تست عملکرد پمپ سانتریفیوژ توسط سازنده پمپ پس از تکمیل مونتاژ انجام میشود تا مشخص شود که پمپ مشخصات موردنظر را مطابق با برگه اطلاعات پمپ و سایر اسناد خرید دارد.
تست عملکرد چیست؟
این تست پس از تکمیل بازرسی بدنه، تست هیدرواستاتیک بدنه، بالانس دینامیکی پروانه و روتور انجام میشود. تست NPSH، آزمایش عملکرد مکانیکی و بازرسی نهایی پس از تست عملکرد صورت میگیرند. تست لرزش نیز طی تست عملکرد و تست عملکرد مکانیکی انجام میشود.
در ادامه با یک مثال تست عملکرد توضیح داده شده است. شما در محل کارخانه سازنده پمپ حضور دارید تا شاهد تست عملکرد پمپ سانتریفیوژ باشید، که بهعنوان یک نقطه توقف (Hold Point) در برنامه بازرسی و تست پمپ (ITP) مشخص شده است. شما برگه اطلاعات تایید شده پمپ را بررسی کرده و اطلاعات زیر در آن گزارش شده است:
- دبی اسمی: ۲۳۸٫۵ متر مکعب در ساعت (۱۰۵۰٫۰۸ گالن در دقیقه)
- هد اختلافی اسمی: ۲۶۹۰٫۲۸ متر (۸۸۲۶٫۳۷ فوت)
- توان اسمی: ۲۹۸۵ کیلووات (۴۰۰۳ اسب بخار)
- بازدهی اسمی: ۶۸ درصد
برای کسب اطلاعات بیشتر در ارتباط با تست ها می توانید مقالات زیر را مطالع کنید.
مطلب مرتبط: تست هیدرواستاتیک
مطلب مرتبط: تست NPSH
پس از اتمام تست عملکرد پمپ سانتریفیوژ، سازنده پمپ نمودار عملکردی زیر را به شما ارائه میدهد. شما باید این نمودار را با مشخصات برگه اطلاعات تطبیق دهید تا اطمینان حاصل شود که پمپ، تست عملکرد را با موفقیت گذرانده است.
نمودار هد-دبی
یک خط عمودی در دبی ۲۳۸٫۵ (در محور افقی) رسم کرده که نمودار هد-دبی را قطع میکند. سپس یک خط افقی از نقطه تلاقی رسم کرده و آن را در محور عمودی بررسی میکنیم. این خط محور عمودی را در ۲۶۴۰ متر قطع میکند. هد اندازهگیری شده در دبی ۲۳۸٫۵ مترمکعب بر ساعت برابر با ۲۶۴۰ متر است.
مقدار مورد انتظار در برگه اطلاعات چه بود؟ مقدار ۲۶۹۰٫۲۸ متر بود، اما نتیجه تست ۲۶۴۰ متر به دست آمد. هد تقریباً ۵۰٫۲۸ متر کمتر از مقدار مورد انتظار است. آیا پمپ عملکرد بالاتر یا پایینتر از حد انتظار داشته است؟
طبق استاندارد API 610 در جدول ۱۸، مقدار هد میتواند ±۳٪ از مقدار اسمی باشد. مقدار اسمی (۲۶۹۰٫۲۸ × ۳%) برابر با ۸۰٫۷ است که بزرگتر از ۵۰٫۲۸ است. بنابراین، هرچند پمپ عملکرد پایینتری دارد، نتیجه تست قابلقبول است.
ارزیابی مصرف توان
همین فرآیند را برای نمودار توان تکرار میکنیم. نمودار نشان میدهد که توان مصرفی در دبی ۲۳۸٫۵ مترمکعب بر ساعت برابر با ۲۶۰۰ کیلووات است (مقدار مصرف توان در سمت چپ محور عمودی مشخص شده است). مصرف توان ۲۶۰۰ کیلووات را با مقدار ۲۹۸۵ کیلووات برگه اطلاعات مقایسه کنید.
بهوضوح، پمپ عملکرد بالاتری دارد، زیرا توان کمتری مصرف میکند. با این حال، محدوده قابلقبول API 610 4٪ است، به این معنی که نتیجه تست حتی اگر توان مصرفی۴٪ بیشتر از مقدار درج شده در برگه اطلاعات باشد، باز هم قابلقبول خواهد بود.
بررسی راندمان پمپ
حداقل بازدهی در برگه اطلاعات تأیید شده ۶۸٪ است. نمودار بازدهی را بررسی کنید؛ مقدار بازدهی در دبی ۲۳۸٫۵ مترمکعب بر ساعت برابر با۷۰٪ است. بنابراین، پمپ عملکرد بهتری داشته و بازدهی بالاتری از مقدار مورد انتظار ارائه میدهد.
نتیجه تست عملکرد پمپ سانتریفیوژ در زیر خلاصه شده است:
- هد اختلافی: قابلقبول
- مصرف توان: قابلقبول و عملکرد بالاتر
- بازدهی: قابلقبول و عملکرد بالاتر
آزمایش در نقطه قطع جریان
مقدار هد در نقطه قطع جریان (بدون جریان در شیر خروجی) نیز باید بررسی شود، اما چون این پمپ انرژی بالا محسوب میشود، طبق API 610 تست عملکرد در نقطه قطع جریان الزامی نیست.
شبیهسازی شرایط واقعی
سازندگان پمپ معمولاً فرمتهای جدولی ارائه میدهند تا مرور نتایج آسانتر شود. همچنین، نتایج تست را با شرایط واقعی میدانی شبیهسازی میکنند. ممکن است پمپ برای نفت خام طراحی شده باشد، اما در کارخانه با آب تست شود. در چنین مواردی، مقادیر بهدستآمده با محاسبات مهندسی به شرایط میدانی تبدیل میشوند.
نکات تکمیلی:
در ذیل برخی از نکات تکمیلی در ارتباط با این تست ها و نتایج آورده شده است.
- باید طیف FFT لرزش یاتاقان و شفت را در هر نقطه داده از حداقل تا حداکثر جریان بررسی کنید تا مطمئن شوید مقادیر لرزش در محدوده قابلقبول قرار دارند.
- گزارش تست NPSH (ارتفاع مکش خالص مثبت) نیز باید با مقادیر تأیید شده در برگه اطلاعات مطابقت داده شود.
- تست عملکرد مکانیکی پمپ پس از اتمام موفقیتآمیز تست عملکرد و NPSH انجام میشود.
اکنون میتوانیم با درک مفاهیم دبی، هد کل، توان و بازدهی به عمق تست عملکرد پمپ سانتریفیوژ بپردازیم.
دبی و هد در تست عملکرد پمپ سانتریفیوژ
در ادامه برخی از محاسبات مربوط به این دو پارامتر مهم در تست عملکرد آورده شده است.
۱- دبی یا نرخ جریان حجمی (Q)
دبی، که بهعنوان ظرفیت نیز شناخته میشود، حجم مایعی است که در یک بازه زمانی مشخص از طریق پمپ جریان مییابد (بر حسب گالن بر دقیقه یا GPM اندازهگیری میشود.)
این پارامتر میزان جریانی را مشخص میکند که پمپ میتواند مایع را در سیستم جابجا کند. دبی اولین پارامتری است که توسط طراح فرآیند مشخص میشود، زیرا نیاز پمپ بر اساس میزان دبی موردنیاز برای عملکرد فرآیند تعیین میشود. دبی “اسمی” معمولاً بهصورت حجمی بیان میشود و با نماد q نشان داده میشود و با واحدهایی مانند متر مکعب بر ثانیه یا GPM نشان داده می شود..
۲- هد استاتیک
هد استاتیک پمپ، حداکثر ارتفاع (یا فشار) است که پمپ میتواند ایجاد کند. قابلیت پمپ در یک دور موتور مشخص (RPM) را میتوان از نمودار Q−H بهدست آورد. سازندگان پمپ تمایل دارند منحنی عملکرد پمپ را به شکلی ارائه دهند که به خواص فیزیکی سیال وابسته نباشد. به همین دلیل از هد بهجای فشار استفاده میکنند. فرمول زیر برای تبدیل فشار به هد استفاده میشود:
هد بر حسب متر از فرمول زیر به دست می آید:
هنگامی که دبی اسمی مشخص شد، طراح فرآیند هد کل موردنیاز را برای این دبی تعیین میکند. هد کل بر حسب متر یا فوت بیان شده و نشاندهنده کار مکانیکی قابل استفادهای است که توسط پمپ به سیال منتقل میشود. دبی (q) و هد (H) نقطه عملکرد پمپ را تعریف میکنند.
۳- تست منحنی Q/H
تست در یک سرعت شفت ثابت (nominal RPM) انجام میشود. هد (H) با افزایش دبی (q) کاهش مییابد و به منحنی شیب منفی میدهد.
اولین مجموعه اندازهگیریها در نقطه عملکرد (دبی ۱۰۰٪) انجام میشود. شیر خروجی باز میشود تا دبی به بالاتر از دبی اسمی برسد (معمولاً ۱۲۰ یا ۱۳۰٪ دبی اسمی) و اندازهگیریهای بیشتری انجام میشود. شیر خروجی در چندین مرحله بسته میشود و دبی کاهش مییابد. در نمودار Q−H ، حرکت از راست به چپ انجام میشود. در برخی پمپها، آخرین اندازهگیری زمانی انجام میشود که شیر کاملاً بسته باشد (دبی = ۰ یا شرایط قطع جریان).
پس از جمعآوری نقاط داده تست، میتوان نتایج را با معیارهای پذیرش مقایسه کرد تا از تطابق پمپ با نیازهای طراحی اطمینان حاصل شود.
مصرف توان در تست عملکرد پمپ سانتریفیوژ
مصرف توان نیز مانند دبی در نرخهای جریان مختلف اندازهگیری شده و نمودار توان-دبی (Power-Flowrate) رسم میشود. برای محاسبه توان خروجی موتور در دبیهای مختلف به شکل زیر انجام می شود. یک اندازه گیر توان به ورودی توان موتور متصل میشود. با ضرب مقدار واتمتر در بازده موتور، توان خروجی موتور محاسبه میشود. از این اندازهگیریها نمودار توان-دبی ترسیم میشود.
نمودار بازدهی-دبی در تست عملکرد پمپ سانتریفیوژ
نمودار بازدهی-دبی (ƞ−Q) بر اساس مقادیر اندازهگیریشده و ترکیب نمودارهایH−Q وP−Q و استفاده از فرمول زیر رسم میشود:
تست بازدهی:
برای تست بازدهی از همان مجموعه دادههای تست Q/H استفاده میشود. بازدهی پمپ در برابر دبی (ƞ−Q) رسم شده و رفتار بازدهی در دبیهای مختلف مشخص میشود.
تست عملکرد در شرکت پترو پردا
شرکت پترو پردا به عنوان تامین کننده انواع پمپ در کشور، توانایی انجام انواع تست های مربوط به پمپ های سانتریفیوژ را دارا می باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با تیم فروش شرکت پترو پردا تماس حاصل فرمایید.