেলে প্রতি ছয় মাস অন্তর ফিল্টার এলিমেন্টটি অবশ্যই পরীক্ষা করতে হবে। ফিল্টার প্রতিস্থাপনের সময়কাল সরবরাহকৃত গ্যাসের বিশুদ্ধতার উপর নির্ভর করবে, তবে তা তিন বছরের বেশি হওয়া উচিত নয়।
নিয়মিত পরিদর্শনের সময় ব্যারিয়ার গ্যাসের হার পরীক্ষা করে লিপিবদ্ধ করা উচিত। যদি চেক ভালভ খোলা ও বন্ধ হওয়ার কারণে সৃষ্ট ব্যারিয়ার বায়ুপ্রবাহের স্পন্দন একটি উচ্চ প্রবাহ অ্যালার্ম বাজানোর মতো যথেষ্ট বড় হয়, তবে মিথ্যা অ্যালার্ম এড়াতে এই অ্যালার্মের মান বাড়ানোর প্রয়োজন হতে পারে।
ডিকমিশনিংয়ের একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ হলো, শিল্ডিং গ্যাসকে বিচ্ছিন্ন করা এবং এর চাপ কমানো হবে সর্বশেষ ধাপ। প্রথমে, পাম্প কেসিংকে বিচ্ছিন্ন করুন এবং এর চাপ কমান। পাম্পটি নিরাপদ অবস্থায় এলে, শিল্ডিং গ্যাস সরবরাহের চাপ বন্ধ করে দেওয়া যেতে পারে এবং প্ল্যান ৭৪ প্যানেলকে মেকানিক্যাল সিলের সাথে সংযোগকারী পাইপিং থেকে গ্যাসের চাপ অপসারণ করা যেতে পারে। যেকোনো রক্ষণাবেক্ষণের কাজ শুরু করার আগে সিস্টেম থেকে সমস্ত তরল নিষ্কাশন করুন।
প্ল্যান ৭৪ সাপোর্ট সিস্টেমের সাথে মিলিত ডুয়াল প্রেসার পাম্প এয়ার সিল অপারেটরদের জন্য একটি শূন্য-নিঃসরণ শ্যাফট সিল সমাধান, কম মূলধনী বিনিয়োগ (লিকুইড ব্যারিয়ার সিস্টেমযুক্ত সিলের তুলনায়), হ্রাসকৃত জীবনচক্র ব্যয়, ছোট সাপোর্ট সিস্টেম ফুটপ্রিন্ট এবং ন্যূনতম রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজনীয়তা প্রদান করে।
সর্বোত্তম পদ্ধতি অনুসারে স্থাপন ও পরিচালনা করা হলে, এই নিয়ন্ত্রণ সমাধানটি দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা প্রদান করতে পারে এবং ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতির প্রাপ্যতা বৃদ্ধি করতে পারে।
We welcome your suggestions on article topics and sealing issues so that we can better respond to the needs of the industry. Please send your suggestions and questions to sealsensequestions@fluidsealing.com.
মার্ক স্যাভেজ জন ক্রেন-এর একজন প্রোডাক্ট গ্রুপ ম্যানেজার। স্যাভেজ অস্ট্রেলিয়ার সিডনি বিশ্ববিদ্যালয় থেকে ইঞ্জিনিয়ারিং-এ স্নাতক ডিগ্রি অর্জন করেছেন। আরও তথ্যের জন্য johncrane.com দেখুন।