بهینه کردن سیستم پمپاژ به منظور به حداقل رساند هزینه اولیه و هزینه چرخه عمر

بهینه کردن سیستم پمپاژ به منظور به حداقل رساند هزینه اولیه و هزینه چرخه عمر

Optimizing Pumping Systems To Minimize First Or Life-Cycle Cost

روش های بهینه سازی عددی هنگامی که با نرم افزارهای تحلیل سیستم پمپاژ ترکیب شوند، تکنولوژی قدرتمند جدیدی را برای بهره برداران پمپ ها فراهم می کنند. خواه هدف کاهش هزینه های اولیه باشد یا هزینه های چرخه عمر این تکنولوژی این وعده را می دهد که هزینه های سیستم پمپاژ و مصرف انرژی را به شدت کاهش دهد.

روش های بهینه سازی با انتخاب اندازه لوله و پمپ هزینه را به حداقل می رسانند. مهندسان طراح قیدهای سیستم را مانند دبی، محدوده NPSH یا سرعت جریان را مشخص می کنند. سپس نرم افزار بهینه سازی ترکیبی از اندازه لوله و پمپ را پیدا می کند که هزینه ها را به حداقل رسانده و قیود طراحی را برآورده سازد.

مفهوم طراحی جدید به نام نقطه عملکرد بهینه سیستم پمپاژ معرفی[1] شده است. به عبارت ساده این مفهوم از داده های هزینه استفاده می کند تا برآوردی بهینه از لوله، پمپ وهزینه انرژی برای سیستمی که یک یا چند نقطه کاری دارد را مشخص کند.

برای ایجاد معیاری برای مقایسه این روش برای چهار سیستم پمپاژ که قبلا طراحی شده اند انجام شده است.

دریافت رایگان  فایل اصلی مقاله:

Optimizing Pumping Systems To Minimize First Or Life-Cycle Cost

حجم: 1.31 مگابایت

---

[1] optimal pumping system operating point (OPSOP)

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها بخش 11

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها

بخش 11

لینک بخش 10

 

راهنمای استفاده از توربین های جند طبقه

کلا در صورتی که توربین یک طبقه پاسخ گوی شرایط کاری می باشد، استفاده از آنها به دلایل قیمتی به توربین های طبقاتی ترجیح داده می شود. قیمت یک توربین چند طبقه حدود 20 برابر قیمت توربین یک طبقه است که همان عملکرد را دارد.

توربین های چند طبقه هنگامی استفاده می شوند که توربین های یک طبقه پاسخگوی شرایط کاری نبوده و یا بهبود راندمان مورد نیاز می باشد. دلایل استفاده از توربین های چند طبقه شامل موارد ذیل می باشد:

- نیاز به خروجی های بزرگتری نسبت به آنچه که در توربین های یک طبقه موجود است مورد نیاز باشد. این حالت معمولا در توربین هایی که دارای خروجی آنها معادل فشار چگالش می باشد رخ می دهد.

- مصرف بخار برای خریدار توربین از اهمیت بالاتری برخوردار می باشد. توربین های چند طبقه معمولا ب مقدار قابل ملاحظه ای دارای راندمان بالاتری می باشند.

- مقدار توان مورد نیاز از مقدار توانی که توربین یک طبقه می تواند با توجه به بار اعمالی بر روی پره تامین کند، بیشتر باشد.

این مطلب ادامه دارد

 

ترجمه آزاد از: 

Selecting Steam Turbines For Pump Drives  by Michael A. Cerce and Vinod P. Patel

Proceedings Of The Twentieth International Pump Users Symposium • 2003

 

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها بخش 8

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها

بخش 8

لینک بخش 7

مصرف بخار

مصرف بخار معمولا بر اساس مقدار وزن بخاری که در واحد زمان مورد نیاز است تا توربین توان لازم را با درنظر گرفتن شرایط بخار تولید کند، بیان می شود. مصرف بخار معمولا بر اساس پوند بر ساعت اسب بخار(lb/hp-hr) و یا کیلوگرم بر ساعت کیلووات(kg/kW-hr) می باشد.

در کل هرچه انرژی بیشتری در بخار موجود باشد جریان کمتری برای ایجاد یک توان مشخص مورد نیاز است. انرژی موجود در بخار را می توان از نمودار مولیر  (Molier chart)به دست آورد. همچنین می توان از منابعی مانند ASME Publication of Theoretical Steam Rate Tables (1969) نیز استفاده کرد. مصرف بخار تئوری (Theoretical steam rate (TSR)) مقدار بخاری را مشخص می کند که توربین بخار هنگامی که راندمان آن صد در صد است مصرف می کند. به طور حتم این موضوع ممکن نمی باشد به خصوص برای توربین هایی که توان های پایین دارند. در حالی که راندمان توربین های بخار نیروگاه های برق ممکن است تا 90 درصد برسد، راندمان توربین های یک مرحله ای حدود 60 درصد می باشد و توربین هایی با راندمان کمتر از 30 درصد نیز غیر معمول نیستند.

رابطه مابین توان، انرژی، راندمان و جریان بخار بر اساس فرمول زیر می باشد:

راندمان یک توربین یک مرحله ای  از مشخصات کارکردی به دست می آید. معمولا مشخصات عملکردی به صورت منحنی راندمان به نسبت سرعت ( نسبت مابین سرعت پروانه و سرعت خروجی از نازل های توربین) ارایه می گردد.

قطر (D) چرخ توربین بر اساس طراحی توربین بوده و مابین سازندگان توربین متفاوت می باشد. به عنوان مثال بعضی از توربین های یک مرحله ای در پنج قطر 12، 14، 18، 22 و 28 اینچ پیشنهاد داده می شوند.

سرعت توربین(N)  معمولا بر اساس تجهیزی که توسط توربین رانده می شود تعیین می شود ولی گاهی اوقات استفاده از چرخدنده برای بهینه کردن راندمان توربین یا اینکه توربین در سرعتی مطلوب کار کند توصیه می گردد.

به عنوان مثال: توربینی با این مشخصات را در نظر بگیرید 200hp، 3600 rpm، 600 pisg/650°F/25 psig و TSR= 14.377 lb/hp-hr. و قیمت بخار مصرفی آن معادل $5.0/1000 lb می باشد. مقدار انرژی قابل دریافت از بخار 3413/14.377=273 Btu/lb می باشد. انتخاب توربینی با قطر چرخ 14in ممکن است ارزان ترین انتخاب باشد که توان مورد نیاز را تامین می کند. نسبت سرعت مساوی با:

Velocity ratio= p×14×3600/(2×32×778×237)^½ =0.064

بر اساس نمودار شکل 12 مقدار راندمان پایه (Basic efficiency)توربین حدود 30 درصد می گردد. بعد از تصحیح، مقدار مصرف بخار معادل  38 lb/hp-hr می گردد.

در شکل 13 راندمان توربین بر روی نمودار مولیر نشان داده شده است.

·        اولین اتفاقی که می افتد افت هایی است که در Steam chest، شیر قطع و شیر گاورنر رخ می دهد.

·        نقطه دوم راندمان طبقه توربین می باشد. باید توحه کرد که راندمان پایه از توان مستقل می باشد.

·        افت های ناشی از windage، یاتاقان ها و سیستم تخلیه بخار راندمان کلی را ایجاد می کنند.

با با در نظر گرفتن قیمت $5.0/1000lb  برای بخار و 8000 ساعت کارکرد توربین در سال هزینه بخار مصرفی آن معادل عدد زیر خواهد بود:

فرض کنید هزینه اولیه خرید این توربین $25000 باشد. اگر توربین بزرگتر دارای قیمت $35000 باشد و مصرف بخار آن 33 lb/hp-hr باشد هزینه بخار مصرفی آن معادل مقدار زیر خواهد بود:

در نتیجه اضافه کردن $10000 در هزینه خرید می تواند موجب صرفه جویی سالانه $40000 شود.

به همین صورت اگر یک سایز توربین را بزگ تر کنیم قیمت آن $45000 خواهد شد و مقدار مصرف توربین معادل 30 lb/hp-hr خواهد شد که در نتیجه هزینه سالانه بخار مصرفی معادل $240,000 خواهد شد. که در نتیجه اضافه کردن $20000 به هزینه خرید موجب صرفه جویی $64000 در سال خواهد شد.

با در نظر گرفتن بزرگترین توربین (با قطر چرخ 28” ) هزینه خرید آن $55000 خواهد بود و مقدار مصرف بخار آن 27 lb/hp-hr می گردد. هزینه مصرف بخار سالانه $216000 خواهد شد. در نتیجه اضافه کردن $30000 هزینه اضافی در خرید موجب صرفه جویی سالانه $88000 خواهد گردید.

این مطلب ادامه دارد

ترجمه آزاد از: 

Selecting Steam Turbines For Pump Drives  by Michael A. Cerce and Vinod P. Patel

Proceedings Of The Twentieth International Pump Users Symposium • 2003

Life cycle cost assessment of turbomachinery for offshore application

Life cycle cost assessment of turbomachinery for offshore application

برآورد هزینه چرخه عمر توربوماشین ها برای مصارف فراساحلی

 

در این مقاله به آنالیز جامع هزینه چرخه عمر توربوماشین هایی که در سکوهای دریایی نصب می گردند پرداخته می شود. 

Download Link:

Life cycle cost assessment of turbomachinery for offshore application
حجم: 491 کیلوبایت

Elements Of Mechanical Equipment Life-Cycle Cost Analysis

Elements Of Mechanical Equipment Life-Cycle Cost Analysis

عناصر تحلیل هزینه چرخه عمر تجهیزات مکانیکی

- نمودار فوق مربوط به متن مقاله می باشد

هزینه های تجهیزات مکانیکی حدود 25 تا 35 درصد سرمایه گذاری در پروژه های ایجاد تاسیسات جدید را شامل می شوند. این درصد معمولا در پروژه های نوسازی و به روز رسانی و یا رفع گلوگاه های تاسیسات بیشتر نیز می گردد. تمرکز پیمانکاران در پروژه های Turnkey معمولا بر روی هزینه های خرید، نصب و راه اندازی می باشد و گاهی به هزینه های بعد از راه اندازی و تحویل پروژه مانند هزینه های انرژی مصرفی، تعمیر نگهداری، زمان های کارکرد، هزینه های قطعات یدکی و غیره در انتخاب تجهیزات توجه لازم و در حد هزینه های اولیه نمی گردد. در نتیجه بهره بردار نهایی از بهترین بهره لازم  از تاسیسات در مدت طول عمر آنها برخوردار نمی گردد. همکاری پیمانکاران، بهره برداران و تامین کنندگان تجهیزات در برآورد عوامل مذکور و دیگر پارامترهای فرآیندی، می تواند موجب کسب بهره طولانی مدت تری از تجهیزات گردد.

این مقاله در خصوص بسیاری از پارامترهای موثر در برآورد هزینه چرخه عمر تجهیزات مکانیکی و  چگونگی تشخیص پارامترهای مهم در این خصوص بحث می کند.

Download Link:

Elements Of Mechanical Equipment Life-Cycle Cost Analysis
حجم: 128 کیلوبایت