Verimli akış yönetimi için paralel pompa sistemlerinin optimize edilmesi

Şöyle bir senaryo düşünün: Yıllardır çalışan bir fabrika, giderek artan üretim taleplerine ayak uydurmakta zorlanan ekipmanlarını bulur.Akış hızını iki katına çıkarmayı bekliyoruz.Bunun yerine, akış iyileşmesi önemsizdir ve her iki pompa da sık sık arıza yaşamaya başlar, tam bir arıza riski vardır.

Akış hızını arttırmak ikinci bir pompayı açmak kadar basit değil.Veri analistleri olarak, sistem tasarımını, operasyonel mantığı ve altta yatan riskleri incelemek için yüzey seviyesindeki akış ölçümlerinin ötesine bakmalıyız.Bu makale, paralel pompa işlevindeki yaygın tuzakları veri analizi lensinden araştırır ve hem akış iyileştirmesini hem de ekipman güvenliğini elde etmek için optimizasyon stratejileri sunar..

Paralel pompa konfigürasyonlarını tartışmadan önce, temel bir kavramı netleştirmeliyiz: sistem tasarımı.İki temel tasarım yaklaşımı vardır.:

1. Paralel Operasyon Sistemleri:Bunlar, pompaların değişen akış taleplerini karşılamak için eşzamanlı olarak veya bağımsız olarak çalışmasına izin verir.
2. Bekleme pompa sistemleri:Burada, bir pompa birincil iş atı olarak çalışırken, diğeri bakım veya arızalar sırasında yedek olarak boş kalır.

Paralel çalışma için bekleme sisteminin yanlış kullanılması akış sorunlarının ve ekipman arızalarının sık rastlanan bir nedenidir.Kullanılamıyorsa, saha denetimleri ve veri analizi tasarım niyetini çıkarmak için gerekli olur.

Bir sistem eğrisi, boru hattı direnci ve akış hızı arasındaki ilişkiyi gösterir ve sistemi belirli hızlarda akışkan hareket ettirmek için gerekli başı gösterir.Bu eğrinin şekli ve konumu doğrudan pompa performansını ve çıkışını etkilerParalel işleyişi anlamak, sistem eğrisi kavramlarının ustalığını gerektirir.

Teorik hesaplamalar sistem eğrilerini modelleyebilirken, boru yaşlanması, valf aşınması ve sıvı özellikleri değişiklikleri gibi gerçek dünya faktörleri genellikle tutarsızlıklar yaratır.Kesin eğriler alan verilerinin toplanmasını ve analiz edilmesini gerektirir.:

1. Veri toplama: Basınç sensörleri ve akış sayaçları kullanarak çeşitli akış hızlarında baş kaybının ölçümü
2. Veri İşleme: Gürültüyü ortadan kaldırmak için temizlik, düzeltme ve ortalama ölçümler
3. Eğri uyum: Baş akış ilişkisini matematiksel olarak modellemek (örneğin, kare denklemleri)
4. Doğrulama: Düzenlemeler için uygun eğriyi operasyonel verilerle karşılaştırmak

Sistem eğrisinin pompa performans eğrileriyle üst üste konulması, eğrilerin kesiştiği çalışma noktalarını ortaya çıkarır ve gerçek akış ve baş koşullarını belirler.

İdeal paralel sistemlerde eşleşen pompalar ve yumuşak sistem eğrileri ile akış, minimum baş değişikliği ile önemli ölçüde artar.

• Düşük boyutlu borular dik sistem eğrileri yaratıyor
• Pompa performansı uyumsuzlukları
• Optimal verim aralığı dışında çalışmak

Bunlar aşağıdakilere neden olabilir:

• Düzensiz akış dağılımı:Aşırı yüklenme veya boşluk koşullarına yol açan farklı pompa çıkışları
• Kavitasyon:Sistem direnci aşırı olduğunda düşük giriş basıncı hasar veren döngüler
• Motor aşırı yüklenmesi:Elektrikli bileşenleri zorlayan verimsiz çalışma
• Titreşim/Gürültü:Düzgün çalıştırılmadan kaynaklanan mekanik stres

Paralel operasyonun performansı düşük olduğunda, analistler birkaç teşhis yöntemi kullanır:

1. Performans eğrisi analizi:Üreticinin incelemesi veya saha testleri
2. Sistem eğrisi analizi:Boru hattı direnci özelliklerinin değerlendirilmesi
3. Operasyonel Veri İncelemesi:SCADA/PLC sistemlerinden akış, baş, elektrik ve sıcaklık ölçümlerini analiz etmek
4. titreşim analizi:Kavitasyon, rulman aşınması veya dengesizlik sorunlarının tespit edilmesi
5. Enerji tüketimi analizi:Verimliliğin değerlendirilmesi ve tasarruf potansiyelinin belirlenmesi

Çözümler sorun türüne göre değişir:

Sistem Tasarımı Geliştirmeleri:

• Direnci azaltmak için boruların büyüklüğünü artırmak
• Armatürleri en aza indirmek için düzenlemeleri kolaylaştırmak
• Kesin bir akış kontrolü için değişken frekanslı sürücülerin (VFD) kurulması

Pompa Seçimi Geliştirmeleri:

• Performans eşleştirilmiş birimleri seçmek
• Yüksek verimliliğe sahip modellerin önceliği
• Yeterli NPSH marjının sağlanması

Operasyonel Kontrol Geliştirmeleri:

• Akıllı kontrol sistemlerinin uygulanması
• Düzenli ekipman denetimlerinin sürdürülmesi
• Gerçek zamanlı performans verilerinin izlenmesi

Bir kimyasal fabrikasının soğutma sistemi, artan yükle başa çıkmak için iki paralel santrifüj pompasını kullandı.Analiz ortaya çıktı:

• Pompalar arasındaki performans uyumsuzlukları
• Ufak boyutlu borulardan oluşan dik bir sistem eğrisi
• SCADA verileri üzerinden dengesiz akış dağılımı
• Titreleme analizi yoluyla erken aşamada kavitasyon

Çözüm:

1. Daha iyi performans eşleşmesi için bir pompanın değiştirilmesi
2. Direnişleri en aza indirmek için boru düzenlerini yeniden tasarlamak
3. Optimize edilen hız kontrolü için VFD'lerin kurulması

Uygulama sonrası, sistem uygun akış hızları ve düşük enerji tüketimi ile istikrarlı bir işleyişe ulaştı.

1. Paralel pompa miktarı maliyet-yarar analizi yoluyla sistem gereksinimlerine uygun olmalıdır.
2. Kısa geçişler dışında asla paralel olmayan sistemleri aynı anda çalıştırmayın.
3. Uygun şekilde tasarlanmış paralel sistemler esneklik ve güvenilirlik avantajları sunar
4. Paralel konfigürasyonlar genellikle değişken talep için tek büyük pompalardan daha iyidir
5. Yanlış eşleşen pompalar, kapanma başları hizalandırılırsa ve spesifik hızlar benzerse paralel çalışabilir.
6. Performans verilerine dayanarak önce zayıf pompaları çalıştırın.
7. VFD'ler yükleri dengelemeye ve sistem pompası uyumsuzluklarını aşmaya yardımcı olur
8. İkinci pompaları çalıştırmadan önce aşırı eğri işleminden kaçınarak kavitasyonun önlenmesi
9. Bakım kararlarını bilgilendirmek için zamanlayıcılarla çalışma saatlerini doğru bir şekilde izleyin
10. Başlangıç pompaları aşırı yük olmadan tam sistem yükünü taşımalıdır.