دینامیک پمپ های سانتریفوژ

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

دینامیک پمپ های سانتریفوژ- Dynamic of centrifugal pump

          ·        روتور پمپ های یک و دو طبقه می بایست به گونه ای طراحی شوند که سرعت بحرانی آنها بدون در نظر گرفتن اثر سیال 20درصد از حداکثر سرعت دورانی پمپ بیشتر باشد.

 

          ·        برای اینکه عملکرد آب بندی‌ها مطلوب باشد، حداکثر مقدار خیز محور در سخت‌ترین شرایط دینامیکی محدوده عملکرد مجاز پمپ در محل رینگ آب بندی اولیه
(Primury Seal Face) نباید از mm 50 بیشتر باشد.

 

 

 

Torsional Analysis

سه نوع Torsional analysis بر روی پمپ های سانتریفوژ انجام می گیرد:

-          Undamped natural frequency analysis

-          Steady-state damped response analysis

-          Transient torsional analysis

 

فلوچارت انجام Torsional Analysis در شکل29 آمده است.

در صورت وجود شرایط زیر Torsional Analysis انجام می‌شود:

الف) مجموعه پمپ و محرک با توان بیشتر از 1500 کیلووات که شامل سه ماشین یا بیشتر باشند که به هم کوپل شده باشند 

ب) موتور الکتریکی یا توربین با توان kw 1500 که توان آنها از طریق جعبه دنده به پمپ منتقل می‌شود.

پ) موتور احتراق داخلی با توان kw 250 یا بالاتر

ت) موتور سنکرون با توان kw 500 یا بالاتر

ث) موتور الکتریکی که بااستفاده از تغییر فرکانس تغذیه، دور آن تغییر یابد  (variable-frequency adjustable-speed drive (ASD)) با توان 1000 کلیووات و بالاتر

ج) پمپ عمودی که توان محرک از 750 کیلووات بیشتر باشد

 

فرکانس طبیعی پیچشی مجموعه کامل می بایست حداقل 10 درصد بالاتر ویا 10 درصد کمتر از هر گونه فرکانس تحریک در محدوده سرعت عملکرد پمپ باشد.

فرکانس های طبیعی پیچشی می بایست حداقل دو برابر سرعت کاری پمپ باشند تا از ایجاد پدیده تحریک جلوگیری شود. در صورتی که مقدار فرکانس طبیعی را نتوان تغییر داد می بایست کاملا مشخص گردد که تاثیر مخرب بر روی مجموعه پمپ و موتور نخواهد داشت.

بسته های آموزشی

قابل توجه مدیران، مهندسان و کارشناسان حوزه انرژی و صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

به زودی مقالات، مطالب آموزشی، استانداردها و منابع معرفی شده در این سایت به همراه بسیاری دیگر از منابع مورد نیاز این حوزه پس از تنظیم به صورت موضوعی، در قالب بسته های آموزشی و مرجع در اختیار علاقه مندان قرار خواهد گرفت.

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

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.

استاندارهای استناد شده در .API610 11th Ed

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

بخش دوم استانداردAPI610 11^th Ed.  به کدها و استاندارد هایی که از آنها در استاندارد API610 استفاده شده و مرتبط با استاندارد بوده و می بایست در ساخت تجهیزات لحاظ گردند می پردازد. این استاندارها شامل موارد ذیل می گردند:

• ISO 7-1, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads - Part 1: Dimensions, tolerances and designation

 

محدوده (Scope)استاندارد API610

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

این استاندارد (API 610) پمپ هایی که در پتروشیمی، پمپهای صنایع شیمیایی با شرایط کاری سخت، پمپهای صنایع گاز و پمپهایی که به صورت توبین باز یافت توان هیدرولیکی به کار می‌روند تحت پوشش قرار می‌گیرد انواع پمپهایی که تحت پوشش این استاندارد قرار می‌گیرند به سه گروه اصلی

Overhung (OH) , Between Bearing (BB) , Vertically Suspended (VS) تقسیم می‌شوند. باید توجه داشت که استاندارد تمامی انواع پمپهای موجود را تحت پوشش قرار نمی‌دهد.

بر اساس پیشنهاد استاندارد API 610  درصورتی که سیال پمپ شونده خطرناک، سمی و آتش زا نباشد و شرایط کاری پمپ هم در حدود تعیین شده باشد، می توان از پمپ های غیر API  (Non-API) استفاده نمود،  این حدود به شرح زیر می باشد:

 

1900Kpa (275 psi, 19.0 bar) (Gauge)	حداکثر فشار تخلیه
500 Kpa (75psi, 5.0 bar) (Gauge)	حداکثر فشار مکش
150°C (300°F)	حداکثر دمای پمپاژ
3600 r/min	حداکثر سرعت دورانی
120 m (400 ft)	حداکثر ارتفاع (Heat)
330 mm (13in)	حداکثر قطر شفت برای پمپهای Overhung

 

البته باید توجه داشت که مقادیر فوق فقط به صورت توصیه بوده و خریدار می تواند استاندارد مورد نیاز را با توجه به نیازمندیهای خود و در نظر گرفته مسایل اقتصادی و هزینه چرخه عمر تجهیز تعیین نماید.

استاندار ها مرتبط با پمپ ها

هر سازنده باتوجه به امکانات تولیدی خود, نوع پمپی که می‌خواهد تولید کند و شرایط کاری پمپ, استاندارد مورد نظر خود را انتخاب می‌کند. معمول‌ترین استانداردهایی که توسط سازندگان پمپ استفاده می‌شود به صورت زیر است .

1- American Petroleum Institute

·         Centrifugal Pumps for Petroleum,Petrochemical and Natural Gas Industries API 610

این استاندارد برای پمپهای سانتریفوژی که در صنایع شیمیایی, پتروشیمی به کار می‌روند استفاده می‌شود.

·         Positive displacement pump- reciprocating, API 674

·         Positive displacement pump- Control volume, API 675

·         Positive displacement pump- Rotary, API 676

·         Sealless centrifugal pumps for petroleum, heavy duty chemical, and gas industry service; API 685

 

2- American Waterworks Association, (AWWA)E 101

در مورد پمپهای عمودی توربینی که در چاههای عمیق به کار می‌رود.

3- Underwriters Laboratories (UL)

·         UL 51, Power Operated Pumps for Anhydrous Ammonia and LP Gas;

·         UL 343, Oil Burning Applicationes;

·         UL 1081, Swimming Pool Pumps, etc;

·         UL 448, Pumps for Fire Protection Service

·         UL 1247, Centrifugal Fire Pump Driven by Diesel Engines,

 

4- National Fire Protection Agency (NFPA)

 NEPA 20 در مورد پمپهای آتشنشانی است.

5- American Society of Mechouical Engineers (ASME)

·         ASME  PTC 18.1, Pumping Mode of Pump/Turbines

·         ASME B73.1, Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process;

·         ASME B73.2, Vertical In-Line Centrifual Pumps for Chemcial Process;

 

6-International Standard Organization

·         ISO 9905 Technical Specification for Centrifugal Pump- Class I

·         ISO 5199 Technical Specification for Centrifugal Pump- Class II

·         ISO 9908 Technical Specification for Centrifugal Pump- Class III

 

استانداردهای دیگر نیز مانند American Notional Standard Institute) ANSI)  و Hydraulic  Institute نیز به مبحث پمپهای سانتریفوژ پرداخته‌اند.

برای دریافت استاندارهای API به بخش استاندارها مراجعه نمایید.