انتخاب پمپ های بزرگ انتقال آب و تجارب میدانی

انتخاب پمپ های بزرگ انتقال آب و تجارب میدانی

Selection Of Large Water Transport Pumps And Field Experiences

 

این مقاله معیارهای انتخاب با توجه به رفتار مکش و راندمان بهینه پمپ  های بزرگ انتقال برای برآورده کردن نیازمندیهای مختلف سیستم پوشش می دهد. همچنین سادگی در طراحی پمپ و رفتارهای عملکردی پمپ با در نظر گرفتن هزینه های پایین روتوردینامیک مناسب مورد بحث قرار می گیرد. لینک متن کامل این مقاله در زیر به اشتراک گذاشته شده است.

لینک دریافت رایگان مقاله فوق:

Download Link:

Selection Of Large Water Transport Pumps And Field Experiences
حجم: 2.12 مگابایت

بررسی سرعت مخصوص مکش – فرصت های جدید

بررسی سرعت مخصوص مکش – فرصت های جدید

A Review Of Nss Limitations—New Opportunities

 

در برخی از مشخصات مصرف کنندگان پمپ ها محدودیتی برای مقدار سرعت مخصوص مکش (Nss) آورده شده است. این محدودیت بر اساس ارزیابی آماری خرابی پمپ ها است که در سال 1982 توسط Hallam منتشر شد. این ارزیابی آماری نشان می داد که رابطه ای مابین مقدار Nss و خرابی احتمالی آنها وجود دارد. این ارزیابی بیان می کرد که چرخش شدید سیال در مکش موجب خرابی پمپ های با سرعت مخصوص مکش بالا می شود ولی دلیل ریشه ای این خرابی ها در آن زمان بررسی نشد. بررسی های بعدی نشان داد که پدید چرخش در مکش به پارامترهای دیگری نیز وابسته است. بررسی تجربی Stoffel  و Jaeger در سال 1996  نشان داد که در پروانه های با سرعت مخصوص مکش متوسط و بالا تفاوت بارزی در ارتعاشات، خیز محور و دیگر بارهای دینامیکی دیده نمی شود. بنابراین از سرعت مخصوص مکش نمی توان به عنوان تنها پارامتر برای پیش بینی قابلیت اطمینان پمپ های سانتریفوژ استفاده کرد. اثر اجتناب از استفاده پمپ هایی با سرعت مخصوص بالا می تواند منجر به استفاده از پمپ هایی با راندمان کمتر و قیمت بالاتر شود بی آنکه  مزیت قابل اندازه گیری در قابلیت اطمینان پمپ فراهم آید. لینک متن کامل این مقاله در زیر به اشتراک گذاشته شده است.

لینک دریافت رایگان مقاله فوق:

Download Link:

A Review Of Nss Limitations—New Opportunities
حجم: 687 کیلوبایت

 

مبانی پمپ های جابجایی مثبت رفت و برگشتی

مبانی پمپ های جابجایی مثبت رفت و برگشتی

Positive displacement reciprocating pump fundamentals -

Power and direct acting types

در این نوشته آموزشی سعی بر این است تا درکی از مبانی پمپ های رفت و برگشتی برای خواننده ایجاد گردد.

سرفصل های این نوشتار شامل موارد زیر می باشند:

تعاریف و نگاهی به انواع پمپ ها شامل تفاوت پمپ های Single acting  و Double acting نحوه کارکرد آنها، کجا استفاده می شوند و چگونه استفاده می شوند.

 

قطعات پمپ

مشخصات و معیارهای انتخاب

موارد دیگری مانند راندمان حجمی، مقادیر فشار مثبت مکش مورد نیاز و موجود، سیستم های دفع نوسان

 

Download link:

Positive displacement reciprocating pump fundamentals
حجم: 7.74 مگابایت

بررسی افت عملکرد یک پمپ طبقاتی با استفاده از تصویر برداری حرارتی

بررسی افت عملکرد با استفاده از تصویر برداری حرارتی

Performance Loss Investigation Using Thermal Imaging

 

پمپ چند طبقه تزریق آب با پوسته  جدایش محوری (Axially split) ، چیدمان پروانه رو برو و سرعت بالا برای چندین ماه به خوبی کار می کرد. هد، دبی و راندمان بعد ازمدتی شروع به کاهش شدید نمود ولی پمپ هم آزادانه چرخش داشته و عملکرد آن نرم بود. این پمپ باز شده و مورد بازرسی قرار گرفت. تمامی قطعات سایشی، پروانه، پوسته و دیگر قطعات مانند حالت شرایط نو بودند. پروانه ها تراش داده شده و پمپ به سرویس بازگشت ولی شرایط کاری رضایت بخش نبود. از یک دوربین حرارتی برای چک کردن نقاط گرم و سرد استفاده شد که این تصاویر در ارایه آورده شده است. در نهایت با توجه با نقاط داغ تشخیص داده شده با استفاده از یک بروسکوپ (Borescope) راهگاه های جریان بررسی شد و مشکل پیدا گردید.

فایل ارایه روند این روش عیب یابی در زیر به اشتراک گذاشته شده است.

Download link:

Performance Loss Investigation Using Thermal Imaging
حجم: 574 کیلوبایت

بازطراحی توربین بخار یک کمپرسور سرعت بالا به منظور غلبه بر مسایل ظرفیت، راندمان وقابلیت اطمینان

بازطراحی توربین بخار یک کمپرسور سرعت بالا به منظور غلبه بر مسایل ظرفیت، راندمان وقابلیت اطمینان

Redesign of a High Speed Compressor Drive Steam turbine To Overcome 

Capacity, Efficiency, and Reliability Issues

 

در این مقاله مطالعه موردی باز طراحی توربین راننده یک کمپرسور گاز ارایه می شود. این واحد در بخشی از تاسیسات آمونیاک نصب شده بوده است و از ابتدا دارای مسایل قابلیت اطمینان و عملکرد بوده است. به منظور رفع این مشکلات یک مسیر کامل بخار باز طراحی شد و نصب گردید. ولی واحد همچنان دارای عملکردی ضعیف تر از آنچه که پیش بینی می شد بود و به دلیل خرابی تیغه های طبقه اول دچار توقف گردید. تحلیل مهندسی جامعی برای تشخیص دلیل خرابی تیغه ها و افت عملکرد انجام گردید. در این مقاله به روند این بررسی ها طراحی انجام شده برای مسیر بخار پرداخته می شود.

Download link:

Redesign of a High Speed Compressor Drive Steam turbine To Overcome Capacity, Efficiency, and Reliability Issues
حجم: 691 کیلوبایت

تحلیل مکانیکال سیالات محاسباتی عملکرد کمپرسور پیچی

تحلیل مکانیکال سیالات محاسباتی عملکرد کمپرسور پیچی

CFD analysis of screw compressor performance

 

تقریبا 17 درصد برق تولیدی برای به حرکت درآوردن کمپرسورها مصرف می شود که تقریبا 80 درصد آنها که برای مصارف صنعتی استفاده می شود از نوع کمپرسورهای پیچی (Screw type) هستند. بهبود راندمان این ماشین ها می تواند به صرفه جویی در مصرف انرژی در سطح جهانی منجر شود.

پروفایل روتور و تفاوت در شکل پارامترهای اصلی طراحی هستند که بر روی عملکرد کمپرسورهای پیچی اثر می گذارد. این پارامترها که به سختی با چشم تشخیص داده می شوند اثر بسیاری بر روی مقدار دبی کمپرسور و توان مصرفی آن دارند.

روش های تولید مدرن این امکان را فراهم آورده است تا کمپرسورها با تلرانس های بسته تری ساخته شوند لذا محاسبات عددی سه بعدی برای بررسی دما و جریان سیال مورد نیاز می باشد تا بهترین عملکرد برای کمپرسور حاصل گردد.بنا براین نویسنده این مقاله برنامه رابط مستقل CAD-CFD را ایجاد کرده است تا شبکه عددی مورد نیاز برای این کار را فراهم آورد. این مقاله به این شرح این کار می پردازد.

Download link:

CFD analysis of screw compressor performance
حجم: 752 کیلوبایت

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