الأخبار - ما هي المشاكل التي يمكن أن تحدث بسبب إبقاء صمام المخرج مغلقًا أثناء تشغيل مضخة الطرد المركزي؟

إبقاء صمام المخرج مغلقًا أثناءمضخات الطرد المركزيتتضمن العملية مخاطر فنية متعددة.

تحويل الطاقة غير المنضبط واختلال التوازن الديناميكي الحراري

١.١ في حالة إغلاق الوسط المتأثر بارتفاع درجة حرارته، تتحول معظم طاقة الإدخال إلى طاقة حرارية. يعجز الوسط عن امتصاص الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع حاد في درجة حرارة حجرة المضخة. يؤدي التشغيل المستمر إلى تبخر الوسط، مما يُسرّع عملية كربنة مادة الختم.

1.2 فشل نظام الختم في بيئة درجات الحرارة العالية وتبخر الوسط، فإن الختم الميكانيكي الذي يعتمد على تزييت وتبريد الوسط سيؤدي إلى فشله بسبب ارتفاع درجة الحرارة - سيكون للختم الميكانيكي احتكاك جاف وسيحترق وجه الختم.

إجهاد ميكانيكي غير طبيعي

2.1 تجاوز القوة المحورية تكون القوة المحورية لصمام الإغلاق عادةً 1.5-5 مرات أكثر من ظروف العمل العادية، وقد يصل حمل المحمل الدافع إلى حد تحمله أو حتى يتجاوزه، مما يؤدي إلى تفتيت قفص المحمل أو تشوه القفص

2.2 أضرار الاهتزاز والتعب يؤدي الفرق في التمدد الحراري الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة إلى تشوه حراري أو إجهاد حراري، وفجوة غير طبيعية بين الدافع وغطاء المضخة، وتأثير الحمل الهيدروليكي غير المتوازن، مما يتسبب في تلف التوازن الديناميكي للدوار، وزيادة الاهتزاز، وتلف الأجزاء بسبب التعب.

التجويف والأضرار المادية

3.1 تبخر الوسط المقلوب ببدل NPSH [جعل بدل التجويف (NPSHa) للجهاز أقل من NPSHr اللازم للمضخة]، مما يؤدي إلى تكوين فقاعات، ويمكن أن تصل موجة الصدمة الناتجة عن انهيار الفقاعات إلى 690 ميجا باسكال، مما يؤدي إلى تآكل وتقشر قرص العسل لمجرى المكره

٣.٢ تدهور البنية المعدنية: في دوافع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، قد يحدث تحسس موضعي عند درجات الحرارة المرتفعة، ويزداد معدل التآكل بين الحبيبات وتنخفض قوة الشد. أما في دوافع الفولاذ الكربوني، فتزداد المشاكل عند درجات الحرارة المرتفعة، مثل الأكسدة وإزالة الكربون، مما يؤدي إلى انخفاض قوة السطح والسياسات العامة. إذا احتوى على شوائب مثل الكبريت والفوسفور، فمن السهل فصلها عند حدود الحبيبات عند درجات الحرارة المرتفعة، مما يسبب هشاشة حرارية وتشققًا سهلًا أثناء التشغيل. في درجات الحرارة المرتفعة طويلة الأمد، تكون مقاومة الفولاذ الكربوني للزحف ضعيفة، وقد تُسرّع درجة الحرارة المرتفعة المحلية تشوه الزحف، مما يؤدي في النهاية إلى كسر الدوافع أو فشلها بسبب التعب.

أمن النظام والمخاطر الاقتصادية

4.1 يتجاوز ضغط غلاف تحمل الضغط الحد ويجعل تشغيل صمام الإغلاق ضغط مخرج المضخة يصل إلى 120-150٪ من القيمة المقدرة، وهناك خطر اختراق الضغط المحدد لصمام الأمان، مما قد يؤدي إلى تفريغ تخفيف الضغط أو تشقق لحام خط الأنابيب

4.2 ارتفاع استهلاك الطاقة وتكاليف الصيانة إن عملية إيقاف تشغيل الصمام هي "الحالة القاتلة" لمضخات الطرد المركزي، مما يزيد بشكل كبير من استهلاك الطاقة على المدى القصير، وسيؤدي التشغيل على المدى الطويل إلى أضرار خبيثة للمعدات، وقد تزيد تكلفة الصيانة الشاملة بمقدار 3-10 مرات.

تدهور ظروف عمل وسائل الإعلام الخاصة

بالنسبة للوسائط المتطايرة (على سبيل المثال، غاز البترول المسال)، فإن تشغيل الصمام المغلق سوف يعمل على تسريع تبخر الطور السائل، وسوف يتسبب تدفق الغاز والسائل ثنائي الطور في حجرة المضخة في حدوث تغييرات مفاجئة في التدفق، مما يؤدي إلى تذبذبات دورية للقوى المحورية وتسريع تآكل المكونات.

خبرة الصناعة ومتطلبات المعايير

٦.١ الخبرة الصناعية: بناءً على الخبرة الهندسية التطبيقية الفعلية، يجب ألا يتجاوز وقت تشغيل صمام مضخة الطرد المركزي دقيقتين، وعادةً ما يكون محددًا بدقيقة واحدة. يُنصح بتثبيت نظام تحكم متشابك لتشغيل برنامج حماية الإغلاق تلقائيًا عند إغلاق صمام المخرج وتجاوزه الوقت المسموح به.

٦.٢ تتطلب المواصفة القياسية أن ينص معيار API 610 الإصدار الثاني عشر على أن بعض المضخات عالية الطاقة، أو المجهزة بتروس متكاملة، أو متعددة المراحل، ترتفع درجة حرارتها بسرعة عند إغلاق صمام المخرج، مما يجعل الاختبار غير ممكن و/أو غير آمن عند إغلاق الصمام. يرتبط ارتفاع درجة الحرارة ارتباطًا وثيقًا بكثافة الطاقة. كثافة الطاقة (PD)، والتي يمكن تقريبها على النحو التالي:

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

D imp: القطر المقدر للمكره بوحدة بوصة (أو متر)

فوهة D: القطر الاسمي لشفة المخرج (بوصة) (أو متر). في المضخات أحادية المرحلة ذات الشفط المزدوج، يكون قطر فوهة D هو قطر شفة المدخل.

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

وقت النشر: 04-06-2025