هل لديك سؤال؟ اتصل بنا على الرقم: 0086-13817768896

ما المشاكل التي يمكن أن تنجم عن إبقاء صمام المخرج مغلقًا أثناء تشغيل المضخة الطاردة المركزية؟

 

إبقاء صمام المخرج مغلقًا أثناءالمضخات الطاردة المركزيةتنطوي العملية على مخاطر تقنية متعددة.

مضخة طرد مركزي

تحويل الطاقة غير المنضبط وعدم التوازن الديناميكي الحراري

  1. 1.1 في حالة الإغلاق، ومع ارتفاع درجة حرارة الوسط، تتحول معظم الطاقة المدخلة إلى طاقة حرارية. يعجز الوسط عن امتصاص الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع حاد في درجة الحرارة داخل حجرة المضخة. ويؤدي التشغيل المستمر إلى تبخر الوسط، مما يسرع من تفحم مادة منع التسرب.

1.2 فشل نظام الختم في بيئة ذات درجة حرارة عالية وتبخر الوسط، فإن الختم الميكانيكي الذي يعتمد على تزييت وتبريد الوسط سيؤدي إلى فشل ارتفاع درجة حرارته - سيتعرض الختم الميكانيكي للاحتكاك الجاف وسيحترق سطح الختم.

الإجهاد الميكانيكي غير الطبيعي

  1. 2.1 تجاوز القوة المحورية: عادةً ما تكون القوة المحورية لصمام الإغلاق من 1.5 إلى 5 أضعاف القوة في ظروف التشغيل العادية، وقد يصل حمل محمل الدفع إلى حد تحمله أو حتى يتجاوزه، مما يؤدي إلى تفتت قفص المحمل أو تشوهه.

2.2 التلف الناتج عن الاهتزاز والإجهاد يؤدي اختلاف التمدد الحراري الناتج عن درجة الحرارة العالية إلى تشوه حراري أو إجهاد حراري، وفجوة غير طبيعية بين المروحة وغطاء المضخة، وتأثير الحمل الهيدروليكي غير المتوازن، مما يتسبب في تلف التوازن الديناميكي للدوار، وزيادة الاهتزاز، وتلف الأجزاء بسبب الإجهاد.

مضخة طرد مركزي

التكهف وتلف المواد

 3.1 يؤدي انخفاض قيمة NPSH المسموح بها إلى تبخير الوسط [جعل قيمة التكهف المسموح بها (NPSHa) للجهاز أقل من قيمة NPSHr اللازمة للمضخة]، مما يؤدي إلى تكوين فقاعات، ويمكن أن تصل الموجة الصدمية الناتجة عن انهيار الفقاعات إلى 690 ميجا باسكال، مما يؤدي إلى حدوث نقر وتقشر في هيكل المروحة.

3.2 تدهور البنية المعدنية: بالنسبة لمراوح الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، قد يحدث تحسس موضعي عند درجات الحرارة العالية، مما يزيد من معدل التآكل بين الحبيبات ويقلل من قوة الشد. أما بالنسبة لمراوح الفولاذ الكربوني، فتكون المشاكل عند درجات الحرارة العالية أكثر وضوحًا، مثل الأكسدة وإزالة الكربون، مما يؤدي إلى انخفاض قوة السطح وتدهور الأداء العام. وإذا احتوى الفولاذ الكربوني على شوائب مثل الكبريت والفوسفور، فإنه يسهل انفصالها عند حدود الحبيبات عند درجات الحرارة العالية، مما يسبب هشاشة حرارية وسهولة التصدع أثناء التشغيل. في ظل درجات الحرارة العالية لفترات طويلة، يتميز الفولاذ الكربوني بمقاومة ضعيفة للزحف، وقد تؤدي درجات الحرارة العالية الموضعية إلى تسريع تشوه الزحف، مما قد يؤدي في النهاية إلى كسر المروحة أو فشلها بسبب الإجهاد.

أمن النظام والمخاطر الاقتصادية

 4.1 يتجاوز ضغط غلاف التحميل الحد المسموح به، ويؤدي تشغيل صمام الإغلاق إلى وصول ضغط مخرج المضخة إلى 120-150% من القيمة المقدرة، مما يُشكل خطرًا لاختراق ضغط صمام الأمان، الأمر الذي قد يؤدي إلى تفريغ الضغط الزائد أو تشقق لحام خط الأنابيب.

4.2 ارتفاع استهلاك الطاقة وتكاليف الصيانة: يعد إيقاف تشغيل الصمام "الحالة القاتلة" للمضخات الطاردة المركزية، مما يزيد بشكل كبير من استهلاك الطاقة على المدى القصير، وسيؤدي التشغيل على المدى الطويل إلى تلف خبيث للمعدات، وقد تزيد تكلفة الصيانة الشاملة بمقدار 3-10 أضعاف.

تدهور ظروف العمل الخاصة بوسائل الإعلام

بالنسبة للوسائط المتطايرة (مثل غاز البترول المسال)، فإن تشغيل الصمام المغلق سيسرع من تبخر الطور السائل، وسيؤدي تدفق الطورين الغازي والسائل في حجرة المضخة إلى تغييرات مفاجئة في التدفق، مما ينتج عنه تذبذبات دورية للقوى المحورية ويسرع من تآكل المكونات.

الخبرة الصناعية والمتطلبات القياسية

6.1 الخبرة العملية: وفقًا للخبرة العملية في التطبيقات الهندسية، يجب ألا تتجاوز مدة تشغيل صمام المضخة الطاردة المركزية دقيقتين، وعادةً ما تكون دقيقة واحدة. يُوصى بإنشاء نظام تحكم متشابك لتفعيل برنامج الحماية من الإيقاف تلقائيًا عند إغلاق صمام المخرج وتجاوز المدة المحددة.

6.2 تنص المواصفة القياسية API 610 الإصدار الثاني عشر على أن بعض المضخات عالية الطاقة، أو ذات التروس المتكاملة، أو متعددة المراحل، تشهد ارتفاعًا سريعًا في درجة الحرارة عند إغلاق صمام المخرج، مما يجعل الاختبار غير عملي و/أو غير آمن عند إغلاق الصمام. يرتبط ارتفاع درجة الحرارة ارتباطًا وثيقًا بكثافة الطاقة. ويمكن تقريب كثافة الطاقة (PD) على النحو التالي:

مضخة طرد مركزي

تصنيف P: معدل الطاقة لكل مرحلة عند استخدام الماء بالحصان (أو الميغاواط)

D imp: قطر المروحة المقدر بالبوصة (أو المتر)

فوهة D: القطر الاسمي لشفة المخرج بالبوصة (أو المتر). بالنسبة للمضخات أحادية المرحلة ذات الشفط المزدوج، فإن فوهة D هي قطر شفة المدخل.

القيمة الحرجة النموذجية لـ PD هي 0.286 حصان/بوصة مكعبة (13 ميجاوات/م3)، والتي يوصى بعدم تشغيل المضخة مع إغلاق صمام المخرج أثناء اختبار الأداء.


تاريخ النشر: 4 يونيو 2025