Приборы контроля и защиты насосов

Насосы всех размеров, используемых в перерабатывающей промышленности для передачи широкого спектра жидкостей. Наряду с правильного подбора насоса и установки для решения конкретного приложения, определяющие, какая информация необходима для защиты насоса и помочь ему работать более эффективно, очень важно.


Гидравлические публикации Института Оптимизация насосной системы резюме , утверждает, что насосная система без средств измерения расхода, давления и мощности является неэффективным насосной системы. К сожалению, оборудование для предоставления информации для защиты насоса и мониторинга производительности часто не поименованные или не поставляются в момент установки. К счастью, скромные инвестиции в датчики могут способствовать повышению надежности и производительности дорогих насосов и насосных систем. В некоторых случаях, проведя несколько сотен или несколько тысяч долларов на оборудование может защитить $ 50,000 насос от серьезных повреждений или предотвратить еще большие потери работы. 


Насос защитыЗащита насоса начинается с обеспечения надлежащего датчиков для мониторинга ключевых функций насоса. Если необходимые приборы контроля и обеспечение их установки не были включены в исходную установку насосов, они должны быть добавлены. Это не должна быть обширной того или обновления.


Центробежные насосы имеют производительность указанного окна операционной кривые. Переход из этого окна или перемещение слишком много в нем может привести стрессы, которые могут привести к повреждению насоса. Установка датчиков правильный, особенно на более дорогостоящие (с точки зрения самого насоса, использование энергии и ведение истории) насосов, может помочь выявить проблемы, прежде чем они станут слишком серьезными, повреждение насоса и обслуживания воздействия и эксплуатации ресурсов. 


Например, при установке датчика давления на стороне всасывания измерить чистый кавитационный запас доступных (NPSHa) позволит установить, если насос не работает в надлежащем кривые производительности насоса. Температура или насос датчики контроля вибрации может указывать на механические проблемы, прежде чем они станут передовой. Определение контроля заполнения трубы (EPD) или низкий / нет датчика расхода могут указать, когда насосы имеют проблемы. 


Система защиты насоса, которые не требуют запуска новой проводки используются самоходные WirelessHART адаптера в сочетании с низкой стоимостью HART давления, температуры передатчик / датчики и расходомеры , чтобы предоставить информацию насос состоянии. Система защиты будет поставлять всасывания насоса давление, давление на выходе и температура информации регистратор данных, сервера или веб-портала на временной или постоянной основе. Перепад давления насоса определяется разностью между измеренным всасывания и нагнетания давления.


Чтобы избежать кавитации, NPSHa должна быть больше или равна чистый положительный всасывания требуется (NPSHR). Мониторинг всасывания (давление с точки зрения водного столба) для этого условия может помочь выявить проблемы, которые могут повредить насос. Ряд факторов может изменить NPSHR, в том числе, но не ограничиваясь увеличением скорости потока или изменений в главы (например, давления плотность жидкости или уровня) в расходном баке в передней части насоса.


Высокое давление или вакуум условия могут повлиять на некоторых приложений. Керамические датчики давления, которые могут измерять резкие изменения вакуума или давления без повреждения сами по себе могут быть использованы в таких ситуациях. Керамические датчики давления Датчик также может противостоять большим прямого физического насилия диафрагмы без изменения калибровки, даже если несколько раз переехал в различных насосных установок.


Рисунок 1. Датчики могут быть установлены для мониторинга производительности насоса путем измерения всасывания и нагнетания давления, температуры, печать банка-уровня и других переменных.


Насос "мертвые возглавляемых", когда он работает без потока. Если жидкость не входит в рабочее колесо насоса, она будет сбивать тот же объем жидкости, как она вращается. Трение приведет к увеличению температуры жидкости, которая может достичь точки, в которой жидкость вспышки в пар, нарушение охлаждения потока подшипников насоса и упаковки. Если это условие будет продолжаться, это может вызвать чрезмерный износ насоса и повреждений. 


Переключатель потока устанавливается на входе в насос не может не тревожить, когда скорость потока в насосе падает ниже заданной скоростью, а насос работает. Менее чем за $ 400, калориметрических реле протока может указывать на низкий / нет потока состояние, с которым могут возникнуть повреждения.


Насос "сухого хода", или в порожнем состоянии трубы, когда жидкость не достаточно всасывающую сторону насоса. Один из способов обнаружить это условие указать EPD выключателя. Если насос имеет право работать всухую, это может стоить тысяч для ремонта или ремонта. При цене $ 400, EPD переключатель является экономически эффективным насосом по страхованию жизни. Электронный камертон EPD коммутаторы более надежными, чем поплавок датчика EPDs в некоторых насосов. 


Например, строитель OEM заноса были проблемы с поплавками прилипание материала, потому что в жидкости покрытием поплавки. В данном случае насос не может работать всухую и был отключен, когда вода не была доступна для штока. Занос строителя установлен камертон EPD переключается вместо поплавка (см. Рисунок 2), и ложные поездки отправились к нулю. Нет насоса неудачи были зарегистрированы из-за неисправности переключателя и не сожгли упаковки насоса в сообщении.


Простой $ 400 камертон сигнализатор уровня с контроля заполнения трубы (EPD) держит этот насос от сухого хода.


EPDs также доступны в некоторых расходомеров. Большинство систем насос может извлечь выгоду из мониторинга через расходомер, так что имеет смысл спецификации один с EPD в самом начале.


Если расходомер, реле протока или EPD переключатель не установлен, датчик температуры, иногда может быть использован для ощущаем некоторые проблемы, которые могут произойти с низким или нулевым потоком. Температурный датчик должен реагировать до повреждение может произойти. Один насос датчик температуры использует тонкопленочные технологии реагировать в семь раз быстрее, чем стандартные температурные датчики. Она также имеет корпус из нержавеющей стали, что делает его пригодным для применения насосов в пищевой, химической и фармацевтической промышленности. 


Охладитель уровней Насосные системы токсичных, опасных и агрессивных жидкостей Нельзя допустить утечки в окружающую среду. В таких случаях, насос может быть двойной или тандем печать, которая используется совместимый жидкость впрыскивается в камеры уплотнения, чтобы служить барьером жидкости. 


Если опасность утечки продукта через внутреннюю или первичного уплотнения, она входит в уплотнительной камеры и смешивается с жидкостью барьер. Неправильное управление и обслуживание уплотнения окружающей среды может привести к полной неудачей печатью, вместе с небезопасной утечку нежелательных продуктов в окружающую среду. 


Поставка танков называемая печать горшки, служат резервуаром чистой жидкости под давлением барьер для двойного или тандем печать сборки. Потеря жидкости может привести к катастрофическому разрушению уплотнений и опасных условиях. 


Таким образом, операторы должны знать, если уровень жидкости падает слишком низко, что указывает на потерю жидкости проблема. Эти уплотнения горшки, как правило, либо высокого уровня или низкого уровня жидкости выключатель, или оба, в зависимости от приложения. 


Реле низкого уровня свидетельствует о потере жидкости барьер, а на высоком уровне, коммутатор сообщает опасной утечки продукта по первичным печати и в камеру уплотнения, что увеличивает объем жидкости и повышает уровень печать банка. Выходы из этих параметров подключения к сигнализации или системы управления производством, призывающую к немедленному исправлению ситуации. Все уплотнения горшки использовать датчик давления, при этом некоторые системы требуют реле давления для активации тревоги или выключить насос для дополнительной безопасности.


Печать кастрюли с барьером жидкости обычно контролируется с помощью манометра, высокого уровня, выключатель и реле низкого уровня.


Правильное трубопроводов, клапанов и насосов дизайн может избежать некоторых условий, в которых повреждения насоса или неудача может ускориться. Например, автоматическое устройство контроля потока или рециркуляции линии между разряда насоса и строк исходного кода могут обеспечить достаточный поток через насос для предотвращения перегрева или повреждения.
 
Однако, если операция в насосе спецификации не может быть обеспечена путем передачи дизайна, то прибор на основе мониторинга должны быть рассмотрены. В реальном мире, точные размеры насосов и трубопроводов дизайн не всегда имеет место впереди и, даже когда это произойдет, изменения условий эксплуатации может оказать предварительным расчетам недействительными.


Измерение эффективности насосаПовышение эффективности насосов может привести к огромной экономии. Например, вода в Мельбурне Виктория, Австралия, провела исследование эффективности насоса и обнаружил, что накачка приходится 50 процентов электроэнергии она потребляется. Увеличивая эффективность насоса, Мельбурн воды ожидается от 2 до 4 процентов годовой экономии энергии, или около $ 1 млн. в год.


Насосы являются одним из самых высоких потребителей энергии в течение многих технологических операций. Исследование, проведенное Министерством энергетики (DOE) подтверждает, что насосы потребляют около 50 процентов энергии, используемой на заводе, вращая такие активы, как сжатого воздуха и вентиляторы (см. Рисунок 4). Таким образом, потенциальная экономия за счет повышения КПД насоса может быть значительным. Чтобы выяснить это, растение необходимо провести исследования эффективности насоса, даже если насосы были тщательно отобраны в самом начале.


Несмотря на то, насос, возможно, были рассчитаны на оптимальную производительность для данной насосной системы, насос может быть подвергнут различным условиям эксплуатации, чем ожидалось. Из первоначального накачки дизайн системы, процесс корректировки в течение долгого времени может изменить жидкости плотности, расхода, давления, температуры и вязкости, что насос должен работать. В таблице 1 приведены некоторые из проблем, которые могут произойти. 


Многие подходы, производительность насоса мониторинга использования датчиков давления всасывания, давление на выходе, расход, скорость насоса и электроэнергии. Из этих переменных и другие детали, эффективность и состояние насоса может быть определена.


КПД насоса определяется как жидкость мощность насоса, деленная на мощность входного вала и зависит от гидравлических эффектов, механические потери и внутренней утечки. Расчеты участие показано на боковой панели, "Расчет эффективности системы."


Пять основных причин меньше, чем оптимальный накачки операционной системы


Установленные компоненты изначально неэффективный при нормальных условиях эксплуатации.Установленных компонентов, деградировали в процессе эксплуатации.Более поток оказывается, чем система требует.Более голова оказывается, чем система требует.Оборудование в настоящее время работать, когда не требуется системе.


По данным Министерства энергетики, насосы потребляют 50 процентов электрической энергии, которая используется вращающееся активов в типичном заводе.


Для перекачивания мониторинга производительности системы, можно указать, что некоторые из тех же датчиков, используемых в системе защиты насоса также предоставлять информацию в систему мониторинга производительности насоса. Можно использовать всасывания и нагнетания давления сенсорной информации, а также обмен информацией метр и мощность насоса и вращательных информация скорости, чтобы помочь проектировщикам / операторы определения производительности относительно насоса своей лучшей эффективности точка (BEP). В некоторых случаях операторы могут определить, что нынешняя система насос не может отвечать современным требованиям эксплуатации или не правильно и размера должна быть переработаны или заменены, чтобы добиться улучшения энергии и эксплуатационные расходы.


Точные данные расхода обеспечивает ключевые указания насоса. Подходит расходомеры уже в соответствии с насосом часто могут быть использованы для обеспечения насоса производительностью информацию, чтобы сравнить с мощность насоса и скорости с течением времени. В идеале, роль, которую метров технологического процесса занимает в жизненном цикле мониторинга производительности насоса лучших указанный при проектировании процесса и насосной системы.


Если нет расходомера подходящим возможности для предоставления информации расход на насосе, портативные ультразвуковые расходомеры часто может быть временно установлен за пределами существующих трубопроводов вблизи насоса. Эти накладных ультразвуковых расходомеров удобно, но забота должна быть, принятых для выполнения установки требований для обеспечения получения полезной поток данных со скоростью, которая соответствует потребностям мониторинга производительности. Очень важно, чтобы установленные расходомера имеют хорошую историю калибровки, чтобы данные достаточно точны, чтобы представить истинный расход хотя насоса.


Кориолисовых поток может быть установлен не обращая внимания на входе и выходе профилей потока, даже на больших труб. Сегодня Кориолиса расходомеры могут обеспечить точность прослеживается поток ± 0,05 процента. При высокой скорости Ethernet / IP, шины или HART коммуникации, они обеспечивают не только массу и объем информационных потоков, но и температуры, плотности и вязкости. Другие диагностики, связанные с пустотами или газа в жидкости, такие как утечка уплотнения, которые могут повлиять на производительность насоса доступны в кориолисовых. 


Термодинамические мониторингаОдним из широко принятых КПД насоса тестирование метода, который не требует измерения расхода является термодинамической системы. Он использует метод термодинамических подробно описаны в ISO 5198 -1987 и Кодекс практики для насосов Тестирование эффективности прямым методом термодинамических , насосом центр, Великобритания


Метод включает в себя введение высокой точности датчиков температуры и датчиков давления по обе всасывания и нагнетания стороны насоса для измерения перепада температуры воды и давления. Потери энергии в связи с неэффективностью работы насоса измеряется в голову и дифференциальных температуры через насос. Ни расход, ни мощности, потребляемой насосом должна быть измерена. 


Если вал мощность, потребляемая насосом может быть определено, скорость потока может быть вычислена по мощности, поглощаемой, напор и измерять эффективность. Это применимо для четко определенных жидкостей (например, воды).


Насосы имеют жизненно важное значение, дорогие системы, которые потребляют большое количество энергии и дорогие для ремонта или замены. Добавление нескольких датчиков, насос системы может помочь операторам сделать насосы работать более эффективно и выявления проблем, прежде чем они стали слишком серьезными.
Насосы и системы , май 2012
 
Расчет эффективности системыЭффективность системы, так как разработан передачи власти в и из диаграммы на рисунке 5, это:


Рисунок 5. Эффективность системы 
Расход чистого потока между танков (без учета рециркуляции потока). Голова перепад высот между танками, или статический напор (явно игнорируя потери на трение). Это касается эффективности, то система выходит на детали и видит только общую картину. Этот подход может быть весьма полезным. Тем не менее, это не работает для всех ситуаций. Например, уравнение будет производить системы эффективность нулю замкнутым циклом циркулирующей системы (не статический напор).