پمپ-سانتیریفیوژ

سوالات رایج درباره پمپ های ساتریفیوژ

نقطه عملکرد Rated در پمپ های سانتریفیوژ چیست؟

Rated Operating Point:

این اصطلاح معرف مقدار دبی است که فروشنده تضمین می نماید که عملکرد پمپ در تلرانس های بیان شده در استاندارد قرار گیرد. در واقع پمپ می بایست برای شرایط Rated Operating Point طراحی و تست گردد. این دبی معمولاً تا اندازه ای بزرگتر از دبی Normal operating Point می باشد (معمولاً ۱۰درصد). در واقع Rated operating point نقطه ای با بیشترین دبی مورد نیاز می باشد.(پمپ های سانتریفیوژ)

NPSH در پمپ چیست؟

Net Positive Suction Head  یا NPSH:

این اصطلاح یکی از مهمترین و بنیادی ترین اصطلاحات رایج در پمپ های سانتریفیوژ می باشد و معرف مجموع فشار مطلق مکش منهای فشار بخار سیال، در دمای کاری می باشد. فشار مطلق مکش در نازل مکش تعیین می گردد. NPSH یک مفهوم فیزیکی و از جنس انرژی می باشد و بر حسب متر و یا فوت ارتفاع سیال پمپ شونده بیان می گردد.

NPSHa (در دسترس) بیان کننده میزان انرژی کل سیال در هنگام ورود به پمپ می باشد و در صورتی که این انرژی جهت غلبه بر تلفات قسمت مکش پروانه پمپ کافی باشد، (تعریف مفهوم NPSHr و یا همان NPSH مورد نیاز) سیال در همان حالت باقی مانده و تبخیر نمی شود. بدیهی است هنگامی که انرژی سیال از میزان انرژی که باعث گردیده است ماده در آن دما سیال بماند

(همان فشار بخار در دمای معلوم) کمتر گردد, ماده شروع به تبخیر شدن می نماید و دلیلی برای مایع بودن ندارد. علاوه بر موارد فوق کاهش فشار باعث آزاد شدن گازهای محلول در سیال می گردد. این گازها که در نتیجه فشار سیال در سیال محلول گردیده اند با کاهش فشار (حتی در حالتی که فشار مطلق سیال از فشار بخار آن بیشتر باشد) آزاد می گردند.

ایجاد فاز گازی در سیال چه در نتیجه کاهش فشار و آزاد شدن گازهای محلول و چه در نتیجه تبخیر خود سیال به خاطر کاهش فشار تا فشار بخار, باعث ایجاد پدیده مخرب کاویتاسیون در قسمت مکش پروانه پمپ می گردد. این پدیده باعث خوردگی پره های پروانه در قسمت مکش می گردد.

محافظ کوپلینگ ضد جرقه در پمپ ها چیست؟

Non Spark coupling guard:

عموماً و به طور استاندارد محافظ های کوپلینگ از ورق های کربن استیل ساخته می شوند، چرا که ساخت این محافظ ها به روش خم کاری راحتتر و به صرفه تر می باشد و ممکن است نیاز به رنگ کاری نیز نداشته باشد. اما وقتی پمپ در محیط های انفجاری نصب می شوند و برای کاهش احتمال انفجار، الکتروموتور آنها ضد انفجار (یا ضد جرقه) انتخاب می شود، استفاده از محافظ های کوپلینگ فولادی مناسب نمی باشد. چرا که ممکن است سایش کوپلینگ با محافظ آن ایجاد جرقه کند.  در این مواقع محافظ های کوپلینگ آلومینیومی یا برنزی (برنجی) استفاده می شود. پمپ هایی که روی سکوی های نفتی در محیط های انفجاری نصب می شوند محافظ های برنزی دارند. هوای مملو از نمک دریا با بیشتر آلیاژهای آلومینیوم سازگار نمی باشد. محافظ های کوپلینگ آلومینیومی و برنزی به عنوان Non Spark Coupling Guard شناخته می شوند.

جهت مطالعه بیشتر به استاندارد های EN 809، BS PD 5304، DIN 31001 و ASME B 15.1 مراجعه کنید.

 فاکتور انعطاف پذیری شفت و فاکتور باریک شوندگی شفت چیست

برای مقایسه دو پمپ با شفت های متفاوت و کاربردهای یکسان از پارامتری به نام فاکتور باریک شوندگی شفت استفاده می کنیم. این پارامتر با در نظر گرفتن پارمترهای ابعادی شفت و نیز در نظر نگرفتن ضرائب ثابت موجود در معادله زیر به صورت زیر به دست می آید:

تراست محوری چیست؟ 

نیرویی است که به دلیل عدم تعادل بر روتور پمپ وارد شده و ایجاد تمایلی برای جابه جایی در جهت محور پمپ ایجاد می کند. نیروهای محوری تولید کننده تراست در پمپ های سانتریفیوژ، از فشار داخلی موثر در ناحیه اثر پروانه حاصل می شود. این نیرو به سادگی یک محصول، از فشار خالص مکش و تخلیه و ناحیه تحت اثر پروانه به دست می آید.

متغییرهای دیگری که می توانند بر تخمین میزان بار محوری تاثیر داشته باشند به شرح زیر می باشند:

  • محل قرارگیری پروانه نسبت به دیواره حلزونی
  • تقارن پروانه
  • زبری سطوح دیواره ها
  • فواصل رینگ های سایشی
  • ابعاد سوراخ های تعادلی

بسیاری از این متغییرها نامعین هستند و از این رو نیروهای محوری در بهترین شرایط تخمین محاسبه می شوند.

 تست های شاهد(Witnessed) و تست های مشاهده ای (observed) – بازرسی پمپ ها

–   تفاوت بین تست های عملکرد شاهد و تست های عملکرد مشاهده ای چیست؟

–  ازمون ها شاهد برنامه ریزی تولید دارای یک نقطه توقف می باشد که به مشتری اجازه مشاهده تست عملکرد را می دهد.

واقع یک زمانی جهت جلوگیری از هرگونه اتفاق و بازدید ناگهانی تایین می شود.

در تست های مشاهده ای هیچ نقطه توقفی در برنامه تولید وجود ندارد. تست های عملکردی با یا بدون حضور مشتری صورت می پذیرد. تنها لازم است که تولید کننده برنامه زمان بندی تست را به مشتری اعلام کند.

  یک استرینگ تست(string test) چیست؟ – بازرسی پمپ ها

–  یک استرینگ تست (string test) چیست؟

– یک استرینگ تست، تست کامل پکیج پمپ شامل، درایور مورد نظر، فوندانسیون، سیستم فلاشینگ آب بندی که خود شامل محفظه روغن یا سیستم های روغن کاری برای آب بند های دوبل می شود و سیستم های روغن کاری یاتاقان ها در صورت استفاده می باشد. رشته تست در صورت تعیین مشتری همچنین می تواند شامل تست لوله کشی، تجهیزات، گیربکس یا متناوب ساز باشد.

محدوده ارتعاشات مورد قبول در استرینگ تست، باید مورد توافق طرفین قرارداد قرار بگیرد، زیرا در این تست فاکتورهایی مانند عدم سیمانی بودن فوندانسیون پمپ نیز دخالت دارد.

 پمپ های بدون آب بند مکانیکی

پمپ های بدون آب بند به کلاس خاصی از پمپ ها باز می گردد که به المان های آب بندی(مثل آب بند مکانیکی) جهت جلوگیری از نشت سیال پمپ شده به محیط نیاز ندارند. دلیل این امر آن است که روتور داخلی مونتاژ شده با پروانه، به محیط خارج از محفظه فشار ادامه نمی یابد. پس اتصال شفت به پوسته که می تواند منبع پتانسیلی برای نشت باشد، به طور کامل حذف می شود. پمپ های بدون آب بند به دو گروه کلی تقسیم می شوند:

۱.  پمپ های مگنتی:روتور داخلی شامل یک مگنت دائمی می باشد.

۲.  پمپ های با موتور محفظه دار(canned motor pumps): روتور داخلی شامل هسته القایی موتور لایه لایه آهنی می باشد.

  1. پمپ های بدون آب بند، علیرغم مشخصه خاص ضد نشت بودنشان، دارای محدودیت های خاصی در طراحی می باشند که کاربردشان را محدود می کند، به عنوان مثال:
  2. به دلیل محدودیت در انتخاب و ضخامت مواد مورد استفاده در محفظه فشار، کاربرد این پمپ ها در فشارهای بالا را نامناسب می نمایند.
  3. روش های بالانس هیدرولیکی در این پمپ ها محدود می باشد، از این رو استفاده این پمپ ها در سرویس هایی با بار تراست بالا نامناسب می باشد.

پمپ های بدون آب بند در مقایسه با پمپ های طبق استانداردهای ایزو و یا ANSI بسیار پر هزینه تر می باشند.

 سرعت جانبی برای پروانه های چدنی پمپ های سانتریفیوژ

سرعت جانبی برای پروانه های چدنی چقدر می باشد؟

این موضوع به درجه خاص چدن به کار رفته شده بستگی دارد(کلاس 30، 40 یا 50). شماره کلاس چدن، نشان دهنده کمترین قدرت کششی بر حسب پوند بر اینچ مربع می باشد. محاسبات سرعت جانبی، بر اساس فوت بر ثانیه، به ترتیب زیر می باشد:                    

که خواهیم داشت :

که در آن  D قطر پروانه به اینچ،  Nسرعت چرخشی بر اساس دور بر دقیقه و  sسرعت جانبی بر اساس فوت بر ثانیه می باشد.

کمترین قطر مجاز پروانه پمپ های سانتریفیوژ

سوال: کمترین قطری که پروانه یک پمپ به آن اندازه می تواند برش داده شود چیست؟

جواب: کمترین قطری که پروانه می تواند به آن اندازه کوچک یا تنظیم شود معمولا به نوع طراحی پروانه که شعاعی، جریان مختلط و یا جریان محوری باشد، بستگی دارد.

معمولا کمترین قطر مجاز به صورت درصدی از بیشترین قطر پروانه به صورت زیر می باشد:

–  پروانه های شعاعی    80 درصد

–  جریان مختلط   90 درصد

–  پره های جریان محوری     95 درصد

نقطه بهترین کارایی پمپ های سانتریفیوژ

کارایی پمپ های سانتریفیوژ چیست؟

بهترین کارایی(BEP) نرخ جریانی است که پمپ در آن بالاترین کارایی خود را دارد و به طور معمول بر اساس عملکرد پمپ در بیشترین قطر پروانه می باشد. نقطه بهترین کارایی به دلایل زیر بسیار مهم می باشد:

–         پارامترهایی چون سرعت مخصوص(NS)، سرعت مخصوص مکش(NSS)، اندازه هیدرودینامیک(Z)، تصحیح لزجت و غیره بر اساس اندازه گیری های انجام شده در این نقطه مورد محاسبه قرار می گیرند.

–         بسیاری از کاربران ترجیح می دهند که جهت کم کردن بارهای شعاعی و محوری و جلوگیری از مشکلات ارتعاشی که توسط باز جریان کم اتفاق می افتد، پمپ را در محدوده 80 تا 110 درصدی نقطه بهترین کارایی برای عملکرد بهینه، استفاده کنند.

جریان در نقطه بهترین کارایی، ضرورتا همانند جریانی که از پروانه طراحی شده انتظار می رود، نمی باشد. نقطه بهترین کارایی توسط پروانه و محفظه، کنترل می شود. یک پروانه مخصوص با نصب شدن در محفظه هایی با قطرهای متفاوت، می تواند منجر به عملکردهای متفاوتی شود.

 چرخش پمپ در جهت اشتباه

با تمام احتیاط و مراقبت های قبل از استارت پمپ، همگان بر این باورند که یک کاربر، مخصوصا در محیط های صنعتی، سهوا پمپ را در جهتی اشتباه استارت نمی کند. اما این موضوع بیش از حد تصور اتفاق می افتد که حتی اغلب سازندگان پمپ، تست های مختلفی از عملکرد پمپ با چرخش اشتباه را انجام می دهند، تا دریابند که عملکرد پمپ چگونه تحت تاثیر قرار می گیرد. نتایج این گونه تست ها در زمینه حل مشکلات به کار می روند.

حالت های ممکن در چرخش اشتباه عبارتند از :

  •  جهت درست چرخش نصب شده، پمپ در جهت اشتباه بچرخد
  • پروانه در جهت اشتباه چرخش نصب شده، پمپ در جهت صحیح بچرخد
  •  اشتباه چرخش نصب شده، پمپ در جهت اشتباه بچرخددر هر صورت، تمامی دقت لازم در هنگام نصب پروانه و راه اندازی پمپ، جهت جلوگیری از چرخش اشتباه، باید لحاظ شود.

     عملیات پیش گرم کردن پمپ در سرویس های دما بالا

    پمپ های مورد استفاده در سرویس های دما بالا، نیازمند پیش گرم کردن تدریجی قبل از استارت پمپ می باشند. عدم پیش گرم کردن کافی و مناسب قبل از استارت، در اثر شوک حرارتی، می تواند سبب پیچش، تغییر شکل و یا حتی شکست پوسته و دیگر قسمت ها شود.

    همچنین پمپ های مورد استفاده در سرویس های دما بالا نیازمند تنظیم همراستایی در دمای بالا می باشند. عملکرد یک سیستم قبل از رسیدن آن به دمای کاری یا نزدیک به آن، می تواند سبب عدم همراستایی روتور و یا یاتاقان، بار تراست بیش از حد و یا بار نازل بالا شود.

    پیش گرم کردن پمپ می تواند توسط گردش سیال دما بالا در پمپ انجام شود.