خبر فوری
انجام تست NPSH در پمپ های سانتریفیوژ

انجام تست NPSH در پمپ های سانتریفیوژ

[کل: 2 میانگین: 5]

در این مقاله در ارتباط با یکی از تست های پرکاربرد در هنگام خرید پمپ های سانتریفیوژ آورده شده است. شرکت پترو پردا به عنوان تامین کننده تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی در کشور قابلیت ارائه این تست ها را در آزمایشگاه خود دارد.

تست NPSH چیست؟

تست NPSH یکی از ۵ تست پرکاربرد در بررسی و خرید پمپ های سانتریفیوژ است که این اطمینان خاطر را به خریدار می دهد که پمپ، در شرایط عملیاتی پاسخگوی نیاز واحد فرایندی می باشد.

NPSH چیست؟

NPSH مخفف Net Positive Suction Head است و اندازه گیری فشاری است که توسط یک سیال در سمت مکش یک پمپ گریز از مرکز اندازه گیری می شود. این عبارت به صورت ارتفاع (بر حسب فوت یا متر) بیان می‌شود، نه به عنوان فشار واقعی (lb/in²، psi یا Pa)، زیرا “ارتفاع” یک ویژگی مستقل از سیال است: یک پمپ می‌تواند سیالات مختلف را صرف‌نظر از چگالی آن‌ها به یک ارتفاع یکسان پمپاژ کند.

NPSH به عنوان کل هد سیال در خط مرکزی پروانه بدون فشار بخار سیال تعریف می شود. هدف NPSH شناسایی و اجتناب از شرایط عملیاتی است که منجر به تبخیر سیال در هنگام ورود به پمپ می شود – شرایطی که به عنوان فلشینگ شناخته می شود. در پمپ گریز از مرکز، فشار سیال در پروانه به حداقل می رسد. اگر فشار در اینجا کمتر از فشار بخار سیال باشد، حباب هایی تشکیل می شود که از پره های پروانه به سمت درگاه تخلیه عبور می کنند.

همانطور که حباب های بخار به این ناحیه با فشار بالاتر منتقل می شوند، می توانند به طور خود به خود در یک فرآیند مخرب به نام کاویتاسیون قرار گیرند (شکل ۱). امواج ضربه ای مکرر تولید شده توسط این فرآیند می تواند عامل مهمی برای سایش و خوردگی فلز در پروانه ها و کیس های پمپ باشد.

NPSH چیست؟

NPSH-R چیست؟

NPSH-R یک ویژگی پمپ است. هد مکش مثبت خالص مورد نیاز، توسط سازندگان پمپ در نتیجه آزمایش های گسترده در شرایط کنترل شده نقل شده است. NPSH-R حداقل فشار مکشی است که برای عملکرد صحیح پمپ و به حداقل رساندن فلشینگ و کاویتاسیون باید تامین کند.

تفاوت NPSH-A و NPSH-R چیست؟

NPSH-A چیست؟

NPSH-A یک ویژگی سیستم است. Net Positive Suction Head Available یا همان هد خالص مکش در دسترس از پیکربندی سیستم در سمت مکش محاسبه می‌شود. به طور کلی، این مقدار برابر است با فشار سمت مکش منهای فشار بخار سیال پمپاژ شده در آن نقطه. برای اطمینان از جلوگیری از وقوع پدیده کاویتاسیون، NPSH-A باید از مقدار NPSH-R پمپ برای شرایط عملیاتی انتخاب‌شده بیشتر باشد. به طور معمول، یک حاشیه ایمنی بین ۰٫۵ تا ۱ متر برای در نظر گرفتن این موضوع و عوامل دیگر، مانند موارد زیر مورد نیاز است.

  • شرایط محیطی عملکرد پمپ – آیا دما ثابت است؟
  • تغییرات آب و هوا (دما و فشار جوی)
  • هرگونه افزایش در تلفات اصطکاکی که ممکن است به طور گاه‌به‌گاه یا تدریجی در طول عمر سیستم رخ دهد.

راهنمایی انجام تست NPSH پمپ

تست هد مکش مثبت پمپ گریز از مرکز ( تست NPSH ) پس از اتمام تست عملکرد انجام می شود. ما تست NPSH را برای اندازه گیری توانایی پمپ برای جلوگیری از کاویتاسیون در قسمت ورودی پمپ انجام می دهیم.

بیایید با یک مثال شروع کنیم. دیتاشیت تایید شده پمپ اطلاعات زیر را نشان می دهد:

NPSH-A = 11.09 متر (۳۶٫۳۸ فوت)

جریان نامی = ۲۳۸٫۵ m³/h (1050.08 Gal/min)

خریدار پمپ، NPSH-A را برای اهداف طراحی در اختیار سازنده پمپ قرار می دهد. مقدار اندازه‌گیری‌شده/محاسبه‌شده در تست NPSH، میزان NPSH-R نامیده می‌شود.

بنابراین باید این دو عبارت را به صورت زیر مشخص کنید:

  • NPSH-A از خریدار پمپ (مشتری) می آید
  • NPSH-R توسط سازنده پمپ ارائه شده است و مقدار واقعی اندازه گیری شده است.

اگر NPSH-R کمتر از NPSH-A باشد، نتیجه تست NPSH رضایت بخش خواهد بود.

در منحنی زیر نتیجه تست NPSH نشان داده شده است.

منحنی نتیجه تست NPSH

این مقدار در جریان  ۲۳۸٫۵ m³/h 8 برابر با مقدار ۸ متر است که کمتر از ۱۱٫۰۹ است. پس نتیجه تست NPSH خوب است. این روشی است که شما نتیجه تست NPSH را تعیین می کنید و اکنون اجازه دهید کمی بیشتر در مورد موضوع توضیح دهیم:

تست هد مکش مثبت کاویتاسیون و پمپ

منحنی زیر نشان می دهد که کاویتاسیون روی منحنی (a) اتفاق نمی افتد زیرا فشار مکش بیشتر از فشار بخار است. برعکس، منحنی (b) یک مشکل کاویتاسیون را نشان می دهد زیرا فشار مکش کمتر از فشار بخار است. قسمت مکش پاشنه آشیل پمپ گریز از مرکز است.

کاویتاسیون در تست NPSH

کاویتاسیون، تبخیر سیال پمپ شده و ترکیدن روی پروانه های پمپ است و این فرآیند در ۰٫۰۱ ثانیه اتفاق می افتد و بسیار ناپایدار است. دمای اشباع به معنای نقطه جوش است. دمای اشباع دمایی است برای فشار اشباع متناظر که در آن یک مایع به فاز بخار خود می‌جوشد.

اثر مخرب کاویتاسیون بر روی پمپ

دمای اشباع تحت تأثیر فشار قرار می گیرد، به عنوان مثال آب در ۱۰۰ درجه سانتیگراد یا ۲۱۲ درجه فارنهایت در سطح دریا می جوشد که می تواند ۱ بار یا ۱۴٫۷ psi در نظر گرفته شود. حالا اگر فشار را افزایش دهید، آب بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد یا ۲۱۲ درجه فارنهایت می جوشد.

برعکس اگر فشار را کاهش دهید، آب کمتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد یا ۲۱۲ درجه فارنهایت می جوشد. این همان چیزی است که در پروانه اتفاق می افتد، ناحیه ای با فشار منفی (خلاء) وجود دارد و یک سیستم کم فشار در پروانه ایجاد می کند. بنابراین آب به فاز بخار تبدیل می شود و حباب آب تشکیل می شود و باعث ایجاد حفره می شود.

کاویتاسیون باعث کاهش راندمان و افزایش صدا و ارتعاش می شود. ترکیدن حباب ها می تواند فشار موضعی تا ۱۰۰۰۰۰ PSI ایجاد کند که بسیار مضر است.

فرآیند تست هد مکش مثبت خالص پمپ

فشار مکش در یک سری مراحل (توسط پمپ خلاء یا شیر گاز) کاهش می یابد. برای هر مرحله، شیر خروجی پمپ تنظیم می شود تا دبی (q) را در یک مقدار ثابت نگه دارد.

قرائت نهایی در نقطه ای انجام می شود که هد پمپ حداقل ۳ درصد کاهش یافته است. این نشان می دهد که سطح مضری از کاویتاسیون در حال رخ دادن است و مقدار NPSH-R به دست آمده را تعریف می کند. برای قابل قبول بودن، این مقدار باید کمتر از NPSH-A باشد.

فرآیند تست هد مکش مثبت خالص پمپ یا تست NPSH

یعنی به تدریج فشار مکش را کم می کنیم تا به ۳ درصد کاهش روی هد برسیم، سپس آزمایش را متوقف کرده و NPSH-R را ثبت می کنیم.

سپس تست سر مکش مثبت خالص پمپ را با دبی دیگر شروع می کنیم و برای دبی دوم به NPSH می رسیم. بنابراین اگر ۵ امتیاز تست دارید باید ۵ بار تست NPSH را تکرار کنید. یک آزمایش برای هر دبی سپس می توانید منحنی Q-NPSH را رسم کنید.

به عبارت دیگر، NPSH-R فشار بخار در چشم (eye) پروانه است و NPSH-A فشار مکش است، فشار مکش همیشه باید بالاتر از فشار بخار باشد تا از ایجاد حفره جلوگیری شود.

تست NPSH برای عدم تشکیل کاویتاسیون

اگر پمپ در منطقه A کار می کند، پمپ شما در شرایط ایمن در مورد کاویتاسیون کار می کند. اگر روی B کار می کند، شما در ناحیه محتاط هستید زیرا NPSH-A شما همچنان بالاتر از NPSH-R است، اما اگر به هر دلیلی NPSH-A شما با خفگی یا کوچک بودن لوله مکش اتصال کاهش یابد، پمپ شما ممکن است دچار کاویتاسیون شود.

پمپ در ناحیه C به طور کامل روی ناحیه کاویتاسیون کار می کند و کاویتاسیون قطعا اتفاق خواهد افتاد.

تست NPSH توسط بازرس

قیمت تست NPSH

برای استعلام قیمت و نحوه ی انجام تست در سوله شرکت پترو پردا می توانید با واحد بازرگانی شرکت پترو پردا تماس حاصل فرمایید.

مارجین امن NPSH چیست؟

مارجین NPSH فاکتور ایمنی را توصیف می‌کند که NPSH-A باید از NPSH-R تجاوز کند تا از کاویتاسیون جلوگیری شود. این پارامتر به دو صورت قابل بیان است:

  • به نسبت NPSH-A به NPSH-R. به عنوان مثال، نسبت حاشیه NPSH 1.1 نشان می دهد که NPSH-A 10٪ بیشتر از NPSH-R است.
  • به عنوان تفاوت بین NPSH-A و NPSH-R. به عنوان یک قاعده کلی، لازم است اطمینان حاصل شود که حاشیه NPSH 0.5 متر یا بالاتر است (یعنی: NPSH-A ³ NPSH-R + 0.5 متر)

هر دو روش رایج هستند، اما برای پمپ‌های انرژی بالاتر که NPSH-R ممکن است بزرگ باشد، معمولاً از یک نسبت استفاده می‌شود. راهنمای انتشار ANSI/HI 9.6.1-2012 مؤسسه هیدرولیک برای NPSH Margin مقادیر و نسبت‌های حاشیه خاصی را برای کاربردهای رایج پمپ ارائه می‌کند.

در برخی سیستم‌ها ممکن است به حاشیه یا مارجین (در ادامه توضیح داده می شود.) بزرگ‌تری نیاز باشد. به عنوان مثال، پمپ‌های بدون آب بندی (sealless) حتی با کاویتاسیون جزئی ممکن است دچار عدم تعادل شوند و این موضوع می‌تواند باعث خرابی یاتاقان‌ها شود. در این موارد، مارجین بیشتری لازم است.

مارجین بیشتر، ممکن است برای برخی از سیستم ها ضروری باشد. به عنوان مثال، پمپ های بدون آب بندی می توانند حتی با کاویتاسیون جزئی نامتعادل شوند و این ممکن است باعث خرابی یاتاقان ها شود. در این موارد، مارجین بالاتر لازم است.

در ادامه جدول مارجین در صنایع مختلف آورده شده است.

صنعتکاربردمارجین NPSH

(از هر کدام که ارزش بیشتری دارد)

فرایند های نفت و هیدروکربنیمعمولی، به جز پمپ های عمودینسبت ۱٫۱ یا ۱٫۰ متر (۳٫۳ فوت)
فرایند های شیمیاییمعمولینسبت ۱٫۱ به ۱٫۲ یا ۰٫۶ متر (۲٫۰ فوت) تا ۱٫۰ متر (۳٫۳ فوت)
تولید برقآب در حال گردش / خنک کننده

تغذیه بویلر < 250 کیلووات در مرحله

۱٫۰ متر (۳٫۳ فوت)

نسبت ۱٫۳

آبپروانه معمولی، فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم-برنز، < 75 کیلو وات در مرحلهنسبت ۱٫۱ یا حداقل ۱٫۵ متر (۴٫۹ فوت).
خدمات ساختمانیمعمولی برای پمپ در سیستم های باز (بدون فشار)نسبت ۱٫۰ تا نسبت ۱٫۱ یا

۰٫۶ متر (۲٫۰ فوت)

عمومیاغلب یک پمپ کاتالوگ استانداردنسبت ۱٫۱ یا ۱٫۰ متر (۳٫۳ فوت)

اقدامات احتیاطی در طول تست NPSH

تست در نرخ جریان کم (کسری کوچک از ظرفیت معمولی)، سرعت کم از طریق خط لوله، زمان بیشتری را برای آزادسازی گاز محلول در ناحیه کم فشار می دهد.

کارکرد پمپ در نزدیکی shut-off باعث هدر رفتن بیشتر انرژی به دلیل راندمان پایین برای گرم کردن مایعی که در حلقه بسته جریان دارد، می شود.

گیج های فشار پمپ باید حداقل یک قطر لوله از فلنج های پمپ قرار گیرند.

نباید هیچ محدودیتی بین فلنج های پمپ و گیج های فشار وجود داشته باشد.

برای سیستم هایی با سطح آزاد، نزدیک شدن آب به ورودی پمپ باید یکنواخت و عاری از هرگونه گردابه یا گردابی باشد که ممکن است ناشی از ولو ها، زانویی، اتصالات لوله و یا هر مانع دیگری در خط لوله مکش باشد.

نشت هوا به داخل سیستم نباید وجود داشته باشد.

قطر خط تخلیه باید تا حد امکان بزرگتر انتخاب شود، مخصوصاً برای پمپ‌های با هد پایین که در سرعت کم آزمایش می‌شوند، در غیر این صورت سرعت بالا ممکن است منجر به کاهش فشار مطلق شود.

شرکت پترو پردا تامین کننده تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی در کشور

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site is protected by wp-copyrightpro.com