بسیاری از واحدهای صنعتی در فرآیند تولید خود نیازمند بار حرارتی می‌باشند. دیگ‌های بخار وظیفه تامین این بار حرارتی را بر عهده دارند. از این رو می‌توان دیگ‌های بخار را جز اصلی‌ترین تجهیزات در واحدهای صنعتی قلمداد نمود. لذا حفظ و نگهداری آنها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. با توجه به این موضوع که یکی از اجزاء اصلی دیگ بخار، پمپ آن می‌باشد؛ اهمیت انتخاب پمپ مناسب به منظور تامین آب دیگ بیشتر نمایان می‌گردد. در بسیاری موارد، عدم انتخاب صحیح پمپ به لحاظ میزان دبی و محدوده فشار مجاز، با شرایط کاری و ظرفیت دیگ بخار تطبیق ندارد و همین موضوع، واحد صنعتی را با مشکلات متعددی مواجه می‌سازد.
در این گزارش سعی شده است که نحوه عملکرد پمپ به شکل مختصر بیان شود و در ادامه ضمن معرفی پارامترهای مهم در بحث عملکرد پمپ، تاثیرات منفی عدم انتخاب صحیح پمپ را در سلامت و بازدهی دیگ بخار برشماریم. در انتها ضمن جمع‌بندی موارد فوق، پیشنهاد خود را به منظور حل مشکل اشاره شده، ارائه می‌کنیم.
همانطور که پیش‌تر اشاره شد، یکی از مواردی که هنگام انتخاب پمپ در تاسیسات باید به آن توجه داشت، محدوده مجاز فشار کاری و دبی مورد نیاز می‌باشد. در صورتی که دقت کافی در این مرحله جهت انتخاب پمپ مبذول نگردد و پمپ خارج از این محدوده مجاز (که مشخصا در کاتالوگ پمپ مربوطه درج شده است) کار کند، امکان وارد آمدن آسیب جدی به پمپ و همچنین بالا رفتن استهلاک آن محتمل بوده و متعاقب آن احتمال بروز مشکل در نقاط دیگر تاسیسات هم بالا می‌رود.
هنگامی که فشار کاری دیگ بخار کمتر از حداقل فشار مجاز برای کارکرد پمپ دیگ بخار باشد و به اصطلاح مهندسی، پمپ در محدوده راست منحنی عملکرد خود کار کند مشکلاتی برای پمپ، دیگ بخار و همچنین انتخاب سایز دستگاه ضدرسوب مغناطیسی پیش می‌آید که در ادامه به آنها می‌پردازیم.
- هنگامی که پمپ در قسمت راست منحنی عملکرد خود کار کند، بیشترین دبی ممکن را تامین خواهد کرد و احتمال این وجود دارد که دبی لحظه‌ای پمپ از دبی آب مورد نیاز دیگ بخار بیشتر شده و در نتیجه آن، پمپ به صورت پیاپی روشن و خاموش گردد. این موضوع در نهایت به استهلاک بالای پمپ منجر می شود.
- با توجه به این که انتخاب سایز دستگاه ضدرسوب مغناطیسی SF، بر اساس دبی لحظه‌ای پمپ می‌باشد، هنگام انتخاب دستگاه SF باید دستگاهی با سایز بزرگتر انتخاب کرد که منجر به افزایش هزینه می‌گردد.
- از طرفی اگر آب ورودی به دیگ بخار با دبی لحظه‌ای بالاتر از ظرفیت دیگ بخار وارد آن شود و دمای آب ورودی، پایین باشد، شوک دمایی شدیدی به دیگ بخار وارد می‌گردد. این امر سبب کاهش دما و فشار داخل دیگ بخار شده و می‌تواند برای دقایقی ظرفیت تولید بخار را کاهش دهد.
- همچنین پایین آمدن فشار داخل دیگ بخار باعث افزایش حجم حباب‌های بخار تشکیل شده درون دیگ بخار می‌شود که این افزایش حجم، منجر به ایجاد یک تلاطم نامتعارف در سطح آب دیگ بخار می‌گردد. به همین دلیل احتمال ایجاد خطا در کارکرد کنترل‌کننده سطح [1] پیش می‌آید و سطح آب داخل دیگ، بالاتر از سطح واقعی نشان داده می‌شود. بنابراین امکان دارد که آب، کمتر از میزان نیاز به دیگ وارد شود، که این امر خود می‌تواند آسیب‌هایی را به دیگ بخار وارد کند.
- علاوه بر مورد ذکر شده، تلاطم زیاد در سطح آب دیگ بخار منجر به پدیده حمل آب (مایع) به وسیله بخار [2] به داخل شبکه انتقال بخار می‌شود. به دلیل بالا بودن میزان املاح موجود در آب دیگ بخار، ورود آب همراه با این املاح به داخل شبکه انتقال بخار، آسیب‌های بسیار جدی را به تجهیزات خط از جمله تله بخار [3] ها وارد می‌کند.
- مشکل دیگری که انتخاب نادرست پمپ دیگ بخار ایجاد می‌کند، بروز پدیده کاویتاسیون در پمپ است، که باعث آسیب جدی و خوردگی پروانه‌های پمپ می‌شود.
لذا پیشنهاد می‌گردد جهت جلوگیری از موارد ذکر شده، پمپ موجود را با پمپ مناسب جایگزین کرد. در صورت عملی نبودن این راه حل، توصیه می‌شود با نصب یک شیر دروازه‌ای، بعد از پمپ و نصب دو عدد فشارسنج [4]، قبل و بعد از پمپ و بستن شیر به میزان نیاز، فشار کاری پمپ را افزایش داده تا پمپ در محدوده مناسب فشار قرار گیرد. در نتیجه این موضوع، دبی لحظه‌ای پمپ به میزان نیاز دیگ بخار کاهش می‌یابد. جهت محاسبه میزان بستن شیر بعد از پمپ حتما با واحد فنی شرکت نواندیش آب در تماس باشید.
برای نمونه پمپ Grundfos CR15-10 در یک واحد صنعتی بر روی یک دیگ بخار نصب شده است. دیگ فوق با ظرفیت10 تن بر ساعت، در فشار 7 بار کار می‌کند. در شکل زیر منحنی عملکرد این پمپ آمده است.
منحنی عملکرد پمپ Grundfos CR15-10
همانطور که در منحنی فوق مشاهده می‌شود، حداقل فشار کاری مناسب برای این پمپ، 8 بار (معادل 80 متر) می‌باشد. در صورتی که پمپ در فشار 7 بار کار می‌کند. بنابراین پمپ دبی معادل (m3/h) 24 و یا بیشتر را تامین می‌کند که مازاد بر نیاز دیگ بخار است. حال اگر با نصب شیر در خروجی پمپ، فشار کاری پمپ را به 13/2 بار (معادل 132 متر) برسانیم، دبی پمپ به عددی حدود (m3/h) 12 می‌رسد که برای دیگ بخار با ظرفیت 10 تن بر ساعت، ایده‌آل می‌باشد. همچنین سایز مناسب دستگاه ضدرسوب مغناطیسی برای دبی (m3/h) 24، دستگاه SF-3000 (سایز 3 اینچ) و برای دبی (m3/h) 12 دستگاه SF-2000 (سایز 2 اینچ) است.
[1] Level Control