ویژگیها و فناوریهای پمپهای مورد استفاده در فرآوری آب
Thread Content
آخرین بار این پست توسط yinkuilin6868 در تاریخ ۲۰۱۶-۶-۱۷ ساعت ۰۹:۳۳ ویرایش شد.۱. مقدمه
آب، شرط اساسی برای بقای همه موجودات است؛ زندگی و فعالیتهای انسان نیز بدون آب امکانپذیر نیست. کشور ما از کمبود منابع آبی رنج میبرد و توزیع آن از نظر زمانی و مکانی یکنواخت نیست. با رشد جمعیت و اقتصاد ملی، گستره و شدت آلودگی آب در حال افزایش است. وضعیت آلودگی آب در رودخانههای مهم کشور و مناطق ساحلی بسیار جدی است؛ بحران ناشی از آن، رشد سریع صنایع مختلف را به شدت محدود کرده و بر بهبود سطح زندگی مردم تأثیر گذاشته است. بنابراین، تصفیه آب امری ضروری است. پمپ آب، تجهیزات مهمی در فرآیند تصفیه آب برای انتقال سیالات است؛ این دستگاه انرژی لازم را به سیالات میدهد تا بتوانند مقاومتهای ناشی از جریان را پشت سر بگذارند و جریان خود را در داخل دستگاه یا لولهها حفظ کنند. علاوه بر این، هنگام فرآوری آب، لازم است مواد شیمیایی از مخزن الف به مخزن ب رفته و از سطح پایین به سطح بالا منتقل شوند. همه اینها با کمک پمپ آب انجام میشود. بنابراین، انتخاب مناسب پمپها و آشنایی با روندهای تکنولوژیکی پمپهای مورد استفاده در فرآیندهای تصفیه آب، به یکی از کارهای مهم در این زمینه تبدیل شده است. این مقاله، ویژگیهای ساختاری و کاربردهای پمپهای مورد استفاده در فرآیندهای تصفیه آب را به طور خلاصه توضیح میدهد تا برای کارکنان مرتبط به عنوان منبعی برای استفاده در نظر گرفته شود. دوم، طبقهبندی پمپهای مورد استفاده در فرآیندهای تصفیه آب: در صنعت تصفیه آب، انواع مختلفی از تجهیزات پمپاژ مورد استفاده قرار میگیرند و تعریف یک روش کلی برای طبقهبندی آنها دشوار است. معمولاً بر اساس نیازهای واقعی، از روشهای مختلفی برای طبقهبندی آنها استفاده میشود؛ در ادامه توضیحات سادهای در این زمینه ارائه شده است. ۱. طبق اصل کارکرد، پمپها به دستههای زیر تقسیم میشوند: پمپهای بلبرینگی: از تعامل بلبرینگها با مایع برای انتقال مایع استفاده میکنند؛ مانند پمپهای سانتریفوژی، پمپهای ترکیبی، پمپهای جریان محوری، پمپهای گردابی و غیره. پمپهای حجمی: از تغییرات دورهای حجم محفظه کار برای انتقال مایع استفاده میکنند، مانند پمپهای پیستونی، پمپهای پیستونی ستونی، پمپهای دیافراگمی، پمپهای چرخدندهای، پمپهای صفحهلغزنده و پمپهای مارپیچی. انواع دیگر پمپها: پمپهایی که تنها انرژی سطحی مایع را تغییر میدهند، مانند چرخآب و غیره ； پمپهایی که از انرژی مایع برای حمل مایع استفاده میکنند، مانند پمپهای جت، پمپهای چکشی آبی و غیره. ۲. بر اساس محیط انتقال، پمپها به سه دسته تقسیم میشوند: پمپهای انتقال محیط تکفاز، پمپهای انتقال محیط دوفاز و پمپهای انتقال محیط چندفاز. ۳. طبقهبندی پمپهای برگی برای تصفیه آب
در میان پمپهای مورد استفاده برای تصفیه آب، پمپهای برگی کاربرد گستردهتری دارند. انواع رایج این پمپها عبارتند از: پمپهای تکمرحلهای، پمپهای چندمرحلهای، پمپهای دوجذبه، پمپهای خلطی، پمپهای جریانمحوری، پمپهای زیرآبی، پمپهای زبالهبر، پمپهای مارپیچی، پمپهای اندازهگیری، پمپهای پیستونی، پمپهای مارپیچی و پمپهای جت. سوم، معرفی محصولات اصلی
۱. پمپهای ضدخوردگی سانتریفوژی
پمپهای ضدخوردگی سانتریفوژی عمدتاً پمپهای ضدخوردگی تکمرحلهای، تکمکش و نوع آویز هستند که برای انتقال مایعات خورنده فاقد ذرات جامد و در دمای ۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد استفاده میشوند. در فرآیندهای تصفیه آب، عمدتاً برای انتقال آب H در فرآیند تبادل یونی استفاده میشود. مواد قطعات مرتبط با جریان مایع، از دو نوع فولاد ضدزنگ و پلاستیک ساخته شدهاند. تفاوت بین آن دو، روش اتصال بدنه پمپ، درپوش پمپ و سیستم حملونقل آن است. در روش اول، بدنه پمپ روی چارچوب متصل میشود و سپس درپوش پمپ روی بدنه پمپ نصب میگردد ； در حالت دوم، بدنه پمپ با کمک لبه مهارکننده درپوش پمپ، روی چارچوب نگه داشته میشود و در عین حال درپوش پمپ نیز ثابت میگردد. ۲. پمپ فاضلاب: پمپ فاضلاب عمدتاً از بخشهایی مانند بدنه پمپ، درپوش پمپ، جعبه لنگر، پره و محور تشکیل شده است. عمدتاً برای انتقال فلویدهایی با دمای زیر ۸۰ درجه سانتیگراد که حاوی الیاف یا سایر مواد معلق هستند، و همچنین فاضلابهای اسیدی، قلیایی یا سایر فاضلابهای خورنده استفاده میشود. پمپهای فاضلاب رایج به دو دسته اصلی تقسیم میشوند: یکی پمپهای فاضلاب با موتور الکتریکی معمولی و دیگری پمپهای زیرآبی فاضلاب. ۳. پمپ بازشوی میانی: این پمپ در فرآیندهای تصفیه آب برای انتقال سیالات خنک مانند آب استفاده میشود و دمای حداکثری آن بیشتر از ۸۰ درجه سانتیگراد نیست. پمپهای رایج با دریچه میانی، شامل پمپهای گرانشی نوع S و پمپهای گرانشی نوع flSh هستند. پمپهای سانتریفوژی نوع S دارای بازدهی بالاتری هستند، هزینه تولید آنها کم است و به صرفهجویی در مصرف انرژی کمک میکنند. پمپهای مرکزگرانشی نوع Sh دارای قابلیت اطمینان بالا و عمر طولانی هستند. پمپ بازشو، همانطور که از نامش پیداست، بدنه آن به صورت باز است و به دو بخش بالایی و پایینی تقسیم میشود. لبههای اتصال آن در یک صفحه با مرکز محور قرار دارند و در فاصله بین آنها، یک وسیله تشکیلدهنده فاصله از جنس کاغذ وجود دارد. بخشهای بالا و پایین با میخ در جای خود قرار میگیرند و با پیچ محکم میشوند. ورودی و خروجی هر دو در بدنه پایینی قرار دارند، در جهت افقی و عمود بر محور پمپ. پس از بسته شدن بخشهای بالا و پایین، دو محفظه جذب متقارن در دو طرف پروانه تشکیل میشوند؛ این دو محفظه از یک ورودی جذب مشترک استفاده میکنند. بخش میانی، محفظه فشار بالا است که کف آن به لوله خروجی متصل است. هنگام کار پرههای پمپ سانتریفوژ، به دلیل وجود سمت کمفشار (ورودی) و سمت پرفشار (خروجی) در داخل پمپ، نیروهای وارد بر دو طرف پرهها متعادل نخواهد بود. برای جلوگیری از بروز این مشکل، تعدادی سوراخ کوچک تعادلبخش در قسمت میانی سمت راست پرهها ایجاد شده است؛ این سوراخها باعث میشوند که آب با فشار بالا در سمت راست، به مقدار کمی به منطقه با فشار پایین بازگردد و در نتیجه نیروی محوری تعادل یابد. ۴. پمپهای رفت و برگشتی: پمپهای رفت و برگشتی از پیستون (یا سوپاپ) که در محفظه پمپ حرکت رفت و برگشتی دارد، برای تغییر حجم محفظه پمپ استفاده میکنند؛ همچنین با کمک دو سوپاپ مسدودکننده، به جذب یا خارج کردن مایع میپردازند. پمپهای رفت و برگشتی بر اساس ساختار پیستون، به سه نوع تقسیم میشوند: پمپهای رفت و برگشتی پیستونی، پمپهای رفت و برگشتی سوپاپی و پمپهای رفت و برگشتی دیافراگمی. قطعه اصلی پمپهای رفت و برگشتی پیستونی، پیستون است؛ این پمپها با استفاده از حرکت پیستون در محفظه پمپ، مایع را میکشند یا خارج میکنند. قطعه اصلی پمپهای رفت و برگشتی پیستونی، پیستون (دارای شکل استوانهای) است که سطح تماس آن بزرگتر بوده و مقاومت بیشتری در برابر سایش دارد. نحوه عملکرد آن کاملاً مشابه پیستون است. قطعه اصلی پمپهای رفت و برگشتی دیافراگمی نیز پیستون است؛ تفاوت آن با پمپهای رفت و برگشتی پیستونی این است که بین محفظه کاری پمپ و بدنه آن، یک دیافراگم چسبناک (یا فولادی) وجود دارد. هنگامی که پیستون حرکت رفت و برگشتی انجام میدهد، دیافراگم نیز به همان ترتیب حرکت کرده و نقش مکش یا تخلیه مایع را ایفا میکند. ۵. پمپهای دوزینگ و پمپهای مارپیچی در فرآیندهای تصفیه آب، کاربرد گستردهای دارند. (۱) پمپ دوزینگ: پمپهای دوزینگ به دو نوع پیستونی و دیافراگمی تقسیم میشوند و عمدتاً از مواردی مانند دریچههای حلزونی، چرخهای خارجمرکزی، قاب قوسی، سر صلیبی، پیستون، محور خارجمرکزی، پیچ تنظیم و موتور الکتریکی تشکیل شدهاند. پمپ اندازهگیری، پمپ رفت و برگشتی است که میتواند جریان را به صورت پویا یا ثابت تنظیم کند: جریان از طریق تنظیم فاصله بین پیچ و محور منحرف، کنترل میشود. هرچه فاصله بین میله درونپیچ و محور منحرف کمتر باشد، مسافت حرکت پمپ بیشتر شده و دبی آن نیز افزایش مییابد ； در مقابل، دبی پمپ نیز کمتر خواهد بود. پمپهای اندازهگیری نوع J به طور گسترده در مواردی که نیاز به اندازهگیری دقیق، تنظیم مقدار تزریق و تأمین مداوم محصول وجود دارد، مورد استفاده قرار میگیرند. در فرآیندهای تصفیه آب، برای انتقال و افزودن مواد شیمیایی خورنده و غیرخورنده که فاقد ذرات جامد هستند، استفاده میشود. بسته به ویژگیهای شیمیایی محیط انتقال، بخشهای مسیر جریان در سیلندرهای مایع میتوانند از مواد مقاوم در برابر خوردگی مناسب استفاده کنند. (۲) پمپ استوانهای: پمپهای استوانهای شامل پمپ استوانهای تکاستوانهای، پمپ استوانهای دواستوانهای و پمپ استوانهای سهاستوانهای میباشند. میتوان از آن برای انتقال مایعات حاوی یک ماده یا چندین ماده استفاده کرد؛ این مایعات میتوانند خنثی یا خورنده، تمیز یا ساینده، حاوی گاز یا مستعد تشکیل حباب، دارای چسبندگی بالا یا پایین، و همچنین حاوی الیاف یا ذرات جامد باشند. این روش در صنایع مختلف کاربردهای گستردهای دارد. اصل کار پمپ مارپیچی اینگونه است: هنگام کار پمپ مارپیچی، مایع پس از ورود، وارد فضای محکم شده توسط دندهها و بدنه پمپ میشود. با چرخش مارپیچ محرک، حجم محکم شده پمپ تحت فشار دندهها افزایش یافته و فشار پمپ نیز بالا میرود؛ همچنین مایع در جهت محوری حرکت میکند. از آنجایی که میله در حال چرخش با سرعت ثابت است، جریان خروجی مایع نیز یکنواخت است. بنابراین، پمپ مارپیچی دارای مزایایی مانند عملکرد اقتصادی خوب، فشار بالا، جریان یکنواخت و سرعت چرخش بالا است. چهارم، روندهای توسعه فناوری: برای پاسخگویی بهتر به نیازهای پمپها در صنعت تصفیه آب، روندهای اصلی توسعه فناوری پمپهای مورد استفاده در این صنعت عبارتند از موارد زیر. ۱. پژوهش فنی در زمینه ایمنی عملکرد پمپها: در صنعت تصفیه آب، پمپها تجهیزاتی بسیار مهم هستند. امنیت عملکرد پمپهای آب، مستقیماً بر عملکرد صحیح فرآیندهای تصفیه آب تأثیر میگذارد؛ در صورت بروز خرابیهای جدی، کل فرآیند تصفیه آب متوقف خواهد شد و این امر باعث ایجاد مشکلات زیادی برای زندگی و فعالیتهای مردم خواهد شد. بر اساس تحلیل فعلی از عملکرد پمپهای مورد استفاده در فرآیندهای تصفیه آب، اختلالات رایج عبارتند از: خوردگی سطحی پرهها در معرض فاضلاب برای مدت طولانی، شکست زودهنگام پرهها به دلیل خستگی، ساییدگی اجزای مربوط به جریان آب در بدنه پمپ، خم شدن محور پمپ، و سوختن موتور الکتریکی و لنگرها. مطالعه ایمنی عملکرد بسیار مهم است؛ از طریق تحقیقات در این زمینه، نه تنها ایمنی پمپها افزایش مییابد، بلکه عمر مفید آنها نیز بهبود مییابد. ۲. پژوهش فنی در زمینه کنترل خودکار پمپها: در فرآیند تصفیه آب، میزان آب مورد نیاز و فشار آب در سیستم به طور مداوم در حال تغییر است. اگر این نیازها برآورده نشوند، این امر بر عملکرد صحیح تولید تأثیر منفی خواهد گذاشت و منجر به هدررفت زیادی خواهد شد. برای مدیریت مؤثر، نیاز به نظارت از راه دور و کنترل مستقیم سیستم تولید وجود دارد ； برای افزایش بهرهوری و ایمنی، لازم است بخشهای کلیدی پمپهای مورد استفاده در فرآیندهای تصفیه آب نیز بررسی شوند. بنابراین، پژوهش در زمینه فناوری کنترل خودکار، یک روند مهم در توسعه فناوری است. در حال حاضر تحقیقات زیادی در زمینه فناوری تغییر خودکار فرکانس انجام شده است و نتایج مطلوبی به دست آمده که منجر به منافع اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی شده است. روش تنظیم سرعت، اثرات مطلوبی در صرفهجویی در مصرف انرژی دارد و این موضوع توسط بسیاری از پروژههای عملی در کشور ما ثابت شده است. در بسیاری از کاربردهای پمپها، گاهی لازم است پارامترهای عملکردی پمپ ثابت بمانند و گاهی نیاز است که این پارامترها بسته به شرایط استفاده تغییر کنند. تنظیم سرعت چرخش میتواند به این منظور کمک کند؛ همچنین باعث افزایش کارایی لولهکشیها شده و کارایی کلی دستگاه را به طور قابل توجهی بهبود میبخشد. ۳. پژوهشهای فنی در زمینه انتخاب پمپها و صرفهجویی در مصرف انرژی سیستمها: به دلایل مختلف، در زمینه طراحی و انتخاب پمپها، پدیدههای نامناسب بسیاری وجود دارد که منجر به هدررفت انرژی شده و تأثیرات منفی زیادی بر فعالیتهای مربوط به صرفهجویی در مصرف انرژی دارد. (۱) اصولی که باید در انتخاب پمپ آب رعایت شوند: ۱) واحد مصرفکننده، پارامترهای عملکردی پمپ و شرایط لازم برای کارکرد آن را بهطور منطقی تعیین کند. ۲) بخش طراحی باید نوع و پارامترهای پمپ را بهطور مناسب تعیین کند تا شرایط استفاده در محل به خوبی برآورده شود. ۳) در نظر گرفتن جامع بالاترین بازدهی پمپ، محدوده بازدهی بالا و شاخصهای بازدهی در شرایط استفاده واقعی. ۴) مقایسه فنی-اقتصادی انجام داده و از میان آنها، راهکاری که از نظر فنی پیشرفته و از نظر اقتصادی منطقی باشد، انتخاب میشود. (۲) افزایش شاخصهای کارایی عملکرد سیستم پمپهای مرکزگرا: صرفهجویی در مصرف انرژی توسط پمپهای مرکزگرا نباید فقط محدود به بررسی میزان کارایی خود پمپ باشد؛ بلکه باید شاخصهای کارایی تمام جنبههای سیستم نیز مورد بررسی قرار گیرد تا بتوان از کارایی بالاتر و صرفهجویی بیشتری در مصرف انرژی در کل سیستم دست یافت. پتانسیل این زمینه نسبتاً زیاد است. تحلیل و بررسی دقیق باید در زمینههای زیر انجام شود. ۱) آیا پیکربندی واحد پمپاژ و کل سیستم تولید منطقی است؛ به گونهای که هم نیازهای استفاده را برآورده کند و هم الزامات صرفهجویی در مصرف انرژی را فراهم آورد. ۲) آیا ترکیب پمپ مرکزگرانشی و موتور مناسب است و کارایی صرفهجویی انرژی موتور چگونه است؟ ۳) آیا پیکربندی لولهکشی مناسب است؟ لولهها را کاهش داده و بازدهی لولهکشی را افزایش دهید. ۴) آیا تنظیمات دستگاه انتقال حرکت مناسب است یا خیر؟ انتخاب و استفاده از دستگاه انتقال حرکت، نه تنها بر راندمان انتقال حرکت تأثیر میگذارد، بلکه بر راندمان موتور، پمپ آب و لولهکشیها نیز تأثیر دارد. ۵) کارایی و منطقی بودن فشار بخار. ۶) آیا لولهکشیها و موارد نگهداری مربوط به عملکرد سیستم پمپهای مرکزگرا مناسب هستند؟ ۴. پژوهش درباره ویژگیهای خاص: به دلیل تفاوتهای شرایط استفاده، علاوه بر انجام موارد تحقیقات فنی ذکر شده، لازم است پژوهشهای بیشتری نیز در زمینه ویژگیهای خاص انجام شود؛ که عمدتاً شامل موارد زیر میباشد. ۱) مطالعه مواد حمل و نقل ویژه، مانند مواد حمل و نقل ترکیبی جامد-مایع. ۲) پژوهش درباره مواد ویژه؛ این مواد باید دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی و سایش باشند. ۳) مطالعه ساختارهای ویژه، مانند مسیرهای عبور جریان بدون انسداد، ساختارهای دولایه ویژه و غیره. پنجم، نتیجهگیری: پمپها تجهیزات مهمی در فرآیندهای تصفیه آب هستند. تحلیلی مختصر بر روی چند نوع اصلی پمپهای مورد استفاده در فرآیندهای تصفیه آب ارائه شده است؛ ویژگیهای ساختاری و شرایط استفاده از این پمپها خلاصه شدهاند تا به عنوان منبعی برای انتخاب مناسب پمپهای مورد نیاز در فرآیندهای تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرند. همچنین، روندهای توسعه فناوری پمپهای مورد استفاده در فرآیندهای تصفیه آب مشخص شد؛ برای دستیابی به افزایش کارایی و کاهش مصرف انرژی، لازم است در چهار زمینه یعنی ایمنی عملکرد پمپ، خودکارسازی، صرفهجویی در مصرف انرژی و ویژگیهای خاص، تحقیقات و بررسیهای بیشتری انجام شود.
آیا چیزی درباره انتخاب دادهها وجود دارد؟
برای انتخاب مناسب، باید به پارامترهایی مانند فشار، دبی، چسبندگی محیط، خورندگی و سایشپذیری توجه کرد.