نصب (Installation)

آموزش نصب پمپ های سانتریفوژ - بخش 1

 

مقدمه

نصب درست و مناسب پمپ و تجهیزات آن و انجام مراقبت­ها و سرویس­های لازم در فواصل زمانی مناسب موجب افزایش بهره­وری و طول عمر مفید تجهیزات پمپاژ خواهد شد. پمپ­ها دارای طراحی­های مختلف و کاربردهای متفاوتی هستند و مسائل مطرح شده در این بخش به صورت کلی می­باشد و برای هر پمپ باید مطابق روش­های مندرج در دستورالعمل­های سازنده عمل شود.

باید به این نکته توجه شود که در بسیاری از موارد عملکرد نامناسب واحد پمپاژ بر اثر عدم دقت لازم هنگام عملیات نصب می­باشد.

اگرچه روش­های متفاوتی برای نصب واحدهای پمپاژ وجود دارد ولی هنگام نصب هر واحد باید به دقت از دستورالعمل­ها سازنده که به همراه پمپ ارسال می­گردد پیروی شود و هرگونه انحراف از این دستورات باید براساس تجربه و دانش کافی مهندسی انجام گیرد. معمولا قبل از نصب اعمال زیر انجام می­گیرد.

Inducer Design That Avoids Rotating Cavitation

این مقاله جهت استفاده طراحان پمپ و علاقه مندان در بخش مقالات به اشتراک گذاشته شده است.

به بخش مقالات رجوع کنید.

Inducer Design That Avoids Rotating Cavitation

Abstract:

Rotating cavitation instabilities in inducers are often encountered in turbopumps of rocket engines even in the normal running conditions.

They impact on bearings radial loads, on pipe pressure oscillations and then decrease the engine reliability. The inducer presented here was designed with the goal to suppress these instabilities.

هزینه چرخه عمر پمپ (Pump life cycle cost)

هزینه چرخه عمر پمپ (Pump life cycle cost)

ارزیابی و یا بهینه سازی هزینه طول عمر محصول در مدت زمانی که دارد عملکرد مورد نظر، ایمنی، قابلیت اعتماد، در دسترس بودن، قابلیت تعمیر آسان و دیگر شرایطی مد نظر را برآورده می سازد، هدف اولیه محاسبه هزینه چرخه عمر(Life Cycle Costing or LCC) می باشد.

در اکثر صنایع سیستم های پمپاژ حدود 25 تا 50 درصد از انرژی را مصرف می کنند و شاید بتوان گفت که حدود 20 درصد از انرژی برق جهان را مصرف می کنند. پمپ های سانتریفوژ رتبه اول را در خرابی و هزینه تعمیرات را دارا می باشند. به همین دلیل هم می باشد که آنها در مصارف مهم همیشه به صورت زوج نصب می شوند؛ یک پمپ در حالت کار و دیگری به عنوان پمپ آماده به کار و یدکی در نظر گرفته می شود.

بر خلاف تمامی این آمارها همچنان تصمیم گیری اکثر خریداران بر اساس کمترین هزینه اولیه در هنگام خرید و نصب پمپ ها می باشد. ایده ای وجود دارد مبنی بر اینکه اگر پمپ ارزانی عملکرد خود را درست انجام ندهد همیشه می توان آن را درست کرد. این ایده می تواند در مورد پمپ هایی که مشکل آن ها از مسایل نصب و یا خرابی قطعات می باشد درست باشد، ولی در مورد که پمپ دارای مشکلات بنیادی طراحی باشد صدق نمی کند. به علاوه با توجه به این که برای پمپ هایی با مصارف بالا و حساس هزینه اولیه خرید بخش کوچکی از هزینه های چرخه عمر پمپ می باشد، دیگر نمی توان تصمیم گیری براساس هزینه اولیه را به عنوان معیار مناسبی برای انتخاب در نظر گرفت. مواردی مانند شرایط بازار، ملاحظات مالی کوتاه مدت و موانع سازمانی به عنوان عوامل موثر در این نوع تصمیم گیری ها کوتاه بینانه می باشند.

نگاه مرسوم: شما همیشه می توانید یک پمپ بد را تعمیر و به روز کنید.

واقیعیت: بعضی از انتخاب های بد، از به روز کردن باصرفه جلوگیری می کنند. یک تاسیسات ممکن است یک پمپ بهتر را خریداری کند، ویا تمام مدت از تصمیم گیری اشتباه در خرید رنج ببرد.

کاربرانی که برروی قابلیت اطمینان تمرکز دارند و دنبال افزایش بهره بری بالا هستند از معیار هزینه چرخه عمر برای انتخاب تجهیزات استفاده می کنند. استفاده آگاهانه از این معیار موجب کاهش اتلاف ها و افزایش قابلیت اطمینان مجموعه تجهیزات می گردد. استفاده از معیار هزینه چرخه عمر موجب کاهش بسیار زیادی در  مجموع هزینه های انرژی، عملکرد و تعمیرات می گردد.

هزینه چرخه عمر مجموع کلیه هزینه های طول عمر یک پمپ شامل خرید، نصب، عملکرد و تعمیرات (شامل هزینه خواب تجهیز) به علاوه هزینه های ناشی از آلودگی های محیط زیستی و در نهایت هزینه اسقاط پمپ و قطعات آن می باشد.

فرمول ریاضی ساده شده آن به صورت ذیل می باشد:

LCC=C_ic+C_in+C_e+C_o+C_m+C_dt+C_env+C_d

LCC=Life Cycle Cost

C_ic : هزینه های اولیه، خرید پمپ موتور و تجهیزات جانبی

C_in:هزینه های نصب و راه اندازی

C_e: هزینه انرژی مصرفی (پمپ، موتور و سرویس های جانبی)

C_o:هزینه های کار کرد

C_m:هزینه های تعمیرات و نگهداری

C_dt: هزینه خواب پمپ و تاسسیات و از دست دادن تولید ناشی از خرابی م مشکلات

C_env:هزینه های محیط زیستی

C_d:هزینه های اسقاط تجهیز

هزینه های انرژی مصرفی، تعمیرو نگهداری و خواب ناشی از خرابی بستگی به انتخاب و طراحی پمپ، طراحی سیستم پمپاژ و هماهنگی آن با پمپ، نصب و نحوه عملکرد پمپ دارد. تناسب دقیق پمپ با سیستم پمپاژ می تواند موجب کاهش هزینه های انرژی و تعمیرات و افزایش طول عمر تجهیزات گردد.

از فرایند تعیین هزینه چرخه عمر پمپ می تواند به عنوان معیار انتخاب بین گزینه های مختلف در حین انتخاب تجهیزات استفاده کرد.در شکل زیر یک نمونه معمول از سهم هزینه ها در هزینه کل طول عمر پمپ نشان داده شده است.

تفکر مرسوم: داده های کافی برای محاسبه هزینه چرخه عمر پمپ وجود ندارد.

واقعیت: همیشه به اندازه کافی داده برای محاسبه تخمینی منطقی از هزینه چرخه عمر پمپ وجود دارد.

هزینه اولیه

هزینه اولیه شامل هزینه های اولیه خرید پمپ و سیستم پمپاژ می باشد. همچنین هزینه هایی مانند هزینه مهندسی، برگزاری مناقصه، سفارش دهی، اداری، تست، بازرسی، انبار داری قطعات یدکی، آموزش و تجهیزات جانبی را نیز شامل می گردد. هزینه های خرید تجهیزات و پمپ معمولا 15 درصد هزینه کل تملک می باشد. هزینه اولیه تحت تاثیر عواملی مهمی مانند اندازه و طراحی خط لوله، سرعت دورانی پمپ، کیفیت تجهیزات انتخاب شده، جنس پمپ و سیستم های کنترل و پایش می باشد.

هزینه نصب

هزینه های نصب و راه اندازی شامل هزینه های پی، ملات ریزی، اتصالات مربوط به لوله کشی، کابل کشی، نصب تجهیزات جانبی، همراستا سازی، تمیز کردن خطوط و ارزیابی عملکرد در را اندازی اولیه می گردد. دقت و درستی انجام کارها در این مرحله تاثیر بسزایی بر طول عمر تجهیزات و  کاهش خرابی ها و خواب تجهیزات خواهد داشت. در این مرحله دستورالعمل های نصب و راه اندازی سازنده می بایست به دقت اجرا شود. از چک لیست برای اطمینان از این تجهیزات بر اساس پارامترهای تعیین شده نصب و راه اندازی شده اند می بایست استفاده گردد.

هزینه های انرژی و عملکرد

هزینه انرژی پمپ و سیستم اغلب یکی از اجزا اصلی هزینه چرخه عمر پمپ بوده و گاهی بخش اصلی آن می باشد به خصوص اگر زمان کاری پمپ بیش از 2000 ساعت درسال باشد. مجموع هزینه های انرژی و تعمیرات در طول عمر یک پمپ معمولا بیش از 10 برابر هزینه خرید پمپ می باشد. هزینه انرژی نه تنها وابسته به راندمان پمپ دارد، بلکه به مقدار انرژی مصرفی سیستم پمپاژ (مانند قط لوله و غیره) نیزوابسته می باشد. همچنین به این موضوع که در طول عملکرد پمپ، نقطه کارکرد چقدر و چند بار به دلیل مسایل عملکردی از نقطه  بهترین راندمان پمپ فاصله می گیرد نیز بستگی دارد. مواردی مانند خطوط کنار گذر، شیرهای کنترل فشار و مصارف سیستم های جانبی از دیگر عوامل موثر در مصرف انرژی سیستم می باشند.

هزینه های عملکرد شامل هزینه های نیروی کار افرادی می شود که در رابطه با عملکرد پمپ فعال می باشند. این هزینه به مقدار زیادی با توجه به پیچیدگی و نوع عملیات سیستم متغییر می باشد. نظارت منظم بر چگونگی عملکرد سیستم پمپاژ می تواند اتلاف های بالقوه در عملکرد سیستم را به کاربر هشدار دهد. نشانگرهای عملکرد پمپ شامل مواردی مانند تغییر در ارتعاشات، پالس های شوک، دما، سطح صدا، مصرف انرژی، مقدار جریان و فشار می باشد.

تفکر مرسوم: هزینه اولیه مهمترین عامل انتخاب می باشد.

واقعیت: به جز موارد معدودی هزینه اولیه باید کم اهمیت ترین معیار انتخاب باشد.

هزینه های تعمیر و نگهداری:

رسیدن به بیشترین زمان عمر کاری پمپ نیاز به ملاحضات ویژه ای در طراحی سیستم (لوله کشی و غیره)، طراحی و انتخاب پمپ، نصب و سرویس منظم  و با کیفیت پمپ و تجهیزات آن دارد. هزینه تعمیر نگهداری وابسته به زمان و دفعات تعمیرات و همچنین هزینه جنس و قطعات مصرف شده در آن می باشد. طراحی پمپ از طریق عواملی مانند هیدرولیک پمپ، جنس قطعات، اجزا پمپ و قابلیت دسترسی قطعات هنگام سرویس، می تواند به شدت بر روی این هزینه ها اثر بگذارد.

خواب پمپ های ناشی از خرابی (Downtime) را می توان با استفاده از برنامه های تعمیرات پیشگیرانه و همچنین برنامه ریزی تعمیرات اساسی پمپ در زمان تغییرات فرآیندهای تولید و یا تعطیلات سالانه به حداقل رساند. گرچه خرابی ها ناخواسته را نمی توان به دقت پیش بینی کرد ولی می توان با محاسبه آماری زمان مابین خرابی ها

(Mean time between failures) و همچنین با استفاده از سیستم های کنترل هوشمند تجهیزات تخمین زد.

از دست دادن تولید:

هزینه خواب های ناخواسته خطوط تولید ناشی از خرابی های غیرمنتظره و از دست دادن تولید از مهمترین موارد در مجموع هزینه چرخه عمر می باشد و حتی می تواند در حد هزینه انرژی و هزینه تعویض قطعات باشد. تمامی موارد فوق که طول عمر کاری پمپ را تحت تاثیر قرار می دهند می توانند بر روی هزینه خواب و از دست دادن تولید اثر بگذارند. بر خلاف طراحی های صورت گرفته و طول عمر مدنظر برای تجهیزات و قطعات، در مواقعی خرابی ناخواسته پیش خواهد آمد. در مواردی که هزینه از دست دادن تولید قابل پذیرش نمی باشد، ممکن است از یک پمپ یدکی که موازی پمپ اصلی نصب می گردد، به منظور کاهش ریسک استفاده گردد. در صورت استفاده از پمپ یدکی هزینه های اولیه افزایش خواهد یافت ولی هزینه از دست دادن تولید از بین می رود و یا حداقل کاهش می یابد.

عوامل موثر در قابلیت اعتماد پمپ (Reliability)

در نمودار زیر عوامل متعددی که بر قابلیت اعتماد (Reliability)  پمپ اثر می گذارند به صورت خلاصه آورده شده است. به وضوح عواملی مانند انتخاب، نصب، نحوه استفاده، عملکرد و عوامل وابسته به تعمیرات از عوامل موثر بر قابلیت اعتماد می باشند.

به طور حتم عواملی مانند راه اندازی، نظارت بر عملکرد، نحوه خاموش کردن و رویه های مربوطه نیز از عوامل موثر بر قابلیت اعتماد می باشند.

منبع:

 Bloch, Heinz P., 1933– Pump user’s handbook: life extension/by Heinz P.Bloch and Allan R.Budris p.cm. Includes index ISBN 0-88173-452-7 (print)—ISBN 0-88173-453-5 (electronic) 

همچنین به لینک زیر می توانید مراجعه نمایید

دریافت
عنوان: Pumps life cycle cost
حجم: 673 کیلوبایت
توضیحات: A GUIDE TO LCC ANALYSIS FOR PUMPING SYSTEMS

API 610 Major Changes from 5th through 10th Editions

دوره کامل آموزش پمپ های API610  (پمپ های فرآیندی)- بخش نه

API 610 Major Changes from 5th through 10th

 Editions

Download
حجم: 34.3 کیلوبایت
توضیحات: API 610 Major Changes from 5th through 10th Editions

بزرگترین پمپ Injection جهان

بزرگترین پمپ Injection  جهان

بزرگترین پمپ تزریق آب شور به درون چاه های نفتی (Injection pump) در سال 2003 توسط شرکت Sulzer برای شرکت نفت جمهوری آذربایجان ساخت شده است. توان این پمپ ها 37Mw بوده که توسط توربین گاز تامین می گردد.

با توجه به اهمیت و قابل توجه بودن این پروژه در صنعت تولید پمپ و صنعت نفت فایل گزارش آن که توسط شرکت سازنده تهیه شده است در لینک زیر به اشتراک گذاشته شده است.

دریافت فایل

حجم: 131 کیلوبایت

توضیحات: The World’s Largest Injection Pumps

نکات مهم استاندارد API610 در خصوص طراحی پمپ ها- بخش اول

دوره کامل آموزش پمپ های API610  (پمپ های فرآیندی)- بخش هشت

نکات مهم استاندارد API610 ویرایش 11 در خصوص طراحی پمپ ها

قسمت اول - موارد عمومی

- حداقل عمر تجهیزاتی که تحت این استاندارد طراحی و ساخته می‌شوند (به جز اجزاء سایشی که در جدول 20 استاندارد آمده است.) 20 سال است و این تجهیزات باید بتوانند سه سال بدون توقف کار کنند. باید توجه کرد که تعمیرات معمولی و بازرسی های مشخص شده در دفترچه های نگهداری پمپ موجب عدم رعایت این نیازمندی استاندارد نمی باشد، بلکه هر گونه خرابی ناخواسته، عملکرد نامناسب که موجب شود تا پمپ نیاز به تعمیرات کلی   (Overhual) پیدا کند موجب نقض این نیازمندی می گردد. بدیهی این نیازمندی مربوط به طراحی بوده و امکان دارد شرایطی مانند استفاده نامناسب از پمپ و یا شرایط سخت کاری موجب شود تا در عمل پمپ ها نتوانند این نیازمندی را رعایت کنند.

جدول شماره 20 استاندارد API610 11^th Ed.

 - باید بتوان ارتفاع آبدهی(Head) پمپ را با افزایش قطر چرخ و یا تغییر طراحی هیدرولیکی آن به مقدار 5 درصد افزایش داد.

- پمپها باید بتوانند تا حداکثر سرعت خود کار کنند، حداکثر سرعت شامل موارد ذیل می باشد:

       سرعت معادل سرعت سنکرن موتور با توجه به فرکانس شبکه تغذیه. این سرعت از فرمول ذیل محاسبه می گردد:

Sync. Speed= 120 × frequency / Pole Number of El. Motor

      105 درصد سرعت کاری برای پمپ های دور متغییر

 

- منحنی پمپ هایی که لزجت سیال آنها بیشتر از آب است می بایست بر اساس ISO/TR 17766 تصیصح شده و ضرایب تصحیح درمنحنی مشخص گردد.

- پمپهایی که دارای منحنی مشخصه پایدار هستند برای تمامی شرایط کاری ترجیح داده می‌شوند. ولی در حالتی که پمپ قرار است به صورت موازی با پمپ دیگر کار کند منحنی پایدار لازم می باشد. در حالت عملکرد پمپ ها نسبت هد حداکثر به هد کاری می بایست حداقل 10درصد باشد.

- پمپ ها می بایست دارای محدود ترجیحی کاری (Preferred operating region) معادل 70 تا 120 درصد نقطه بهترین راندمان(Best Efficiency Point) پروانه کاری بوده و دبی کاری پمپ باید در محدوده 80 تا 110 درصد بهترین نقطه کاری پمپ باشد.

- نیاز به خنک کاری توسط سازنده پمپ تشخیص داده شده و روش آن می بایست به تایید خریدار برسد. استفاده از فن خنک کننده می بایست انتخاب اول سیستم خنک کاری باشد. درصورتی که استفاده از فن برای خنک کاری جوابگو نباشد می بایست از Plan مشخص شده در Annex B استاندارد API610 11^th Ed. استفاده شود.

- تمامی تجهیزات باید به گونه‌ای طراحی و ساخته شوند که امکان تعمیر سریع و اقتصادی فراهم شود. قطعات اصلی مانند اجزاء پوسته پمپ و محفظه یاتاقانها باید به گونه‌ای طراحی و ساخته شوند که امکان همراستایی دقیق و مطمئن هنگام بستن قطعات فراهم شود. سطوح تماس پوسته پمپ و مجموعه محفظه یاتاقان برای بدست آوردن توازی سطوح باید کاملاً ماشینکاری شوند. در صورتی که امکان ماشین کاری کامل سطوح نباشد. چهار ناحیه با حداقل طول قوسی 25mm روی هر سطح ماشینکاری می‌شود. این چهار ناحیه روی هر سطح به گونه‌ای ایجاد می‌شوند تا هنگام نصب هر ناحیه ناحیه‌ای متناظر و روبروی خود در سطح مقابل داشته باشد.

- به غیر از پمپهای Vertically Suspended  پوسته پمپها باید طوری طراحی شود که بدون احتیاج به باز کردن اتصالات لوله کشی خط رانش و مکش بتوان اجزاء داخلی پمپ را جابجا کرد.

- پمپ های مشخص شده در جدول 3 استاندارد به دلیل موارد خاص طراحی فقط در صورتی می بایست استفاده گردند که مشتری تقاضا کرده و سازنده هم تجربه ثابت شده در خصوص ساخت این پمپ ها داشته باشد. 

این مطلب ادامه دارد. ادامه آن به زودی در اختیار علاقه مندان قرار می گیرد.

API 610 11th ed -table1

دوره کامل آموزش پمپ های API610  (پمپ های فرآیندی)- بخش هفت

جدول شماره 1 استاندارد API 610 11th ed.در این جدول دسته بندی پمپ ها که ذکر گردید به طور بکجا قابل ملاحظه می باشد:

Vertically suspended pumps

دوره کامل آموزش پمپ های API610  (پمپ های فرآیندی)- بخش شش

محور این پمپها عمودی می‌باشد و قسمتهایی از آنکه مانند پروانه‌ها و پوسته پمپ به صورت آویزان از صفحه نصب قرار می‌گیرند. نحوه تقسیم بندی این پمپها در جدول زیر نمایش داده شده است.

پمپ VS1

پمپ VS2

پمپ VS3

پمپ VS4

پمپ VS5

پمپ VS6

پمپ VS7

Between bearings pumps

دوره کامل آموزش پمپ های API610  (پمپ های فرآیندی)- بخش پنج

در این گروه از پمپها یاتاقان بندی محور در دو سر آن قرار گرفته است و چرخ پمپ در بین یاتاقان بندی محور قرار می‌گیرد. نحوه تقسیم بندی این پمپها در جدول زیر نشان داده شده است.

  برای بدست آوردن فشارهای بالا از ساختار پمپهای چند طبقه استفاده می‌شود. این عملکرد این پمپها در واقع مانند پمپهای یک طبقه هستند که به صورت سری به هم متصل شده‌اند. پوسته پمپهای Between Bearing (BB) به دو صورت Radially split و Axially split ساخته می‌شوند.  در طراحی Axially splitپوسته پمپ در صفحه ای افقی که هم راستای محور پمپ بوده و معمولا مرکز محور پمپ از آن گذر می کند باز می شود. در پوسته های Radially split صفحه باز شدن پوسته عمود بر محور می باشد.

  برای فشارهای بالا از محفظه‌های جدایش شعاعی استفاده می‌شود. پوسته پمپهای جدایش شعاعی به دو صورت یک پوسته و دو پوسته(Double casing) ساخته می‌شود.

 

پمپ BB1

پمپ BB2

پمپ BB3

پمپ BB4

پمپ BB5

منابع عکس ها:

عکس های پمپ های فوق به  از محصولات شرکت Flowserve می باشند.

Overhung pumps

دوره کامل آموزش پمپ های API610  (پمپ های فرآیندی)- بخش چهار

در این گروه از پمپها پروانه پمپ در یک انتهای محور قرار می‌گیرد. یاتاقان بندی محور در یک سمت آن است و می‌توان گفت که محور حالت تیر یک سرگیردار را دارد. در شکل زیر نمودار تقسیم بندی این گروه از پمپها نشان داده شده است.

همانطور که مشاهده می‌شود نحوه تقسیم بندی این پمپها به ترتیب براساس نوع کوپلینگ جهت قرار گیری (افقی و یاعمودی) و نحوه نصب می‌باشد.

دو حالت کوپلینگهای انعطاف پذیر و صلب در مبحث کوپلینگ‌ها توضیح داده میشود. به حالتی که در آن پروانه مستقیماً بر روی محور محرک نصب می‌شود Colsed Coupled گفته می‌شود.

محدوده توان پمپهای Overhung تاkw 375 (hp 500) می‌باشد. برای توانهای بالاتر از پمپهای Between Bearing استفاده می‌شود.

پمپهای افقی Overhung به دو صورت Foot Mounted و Centerline Mounted هستند. معمولاً هنگامی که دمای سیال پمپ شونده بالاست برای جلوگیری از ایجاد ناهمراستایی بین محور پمپ و محور محرک از ساختار Centerline Mounted استفاده می‌شود.

در پمپهای عمودی در خط (Vertical In Line) بر اثر وارد شدن نیرو و ممان به نازلها بین محور پمپ و محور محرک ناهمراستایی رخ نمی‌دهد. پوسته این پمپها باید مقاومت بیشتری در برابر بارها و ممانهای وارد به نازل نسبت به پمپهای افقی داشته باشند. این پمپها به آسانی بر روی خط لوله نصب می‌شوند و نیازی به ایجاد پی برای نصب پمپ ندارند. حالت عمودی این پمپها موجب می‌شود که جای کمتری اشغال کنند.

در پمپ OH6 از جعبه دنده افزایش دهنده سرعت استفاده شده است که به صورت یکپارچه با پمپ می‌باشد. این جعبه دنده موجب افزایش سرعت چرخ پمپ می‌شود. در این پمپها می‌توان با دبی نسبتاً پایین ارتفاع پمپاژ بالایی بدست آورد. در پمپهای با سرعت بالا از ایندیوسر در مقابل چرخ پمپ استفاده می‌شود. در این حالت باید توجه داشت که پمپ در خارج محدوده طراحی کار نکند.

 

• پمپ OH1

پمپ OH2

پمپ OH3

پمپ OH4

پمپ OH5

پمپ OH6

منابع عکس ها:

عکس های پمپ های فوق به جز پمپ OH6 از محصولات شرکت Flowserve می باشند. عکس پمپ OH6 از محصولات شرکت Sundyne می باشد.