اگر تا به حال وقت خود را صرف انتخاب پمپ برای یک پروژه کرده اید، چه برای یک سایت ساخت و ساز، یک مزرعه یا یک ساختمان تجاری، احتمالاً کلمه "بازده" را زیاد شنیده اید. به طور خاص برای پمپ های گریز از مرکز، راندمان صرفاً یک کلمه رایج نیست، بلکه انتخاب پمپ مناسب برای کار است. من سالهاست که پمپهای سانتریفیوژ میفروشم، و اجازه دهید به شما بگویم، بیشتر مشتریان به من مراجعه میکنند و فکر میکنند که کارایی صرفهجویی در مصرف انرژی است، اما خیلی بیشتر از این است. این در مورد هدر ندادن زمان، صرف نکردن بودجه خود در قبوض آب و برق و اطمینان از کارکرد سیستم شما در زمانی است که به آن نیاز دارید.
ابتدا، بیایید به بیان ساده معنی راندمان پمپ گریز از مرکز را بشکنیم. یک پمپ گریز از مرکز با چرخاندن یک پروانه (یعنی چرخ داخل محفظه پمپ) برای بیرون راندن سیال عمل میکند و خلاء ایجاد میکند که سیال بیشتری را به داخل میکشد. کارایی در اینجا نشان میدهد که چقدر از انرژی که به پمپ میگذارید (معمولاً از یک موتور الکتریکی یا موتور) واقعاً به حرکت آن سیال تبدیل میشود. هیچ پمپی 100% کارآمد نیست، درست است؟ همیشه اصطکاک تلفاتی بین سیال و قطعات پمپ، تلاطم در جریان و انرژی از دست رفته به عنوان گرما یا نویز وجود دارد. بنابراین راندمان معمولاً به صورت درصد اندازه گیری می شود: هر چه این عدد بیشتر باشد، انرژی کمتری را هدر می دهید.
بسیاری از مشتریان جدید در اینجا گیر میکنند و فکر میکنند "درصد بالاتر = بهتر" مهم نیست. اما همیشه اینطور نیست. راندمان به شدت به نقطه عملکرد پمپ بستگی دارد - این ترکیبی از سرعت جریان (میزان حرکت سیال در دقیقه یا ساعت) و هد (فشار مورد نیاز برای حرکت آن سیال، مانند بلند کردن آن از یک تپه یا هل دادن آن از طریق لولهها) است. هر پمپ گریز از مرکز دارای "بهترین نقطه بازده" (BEP) است که در آن با عملکرد بهینه خود کار می کند. اگر پمپ را در بالا یا پایین BEP کار کنید، راندمان به سرعت کاهش می یابد. من همیشه این را می بینم - یک نفر یک پمپ گریز از مرکز بزرگ با حجم بالا می خرد زیرا به نظر قدرتمند می رسد، اما پس از آن فقط برای جابجایی مقدار کمی آب به آن نیاز دارند، بنابراین در تمام مدت به طور ناکارآمدی در جریان است. این یک هدر دادن عظیم پول است.
بیایید در مورد عوامل مختلفی که بر راندمان پمپ سانتریفیوژ تأثیر میگذارند صحبت کنیم، زیرا علم واقعی از آنجا شروع میشود، اما من آن را قابل ارتباط نگه میدارم. اول، طراحی پمپ وجود دارد. شکل پروانه، اندازه پیچ (قسمت منحنی که سیال را از پروانه دور می کند)، و میزان تنگی فاصله بین پروانه و محفظه پمپ همه مهم هستند. به عنوان مثال، پمپی که برای آب تمیز ساخته شده است، خلأهای متفاوتی نسبت به پمپی که برای فاضلاب با مواد جامد ساخته شده است، دارد - اگر فاصله ها برای پمپ فاضلاب خیلی بزرگ باشد، مایع می تواند از سمت تخلیه به سمت مکش نشت کند و راندمان را از بین ببرد. این یکی از دلایلی است که من همیشه به مردم می گویم که نوع پمپ را با مایع خود مطابقت دهند. اگر از فاضلاب یا فاضلاب صنعتی استفاده می کنید، به چیزی برای آن نیاز دارید، نه یک پمپ گریز از مرکز چدن استاندارد که ممکن است مسدود شود یا نشت کند و کارایی خود را از دست بدهد.
مواد نیز نقش دارند. اگر پمپی دارید که از مواد ارزان قیمت ساخته شده است که به سرعت فرسوده می شوند، با گذشت زمان آن قطعات فرسوده اصطکاک و شکاف بیشتری ایجاد می کنند، بنابراین راندمان کاهش می یابد. به عنوان مثال، پمپهای سانتریفیوژ چدنی ما، از چدن بادوام و ضخیم ساخته شدهاند که قابل استفاده منظم است، بنابراین کارایی خود را برای مدت طولانیتری نسبت به پمپهایی با قطعات نازکتر و با کیفیت پایینتر حفظ میکنند. ما از مشتریان داشتیم که به ما گفتند پمپ ارزانتری را با مدل چدنی ما جایگزین کردند و دیدند که قبض انرژی آنها تقریباً بلافاصله 15٪ کاهش مییابد - این برای آنها کارآمد است.
سپس جنبه سیستمی چیزها وجود دارد که به اندازه خود پمپ مهم است. لوله هایی که استفاده می کنید، تعداد زانویی یا شیرها و حتی نحوه نصب پمپ همگی می توانند کارایی را از بین ببرند. اگر لوله مکش شما خیلی کوچک باشد، اصطکاک ایجاد می کند که باعث می شود پمپ سخت تر کار کند و راندمان موثر آن را کاهش می دهد. یک بار کشاورز را ناراحت کردم که به خاطر پمپ گریز از مرکز او برای کشاورزی بیش از آنچه باید برق مصرف می کرد. معلوم شد که او یک دسته لولههای باریک و قدیمی داشت که به مزارعش منتهی میشد، بنابراین پمپ بیوقفه با جریان میجنگید. ما لوله های اندازه مناسب را در کنار یک پمپ با اندازه مناسب تعویض کردیم و مصرف انرژی او تقریباً 20٪ کاهش یافت. این در مورد بد بودن پمپ نیست، بلکه به نحوه عملکرد آن با بقیه سیستم او مربوط می شود.
حالا بیایید وارد اعداد شویم، زیرا این چیزی است که مردم واقعاً به آن اهمیت می دهند. اکثر پمپ های گریز از مرکز استاندارد بازدهی بین 60 تا 85 درصد دارند. مدلهای با راندمان بالا (مدلهایی که ما در آنها تخصص داریم) بسته به اندازه و کاربرد، میتوانند تا 90 درصد یا حتی بالاتر بروند. پمپهای کوچکتر، مانند خط پمپهای گریز از مرکز ما، بازده پایینتری دارند - حدود 60٪ تا 70٪، اما این برای اندازه آنها طبیعی است. آنها برای کارهای کوچک ساخته شده اند، مانند پر کردن یک مخزن کوچک یا تخلیه یک فضای فشرده، و کارایی آنها برای آن کارهای خاص بهینه شده است، نه حجم زیاد. از طرف دیگر، مدلهای پمپ گریز از مرکز با حجم بالا ما راندمان اوج بسیار بالاتری دارند، زیرا برای جابجایی سیال زیادی با حداقل ضایعات ساخته شدهاند که برای سایتهای ساختمانی، آبیاری یا سیستمهای آب شهری بسیار عالی است.
صبر کنید، اما در اینجا یک افسانه رایج وجود دارد: مردم فکر میکنند که یک پمپ گرانتر و با راندمان بالا ارزشش را ندارد زیرا هزینه اولیه آن بیشتر است. بیایید خیلی سریع حساب را انجام دهیم. فرض کنید برای کاری که باید 8 ساعت در روز، 365 روز در سال کار کند، دو پمپ دارید. یک پمپ استاندارد 500 دلار قیمت دارد، بازده آن 70 درصد است و سالانه 1000 دلار برق مصرف می کند. یک پمپ با راندمان بالا 800 دلار قیمت دارد، بازده آن 85 درصد است و سالانه 820 دلار برق مصرف می کند. در طی 5 سال، پمپ استاندارد 5000 دلار برق به اضافه 500 دلار تعویض پمپ برای شما هزینه خواهد داشت (زیرا ممکن است سریعتر فرسوده شود) = در کل 5500 دلار. پمپ با راندمان بالا 4100 دلار برق به اضافه 800 دلار برای پمپ = در مجموع 4900 دلار برای شما هزینه خواهد داشت. این یک تفاوت 600 دلاری است، و شما پمپی دریافت می کنید که احتمالاً عمر بیشتری نیز خواهد داشت. به همین دلیل است که بهره وری فقط یک پس انداز ماهانه نیست، بلکه یک سرمایه گذاری بلندمدت است.
البته کارایی تنها چیزی نیست که باید در نظر بگیرید. اگر فاضلاب را با مواد جامد پمپاژ میکنید، یک پمپ آب تمیز با راندمان بالا مسدود میشود، سریع خراب میشود و در نهایت نسبت به مدل فاضلاب پمپ گریز از مرکز که برای مدیریت آن مواد طراحی شده است، کارآمدتر (و گرانتر) خواهد بود. من نمی توانم به شما بگویم که چند بار یک نفر سعی کرده است از یک پمپ معمولی برای فاضلاب استفاده کند و در نهایت با وحشت به من زنگ زده است زیرا این پمپ جان خود را از دست داده است. تطبیق نوع پمپ با سیال، دبی و هد اولین قدم برای به دست آوردن راندمان خوب است.
چیز دیگری که به راندمان ضربه می زند تعمیر و نگهداری است. پمپی که به آن توجهی نمی شود به مرور زمان کارایی خود را از دست می دهد. کارهای ساده ای مانند بررسی گرفتگی فیلترها، تعویض مهر و موم های فرسوده و اطمینان از اینکه پروانه از رسوبات معدنی یا لجن پوشانده نشده است، می تواند کارایی را بالا نگه دارد. ما همیشه همراه با هر پمپی که میفروشیم یک راهنمای تعمیر و نگهداری سریع اضافه میکنیم، زیرا میخواهیم مشتریانمان بیشترین بهره را از سرمایهگذاری خود ببرند. اگر تعمیر و نگهداری را نادیده بگیرید، حتی کارآمدترین پمپ نیز شروع به هدر دادن انرژی خواهد کرد - من پمپی را دیده ام که تنها 5 سال از عمر آن گذشته است، از 80 درصد راندمان به 55 درصد کاهش یافته است، زیرا پروانه در مقیاس پوشیده شده بود. این یک ضرر بزرگ قابل اجتناب است.
بیایید در مورد نمونه های واقعی از مشتریان خود صحبت کنیم. سال گذشته، یک مزرعه کوچک لبنی به ما مراجعه کرد، زیرا پمپ قدیمی آنها برای انتقال آب به انبارهایشان هزینه زیادی برق برای آنها داشت. آنها از یک پمپ عمومی استفاده می کردند که برای نیازهای آنها خیلی بزرگ بود و تنها با راندمان 55 درصد کار می کرد. ما آن را با یک پمپ گریز از مرکز برای کشاورزی تعویض کردیم که دقیقاً برای نیاز روزانه آنها به آب اندازه گیری شده بود، و آنها شاهد کاهش 22 درصدی قبض انرژی خود در ماه اول بودند. آنها به ما گفتند که پمپ همچنین نیاز به توقف کمتری برای تعمیر دارد، که یک پیروزی بزرگ برای آنها بود زیرا مزارع لبنی نمی توانند برای مدت طولانی متوقف شوند.
مثال دیگر: یک شرکت ساختمانی که برای یک سایت حفاری بزرگ به پمپ نیاز داشت. آنها پمپ های ارزان قیمتی را اجاره می کردند که مدام خراب می شد و راندمان پایینی داشت. ما آنها را با پمپ های گریز از مرکز با حجم بالا عرضه کردیم که برای مصارف سنگین ساخته شده اند و حداکثر بازدهی در حدود 82 درصد دارند. آنها اجاره پمپ ها را متوقف کردند، در هزینه های تعمیر صرفه جویی کردند و هزینه های سوخت و برق آنها تقریباً 30٪ در طول پروژه کاهش یافت. این همان بردی است که ما دوست داریم ببینیم.
بنابراین، این برای شما چه معنایی دارد، چه در حال خرید پمپ برای یک پروژه کوچک حیاط خلوت، یک مزرعه یا یک شغل تجاری هستید؟ اول اینکه فقط به اسب بخار یا قیمت نگاه نکنید. در مورد نیازهای خاص خود فکر کنید: چه مقدار مایع برای حرکت نیاز دارید، تا چه اندازه (یا ارتفاع) برای حرکت دادن آن نیاز دارید و چه نوع مایعی است؟ اگر مطمئن نیستید، با کسی صحبت کنید که مانند ما پمپ ها را می شناسد. دوم، بهترین نقطه کارایی را برای محدوده عملیاتی خود اولویت بندی کنید. اگر کار شما فقط به مقدار کمی مایع نیاز دارد، یک پمپ بزرگ با حجم بالا انتخاب مناسبی نیست. اگر در حال جابجایی مواد جامد یا فاضلاب هستید، از پمپ های همه منظوره استفاده نکنید. سوم، به یاد داشته باشید که هزینه اولیه تنها بخشی از تصویر است. یک پمپ کمی کارآمدتر ممکن است اکنون هزینه بیشتری داشته باشد، اما در درازمدت در قبوض و تعمیرات آب و برق صرفه جویی می کند.
در پایان، راندمان پمپ گریز از مرکز به این است که هوشمندتر کار کند، نه سخت تر. این یعنی از هر دلاری که خرج میکنید، هر واحد انرژی که استفاده میکنید و هر دقیقهای که سیستم شما در حال کار است، بیشترین بهره را ببرید. ما برای سالها به مشتریان کمک کردهایم تا پمپهای مناسب برای نیازهای خود را پیدا کنند، چه یک پمپ گریز از مرکز جمعوجور برای کارهای کوچک، یک پمپ گریز از مرکز چدن سنگین برای مصارف عمومی، یا یک مدل پمپ گریز از مرکز تخصصی فاضلاب برای مشاغل صنعتی. اگر مطمئن نیستید کدام پمپ برای پروژه شما مناسب است، دریغ نکنید که با تیم ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خود صحبت کنید و کارآمدترین و مقرون به صرفه ترین راه حل را برای خود بیابید.
مراجع
- Karassik, IJ, Messina, JP, Cooper, P., & Heald, CC (2007). کتاب راهنمای پمپ (ویرایش چهارم). مک گراو هیل.
- وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا (2020). راهنمای بهبود بازده سیستم پمپ. دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدید پذیر.
- انجمن مهندسین مکانیک آمریکا. (2015). ASME B73.1M: مشخصات پمپ های گریز از مرکز مکش انتهایی افقی برای فرآیندهای شیمیایی.