هفت مزیت پمپ­های گریز از مرکز (سانتریفیوژ) شیمیایی

در بسیاری از کاربردها، از پالایش و گردش[1] گرفته تا ذخیره­سازی و تخلیه بار، پمپ­های گریز از مرکز شیمیایی انتخابی ایده­آل هستند (شکل 1).

مواد شیمیایی خورنده، به دلیل ماهیت خشنی که دارند، باید با دقت به کار گرفته شوند. طراحان، در حین ثبت سیستم­های خود، باید پمپ­هایی را انتخاب کنند که در برابر مواد شیمیایی ویژه­ی مورد استفاده در فرایند مربوطه مقاوم باشند.

انواع پمپ­های شیمیایی گریز از مرکز (سانتریفیوژ)

پمپ­های گریز از مرکز برای انتقال دادن محدوده­ی وسیعی از انواع جریان­ها در دسترس هستند. این پمپ­ها با استفاده از انرژی چرخشی فراهم شده توسط یک پروانه، می­توانند مایعات را به صورت ایمن و پربازده جابجا کنند. پمپ­های گریز از مرکز برای انتقال مایعاتی که پمپ­های دیگر در شرایط ایمن نمی­توانند آن­ها را انتقال دهند ساخته شده­اند (شکل 2).

پمپ­های شیمیایی گریز از مرکز در دو سبک اصلی ساخته می­شوند: با عایق­بندی مکانیکی و با راه­انداز مغناطیسی. این طرح­ها متفاوتند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند.

پمپ­های دارای عایق­های مکانیکی

پمپ گریز از مرکز دارای یک پروانه­ی چرخان داخلی و همچنین ناحیه­ای است که از طریق دریچه­ی موجود در محفظه­ی پمپ، به موتور متصل می­شود. در این دریچه، برای جلوگیری از نشتی، یک عایق مکانیکی به کار می­رود. این عایق­ها نوعاً از حلقه­های سرامیکی، سیلیکون کاربید یا کربنی ساخته می­شوند که با دقت زیادی، به منظور جلوگیری از نشتی پمپ، طراحی شده­اند. یکی از حلقه­ها به محض چرخیدن شفت، می­چرخد در حالی که حلقه­ی دیگر درون پمپ ثابت می­ماند. همزمان با جریان یافتن سیال در پمپ، مقدار کمی حرکت بین سطوح این دو عایق سبب انجام روغن­کاری می­شوند.

مزیت اصلی این پمپ­ها قیمت اولیه­ی خرید آن­هاست. سرمایه­ی اولیه­ی مورد نیاز برای این پمپ­ها در مقایسه با دیگر انواع پمپ، معمولاً کمتر است. دومین مزیت آن­ها، امکان بلقوه­ی کار با مقدار کمی ذرات جامد است (شکل 3).

پمپ­های گریز از مرکز راه ­اندازی شده با مغناطیس

پمپ­های راه­اندازی شده با مغناطیس (mag-drive)، همانطور که از نام آن­ها برمی­آید، توسط آهنربا راه­اندازی می­شوند. به این ترتیب ارتباط مستقیم میان پروانه و شفت موتور از بین می­رود و نیاز به عایق به طور مؤثری حذف می­شود. آهنرباها روی شفت موتور نصب می­شوند تا توان موتور را از طریق یک سد صلب به دیگر آهنرباهای درون پمپ، که پروانه را می­چرخانند، انتقال دهند.

مزیت کلیدی این نوع پمپ­ها عدم وجود عایق مکانیکی است. از آنجایی که عایقی وجود ندارد که فرسایش یابد یا دچار نشتی شود، نیاز این نوع پمپ­ها نیز به تعمیر و نگهداری کمتر است و دوام آن­ها نسبت به پمپ­های عایق­بندی شده­ی مکانیکی بسیار بیشتر خواهد بود. همچنین، در برخی از مدل­ها، قابلیت راه­اندازی خشک وجود دارد که معمولاً در بین انواع مکانیکی دیده نمی­شود (جمله ناقص است).

مزایای پمپ گریز از مرکز شیمیایی

1. مقاومت در برابر خوردگی

این مزیت دو فایده به دنبال دارد. اول اینکه این پمپ­ها به سازندگان و پردازندگان امکان انتقال انواع متنوعی از سیالات، حتی سیالاتی که درون پمپ­های دیگر به سرعت سبب خوردگی می­شوند، را می­دهند.

دوم اینکه، عمر مفید این پمپ­ها طولانی است. این پمپ­ها، حتی اگر با مواد شیمیایی شدیداً خورنده به کار روند، قادر به تحمل شرایط هستند و بازگشت سرمایه­ی[2] (ROI) قابل توجهی را موجب می­شوند (شکل 4).

• بازده انرژی

پمپ­های گریز از مرکز شیمیایی، در مقایسه با فناوری­های دیگری که برای پمپ کردن استفاده می­شوند، رتبه­ی بالایی در بازده انرژی دارند. بازده این پمپ­ها، هم هزینه­های کوتاه­مدت و هم هزینه­های عمر عملکردی هر واحد را کاهش می­دهد.

• جریان هموار

برخی از پمپ­ها جریان پالسی تولید می­کنند. پمپ­های گریز از مرکز شیمیایی از پالسی شدن جریان جلوگیری می­نمایند.

• قابلیت اطمینان اثبات شده

در شرایطی که قابلیت اطمینان از اهمیت بسیار بالایی برخوردار باشد، پمپ­های گریز از مرکز شیمیایی انتخاب مطمئنی هستند. ویژگی­های طراحی و ساخت را ارزیابی کنید تا مطمئن شوید که پمپِ مشخص شده، دوام کافی را برای کار در شرایط بحرانی، طبق عملکرد برنامه­ریزی شده، دارد.

• نیاز کم به تعمیر و نگهداری

برخی از پمپ­ها، علیرغم عمر عملکردی طولانی، به دفعات زیاد نیاز به انجام عملیات تعمیر و نگهداری عادی دارند که این سبب پرهزینه شدن عملکرد آن­ها می­شود. خوشبختانه، پمپ­های گریز از مرکز شیمیایی الزامات کمی در رابطه با عملیات تعمیر و نگهداری عادی دارند.

• تنوع ابعاد

پمپ­های گریز از مرکز در محدوده­ی وسیعی از ابعاد در دسترس هستند. مدل­های مختلف می­توانند با نرخ­های جریانی متفاوت، از کمتر از 1 گالن بر دقیقه (gpm) (1 لیتر بر دقیقه [lpm]) تا بیشتر از gpm 1400 (318 متر مکعب بر ساعت [m3/hr])، کار کنند.

• تنوع کاربرد

پیکربندی مشابه این پمپ برای همه­ی کاربردها مناسب نیست. با کمک پمپ­های گریز از مرکز شیمیایی، پیکربندی­های متعددی برای استفاده در کاربردهای مختلف در دسترس ماست. این پمپ­های متنوع در قالب سه پیکربندی در دسترس هستند:

الف. مکش سیلابی[3] – این نوع پمپ­ها را هنگامی که سطح سیال تأمین شده بالاتر از خط مرکزی موتور یا چشم پروانه است می­توان به کار برد.

ب. خودپُرشونده[4] – این نوع پمپ­ها را هنگامی که سطح سیال تأمین شده پائین­تر از خط مرکزی موتور یا چشم پروانه است می­توان به کار برد.

ج. عمودی[5] – این پمپ­ها نوعاً در سیال مغروق هستند و به همین علت برای کاربردهایی که در آن­ها فضا محدود است مناسب می­باشند. برخی از سازندگان، پمپ­های استاندارد غیرمغروق را ارائه کرده­اند که می­توان آن­ها را به صورت عمودی در خارج از مخزن نصب کرد تا در فضا صرفه­جویی شود.

ضمناً، اینکه می­توان طرح عایق­بندی شده­ی مکانیکی یا طرح بدون عایق راه­اندازی شونده با مغناطیس را انتخاب کرد، به تنوع این پمپ­ها می­افزاید. این دو ساختار کلیه­ی کاربردها را پوشش می­دهند. همچنین، این تنوع، بودجه­های مختلف را پوشش می­دهد و یافتن پمپی که برای هر کاربرد خاص مناسب باشد را آسان­تر می­نماید.

تعیین پمپ گریز از مرکز شیمیایی

تأمین کننده­ی پمپ، برای تعیین مشخصات پمپ ایده­آل برای هر کاربرد نیاز به داشتن اطلاعات کلیدی دارد. برای آماده کردن اطلاعات لازم، این پرسش­ها را در مورد سیال و کاربرد پمپ در نظر بگیرید.

درباره­ی سیال

نام سیالی(سیال­هایی) که پمپ باید منتقل کند چیست؟ در صورتی که مخلوطی از محصولات مورد نظر باشد یا سیال مخلوطی از مواد شیمیایی باشد، پاسخ این سوال احتمالاً شامل بیش از یک نام خواهد بود.

ساختار سیال چیست؟ پاسخ این سوال به تعیین سطح خورندگی ماده­ی شیمیایی کمک می­کند.

دمای سیال چقدر است؟ ممکن است مقاومت شیمیایی با دما تغییر کند؛ بنابراین، ذکر این کیفیت اهمیت دارد.

گرانش ویژه­ی سیال چقدر است؟ این مورد به منظور انتخاب درست توان موتور و ظرفیت بالابری[6] استفاده می­شود.

لزجت سیال در دمای پمپ شدن چقدر است؟ این مورد جریان، هد و توان موتور در رابطه با پمپ گریز از مرکز شیمیایی را تحت تأثیر خود قرار می­دهد.

آیا قرار است پمپ برای جامدات هم استفاده شود؟ در صورت مثبت بودن پاسخ، کاربر باید میزان سختی، اندازه­ی ذرات و غلظت جامدات را نیز مشخص کند.

آیا سیال قابل اشتعال یا محترق شونده است؟ پاسخ این سوال مشخص می­کند که از چه اجزاء و موادی برای ساخت پمپ باید استفاده شود.

درباره­ی کاربرد

هد کل چقدر است؟ این مورد بر اساس سیستم لوله­کشی مشخص می­شود و به منظور بررسی مجدد منحنی­های هد-ظرفیت پمپ که توسط سازنده تهیه شده­اند به کار می­رود.

دبی جریان چقدر است؟ این مورد حجم سیالی را که باید در هر واحد زمانی پمپ شود مشخص می­نماید.

میزان هد مکش مثبت خالص در دسترس[7] (NPSHa) چقدر است؟ این مورد هد مکش قابل دسترس در پمپ است و توسط سیستم لوله­کشی فراهم می­شود. این کمیت باید در فرضیات لحاظ شود تا از آسیب رسیدن به اجزاء پمپ جلوگیری گردد.

کاربرد مورد نظر چیست؟ توصیف دقیق اینکه پمپ چگونه قرار است مورد استفاده قرار گیرد به سازنده کمک می­کند تا پمپ مناسب را مشخص نماید.

چه مواد دیگری به کار رفته­اند؟ برخی از مواد ممکن است برای برخی مواد شیمیایی مناسب باشند، اما احتمال دارد تحت اثرات منفی ترکیبات خاصی از محصولات قرار بگیرند.

محدوده­ی دمایی محیط چیست؟ در شرایطی که دما قابل کنترل نیست، محدوده­ی دمای محیط را باید در هنگام انتخاب موتور و مواد سازنده در نظر گرفت.

فضای جوی چگونه است؟ این مورد به تعیین نوع محفظه­ی موتور کمک می­کند.

مقدار ارتفاع چقدر است؟ فشار جوی حداکثر، بالابری، NPSHa و توانایی خنک­کاری موتور را تحت تأثیر خود قرار می­دهد.

از این اطلاعات درباره­ی سیال و کاربرد پمپ، و همچنین از اطلاعات سازندگان پمپ و توزیع کنندگان آگاه و باتجربه­ی پمپ استفاده کنید تا انتخاب درستی درباره­ی نوع پمپ و مواد سازنده­ی آن داشته باشید و بتوانید مواد شیمیایی موجود را به خوبی به کار ببرید.

https://www.pumpsandsystems.com/7-benefits-centrifugal-chemical-pumps

---

[1] circulation

[2] return on investment

[3] Flooded suction

[4] Self-priming

[5] Vertical

[6] lift capacity

[7] net positive suction head available