“نیازها و نحوه عملیات فرایندی پمپ”

نحوه عملیات فرایندی پمپ – سلام و عرض ادب خدمت همه ی سروران و علاقمندان به تخصص لوله کشی 

(شروع جلسه اول و نحوه طراحی و نکات لوله کشی اطراف پمپها )

Piping design around Pumps 

در ابتدا باید از مهندس فاضل عزیز که سمینار معرفی و شناخت پمپها را دادند تشکر و قدر دانی بنمایم.

Method of Piping design around any equipment  

 لازم است به چند اصل و قائده کلی در طراحی لوله کشی اطراف هرنوع تجهیز   (Piping design around equipment)  بپردازم این قواعد کلی است و در مورد طراحی لوله کشی اطراف هر نوع تجهیزی کاربرد دارد .

Piping designer   ابتدا و قبل از شروع کار طراحی باید به ترتیب از منابع موجود و در دسترس نظیر کتاب ها و یا منابع اینترنتی معتبر و یا کلاس های آموزشی معتبر به مراتب زیر اشراف پیدا کند:

• شناخت عمومی از تجهیز و انواع آن  
•  خصوصیات و مولفه های تجهیز 
• بهترین مکانهای قراگیری آن در کارخانه
• نیازها و الزامات ایمنی  
• نیازها و نحوه عملیات فرایندی تجهیز
• نحوه کار با تجهیز و عملیات  بهره برداری
• نحوه سرویس و نگهداری و تعمیرات تجهیز
• مراحل ونحوه طراحی مکانیکال در مورد تجهیزات ثابت و انتخاب تجهیزات دوار
• آشنای اجمالی در مورد نحوه ساخت و نکات و توصیه  سازنده
• مطالعه استاندارد تجهیز مربوطه و همچنین داشتن دانش حد تحمل های بارهای وارد نازل های تجهیز 
• شناخت پمپها وکاربرد آن در پروژه، خصوصیات و مولفه های مهم در آن 

درمورد شناخت انواع پمپها و نحوه انتخاب آنها ، جداول فروشندگان، نحوه بالا بردن راندمان آنها؛ آقای مهندس فاضل هم در قالب سمینار همین گروه و هم در فیلم های آموزشی که در کانال است نیز به صورت تدریس کلاسی به مالطف داشته اند لذا از این موضوع گذشته و به موارد دیگر اشاره خواهیم کرد.

فقط ذکر این نکته حائز اهمیت است که در این سمینار منظور از ورودی ، خط مکش (Suction ) خواهد بود و خروجی ،خط دهش یا همان (Discharge)  می باشد.

کمترین اطلاعاتی که طراح Piping  بایددر مورد پمپها بداند موارد ذیل است:

دومشخصه اصلی در خروجی پمپ :

Head اختلاف فشار خروجی پمپ وووردی آن می باشدکه برحسب واحدهای های فشار یعنی بار ، مترستون آب ،  کیلو پاسکال و … بیان می شود.

دبی Flow rate : میزان یا حجم مایع خروجی در مقطع زمان می باشد. واحدها معمولا گالن بر دقیقه یا متر مکعب در پانیه یا مشابه این بیان می شود.

NPSH پمپ یا  NPSH requirement :

، ارتفاع مثبت خالص مکش یا در واقع  Net Positive Suction Head (N.P.S.H.) در واقع معياري براي تعيين مقدار افت های فشار مايع در داخل خود پمپ می باشد. اين يكي از مشخصات هاي پمپ به شمار مي آيد .

یعنی فشار ورودی نباید کمتر از فشار بخار مایع شود. لذا باید سیستم لوله کشی که متصل به ورودی پمپ می شود بیشتر از این فشار شود تا امکان رسیدن فشار مایع در داخل پمپ به کمتر از فشاربخار آن وبه تبع آن ایجاد بخار  وسپس کاویتاسیون نباشد لذا همیشه باید NPSH لوله کشی یه همان موجود Available  بیشتر از NPSH پمپ یا همان Requirement باشد.

جمله ای رو که بنده همیشه در کلاس هام برای فهم بهتر عزیزان می گویم این. است که وظیفه ای طراح Piping می باشد که فشار لازم را با تمهیدات لوله کشی در وردوی پمپ تامین کند. و وظیفه پمپ ایجاد اختلاف فشار است جهت پمپاژ مایعات می باشد.

تقریبا نمودارهای که باید بدانید:

نیازهای ایمنی :

 همانطور که درسمینار طراحی Plan Plot به تفصیل گفتم دانستن نیازهای ایمنی هر نوع تجهیزی نظیر فواصل مورد نیاز جهت جلوگیری از خطرات انفجار ویا جلوگیری از اثرات مخرب بریکدیگر حائز اهمیت و جزو الزامات است .

• در مورد محل قرارگیری پمپها در زیر Piperack  از نقطه نظر ایمنی مطابق با آنچه IPS-E-PR-190اورده شده ، قراردادن پمپها در زیر Header های Piperack که در آنها Hot oil یا همان سرویس های قابل اشتعال جریان دارد ممنوع است.

• در خروجی پمپهای جابه جای مثبت خصوصا رفت و برگشتی ، باید همیشه شیر اطمینانی PSV باشد که در صورت هرنوع گرفتگی مسیر خروجی ، باتوجه به فشار زیاد در این نوع پمپها امکان و یا ریسک خطر انفجار به حداقل برسد.

بهترین مکانهای قراگیری پمپها

• موقيت پمپها ممكن است به دلايل گوناگون تغيير كند. هدف اصلي دریافتن موقعيت پمپبه حداقل رساندن طول لوله كشي ورودی در ضمن. تأمين الزامات انعطاف پذيري لوله كشي و همچنين کم نمودن بارهاي که به نازلها وارد می شود، ميباشد.
• بهترین مکان قرارگیری پمپها در یک کارخانه فرایندی در زیر Piperack می باشد.  
• پمپها در امتداد و پائين pipe rack در موقعيتهاي مختلف

نیازها و الزامات ایمنی در مورد پمپها

ايمني پمپ در برابر نشتي مواد فرّار

• پمپ‌هاي گريز از مركز ذاتاً تجهيزات خطرناكي نيستند. اما گاهي پيش مي‌آيد كه از اين پمپ‌ها براي حمل مايعات فرّار هيدروكربوني با قابليت اشتعال‌زايي بالا استفاده مي‌شود. در اين‌گونه موارد با توجه به اينكه  مخزن تغذيه‌كننده پمپ، به‌عنوان منبع آتش‌زا شناخته مي‌شود، لازم است در صورت وقوع هر گونه آتش‌زايي، ارتباط اين مخزن با ورودي پمپ قطع شده و سيستم ايزوله گردد. در صورت قطع شدن خوراك ورودي پمپ، لازم است پمپ نيز خاموش گردد. لازم به ذكر است كه بايد امكان نشت مواد از آب‌بندي پمپ در واقع بايد تمهيداتي جهت رفع اين خطر انديشيده شود، استفاده از يك حس‌گر تشخيص‌دهنده آتش مي‌تواند وقوع آتش را هشدار دهد. سيگنال حاصل از اين حس‌گر دستور بسته شدن اضطراري شير واقع در قسمت مكش پمپ را صادر كرده، پمپ را نيز خاموش مي‌كند. شير واقع در قسمت مكش پمپ مي‌تواند موتوري باشد تا در صورت رفع مشكل به‌صورت خودكار از اتاق كنترل باز شود. بهتر است اين شير، عايق ضدآتش نيز باشد.

سيستم كنترل پمپ براي توقف اضطراري سيستم در صورت وقوع آتش

نیازها ونحوه عملیات فرایندی پمپ

مهندس Piping  باید به Process (فرایند) تجهیز مدنظر اشراف داشته باشد این یعنی تمام مواردی که درمدارک های فرانیدی نظیر PFD ، process data sheet  Equipment ، Equipment list  وهمچنین نکات فرایندی از قبیل کامپوننتهای لوله کشی و ادوات ابزار دقیق که در دیاگرام P&ID در لوله کشی و سیستم های کنترلی در حد تفسیرهریک از آن اشراف داشته باشد  .

در خط ورودي متغيرهاي اساسي كه اندازه‌گيري مي‌شوند، عبارتند از دما و فشار ورودي.

فشار ورودي يك پمپ گريز از مركز (سانتریفوژ) بايد به قدري باشد كه يك ارتفاع خالص مثبت مكش (NPSH) لازم را  تأمين كند تا از پدپدة حباب‌زائی (کاویتاسیون) در پمپ جلوگيري شود. بدين ‌منظور بايد فشار و دماي جريان ورودي به پمپ اندازه‌گيري شود تا اپراتور از شرايط حباب‌زايي مطلع گردد. لازم به ذكر است كه در قسمت ورودي معمولاً يك هشداردهنده فشار پايين وجود دارد.

خط خروجي (تخلیه):

1. فشار خروجي از پمپ توسط يك فشارسنج اندازه‌گيري مي‌شود.
2. مواقعي كه پمپ كار نمي‌كند يا در دست تعمير است، در خط خروجي (همانند ورودي) از يك شير (block valve) برای  ايزوله كردن استفاده مي‌كنند.
3. در خط خروجي قبل از شير فوق، جهت جلوگيري از برگشت جريان يك شير يك طرفه قرار مي‌دهند.
4. براي اينكه دبي خط خروجي از پمپ كنترل شود از يك حلقه شیرکنترلی جريان مطابق شكل زیر استفاده مي‌كنند.

                       كنترل دبي جريان خروجي از پمپ

1. در صورتي كه هدف، كنترل ارتفاع سطح مايع مخزن قبل از پمپ باشد، شير كنترل روي خط خروجي پمپ، توسط كنترل‌كننده ارتفاع سطح مايع تنظيم مي‌شود.  

  كنترل ارتفاع سطح مايع مخزن قبل از پمپ

2. ممكن است شير كنترل كاملاً بسته شود بنابراين از يك جريان برگشتي براي برقرار كردن حداقل جريان و جلوگيري از داغ شدن پمپ استفاده مي‌شود. كنترل دبي جريان برگشتي به دو روش صورت مي‌گيرد:

وقتي توان پمپ كمتر از 25kw است از يك ارفيس محدود كننده (RO) استفاده مي‌شود (شكل35-13) و زماني‌كه توان پمپ بيشتر از 25kw است يك شير كنترل به كار مي‌رود (شكل
36-13)

   استفاده از فيس جهت برقراري حداقل جريان

   استفاده از شير كنترل در جهت برقراري حداقل جريان

در حالتي كه پمپ از يك مخزن تغديه مي‌گردد از يك سوئيچ سطح پايين براي خاموش كردن پمپ استفاده مي‌شود.

تجهيزاتي نيز شامل تخليه هوا، تخليه مايع و … براي پمپ در نظر مي‌گيرند.

در حالتي كه از پمپ‌هاي با ظرفيت بالا، مانند پمپ‌هاي جابجاكننده سيالات سرويس استفاده مي‌كنند، اغلب براي محافظت پمپ، كنترل ترجيحي را به‌كار مي‌برند 

سيستم محافظ براي پمپ‌هاي با ظرفيت بالا

جمع بندی نکات مربوط به شناخت اقلام و ادوات ابزار دقیق

جمع بندی نکات مطابق با شکل بالا:

1. فيلتر در صورتي استفاده مي‌شود كه در خط مكش امكان وجود ذرات جامد و معلق باشد.در ابتدای راه اندازی از فیلترهای نوع صافی که به نام Start up و یا Temporary strainer هست استفاده می شود و بعد از مدتی که ذرات معلق و یا رسوبات احتمالی اولیه گرفته شد با فیلترهای از نوع Y-type و یا T-type تعویض می گردند.

Temporary strainer

اين فيلتر براي خط با سايز4 اينچ و كمتر، از نوع Y-type   است و براي سايز خط‌هاي 4 اينچ و بيشتر، از نوع T-type استفاده مي‌شود.

Y-type strainer

1-از هشداردهنده فشار پايين  یاهمان PT  که کاربرد انتقال اطلاعات فشار به اپراتوریا اتاق فرمان می باشد جهت ايمني بيشتر و مطمئن شدن از عدم وقوع حباب‌زايي استفاده مي‌گردد.

2-حداقل جريان توسط ارفيس با شير كنترل مطابق با توان موتور تنظيم مي‌گردد.  

3-دبي جريان خروجي مي‌تواند توسط شير كنترل تنظيم گردد.  

دکتر علیرضا قندچی