Cách tối ưu hóa hoạt động của bơm tách ngang (Phần A)
Sản phẩm máy bơm tách ngang là lựa chọn phổ biến ở nhiều nhà máy vì chúng đơn giản, đáng tin cậy, nhẹ và thiết kế nhỏ gọn. Trong những thập kỷ gần đây, việc sử dụng trường hợp chia máy bơm đã tăng lên trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như ứng dụng quy trình, vì bốn lý do:
1. Tiến bộ trong công nghệ làm kín bơm ly tâm
2. Kiến thức hiện đại và mô hình hóa cơ học chất lưu và động lực quay
3. Phương pháp sản xuất tiên tiến để sản xuất các bộ phận quay chính xác và các cụm lắp ráp phức tạp với chi phí hợp lý
4. Khả năng đơn giản hóa việc điều khiển thông qua việc sử dụng công nghệ điều khiển hiện đại, đặc biệt là các bộ truyền động biến thiên tốc độ hiện đại (VSD)
Về độ tin cậy, đường cong bơm đáng được quan tâm hơn bất kể bản chất của ứng dụng. Trong quá trình lựa chọn, việc vẽ đường cong điểm vận hành của ứng dụng có thể tạo ra sự khác biệt giữa tiết kiệm tiền và mất tiền.
Điểm hiệu quả tốt nhất
Điểm hiệu quả tốt nhất (BEP) là điểm mà tại đó máy bơm phân chia ngang ổn định nhất. Nếu bơm được vận hành xa điểm BEP, điều này không chỉ dẫn đến tăng tải không cân bằng - tải thường đạt đỉnh tại điểm chết của bơm mà còn (trong thời gian vận hành dài) làm giảm độ tin cậy của bơm và tuổi thọ của các bộ phận của bơm.
Thiết kế của máy bơm thường xác định phạm vi hoạt động tối ưu của nó, nhưng máy bơm thường phải được vận hành trong phạm vi từ 80% đến 109% của BEP. Phạm vi này là lý tưởng nhưng không thực tế và hầu hết người vận hành nên xác định phạm vi hoạt động tối ưu trước khi chọn máy bơm.
Áp suất đầu hút dương ròng cần thiết (NPSHR) thường giới hạn phạm vi hoạt động của bơm theo BEP. Khi hoạt động cao hơn lưu lượng BEP, áp suất giảm trong đường ống hút và đường ống sẽ giảm đáng kể xuống dưới NPSHR. Áp suất giảm này có thể gây ra hiện tượng xâm thực và hư hỏng các bộ phận của bơm.
Khi các bộ phận bơm bị mòn và lão hóa, các khe hở mới sẽ hình thành. Chất lỏng được bơm bắt đầu tuần hoàn thường xuyên hơn (chảy ngược bên trong - lưu ý của tiệm bơm) so với khi bơm còn mới. Tuần hoàn có thể có tác động bất lợi đến hiệu suất của bơm.
Người vận hành nên kiểm tra đường cong hiệu suất bơm cho toàn bộ hồ sơ vận hành. Bơm hoạt động trong vòng kín hoặc dịch vụ phục hồi (có hệ thống bypass – lưu ý của tiệm bơm) nên được vận hành gần BEP hoặc trong khoảng 5% đến 10% về bên trái của BEP. Theo kinh nghiệm của tôi, hệ thống vòng kín ít chú ý đến đường cong hiệu suất bơm.
Trên thực tế, một số nhà điều hành không kiểm tra các điểm vận hành thay thế hoặc phạm vi lưu lượng phục hồi trên đường cong bơm. Lưu lượng dịch vụ tái chế có thể thay đổi rất nhiều, đó là lý do tại sao các nhà điều hành phải tìm và đánh giá tất cả các điểm vận hành có thể có trên đường cong bơm.
Điểm hoạt động cực đại
Trong dịch vụ chuyển hàng rời, việc chia theo chiều ngang trường hợp bơm chuyển chất lỏng từ một thùng chứa hoặc bể chứa có mức chất lỏng khác nhau tại các cổng hút và xả. Máy bơm bơm chất lỏng ra tại cổng hút và làm đầy thùng chứa hoặc bể chứa tại cổng xả. Một số dịch vụ chuyển hàng rời yêu cầu sử dụng van điều khiển, có thể thay đổi đáng kể chênh lệch áp suất.
Cột áp của máy bơm liên tục thay đổi nhưng tốc độ thay đổi có thể cao hoặc thấp.
Có hai điểm vận hành cực đoan trong dịch vụ chuyển hàng rời, một ở mức cột áp cao nhất và một ở mức cột áp thấp nhất. Một số người vận hành nhầm lẫn khi khớp BEP của máy bơm với điểm vận hành ở mức cột áp cao nhất và quên mất các yêu cầu về cột áp khác.
Máy bơm được chọn sẽ hoạt động ở bên phải BEP, cung cấp hiệu suất không đáng tin cậy và kém hiệu quả hơn. Ngoài ra, vì máy bơm được thiết kế để hoạt động ở mức đầu cao nhất gần BEP, nên máy bơm có kích thước lớn hơn mức thực tế cần thiết.
Việc lựa chọn bơm không đúng ở điểm vận hành đầu thấp nhất sẽ dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cao hơn, hiệu suất thấp hơn, độ rung lớn hơn, tuổi thọ phớt và ổ trục ngắn hơn và độ tin cậy thấp hơn. Tất cả các yếu tố này có thể làm tăng đáng kể chi phí ban đầu và chi phí vận hành, bao gồm cả thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch thường xuyên hơn.
Tìm điểm giữa
Việc lựa chọn máy bơm thùng chia nằm ngang tốt nhất cho dịch vụ vận chuyển hàng rời phụ thuộc vào việc xác định điểm làm việc ở cột áp cao nhất bên trái BEP hoặc ở cột áp thấp nhất bên phải BEP.
Đường cong bơm kết quả phải bao gồm các điểm vận hành có tính đến các yếu tố khác như NPSHR. Bơm phải hoạt động gần BEP, là điểm giữa giữa các đầu cao nhất và thấp nhất, hầu hết thời gian.
Nhìn chung, cần xác định tất cả các điểm làm việc và đánh giá hoạt động của máy bơm đối với tất cả các điểm làm việc có thể.
Một cân nhắc quan trọng là điều kiện vận hành của máy bơm và khi hiệu suất của máy bơm giảm nhẹ, điểm vận hành của máy bơm trên đường cong máy bơm được ước tính. Đối với một số ứng dụng máy bơm, chẳng hạn như dịch vụ chuyển hàng rời, có sự khác biệt lớn giữa điểm đầu cao nhất và thấp nhất và máy bơm ly tâm tốc độ thay đổi