آشنایی با پمپ های موتور کنسرو شده
البته حجم هایی نوشته شده که چرا پمپ ها خراب می شوند. همچنین، نمی توان ادعا کرد که وقتی آتش سوزی پمپ در نتیجه چنین خرابی هایی ایجاد می شود، معمولاً یک آب بندی مکانیکی درگیر می شود (شکل 1).
مهر و موم های مکانیکی اغلب در نتیجه مشکل یاتاقان قبلی از کار می افتند. در برخی موارد، سازندگان مهر و موم محصولاتی را با فاصله های نزدیک بین حاشیه قطعات درزگیر در حال چرخش و قطر ( سوراخ ) قطعات ثابت مهر عرضه می کنند. ما معتقدیم که کاربران باید مهر و موم محصولات هیدروکربنی را برای مطابقت با استانداردهای API (صنعت نفت آمریکا) مشخص کنند. ما همچنین معتقدیم که انحراف از مشخصات کاربر یا دستورالعمل‌های قابل اجرا (مانند API -682) باید مورد توجه خریدار قرار گیرد.
با این حال، راه های دیگری برای جلوگیری از خرابی مهر و موم وجود دارد. یکی از این موارد این است که در صورت لزوم، پمپ های گریز از مرکز موتور کنسرو شده را مشخص کنید. پمپ های "هرمتیک مهر و موم شده" نیز نامیده می شوند، آنها آب بندی مکانیکی ندارند.
تاریخچه موتور پمپ های کنسرو شده ;سطح مقطع پمپ موتور کنسرو شده در شکل 2 نشان داده شده است. توسعه این پمپ های گریز از مرکز ارتباط نزدیکی با گسترش فناوری تولید انرژی هسته ای دارد. در اوایل دهه 1950، ملاحظات ایمنی منجر به توسعه حلقه های عملیاتی مهر و موم شده هرمتیک شد. پس از آن بود که اصل طراحی موتور کنسرو - ;از سال 1914 شناخته شده است- کاربرد عملی پیدا کرد.
پس از آن صنایع شیمیایی مزایای این پمپ ها را به رسمیت شناختند. در واقع، تقاضای اضافی یک پایگاه اقتصادی گسترده برای ساخت موتورپمپ های کنسرو شده ایجاد کرد.
در دهه 1960، موتورپمپ های کنسرو شده تا حد استانداردسازی تکامل یافته بودند. افزایش جمعیت و بالا رفتن استانداردهای زندگی در کشورهای صنعتی و در حال توسعه نیازمند فن آوری های نوآورانه برای حل مشکلات فزاینده و فزاینده حفاظت از محیط زیست است. به طور فزاینده ای، موتورپمپ های کنسرو شده بخشی از پاسخ بودند.
ما به آسانی تصدیق می کنیم که در سه دهه اخیر، پیشرفت های زیادی در زمینه آب بندی شفت مکانیکی حاصل شده است. با این حال، با شروع از اواسط دهه 1970، ملاحظات زیست محیطی، ادغام صنعت و اتوماسیون فرآیندها اهمیت فزاینده ای پیدا کرده اند. در این زمینه است -در طیف وسیعی از وظایف حرکت سیال- اینکه انواع سنتی‌تر آب‌بندی یا ایمنی ناکافی را فراهم می‌کنند یا نگرانی‌هایی را برای آلودگی و تلفات ایجاد می‌کنند که دیگر قابل تحمل نیست.
در برخی موارد، هزینه سیستم های نظارت و پشتیبانی مهر و موم با موفقیت بالقوه نامتناسب است. تنها عادلانه است که به وجود خدماتی اشاره کنیم که به سادگی نمی توان با استفاده از پمپ های گریز از مرکز "باز" یا مهر و موم شده معمولی انجام داد. انتقال کاملاً هرمتیک سیالات با استفاده از پمپ های گریز از مرکز تنها در جایی امکان پذیر است که گشتاور اعمال شده به روتور پمپ از خارج تولید شود. برای ارضای این نیاز، یک سیستم استاتور خارجی صلب با استفاده از آهنرباهای الکتریکی یا آهنرباهای دائمی مورد نیاز است. در برخی از صنایع، پمپ های آب بندی معمولی می توانند جان انسان و دارایی های فیزیکی را به خطر بیندازند. بنابراین، پمپ های مهر و موم شده به طور سنتی همیشه "بهترین فناوری موجود" نیستند. بر این اساس، هر جا که پیشرفته‌ترین فناوری، این حفاظت را امکان‌پذیر می‌سازد، ابزار بکار رفته باید با نتایج به‌دست‌آمده همسو باشد.
بنابراین، با در نظر گرفتن محدودیت‌های پمپ‌های «طراحی باز» (پمپ‌هایی که دارای بسته‌بندی یا آب‌بند مکانیکی محور هستند) که می‌توانند در آلودگی هوا و آب نقش داشته باشند، باید تلاش کنیم تا به‌طور کامل با پیشرفته‌ترین درایوهای هرمتیک آشنا شویم. تکنیک های پمپ های گریز از مرکز. حقایق ممکن است ما را شگفت زده کنند.
طراحی و توضیحات عملکردی ;به عنوان ماشین های بسیار سازگار با محیط زیست، پمپ های "هرمتیک" موتور کنسرو شده در حال حاضر به طور گسترده در اروپا و ژاپن استفاده می شوند. در حالی که در ایالات متحده نفوذ می کنیم، زمین های از دست رفته باید در تلاش ما برای رقابت بازیابی شود. گفتنی است، هر جا که لازم باشد سیالات خطرناک، سمی، آلاینده، گران قیمت، سوزاننده، بالقوه انفجاری، با دمای بالا یا دمای پایین جابجا شوند، موتورپمپ های کنسرو شده سزاوار توجه دقیق هستند.
موتور کنسرو شده هیدرولیک شناخته شده پمپ های گریز از مرکز را با موتور القایی سه فاز که به همان اندازه به خوبی اثبات شده است ترکیب می کند. بخش هیدرولیک به طور مستقیم به موتور محرک متصل است. یک آستین لوله مانند یا "قوطی" در شکاف دارای پل مغناطیسی بین روتور و استاتور قرار می گیرد. "می تواند" محفظه روتور را به طور مطلق و هرمتیک از محیط پمپاژ سیال تحت فشار جدا می کند. به عبارت دیگر، "قطع" مرز بین روتور پمپ با پوشش مایع و محفظه استاتور خیس نشده است (شکل 2). بنابراین "قطو" موتور را به دو ناحیه کاربردی جدا می کند. این عنصر آب بندی هرمتیک مجموعه پمپ را نشان می دهد. در اصل، گشتاور مورد نیاز برای چرخش شفت از طریق قوطی که از یک ماده غیر مغناطیسی تشکیل شده است، به وسیله الکترومغناطیسی منتقل می شود. این نوع درایو نیازی به دیافراگم شفت از طریق محفظه حاوی مایع (معمولاً تحت فشار) ندارد. بنابراین نیازی به واشر دینامیکی یا مهر و موم مکانیکی نیست. واشرهای استاتیک ضروری معمولاً بدون مشکل هستند اما در موارد خاص ممکن است با اتصالات جوشی جایگزین شوند.
بنابراین، موتور پمپ های کنسرو شده، واحدهای پمپ کاملاً هرمتیک هستند. بخش پمپ می تواند از طراحی یک یا چند مرحله ای باشد. پروانه پمپ (یا پروانه های پمپ های چند مرحله ای) در انتهای آویزان یک شفت پمپ و موتور مشترک نصب شده است. پارامترهای عملکرد این پمپ ها اکنون با شرایط حوزه های اصلی کاربرد آنها مطابقت دارد.صنایع شیمیایی و پالایشی ;در حال حاضر (2008)، حد توان بالا در مجاورت 600 کیلو وات است. به منظور نزدیک‌تر شدن به پوشش‌های ابعادی و مربوط به عملکرد تعداد زیادی از پمپ‌های گریز از مرکز استاندارد (DIN 24256 یا به ترتیب ISO 2858 مورد استفاده در صنایع شیمیایی)، هزاران موتورپمپ کنسرو شده در حال خدمت امروزه در دسترس هستند. هیدرولیک استاندارد این پمپ. ابعاد خارجی یکسان پمپ های گریز از مرکز هرمتیک و "سنتی" DIN و ISO امکان تبدیل سریع از پمپ های معمولی به پمپ های هرمتیک را فراهم می کند. نیازی به گفتن نیست که این امکان کاهش نیازهای موجودی قطعات یدکی هر تاسیسات مدرن را فراهم می کند.
با این حال، مزایای اضافی قابل توجهی وجود دارد. این مزایا و همچنین راندمان چشمگیر و آمار MTBF پمپ‌های منطبق با API مهر و موم شده هرمتیک، در بخش نوار کناری زیر، که با همکاری جورج دیرسن، از IndustryUptime نوشته شده است، مورد بحث قرار گرفته است.
به عنوان مشاور قابلیت اطمینان تجهیزات، ما به وضوح می توانیم حداقل پنج (و به احتمال زیاد 10) مزیت قابل تعریف موتورپمپ های کنسرو شده را نسبت به پمپ های سنتی API -610 ببینیم. این مزایا به یک یا چند دسته تعلق دارند که در نهایت به خدمات ایمن، قابل اعتماد، کم تعمیر و نگهداری، هزینه نصب کم و همچنین خدمات سازگار با محیط زیست تبدیل می شوند. برای برشمردن برخی از مزایا:
مهار ثانویه مثبت، بدون نشت کنترل نشده به جو (حتی با یاتاقان های خراب)
بدون مهر و موم مکانیکی
بدون تراز (در مورد فعالیت های نصب و نگهداری اعمال می شود)
بدون روغن کاری (بدون روغن)
بدون فونداسیون یا دوغاب
در حال حاضر، هر یک از پنج پالایشگاه در منطقه خلیج سانفرانسیسکو دارای یک یا چند موتورپمپ کنسرو شده هستند که عملکرد بسیار رضایت بخشی دارند. در حالی که از نزدیک به صفر تا شاید 2٪ از جمعیت پمپ را نشان می دهد، ما اکنون معتقدیم که موتور پمپ های کنسرو شده (CMP ها ) احتمالاً برای 50٪ از پمپ های یک سایت پالایشگاه معمولی قابل استفاده هستند. البته محدودیت هایی وجود دارد (به عنوان مثال شوک حرارتی، اجرای خشک، دوغاب، و غیره)، که در بیشتر موارد، می تواند توسط کنترل های مهندسی کنترل شود. با این وجود، به نظر می رسد که CMP ها انتخاب ایده آلی برای بسیاری از خدمات HP (پردازش هیدروکربن) هستند. این امر به ویژه از آنجایی که کارخانه های امروزی انتظارات زیادی در مورد زمان کارکرد نیروگاه و ایمنی عملیاتی دارند، بیشتر است. اگر چه این انتظارات در یک استاندارد قوی منعکس شده است -API -685-نمایش ناچیز CMP ها در کارخانه های ایالات متحده گیج کننده است.
به جز هر گونه ریاضیات غیر معمول، یکی از نویسندگان همکار (از این بخش نوار کناری) از کشف اینکه میانگین زمان بین تعمیرات (MTBR ) برای CMPها شگفت زده شد-فاکتورگیری در هر یک از هزاران تولید شده توسط دو تولید کننده بزرگ جداگانه- 7.5 سال است. این ما را به تعجب در مورد پالایش داده های صنعت به طور کلی سوق می دهد. درک ما این است که 80-90٪ کارخانه های ژاپنی از CMP استفاده می کنند (یک تولید کننده ظاهراً 1700 پمپ در ماه ارسال می کند!) و 60-70٪ کارخانه های اروپایی از پمپ های محرک مغناطیسی یا CMP استفاده می کنند. بنابراین ما این سوال را پیگیری کردیم. ارزیابی و ورودی قابل توجه ما از یک سازنده محترم CMP را می توان در چند نکته مهم خلاصه کرد.
یک سازنده اروپایی موفق با ورودی های قدرت CMP 700 اسب بخار و بیشتر تجربه دارد. اینها در بسیاری از پیکربندی‌های مختلف، با یا بدون خنک‌کننده، با یا بدون حلقه‌های روانکاری بلبرینگ جداگانه، با یک یا دو (یا بیشتر!) مرحله، و غیره ارائه می‌شوند. محدودیت‌های فضایی به ما اجازه می‌دهد فقط یکی از این موارد را نشان دهیم (شکل 3). . علاوه بر این، فشارهای سیال نسبتاً بالایی در حال حاضر معمولاً توسط CMPها به دست می‌آیند. اگرچه مستقل است، یک سازنده آلمانی از فناوری پمپ سوئیسی برای هیدرولیک پروانه استفاده می کند. لغزش های مجزا (تمیز) یاتاقان های آستینی که معمولاً در CMP های این شرکت نصب می شوند، روغن کاری می کنند.
در ایالات متحده، صنعت هنوز در کنار گذاشتن رویه بد نصب لوله‌های نامناسب بر روی ماشین‌های سیال مشکل دارد. در حالی که در ابتدا تصور می شد یک CMP ممکن است کمی آسیب پذیرتر از یک پمپ گریز از مرکز API -610 باشد، این مورد دیگر برای اکثریت قریب به اتفاق CMP ها صدق نمی کند. در هر نمونه ای که برای یک متخصص شناخته شده است، موتور پمپ های کنسرو شده (CMP ها ) برای بارهای نازل مجاز بسیار بالاتر از پمپ های معادل API -610 طراحی شده اند. سازنده اروپایی CMP در موقعیتی است که بارهای نازل مجاز را سه تا چهار برابر حداکثر بارهای مجاز API -610 ارائه می دهد (به یاد داشته باشید که هیچ مشکلی در تراز با CMP ها وجود ندارد). پیچ فلنج معمولاً عامل محدود کننده در اینجا است.
به یاد می آوریم که دهه ها پیش (و در اندازه های نزدیک به 1000 اسب بخار)، پمپ های فرآیند عمودی مجهز به کفی های شناور بر روی پایه پمپ در بهترین امکانات کلاس معمولی شدند. به همین ترتیب، سازنده اروپایی توصیه می‌کند که صفحات پایه CMP (در واقع، کفی‌ها) لنگر انداخته نشوند، بلکه اجازه داده شود با لوله‌ها شناور شوند. کفی های شناور باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های لوله کشی می شوند. در چندین پروژه فشار قوی اخیر، صرفه جویی در لوله کشی با هزینه پمپ ها برابر بود! با این حال، تا به امروز، برخی از خریداران بر مبله شدن صفحات پایه اصرار دارند.
سال‌ها پیش، برخی از مکان‌های HPI (صنایع فرآوری هیدروکربن) با نگرانی‌های اتحادیه‌های کارگری مواجه بودند - اینکه آیا CMP یک دستگاه الکتریکی است یا یک پمپ، موضوع آن زمان بود. کارشناس CMP خاطرنشان کرد که اگرچه این ممکن است یک مشکل باشد، توصیه فعلی وی این است که واحدهای CMP را برای هر گونه تعمیرات ضروری به یک مرکز تعمیرات با تجربه در لوئیزیانا بازگردانید. ما معتقدیم این رویکرد با توجه به در دسترس بودن محدود پرسنل تعمیر و نگهداری میدانی واجد شرایط و کارگاه های ماشین آلات در بسیاری از کارخانه ها منطقی است.
ما همچنین مشاهده کردیم که اغلب مهندسان فقط به بازاریاب‌های پمپ‌های سنتی گوش می‌دهند - «اگر دقیقاً همان کاری را انجام دهم که رئیس سابقم انجام می‌داد، نمی‌توانم اشتباه کنم. او همیشه مطمئن بود و اکنون معاون مهندسی است! مدیر فروش ملی یک تولید کننده برجسته موتور پمپ های کنسرو شده موافقت کرد و گفت که هنوز هم بی میلی واقعی برای آزمایش آنچه به عنوان "فناوری جدید" تلقی می شود وجود دارد - اگرچه، البته، CMP ها یک فناوری بالغ در نظر گرفته می شوند.
شاید، و اغلب به اشتباه، فرض بر این است که CMP ها انرژی بیشتری نسبت به پمپ های سنتی مصرف می کنند. یک کارشناس CMP اروپایی این باور نادرست را رد کرد. او خاطرنشان کرد که در بیش از 30 سال استفاده از CMP ، هرگز ندیده بود که یکی از این واحدها بیشتر از پمپی که جایگزین شده انرژی مصرف کند! در حالی که او زمانی تصور می‌کرد که این امر به دلیل جایگزینی پمپ‌های فرسوده یا یافتن انتخاب‌های بهتر (تناسب منحنی) است، اکنون معتقد است که واحدهای اصلی نسبت به کارایی منتشر شده خود بیش از حد خوش‌بین بودند و هرگز شامل تلفات زیادی نمی‌شدند (مانند موارد منتسب به کوپلینگ و مهر و موم.
یک متخصص پمپ تجربه خود را با یکی از تولیدکنندگان پمپ های معمولی که همیشه واحدهای خود را به جای بسته بندی بافته یا مهر و موم های مکانیکی با آب بند لبه ای آزمایش می کرد، در میان گذاشت. چند سال پیش، این کارشناس از شرکتی مطلع شد که اعلام کرد قیمت‌ها (پیشنهادهای دریافتی) را بر اساس کیلووات ورودی ارزیابی می‌کند. در نتیجه، اسب بخار "تضمین شده" تقریباً 10٪ نسبت به منحنی های منتشر شده برخی از پیشنهاد دهندگان افزایش یافت. این کارشناس به مقامات مشخص کننده کاربران توصیه می کند که یک مقدار کیلووات ورودی برای تجهیزات ارائه شده درخواست کنند. او خاطرنشان کرد که سازندگان برجسته CPM خوشحال خواهند شد که از این امر پیروی کنند زیرا آنها البته هم پمپ و هم موتور را تامین می کنند.
کاربر/خریدار معمولی از اینکه نمی تواند زباله ها را از طریق یاتاقان ها و قطعات ترخیص بسته ارسال کند، ناامید است. البته، فروشنده باید واقعاً کاربر را در مورد محدودیت‌های تجهیزات آموزش دهد و مکرراً در مورد جریان فرآیند و خواص سیال سؤال کند. بسیاری از خرابی‌ها که در گذشته به دلیل «جریان جامد» یا «جریان خشک» مقصر شناخته می‌شدند، در واقع با چشمک زدن داخلی سیال آغاز می‌شدند. این ممکن است به دلیل عدم وجود یک برنامه تعادل حرارتی خوب در تجهیزات یا صرفاً ناآگاهی آشکار تامین کننده باشد. حتی مهمتر از آن، اغلب تجزیه و تحلیل یا پیگیری ناکافی خرابی توسط سازنده برای تعیین علت اصلی شکست وجود دارد. یکی از عوامل جالب حداکثر افزایش گرما است. در CMP پس از خاموش شدن به دلیل گرمای نهان در موتور رخ می دهد. این نگرانی همیشه می تواند با اندازه مناسب موتور برطرف شود. تمیز کردن موتور پس از خاموش شدن یا روش های دیگر - به شرط همکاری خریدار و سازنده آگاه. چیزی که برای برخی نگران کننده است، برای برخی دیگر مشکلی نیست.
این را مسئولیت سازنده در نظر بگیرید که سؤالات زیادی بپرسد و هم کاربر و هم سازنده پاسخ های محکمی ارائه دهند. سوالاتی را در مورد حداکثر (کوتاه مدت) افزایش دمای مجاز سیال پمپ شده دنبال کنید. پاسخ به چنین سوالاتی به راحتی بدست می آید. اگر یک کاربر باهوش بداند چه چیزی را پمپاژ می کند و به طور دقیق سیالات فرآیند خود را توصیف کند، این واقعیت که او در شرف خرید CMP است در درجه دوم اهمیت قرار می گیرد.
چندین دهه پیش، برتری CMP ها در ارائه مشترک هوخست -سلانیز کنت فیشر در یکی از سمپوزیوم های بین المللی دانشگاه A&آمپر ;M تگزاس توضیح داده شد. اقدامات این گردهمایی ها به آسانی در دسترس است و نسخه های قبلی به بسیاری از نگرانی های کاربران پرداخته و برخی از آمار خرابی و غیره را ارائه کرده است.
اغلب اوقات، خریدار تصمیم‌گیری را به پیمانکار طراحی واگذار می‌کند و سپس این شرکت‌ها را تشویق می‌کند تا عمدتاً بر اساس هزینه و زمان‌بندی خرید کنند. سپس پیمانکار یک پمپ معمولی را از کمترین قیمت پیشنهادی خریداری می کند. یک کاربر متمرکز بر قابلیت اطمینان باید وارد عمل شود و نسبت به راهنمایی ها و جهت گیری های مورد نیاز پیمانکاران طراحی و پرسنل صرفاً خرید محور مسئولیت پذیر باشد. مطالعات هزینه چرخه عمر جامد بهتر از نظرات از پیش تعیین شده یا قدیمی است.
همچنین، و متأسفانه، CMP ها ممکن است زمانی که فروشندگان خاصی در زمان های گذشته ارزش های خود را بیش از حد می فروختند، نام بدی پیدا می کردند. در حالی که محاسن موتورپمپ‌های کنسرو شده غیرقابل انکار است، اما چیزی وجود ندارد که نتوان آن را اشتباه نامگذاری کرد، سوء تفاهم کرد، بدگویی کرد یا از بین برد. هیچ استثنایی برای این قانون وجود ندارد.