MX2014001130A - Sistema de monitoreo y control de gas de sellado. - Google Patents

Abstract

Un sistema para el monitoreo y control para un sistema de suministro de gas de sellado para un sellado de gas sin contacto. El suministro incluye varios elementos o unidades de acondicionamiento del gas. El sistema de monitoreo y control incluye un sensor de onda evanescente para detectar la presencia de líquido en el gas de sellado. Se disponen múltiples sensores para detectar la temperatura y presión del gas de sellado tratado en la salida de los elementos de acondicionamiento. Se proporciona un dispositivo lógico con información con respecto a la fase de gas a varias presiones y temperaturas y compara los datos detectados con los datos de la línea base. El reconocimiento el concentrado de líquido resulta en una señal de salida.

Description

SISTEMA DE MONITOREO Y CONTROL DE GAS DE SELLADO CAMPO DE LA INVENCION La presente descripción se refiere a sistemas de acondicionamiento de gas para sellados de gas sin contacto. Más particularmente, se refiere a un sistema para monitorear y controlar el gas amortiguado de sellado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los sellos sin contacto para compresores de gas y otro equipo giratorio tales como turbinas de gas y vapor, extensores turbo, bombas centrífugas y similares, operan sobre una película delgada de gas de proceso acondicionado; pre-tratado para hacerlo adecuado para suministrarlo, y que pase a través del mecanismo de sellado. Comúnmente, la fuente de este gas de sellado, algunas veces denominado gas amortiguado, es la descarga de la máquina.

El principio de la tecnología de sellado de gas en seco es que las caras del sellado no estén en contacto y se deja pasar un gas limpio y seco a través de la interface de gas. Este fluye desde el lado de alta presión del sellado hacia el sellado de baja presión y se canaliza hacia un quemador a través del módulo de respiradero primario que comprende instrumentos de monitoreo y una travesía segura para apagar el compresor en el caso de una alta fuga del sellado. Típicamente la fuga de gas de sellado anormal ha Ref. 246356 representado la única medida del funcionamiento del sellado.

El gas de sellado, que es el gas sobre el cual opera el sello sin contacto, es gas de proceso usualmente de la línea de descarga de la unidad compresora, canalizado a la línea de suministro del sistema de control. El sistema de control entonces regula y filtra el flujo del gas amortiguado antes de inyectarse a la cámara de sellado primaria. La presión y la velocidad del flujo de escape se monitorean y registran para asegurar que los sellos funcionen apropiadamente.

Una causa conocida de falla en el sellado es la falta de un sellado limpio y seco o el gas amortiguado que se está suministrando al compresor. Lo crítico para la longevidad del sellado de gas, el gas de sellado debe estar libre de vapor líquido o condensado. La contaminación con líquidos se ha encontrado que es una causa principal de las fallas.

Las aplicaciones particulares propensas a la contaminación con líquidos mayormente, se encontraron en plataformas en alta mar, Reciclado de Hidrógeno, Obtención de Gas, Amoníaco, Tuberías HP y aplicaciones de sellado similares. La información inicial de la composición de gas por lo general no es confiable, y cambia con el tiempo, resultando en fallas debido a la condensación de líquidos.

La atención a la conflabilidad y prevención de daños es particularmente crítica debido a los requerimientos de compresores de alta presión utilizados en exploración, tal como la reinyección de gas y la complejidad de las composiciones de gas involucradas. Las fallas del sellado inesperadas causan pérdidas operacionales y retraso en el arranque.

También, la selección inicial del sistema por lo general sabotea la conflabilidad óptima. Los fabricantes de compresores por lo general no revisan la integración del fluido del proceso, incluyendo la composición del gas, la presión y temperatura de operación, el nivel de líquidos y contaminación en el gas de proceso, y el requerimiento de gas amortiguado auxiliar. Adicionalmente , los sistemas actuales no ofrecen una advertencia por anticipado o la iniciación de una acción correctiva para prevenir la exposición para liberar líquido o condensado, que se considera como el origen principal de las fallas. El método actual de evaluación de la vitalidad del sellado con base en el volumen de fugas es insuficiente. Y, las fallas son costosas debido al retraso en el arranque de la planta y la pérdida de producción.

Como los requerimientos de operación del compresor obligan a ir más allá de los límites actuales, existe una clara necesidad de métodos novedosos e inteligentes para soportar los emergentes mercados de compresores .

Una forma de mejorar la conflabilidad de estos nuevos diseños es integrar tales sellados con tecnología del sistema de control imaginativa. La obtención de la conflabilidad óptima se asegura proporcionando tecnología del sistema de control apropiada para asegurar que el gas amortiguado limpio y seco siempre esté disponible en las caras sin contacto del sellado.

Los esfuerzos anteriores para monitorear el gas sellado se han enfocado en el reconocimiento de condiciones dentro de la cámara de sellado que contiene los dispositivos de sellado sin contacto. Un ejemplo se describe en la Solicitud de Patente de Estados Unidos No. 12/469,045 presentada en Mayo 20, 2009 (Publicación US2009/0290971) la especificación completa y las figuras de la cual se incorporan por referencia en la presente como si se definieran completamente.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION El sistema de esta descripción pretende eliminar el condensado de líquido del entorno sellado, por lo tanto evitando la causa principal de las fallas del sellado. También puede proporcionar una advertencia o corrección para asegurar que el fluido líquido no llegue a las cámaras de sellado.

A este respecto, el sistema se configura para detectar el contaminante con líquidos en el conducto de suministro de gas de sellado antes de llegar a la cámara de sellado. Comprende el sistema de monitoreo y control para un sistema de suministro de gas de sellado para un sellado de gas sin contacto que es sensible al líquido, vapor o condensado, en el flujo del suministro de gas de sellado. El sistema de suministro incluye un conducto de suministro que conecta varios elementos de acondicionamiento de gas. El sistema de monitoreo y control incluye un sensor de onda evanescente en el conducto para detectar la presencia de líquido en el gas de sellado. Adicionalmente , múltiples sensores para detectar la temperatura y presión del gas de sellado tratado se disponen a lo largo del conducto en las salidas de los elementos de acondicionamiento. Un dispositivo lógico programable se comunica con los sensores y es sensible al reconocimiento del líquido en el conducto. Se proporciona con la información almacenada con respecto a la fase de gas a varias presiones y temperaturas y hace una comparación con los datos detectados. El reconocimiento de una fase líquida resulta en una señal de salida, o acción.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La Fig. 1 es un esquemático de un sistema de acondicionamiento de gas típico para el pre-tratamiento de un suministro de gas de sellado sin contacto.

La Fig. 2 es un esquemático del sistema de monitoreo y control del gas de sellado de la presente descripción.

Fig. 3 es un diagrama de fases para un gas de proceso del compresor de gas típico.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Comúnmente, el acondicionamiento de gas de sellado consiste de tres funciones - filtración, regulación de la presión o flujo y monitoreo de fugas, Filtración: En los diseños anteriores, la filtración consistía de filtros dúplex simples- un filtro activo y otro de reserva. Una válvula simple reposicionaría cada filtro para facilitar el reemplazo del elemento de filtro. Una línea de gas de suministro desde el lado de la descarga del compresor entonces alimenta el gas de descarga caliente al filtro. Los filtros de gas de tipo coalescentes o particulados utilizados en esta solicitud no siempre son efectivos para purgar completamente el líquido y el condensado de la corriente de gas de sellado.

Regulación de la Presión o Flujo: El gas caliente del filtro se impulsa a través de un regulador de presión o válvulas de control de flujo para suministrar gas amortiguado limpio al entorno de sellado. La presión del gas amortiguado normalmente es inferior a la presión de descarga, y debe ser mayor que la presión de succión del compresor. Al reducir la presión del gas amortiguado a través de la válvula reguladora, el gas se expande y enfría, y tiene la tendencia a gotear líquido, dependiendo de su composición. Posteriormente, este dispositivo reductor de la presión, utilizado para reducir la presión del gas del lado de descarga de la unidad, puede funcionar como una fuente para inyectar gas amortiguado saturado al puerto de sellado.

Monitoreo de la Fuga: Los caudales de fuga del sellado fuera de borda e interior se miden como una forma para establecer la condición y funcionamiento del sellado. Normalmente, un caudal de fuga a, o por arriba de un caudal de fuga del sellado primario indica un mal funcionamiento del sellado primario. Un caudal de fuga del sellado primario por debajo de un punto determinado indica una fuga del sellado secundario excesiva.

Este tipo básico del sellado de gas seco del sistema de acondicionamiento del gas de sellado trabaja bien si el fluido del proceso está limpio y libre de cualquier condensado líquido en todas las condiciones operativas. Una consideración por lo general omitida es la formación del fluido de proceso previsto, incluyendo la composición de gas, la presión y temperatura operativas, el nivel de líquido y contaminante en el proceso, y el requerimiento de gas amortiguado auxiliar. Adicionalmente , el sellado de gas seco del sistema de suministro de gas de sellado no ofrece una advertencia por adelantado o inicia una acción correctiva para evitar la exposición del sellado del gas seco para liberar líquido o condensado.

Generalmente, la composición de gas suministrada al lado de succión del compresor permanece sin cambios a menos que exista una alteración del proceso de planta principal durante la operación cuando el equipo de la planta, tales como lavadores o enfriadores, funcione mal. Las condiciones del gas amortiguado suministrado al sistema de gas seco de la descarga unitaria o de gas auxiliar cambian, sin embargo, debido a la fluctuación de la presión del fluido o temperatura en toda la corriente de gas antes de inyectar el gas amortiguado a la cámara de sellado del gas seco de cada sellado. Este cambio puede ser el resultado de la expansión del gas a través de válvulas reguladoras, la restricción a través de los elementos de filtro o condiciones ambientales.

Un sistema de acondicionamiento para sellado del compresor de gas se describe en la Patente de E.U.A. No. 6,715,985 emitida el 6 de Abril, 2004, titulada "Gas Conditioning System" . Es ilustrativo de un arreglo exitoso para el pre-tratamiento de gas amortiguado de sellado para distribuir a la cámara de sellado para el paso a través de los sellados sin contacto operativos.

Haciendo referencia a la Fig. 1, se ilustra un sistema de acondicionamiento de gas como se describe en La Patente de Estados Unidos 6,715,985 para gas de sellado suministrado a un sellado de gas sin contacto. El sistema generalmente designado 10, incluyendo los componentes individuales explicados más adelante, puede utilizarse como un solo paquete en una plataforma rodante movible. Puede colocarse en asociación con un dispositivo giratorio existente equipado con uno o más sellos sin contacto lubricados de gas, o puede ser parte de una instalación de nuevo equipo en donde los sellados sin contacto, de gas lubricado se van a utilizar.

La conexión del sistema 10 al equipo en el cual se utilizan los sellos puede ocurrir a través de puertos adecuados en un panel de control de gas mostrado esquemáticamente. Tales paneles de control típicamente se localizan adyacentes al equipo giratorio que se está sellando y contiene válvulas y medidores que reflejan la operación de sellado. Se contempla que el sistema puede incorporarse al panel de gas como un solo módulo utilizado.

Como se ve en la Fig. 1, el sistema 10 incluye una conexión o entrada 12 para la canalización definiendo un conducto 15 para suministrar el gas de proceso recibido a través de los elementos de acondicionamiento y hacia las cámaras de sellado definidas por la carcasa del compresor. La entrada se conecta a una fuente de gas para suministrar a la cámara de sellado o cámara en donde se dispone el sellado de gas sin contacto, gas lubricado. Como se conoce en la técnica, esta fuente puede típicamente ser el extremo de descarga de un compresor de gas en donde se utilizan los sellos.

El sistema 10 incluye una conexión o salida 14 para la canalización adaptada para colocarse en comunicación con una cámara de sellado dentro del dispositivo. Tal conexión puede comunicarse con una o más cámaras de sellado dependiendo del número de sellos empleados en el dispositivo.

Los elementos de acondicionamiento principales del sistema de la presente invención son elementos para remover materia particulada sólida y líquida y aerosoles de gas, y para calentar o amplificar la presión del gas cuando es necesario. Se ilustra un recipiente de filtro/coalescente de separación 18, un elemento de calentamiento de gas 22 y un amplificador de presión 20. Estos componentes se conectan en comunicación fluida mediante canalización o conductos, generalmente designados 15, que definen una trayectoria de flujo entre la conexión de suministro de gas 12 y la conexión 14 a la cámara de sellado.

El recipiente de filtro/coalescente de separación 16 es un dispositivo que remueve la materia particulada y las gotículas de líquido del gas que fluyen a través del sistema. Incluye una placa deflectora designada para remover particulados sólidos y liberar el líquido contenido en el gas de sellado. Esta contaminación separada se asienta en el fondo del recipiente 16 y es removible, ya sea manualmente, o por medio de un arreglo automatizado.

El gas de sellado después de acondiciona purgándolo de los aerosoles con líquido atrapado por medio de la acción coalescente de un elemento de filtro. La placa de separación y el filtro coalescente son dispositivos conocidos. También, un dispositivo de tipo centrífuga podría emplearse en lugar de la placa de separación. En tal arreglo, dos recipientes separados, uno para la centrífuga, el otro para el elemento de filtro, formarían el elemento de acondicionamiento 16.

El tanque presurizado 18 es un tanque capaz de mantener el gas bajo la presión del sistema. Su volumen se determina por los requerimientos esperados del sello en la cámara de sellado y el grado de fuga de laberinto. Un tamaño adecuado se calcula para la aplicación particular involucrada.

El elemento de calentamiento 22 se dispone dentro del tanque presurizado 18.

El cilindro de compresión del amplificador o intensificador de presión de gas 20 está en comunicación con la línea 15 (b) como parte de la trayectoria de flujo del tanque presurizado 18. El pistón en el cilindro de compresión presuriza el gas de sellado en el sistema para el suministro al tanque presurizado 18.

El sistema antes descrito proporciona un líquido separado antes de la filtración, y el aislamiento y el calor para evitar la formación de condensado líquido en el gas amortiguado. A pesar de que este método ayuda a reducir el condensado líquido, puede no ser efectivo para aplicaciones emergentes, tales como compresores de reinyección de ultra alta presión, que utilizan hidrocarburos pesados como parte de sus composiciones de gas, y en aplicaciones en donde la única fuente de gas amortiguado es del lado de descarga de alta temperatura del compresor. En ciertas aplicaciones, por ejemplo, los compresores de reinyección de gas utilizados en la recuperación de petróleo, esta presión de descarga podría ser tan alta como 7,930,698.6 kg/cm2 (10,000 libras por pulgada cuadrada (psi) ) .

El sistema descrito anteriormente puede ser adecuado para la mayoría de las aplicaciones.

Sin embargo, las fallas aún pueden ocurrir debido a la falta de gas amortiguado limpio y seco disponible. Esto es un aspecto principal para los sistemas de control de sellado de gas seco actuales y no existe una advertencia por adelantado de los cambios en condiciones que podrían resultar en la formación o exposición del sellado de gas seco a líquido .

Adicionalmente , el análisis del gas provisto por el fabricante para determinar la adecuación del punto de condensación del gas amortiguado y la necesidad de acondicionamiento del gas amortiguado se basa en un análisis de gas limitado, típicamente hasta Octano (C8) o menos. El análisis del gas de hasta C12 puede ser requerido para que el fabricante sea capaz de dimensionar el sistema apropiado para obtener un gas amortiguado más adecuado y evitar la separación del líquido a través de las caras de sellado.

Con el objetivo de mejorar la conflabilidad del sellado de gas adicionalmente , se describe en la presente un nuevo método para el acondicionamiento del gas amortiguado. Es adecuado para todas las aplicaciones, pero particularmente adecuado para aplicaciones, tales como gas húmedo, o cualquier proyecto en donde el líquido o condensado puede formarse debido a los cambios ambientales operativos. El arreglo de la presente descripción también reconocerá el mal funcionamiento de un elemento de acondicionamiento de gas del sistema y proporciona una señal, alerta o respuesta automática adecuada.

El sistema de monitoreo y control de la presente descripción se espera que sea adecuado para la aplicación a un compresor de gas capaz de presiones de descarga de gas de hasta 7,930,698.6 kg/cm2 (10,000 psi) o superiores. El sistema descrito, como se ve en la Fig. 2, comienza en un regulador de presión 60 interpuesto entre la fuente del gas de proceso 12 y el sistema de acondicionamiento de gas 10. El gas del sistema de acondicionamiento 10 se suministra a las cámaras de sellado de un dispositivo asociado tal como un compresor de gas a través de la salida del gas acondicionado 14.

Como los requerimientos operativos del compresor obligan a pasar los límites actuales, existe una clara necesidad de métodos innovadores e inteligentes para soportar los emergentes mercados de compresores. Los objetivos principales del método son eliminar el condensado líquido, que es la causa principal de las fallas del sellado de la corriente de gas amortiguado, y también provee una advertencia o corrección para asegurar que el fluido líquido no llegue a las cámaras de sellado.

El sistema de monitoreo y control de la presente descripción se describe a continuación. Se ilustra con relación a un sistema de acondicionamiento de gas típico, más no exclusivo. En términos generales, y con referencia a la Fig. 2, el sistema de monitoreo y control incluye uno o más de los elementos descritos a continuación.

Regulador de Presión: Haciendo referencia a la Fig. 2, un regulador de presión 60 se instala en la fuente 12 del gas de proceso para el suministro a la cámara de sellado. El regulador está en la conexión de entrada 12 para la canalización o conducto 15 del sistema de acondicionamiento. Este recibe el gas de proceso del compresor asociado para el suministro a través del sistema a las cámaras de sellado del gas. Reduce la presión del gas amortiguado caliente suministrado, que resulta de la descarga o gas auxiliar, a una presión de sellado manejable o recomendada para utilizarse en los sellos de gas. Esto es particularmente crítico en aplicaciones de alta o ultra-alta presión en donde existe una gran disparidad entre la succión del compresor y las presiones de descarga. Con base en las composiciones mixtas, el condensado líquido puede formarse en donde hay-cambios en la presión y temperatura del gas. Otro beneficio de la reducción de la presión suministrada en corriente arriba del sistema en es que aplicaciones a ultra-alta presión, los componentes del sistema de control no necesitan evaluarse por la presión de descarga del compresor.

Enfriador del Fluido de Gas: Un enfriador 62 se localiza después del regulador de presión 60 y antes del dispositivo separador 63 para maximizar la eficiencia de la separación.

Un filtro separador 63, similar al filtro separador 16 se instala en corriente abajo del enfriador 62. Este funciona como se describe anteriormente con referencia al filtro separador 16.

Calentador Opcional: Un calentador 64 se adiciona para aplicaciones cuyos entornos locales requieren que la temperatura del gas amortiguado sea elevada para evitar la formación de líquido en la corriente amortiguadora. Es equivalente al elemento de calentamiento 22 de la Fig. 1.

Sobre-alimentador de Gas Opcional: un sobre-alimentador o intensificador de gas 66 puede agregarse para aplicaciones en donde el gas amortiguado puede ser necesario para el arranque. Es equivalente al intensificador de presión 20 de la Fig. 1.

Sensor de Líquido: De acuerdo con la presente descripción, un sensor de líquido 70 se instala adyacente a la salida del sistema de acondicionamiento 14 para monitorear el funcionamiento de los componentes de acondicionamiento. Como en la Fig. 1, la salida 14 se dirige hacia las cámaras de sellado del compresor para el suministro de gas de sellado limpio y seco sobre el cual funcionan los sellos sin contacto.

Un sensor de líquido 70 se instala en el sistema salida 14 que se canaliza en el puerto de suministro amortiguador del compresor. El sensor 70 monitoreará la condición del gas amortiguado para cualquier signo de condensado líquido y se comunica con un analizador pre-programado inteligente (controlador lógico programable 130, Fig. 2) para indicar que el gas amortiguado contiene fluido líquido. El controlador lógico programable puede iniciar una señal de salida 140 en reconocimiento de líquido por el sensor .

El sensor 70 es un analizador de espectro diseñado comúnmente conectado al controlador lógico programable del sistema (computadora) 130 vía una conexión de comunicación ilustrada esquemáticamente en 80. Efectivamente monitorea el contenido de líquido en los fluidos objetivo. El resultado es una robusta tecnología de detección con un factor de forma altamente variable que puede operar a temperaturas y presiones muy altas.

El cabezal de detección es un sensor óptico de onda evanescente y puede detectar la presencia de líquido en el flujo gaseoso con base en propiedades de un rayo de luz emitido y recibido por el sensor. Los componentes electrónicos son de Clase 1 UL Div 1 aprobados. El cabezal perceptor 70 puede estar localizado remotamente desde los componentes electrónicos (controlador lógico programable 130) vía un cable de fibra óptica no conductor 80 y de esta forma colocado en un entorno completamente no electrificado, de esta forma potenciando la seguridad del dispositivo.

En el reconocimiento de la presencia de líquido en el conducto de gas sellado acondicionado 15 por el sensor óptico 20, se contemplan varias respuestas alternativas. En una configuración, el controlador lógico programable 130 podría meramente proporcionar una señal audible o visual para alertar al operador. Alternativamente, la respuesta incluiría la iniciación de una secuencia de detección prevista para aislar la causa de la presencia de líquido. Tal respuesta procedería empleando sensores de presión y temperatura 100 implementados a lo largo de la trayectoria de acondicionamiento 15 como se describe con detalle más adelante. Cualquier combinación alternativa de dispositivos de monitoreo, muestreo, determinaciones y respuestas por parte del sistema de monitoreo y control descrito en la presente se contemplan por esta descripción.

Transmisores de Presión y Temperatura: En el arreglo ilustrado en la Fig. 2, además del sensor 70, los transmisores o sensores de presión y temperatura 100 se instalan en la salida de los componentes del tratamiento, tales como el regulador de presión 60, enfriador 62, filtro separador 63, calentador 64, e intensificador 66. Estos trasmisores o sensores 10 también están conectados por una trayectoria de comunicación 125 al dispositivo lógico programable 130, y proporcionan datos de entrada para la determinación de la condición del gas de sellado en el conducto 15 como se explicará.

De acuerdo con el sistema de monitoreo y control de la presente descripción, se coloca un número de transmisores de detección de presión y temperatura 100 (identificados por el símbolo PTI) a lo largo de la trayectoria de flujo del arreglo de tratamiento del gas de sellado. Tales dispositivos están comercialmente disponibles de Honeywell Corporation y otras fuentes conocidas.

Como se ve en la Fig. 2, un dispositivo PTI 100 se coloca en corriente debajo de cada uno de los dispositivos de tratamiento o acondicionamiento descritos incluyendo el regulador de presión 60, el enfriador 62, el filtro separador 63, y el calentador o dispositivo de control de temperatura 64. Los dispositivos PTI están en comunicación con el dispositivo lógico programable 130 (unidad de procesamiento central de computadora (CPU, por sus siglas en inglés) ) a lo largo de una trayectoria de comunicación 125. Estos proporcionan señales de la presión y temperatura del gas de sellado en varios lugares a lo largo de la trayectoria de flujo del gas de sellado que se está acondicionando antes del suministro del gas a las cámaras de sellado de sellos sin contacto del compresor asociado.

Los datos detectados, la presión y temperatura de gas son útiles para el reconocimiento de la condición de fase del fluido que se está tratando en el sistema de gas de sellado. La Fig. 3 es un diagrama de fase que es ilustrativo de la fase de un gas conocido. El controlador lógico programable 130 incluye medios legibles por máquina o memoria que es provista con datos almacenados indicativos de la fase de gas de sellado a varias presiones y temperaturas para la composición del gas particular que se está procesando por el compresor asociado. Tales datos almacenados se capturar en la memoria de la máquina para utilizarse por el controlador lógico para determinar la fase del fluido del gas de sellado que fluye en varios lugares de los sensores PTI .

En una aplicación de compresor de gas dada, la entidad que opera el equipo usualmente está consciente de la formación del fluido de proceso. El producto transmitido, mientras es 100% de gas, podría ser 80% de metano, 15% hidrocarburo, y 5% hidrocarburo pesado. Conociendo la composición de gas, se puede desarrollar un diagrama de fase como se ilustra en la Fig. 3 indicativa de la fase de fluido a varias presiones y temperaturas. Por ejemplo, con referencia a la Fig. 3, el fluido está en una fase gaseosa a presiones y temperaturas por arriba de domo y en una fase líquida a presiones y temperaturas dentro del domo.

Caja de Control del Sistema Pre-programado : Todas las señales del sensor de líquido 70 y transmisores de presión y temperatura 100 están conectados al dispositivo lógico programable 130 (computadora o caja de control de la unidad de procesamiento central (CPU) ) . El CPU identifica la presión y temperatura del fluido sellado en cada lugar de un sensor PTI 100. El dispositivo lógico hace una comparación con los datos almacenados, por ejemplo la información del diagrama de fase ilustrado en la Fig. 3 para un gas conocido representativo del gas de proceso. En esta forma, el dispositivo lógico determina la presencia de concentrado líquido en un dispositivo sensor PTI 100. Si se detecta líquido en el punto de señal específico, se envía un comando por la computadora para alertar al operador para remediar la condición o tomar acción automáticamente para evitar la exposición del sellado de gas seco al líquido, que es la causa principal de fallas del sellado de gas seco.

Las condiciones detectadas en los dispositivos de presión-temperatura PTi(l), PTI (2), PTI(3) , PTI(4) se comparan con el diagrama de fase tramado como se muestra e la Fig. 3. El controlador lógico programable de esta forma reconoce el estado del gas dentro del sistema en cada posición de los sensores y se programa para proporcionar una señal de salida (140) . Se reconocerá un cambio, incluyendo un mal funcionamiento del elemento de acondicionamiento asociado; tal como el regulador de presión 60, el enfriador 62, el filtro separador 63, el calentador 64, y el intensificador 66. Cualquier disparidad entre la lectura actual y los datos de composición predeterminados serla una indicación del mal funcionamiento o deficiencia del componente. Esto permitiría al operador tomar acción apropiada antes de que las caras se expongan irreparablemente a fluidos líquido.

La señal de salida del dispositivo lógico programable 130 puede suministrarse para propósitos de control en cualquier número de respuestas alternativas. Podría proveer una alerta, sonido de alarma, o proporcionar un registro impreso. En un sistema más comprensible, podría causar una respuesta automática. Tal respuesta podría incluir el ajuste de los parámetros de funcionamiento de uno o más de los elementos de acondicionamiento del sistema o en el caso de la necesidad de una respuesta inmediata, apagar el compresor.

El dispositivo lógico programable también puede programarse para hacer el análisis de la composición de gas de sellado en el sistema y reconocer la desviación de los datos de la línea base. Puede proporcionar una señal de salida con base en tal desviación. Un ejemplo sería una situación de alteración del proceso de la planta.

El sistema de monitoreo y control del gas de sellado de la presente descripción es intrínsecamente seguro y proporciona una advertencia por adelantado si se detecta cualquier líquido en el sistema de acondicionamiento de gas de sellado. Un sistema de acondicionamiento de gas incluye un sensor óptico de reconocimiento de líquido para detectar la presencia de vapor o condensado líquido dentro de suministro de gas de sellado en un sellado de gas sin contacto asociado. Se configura con una caja de control inteligente para iniciar una señal de salida.

En un sistema de acondicionamiento con uno o más dispositivos de acondicionamiento, el sistema de monitoreo además puede incluir la detección de la presión y temperatura en la salida de cada uno de tales dispositivos. Los datos detectados se comparan con el diagrama de fase de compatibilidad del gas de sellado conocida para determinar si y cuando el líquido está presente. Como un resultado un operador puede correr un chequeo de diagnóstico con el fin de encontrar la razón de la presencia de líquido e iniciar un aspecto de acción antes de que las caras de sellado se expongan y afecten adversamente.

El sistema de monitoreo y control además incluye sensores de presión y temperatura en corriente debajo de cada unidad o elemento de acondicionamiento para proporcionar datos a la caja central sobre la condición del gas de sellado que fluye desde la unidad asociada. Por medio de la comparación de los datos recibidos con los datos almacenados sobre las propiedades del gas a varias presiones y temperaturas , determina la ubicación del concentrado líquido. Proporciona una señal de salida para iniciar la acción correctiva apropiada En una configuración contemplada e ilustrada por la descripción y en la Fig. 2, la detección del líquido en el sensor 70 inicia una secuencia de detección que involucra el sensor PTI 100 en corriente debajo de cada unidad de acondicionamiento. Los datos PTI detectados son recibidos por la computadora y comparados con los datos de presión y temperatura almacenados en el medio legible por máquina indicativos de la fase de composición de gas conocida a varias presiones y temperaturas. De esta forma, la necesidad de ajuste de una o más de las unidades de acondicionamiento, la posible alteración del gas de proceso, u otras anomalías, pueden aislarse como la causa de la fase de líquido y tomar una respuesta apropiada.

En otra aplicación particular, se contempla que el sistema de gas de sellado podría incluir el conducto 1 con múltiples elementos de acondicionamiento tales como un regulador de presión 60, el enfriador 62, el filtro 63, etc., con sensores de presión y temperatura 100 en la salida de cada uno de tales elementos, pero sin el sensor 70 en el conducto. En esta instancia, el controlador lógico programale reconocería, y respondería solamente a datos de temperatura y presión de los sensores 100 y la comparación de los datos almacenados de un diagrama de fase (Fig. 3) para el gas de proceso conocido.

Las variaciones y modificaciones de lo anterior están dentro del alcance de la presente invención. Se entiende que la invención descrita y definida en la presente se extiende a todas las combinaciones alternativas de dos o más características individuales mencionadas o evidentes a partir del texto y/o figuras. Todas estas diferentes combinaciones constituyen varios aspectos alternativos de la presente invención. Las modalidades descritas en la presente explican los mejores modos conocidos para practicar la invención y permitirán a otros expertos en la técnica utilizar la invención. Las reivindicaciones se construirán para incluir las modalidades alternativas al grado permitido por la técnica anterior.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un sistema de monitoreo para un sistema de suministro de gas de sellado para un arreglo de sellado de gas sin contacto caracterizado porque tiene un conducto con una entrada para recibir gas de sellado y una salida para suministrar gas de sellado a una cámara de sellado para el sellado sin contacto; un sensor de líquido en tal conducto para detectar la presencia de líquido dentro de tal conducto; el sensor de líquido comprende un dispositivo óptico.

2. Un sistema de monitoreo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo óptico es un dispositivo de onda evanescente.

3. Un sistema de monitoreo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el dispositivo óptico está conectado a un dispositivo de salida sensible al reconocimiento de un líquido presente en el conducto para proporcionar una señal de salida.

4. Un sistema de monitoreo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo de salida comprende un controlador lógico programable.

5. Un sistema de monitoreo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el controlador lógico programable incluye un medio legible por máquina provisto con datos almacenados indicativos de la fase del gas de sellado a varias presiones y temperaturas.

6. Un sistema de monitoreo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque incluye al menos un elemento de acondicionamiento de gas entre la entrada y la salida del conducto, un sensor de presión y temperatura dispuesto en corriente abajo del al menos un elemento de acondicionamiento de gas, el sensor de presión y temperatura conectado al controlador lógico programable para proporcionar datos sobre la presión y temperatura del gas de sellado en el conducto en el sensor, el controlador lógico programable determina la fase del gas en corriente debajo de la al menos una unidad de acondicionamiento y proporciona una señal de salida en el reconocimiento de la presencia de líquido.

7. Un sistema de monitoreo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el controlador lógico programable compara los datos del sensor de presión y temperatura con los datos almacenados para determinar la condición del gas de sellado en el sensor de presión y temperatura.

8. Un sistema de monitoreo para el suministro de gas de sellado de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el sistema de suministro gas incluye múltiples elementos de acondicionamiento de gas a lo largo del conducto, el sistema además comprende un sensor de presión y temperatura en corriente abajo de cada elemento de acondicionamiento de gas, cada sensor de presión y temperatura conectado al controlador lógico programable para proporcionar datos al controlador lógico programable sobre la presión y temperatura del gas de sellado en tal conducto en cada sensor, el controlador lógico programable determina la fase del gas en corriente abajo de cada unidad de acondicionamiento y proporciona una señal de salida en el reconocimiento de la presencia de líquido.

9. Un sistema de monitoreo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el controlador lógico programable compara los datos de los sensores de presión y temperatura con los datos almacenados para determinar la condición del gas de sellado en los sensores de presión y temperatura .

10. Un sistema de monitoreo y control para suministro de gas de sellado amortiguado sin contacto caracterizado porque el suministro de gas comprende: un conducto que tiene una entrada de una fuente de gas; una salida a la cámara para un sellado sin contacto; al menos un elemento de acondicionamiento entre tal entrada y tal salida del conducto; el sistema comprende: un dispositivo de detección de presión y temperatura asociado con al menos un aparato de acondicionamiento; un controlador lógico programable que recibe una señal del dispositivo de detección de presión y temperatura; una fuente de datos almacenados indicativos de la presión y temperatura del gas en estado líquido y gaseoso conectada al controlador lógico programable; el controlador lógico programable compara los datos detectados con los datos almacenados para determinar la condición del gas en el sensor; el controlador lógico programable envía una señal de salida en respuesta al reconocimiento de una fase de líquido .

11. Un sistema de monitoreo y control para un suministro de gas de sellado de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el sistema de suministro de gas incluye múltiples elementos de acondicionamiento de gas a lo largo del conducto, el sistema además comprende un sensor de presión y temperatura en corriente abajo de cada elemento de acondicionamiento de gas, cada sensor de presión y temperatura conectado al controlador lógico programable para proporcionar datos al controlador lógico programable sobre la presión y temperatura del gas de sellado en tal conducto en cada sensor, el controlador lógico programable determina la fase del gas en corriente abajo de cada unidad de acondicionamiento y proporciona una señal de salida en el reconocimiento de la presencia de una fase de líquido.

12. Un método para el monitoreo de un sistema para suministro de gas de sellado a un sellado de gas sin contacto, caracterizado porque comprende: un conducto con una entrada desde una fuente de gas; una salida a la cámara para un sellado sin contacto; al menos un elemento de acondicionamiento a lo largo del conducto; los pasos comprenden: proporcionar un sensor de onda evanescente en tal conducto para detectar la presencia de líquido dentro de tal conducto conectado a un dispositivo de salida sensible al reconocimiento de un líquido presente en el conducto para proporcionar una señal de salida, detectar la condición del gas de sellado en tal conducto, enviar una señal de salida sobre el reconocimiento del líquido presente en el conducto en el sensor.

13. Un método para monitoreo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el sistema además incluye un sensor de presión y temperatura dispuesto en corriente abajo del al menos un elemento de acondicionamiento de gas, conectado al controlador lógico programable para proporcionar datos de entrada sobre la presión y temperatura del gas de sellado en el conducto en el sensor y en donde el controlador lógico programable incluye un medio legible por máquina que contiene datos almacenados indicativos de la presión y temperatura del gas en el estado líquido y gaseoso; los pasos además comprenden detectar la presión y temperatura del gas de sellado en el sensor de presión y temperatura en corriente abajo del al menos un elemento de acondicionamiento; comparar la presión y temperatura detectados con los datos almacenados en el medio legible por máquina para reconocer la presencia de líquido.

14. Un método para el monitoreo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el sistema de suministro de gas incluye múltiples elementos de acondicionamiento de gas a lo largo del conducto; el sistema además comprende un sensor de presión y temperatura en corriente abajo de cada elemento de acondicionamiento de gas, cada sensor de presión y temperatura conectado al controlador lógico programable para proporcionar datos de entrada al controlador lógico programable sobre la presión y temperatura del gas de sellado en tal conducto en cada sensor, los pasos además comprenden: enviar una señal de salida sobre el reconocimiento de un líquido en el gas de sellado en cualquiera de tales sensores de presión y temperatura.