Il retrofit delle pompe della raffineria aumenta la produzione

Jul 15, 2023

Sezione trasversale del cilindro della pompa e dei componenti interni, che mostra una riduzione da 10/9 stadi (Fonte immagine: Sulzer)

Matt Kinney, specialista di retrofit idraulico presso Sulzer, esamina un esempio in Texas dove un progetto di retrofit ha consentito di raggiungere nuovi obiettivi.

I cambiamenti nelle normative nazionali negli ultimi anni hanno visto aumentare significativamente la domanda di diesel a bassissimo contenuto di zolfo (ULSD). Di conseguenza, le raffinerie hanno dovuto adattare i propri processi e trovare soluzioni innovative per garantire una maggiore capacità. In Texas, la situazione ha portato una raffineria a contattare l'Odessa Service Center di Sulzer per esaminare possibili soluzioni.

Il progetto ruotava attorno a due pompe di carica diesel BB5 a 10 stadi, che dovevano aumentare i tassi di consegna di oltre il 47%. BB5 dell'American Petroleum Institute (API) è una pompa a barile che racchiude un fascio interno multistadio diviso assialmente con una configurazione di girante opposta.

Dato che il limite di pressione è diviso radialmente, queste pompe sono generalmente progettate per applicazioni ad alta temperatura e/o alta pressione. Con la capacità di gestire pressioni e temperature rispettivamente fino a 6'250 psi (431 bar) e 800 °F (427 °C), l'API BB5 è un'eccellente scelta di pompe per applicazioni quali iniezione di acqua, esportazione di petrolio, alimentazione di caldaie, e servizio a pagamento.

Stabilire nuovi obiettivi Installate originariamente nel 2006, le pompe avevano una portata nominale di 1'110 gpm (252 m3/ora) a 4'014 piedi (1'223 m). Tuttavia, con il cambiamento nella domanda ULSD, gli ingegneri dell'affidabilità della raffineria erano interessati ad un aumento della capacità a 1'628 gpm (370 m3/ora) a 3'450 piedi (1'052 m). L'obiettivo per Sulzer era trovare la soluzione più economica e tempestiva per soddisfare le esigenze del cliente.

In queste circostanze c’erano tre opzioni possibili. Innanzitutto, acquistare una nuova pompa che soddisfi i nuovi requisiti di capacità; in alternativa, modificare o rivalutare le pompe originali o azionare entrambe le pompe esistenti in parallelo al 100% della capacità nominale (a seconda della curva del sistema del cliente).

Ognuna di queste opzioni ha i suoi vantaggi e svantaggi. Ad esempio, il funzionamento in parallelo sarebbe chiaramente il meno costoso per ottenere l’aumento del flusso. Tuttavia, la mancanza di ridondanza del sistema in caso di guasto è rischiosa e spesso può rivelarsi molto costosa in termini di perdita di produzione.

Una nuova selezione di pompe adatte all'applicazione potrebbe essere vantaggiosa in termini di efficienza, ma lunghi tempi di consegna, i costi per reindirizzare le tubazioni e le modifiche alla piastra di base/fondazione potrebbero rendere questa opzione meno attraente. Non c'era davvero alcun aspetto negativo nel rivalutare le pompe, a parte il fatto che le prestazioni desiderate potrebbero non essere sempre ottenibili con le dimensioni del telaio indicate. Tuttavia, se fattibile, la rivalutazione è spesso più rapida ed economica.

Semplicità progettuale Vista la criticità di questo servizio per il successo complessivo della raffineria, la possibilità di un re-rating è stata di grande interesse. Per supportare il cliente, gli ingegneri Sulzer hanno condotto uno studio di fattibilità approfondito, sia dal punto di vista idraulico che meccanico, per determinare se l'obiettivo era possibile.

Una ricerca basata sulla velocità specifica (Ns) attraverso il vasto database idraulico di Sulzer ha rivelato un progetto esistente e collaudato che avrebbe soddisfatto le esigenze del cliente, a condizione che le giranti fossero in grado di adattarsi fisicamente e che le aree degli ugelli a spirale della cassa interna potessero essere aumentate abbastanza da consentire alla girante di soddisfare le prestazioni progettate. Un esame dei disegni di sviluppo della voluta ha fornito la certezza che entrambi gli elementi avrebbero potuto essere soddisfatti.

Sulzer ha scelto di mantenere l'approccio il più semplice possibile in modo da ridurre al minimo il tempo complessivo del progetto. Ciò è stato ottenuto selezionando un design idraulico standard della girante esistente, adatto alle prestazioni desiderate e comprovato da almeno due test in fabbrica. Inoltre, l'azienda ha assicurato che le modifiche alla custodia potevano essere apportate per adattarsi alla nuova girante e ha confermato che l'area dell'ugello poteva essere aumentata sufficientemente per imitare le prestazioni della pompa di riferimento.