كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده هنگامي به وجود مي آيد كه به دليل لوله كشي غير صحيح هوا وارد مسير مكش پمپ برج خنك كن مي شود و به مرور باعث تخريب مكانيكي پمپ مي شود. در نتيجه كاويتاسيون ، پره هاي رانش و يا شفت پمپ تخريب و شكسته خواهد شد. طراحي و نصب صحيح لوله كشي در جلوگيري از بروز كاويتاسيون و وارد شدن هوا به مسير مكش پمپ داراي اهميت مي باشد. در ادامه مطلب به بررسي دلايل بروز كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده مي پردازيم و راه هاي جلوگيري از آن را بررسي مي كنيم.
–
دلايل بروز كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده
اغلب به دليل كاويتاسيون يا وجود هوا در لوله مكش به پره ها يا شفت پمپ شوك وارد مي شود و از نظر مكانيكي آن را تخريب مي كند كه در نتيجه باعث كاهش جريان آب مي شود. در صورت وجود مقدار زياد هوا در لوله مكش ، شفت پمپ به سرعت دچار شكستگي مي شود. دليل اين شكست هم اين است كه هنگامي كه هوا وارد پروانه مي شود بار وارد شده ناگهان صفر مي شود و سپس آب با فشار بالا وارد مي شود مابين اين تغييرات بار صفر و ماكسيمم مانند وارد آمدن ضربه پروانه مي شكند.
–
سه دليل براي وارد شدن هوا به لوله مكش وجود دارد:
- باي پس به لوله مكش پمپ
- مسير تخليه مانند در ناحيه مكش پمپ
- جريان گردابي در برج خنك كن
–
باي پس به لوله مكش پمپ
نصب غير صحيح لوله باي پس به صورت مستقيم به لوله مكش موجب ورود هواي بسيار زياد به پمپ خواهد شد. وقتي فشار زير اتمسفر در باي پس و اتصالات لوله خروج وجود داشته باشد هوا به لوله مكش وارد مي شود.
–
در شكل ، وقتي برج خنك كننده در حال باي پس كردن است فشار در نقطه B به اندازه ارتفاع H1 بالاتر از فشار اتمسفر خواهد بود. فشار در نقطه C زير اتمسفريك است ، كه باعث مكش هوا مي شود فقط وقتي درست عمل مي كند كه كاهش فشار استاتيك به دليل ارتفاع H2 معادل يا كوچكتر از افت فشار جريان در لوله باي پس باشد. شير كنترل باي پس و لوله كشي باي پس طراحي مي شوند تا افت فشار كافي را در لوله باي پس بوجود آورده تا از فشار زير اتمسفريك در نقطه C جلوگيري كنند و هنگامي كه برج خنك كن در باي پس است باعث به جريان افتادن آب در واتر لگ نيز شوند.
–
همانطور كه در شكل دوم نشان داده شده است ، ورود مستقيم باي پس به برج خنك كننده احتمال مكش هوا به مسير پمپ را كاملا از بين ميبرد ، در نتيجه اين طرح لوله كشي مورد تأييد فني شركت بادران تهويه صنعت است.
–
مسير تخليه مانند در ناحيه مكش پمپ
در خيلي از برج هاي خنك كننده آب به مقدار كافي درتشت آبسرد براي پر كردن لوله مكش وجود ندارد. هنگام استارت پمپ مي تواند آب موجود در تشت را به صورت ناگهاني خالي و يا پايين تر از حد قرمز بوجود آمدن ورتكس نمايد. در هر دو حالت هوا به مسير مكش پمپ وارد شده و براي پمپ فاجعه آميز خواهد بود.
روش صحيح و غير صحيح لوله كشي در دو شكل زير نشان داده شده است. همانطور كه در شكل اول مي بينيد پمپ هنگام استارت بايد كندانسور و تمام مسيرلوله كشي برج خنك كننده را با آب پر نمايد كه به دليل عدم وجود حجم آب مناسب در تشت ، موجب كاهش ناگهاني آب در تشت برج خنك كننده شده و هوا به مسير مكش وارد مي شود.
–
در شكل بعدي شير يكطرفه جلوي تخليه لوله هاي عمودي را مي گيرد در حاليكه واتر لگ هم از تخليه لوله هاي افقي برگشت جلوگيري مي كند و از كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده جلوگيري مي كند.
–
به عنوان يك اصل عمومي ، در طراحي لوله كشي برج خنك كننده بايد لوله اي عمودي قبل از كندانسور و بعد از شير يكطرفه در نظر گرفته شود كه به آن لوله پر كننده مي گويند ، اين لوله دو نقش را ايفا مي كند:
–
- باعث پر آب شدن مسير كندانسور مستقل از پمپ و تشت برج خنك كننده مي شود كه خطر خالي شدن آب در هنگام استارت را از بين مي برد.
- در هنگام شروع به كار چيلر مهم است كه كندانسور از آب پر باشد ، در حالي كه بسياري از كندانسور ها در سطح ارتفاع بالاتر از تشت برج خنك كننده نصب مي شوند در صورت نصب صحيح لوله كشي با لوله پر كننده و شير يكطرفه در هنگام استارت چيلر ، كندانسور پر از آب بوده و مشكلي نخواهد داشت.
–
استفاده از شير كاهنده فشار نيز از مشكلات نشت و برگشت تخليه نيز محافظت مي كند. با توجه به شكل مسير زيرآب برج خنك كننده يا بلو دان هم در مسير افقي برگشت به برج خنك كننده قرار گرفته است كه تنها در زمان روشن بودن پمپ مي توان بلو دان را انجام داد كه اين مسير صحيح است و پيشنهاد مي گردد.
–
جريان گردابي در برج خنك كننده
جريان گردابي در برج خنك كننده هنگامي رخ مي دهد كه ميزان سطح آب موجود در تشت برج خنك كننده با ميزان جريان آب در گردش متناسب نباشد. بوجود آمدن جريان گردابي باعث ورود هوا و در نتيجه كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده مي شود. جهت رفع اين مشكل مي توان از درپوش يا قطعه اي براي شكستن جريان گردابي در تشت و مسير لوله استفاده نمود.
–
در برخي موارد مسير لوله مكش پمپ از فلنج اتصال برج خنك كننده كوچكتر گرفته مي شود كه در اين حالت به دليل بوجود آمدن سرعت بالاي آب ممكن است جريان گردابي درون لوله بوجود آبد. بنابراين توصيه مي شود كه مسير لوله از تشت برج خنك كننده به طول ۱۰ برابر قطر لوله به اندازه همان اتصال تشت لوله كشي شود و سپس با قطر كوچكتر به پمپ متصل شود تا سرعت آب كنترل شود و درون لوله جريان گردابي بوجود نيايد.
–
وظيفه مهندس طراح و شركت سازنده است كه لوله كشي ، پمپ و اتصالات متناسب باشد و آب بدون مشكل جريان يابد. حال در صورت طراحي اشتباه ممكن است چندين مشكل بوجود آيد:
–
- هد پمپ بيش از اندازه در نظر گرفته شود كه در اين حالت دبي افزايش مي يابد. در اين حالت بايد با استفاده از شير بالانسينگ يا شير فشار شكن در مسير لوله كشي استفاده نمود.
- نصب اشتباه كنترلر هاي باي پس كه موجب تغيير شديد نقطه اي فشار و افزايش دبي آب خواهد شد.
–
جهت مطالعه بيشتر به مطلب ” انتخاب پمپ برج خنك كن ” و ” محاسبه هد پمپ برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.
http://badrantahvie.com/cooling-tower-pump-cavitation/
كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده هنگامي به وجود مي آيد كه به دليل لوله كشي غير صحيح هوا وارد مسير مكش پمپ برج خنك كن مي شود و به مرور باعث تخريب مكانيكي پمپ مي شود. در نتيجه كاويتاسيون ، پره هاي رانش و يا شفت پمپ تخريب و شكسته خواهد شد. طراحي و نصب صحيح لوله كشي در جلوگيري از بروز كاويتاسيون و وارد شدن هوا به مسير مكش پمپ داراي اهميت مي باشد. در ادامه مطلب به بررسي دلايل بروز كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده مي پردازيم و راه هاي جلوگيري از آن را بررسي مي كنيم.
–
دلايل بروز كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده
اغلب به دليل كاويتاسيون يا وجود هوا در لوله مكش به پره ها يا شفت پمپ شوك وارد مي شود و از نظر مكانيكي آن را تخريب مي كند كه در نتيجه باعث كاهش جريان آب مي شود. در صورت وجود مقدار زياد هوا در لوله مكش ، شفت پمپ به سرعت دچار شكستگي مي شود. دليل اين شكست هم اين است كه هنگامي كه هوا وارد پروانه مي شود بار وارد شده ناگهان صفر مي شود و سپس آب با فشار بالا وارد مي شود مابين اين تغييرات بار صفر و ماكسيمم مانند وارد آمدن ضربه پروانه مي شكند.
–
سه دليل براي وارد شدن هوا به لوله مكش وجود دارد:
- باي پس به لوله مكش پمپ
- مسير تخليه مانند در ناحيه مكش پمپ
- جريان گردابي در برج خنك كن
–
باي پس به لوله مكش پمپ
نصب غير صحيح لوله باي پس به صورت مستقيم به لوله مكش موجب ورود هواي بسيار زياد به پمپ خواهد شد. وقتي فشار زير اتمسفر در باي پس و اتصالات لوله خروج وجود داشته باشد هوا به لوله مكش وارد مي شود.
–
در شكل ، وقتي برج خنك كننده در حال باي پس كردن است فشار در نقطه B به اندازه ارتفاع H1 بالاتر از فشار اتمسفر خواهد بود. فشار در نقطه C زير اتمسفريك است ، كه باعث مكش هوا مي شود فقط وقتي درست عمل مي كند كه كاهش فشار استاتيك به دليل ارتفاع H2 معادل يا كوچكتر از افت فشار جريان در لوله باي پس باشد. شير كنترل باي پس و لوله كشي باي پس طراحي مي شوند تا افت فشار كافي را در لوله باي پس بوجود آورده تا از فشار زير اتمسفريك در نقطه C جلوگيري كنند و هنگامي كه برج خنك كن در باي پس است باعث به جريان افتادن آب در واتر لگ نيز شوند.
–
همانطور كه در شكل دوم نشان داده شده است ، ورود مستقيم باي پس به برج خنك كننده احتمال مكش هوا به مسير پمپ را كاملا از بين ميبرد ، در نتيجه اين طرح لوله كشي مورد تأييد فني شركت بادران تهويه صنعت است.
–
مسير تخليه مانند در ناحيه مكش پمپ
در خيلي از برج هاي خنك كننده آب به مقدار كافي درتشت آبسرد براي پر كردن لوله مكش وجود ندارد. هنگام استارت پمپ مي تواند آب موجود در تشت را به صورت ناگهاني خالي و يا پايين تر از حد قرمز بوجود آمدن ورتكس نمايد. در هر دو حالت هوا به مسير مكش پمپ وارد شده و براي پمپ فاجعه آميز خواهد بود.
روش صحيح و غير صحيح لوله كشي در دو شكل زير نشان داده شده است. همانطور كه در شكل اول مي بينيد پمپ هنگام استارت بايد كندانسور و تمام مسيرلوله كشي برج خنك كننده را با آب پر نمايد كه به دليل عدم وجود حجم آب مناسب در تشت ، موجب كاهش ناگهاني آب در تشت برج خنك كننده شده و هوا به مسير مكش وارد مي شود.
–
در شكل بعدي شير يكطرفه جلوي تخليه لوله هاي عمودي را مي گيرد در حاليكه واتر لگ هم از تخليه لوله هاي افقي برگشت جلوگيري مي كند و از كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده جلوگيري مي كند.
–
به عنوان يك اصل عمومي ، در طراحي لوله كشي برج خنك كننده بايد لوله اي عمودي قبل از كندانسور و بعد از شير يكطرفه در نظر گرفته شود كه به آن لوله پر كننده مي گويند ، اين لوله دو نقش را ايفا مي كند:
–
- باعث پر آب شدن مسير كندانسور مستقل از پمپ و تشت برج خنك كننده مي شود كه خطر خالي شدن آب در هنگام استارت را از بين مي برد.
- در هنگام شروع به كار چيلر مهم است كه كندانسور از آب پر باشد ، در حالي كه بسياري از كندانسور ها در سطح ارتفاع بالاتر از تشت برج خنك كننده نصب مي شوند در صورت نصب صحيح لوله كشي با لوله پر كننده و شير يكطرفه در هنگام استارت چيلر ، كندانسور پر از آب بوده و مشكلي نخواهد داشت.
–
استفاده از شير كاهنده فشار نيز از مشكلات نشت و برگشت تخليه نيز محافظت مي كند. با توجه به شكل مسير زيرآب برج خنك كننده يا بلو دان هم در مسير افقي برگشت به برج خنك كننده قرار گرفته است كه تنها در زمان روشن بودن پمپ مي توان بلو دان را انجام داد كه اين مسير صحيح است و پيشنهاد مي گردد.
–
جريان گردابي در برج خنك كننده
جريان گردابي در برج خنك كننده هنگامي رخ مي دهد كه ميزان سطح آب موجود در تشت برج خنك كننده با ميزان جريان آب در گردش متناسب نباشد. بوجود آمدن جريان گردابي باعث ورود هوا و در نتيجه كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده مي شود. جهت رفع اين مشكل مي توان از درپوش يا قطعه اي براي شكستن جريان گردابي در تشت و مسير لوله استفاده نمود.
–
در برخي موارد مسير لوله مكش پمپ از فلنج اتصال برج خنك كننده كوچكتر گرفته مي شود كه در اين حالت به دليل بوجود آمدن سرعت بالاي آب ممكن است جريان گردابي درون لوله بوجود آبد. بنابراين توصيه مي شود كه مسير لوله از تشت برج خنك كننده به طول ۱۰ برابر قطر لوله به اندازه همان اتصال تشت لوله كشي شود و سپس با قطر كوچكتر به پمپ متصل شود تا سرعت آب كنترل شود و درون لوله جريان گردابي بوجود نيايد.
–
وظيفه مهندس طراح و شركت سازنده است كه لوله كشي ، پمپ و اتصالات متناسب باشد و آب بدون مشكل جريان يابد. حال در صورت طراحي اشتباه ممكن است چندين مشكل بوجود آيد:
–
- هد پمپ بيش از اندازه در نظر گرفته شود كه در اين حالت دبي افزايش مي يابد. در اين حالت بايد با استفاده از شير بالانسينگ يا شير فشار شكن در مسير لوله كشي استفاده نمود.
- نصب اشتباه كنترلر هاي باي پس كه موجب تغيير شديد نقطه اي فشار و افزايش دبي آب خواهد شد.
–
جهت مطالعه بيشتر به مطلب ” انتخاب پمپ برج خنك كن ” و ” محاسبه هد پمپ برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.
برج خنک کننده مدار بسته