راهنمای کامل پمپ های اسلاری (دوغاب)

دوغاب ها ترکیبات تخصصی هستند که در بسیاری از صنایع تبدیلی، از جمله صنایع بهداشتی مانند مواد غذایی، لبنیات، فرآوری نوشابه و تولید بیودارویی یافت می شوند. دوغاب ها خواص مایعات و جامدات را با هم ترکیب می کنند، بنابراین باید توجه ویژه ای در تعیین نوع و اندازه پمپ دوغاب مورد استفاده با آنها صورت گیرد.

این مقاله بر روی موارد زیر تمرکز خواهد کرد:

• تعریف دوغاب ها
• انواع پمپ هایی که ممکن است برای پمپاژ دوغاب مورد استفاده قرار گیرند
• عواملی که هنگام انتخاب پمپ دوغاب برای یک کاربرد خاص باید در نظر گرفته شوند

پمپ اسلاری (Slurries) چیست؟

دوغاب ها مخلوطی از جامدات و مایعات هستند که مایع به عنوان مکانیسم انتقال برای جابجایی جامد عمل می کند. اندازه ذرات (یا جامدات) در دوغاب ها از قطر یک میکرون تا قطر صدها میلی متر متغیر است. اندازه ذرات به طور قابل توجهی بر توانایی پمپ برای حرکت دوغاب از طریق یک خط فرآیند تأثیر می گذارد.

همه دوغاب ها دارای پنج ویژگی اساسی هستند:

• ساینده تر از مایعات خالص.
• قوام ضخیم تر از مایعات خالص است.
• ممکن است حاوی تعداد زیادی مواد جامد باشد (به عنوان درصدی از حجم کل اندازه گیری می شود).
• ذرات جامد معمولاً زمانی که در حرکت نیستند (بسته به اندازه ذرات) نسبتاً سریع از رسوب دوغاب خارج می شوند.
• دوغاب ها نسبت به مایعات خالص به انرژی بیشتری برای حرکت نیاز دارند.

دوغاب ها توسط صنعت بر اساس میزان تهاجمی بودن آنها به چهار دسته طبقه بندی می شوند – کلاس 1 که کمترین تهاجمی بودن و کلاس 4 تهاجمی ترین است. پمپاژ دوغاب می تواند اثرات سایش زیر را بر روی پمپ ها و اجزای خط لوله داشته باشد:

• ساییدگی ها: از جمله سنگ زنی، سنگ زنی با فشار بالا، و سنگ زنی با تنش کم (قابل استفاده فقط برای دوغاب های نوع ته نشینی).
• فرسایش: از بین رفتن مواد سطحی ناشی از عمل ذرات موجود در دوغاب در حال پمپاژ. فرسایش عمدتاً با پمپاژ دوغاب های نوع ته نشینی یافت می شود.
• خوردگی: ناشی از عمل گالوانیکی الکتریکی در سیال در حال پمپاژ است. انواع خاصی از دوغاب ها (به عنوان مثال، ترکیبات بسیار اسیدی یا قلیایی) نسبت به دوغاب های خوش خیم تر، تأثیر بیشتری بر خوردگی اجزا خواهند داشت.

انواع پمپ دوغاب

همانطور که در زیر توضیح داده شده ، انواع مختلفی از پمپ ها برای پمپاژ دوغاب مناسب هستند. با این حال، قبل از در نظر گرفتن اینکه از کدام فناوری استفاده کنیم، باید به چند نکته مهم بپردازیم.

1. اندازه و ماهیت مواد جامد در مایع: اندازه و ماهیت آن بر میزان سایش فیزیکی پمپ و اجزای آن تأثیر می‌گذارد و اگر جامدات بدون آسیب از پمپ عبور کنند.

یکی از نگرانی های پمپ های گریز از مرکز این است که سرعت و برش داخل پمپ ممکن است به دوغاب / جامدات آسیب برساند. به طور کلی، پمپ های دو پیچ کمترین آسیب را به مواد جامد در دوغاب می دهند.

2. خورندگی مخلوط مایع یا دوغاب: دوغاب‌های خورنده‌تر، اجزای پمپ را سریع‌تر سایش می‌کنند و ممکن است انتخاب ماده‌ای را که پمپ از آن ساخته می‌شود دیکته کند.

پمپ‌هایی که برای پمپاژ دوغاب طراحی شده‌اند، نسبت به پمپ‌هایی که برای مایعات لزج کمتر طراحی شده‌اند، کار سنگین‌تری خواهند داشت، زیرا دوغاب‌ها سنگین هستند و پمپاژ آن‌ها دشوار است.

پمپ های دوغاب معمولاً از نظر اندازه بزرگتر از پمپ های استاندارد، با اسب بخار بیشتر، و با یاتاقان ها و شفت های ناهموارتر ساخته می شوند. رایج ترین نوع پمپ دوغاب ، پمپ گریز از مرکز است. این پمپ ها از یک پروانه چرخان برای حرکت دوغاب استفاده می کنند، مشابه نحوه حرکت مایع آب مانند در یک پمپ گریز از مرکز استاندارد.

پمپ های سانتریفیوژ بهینه شده برای پمپاژ دوغاب معمولاً در مقایسه با پمپ های گریز از مرکز استاندارد دارای ویژگی های زیر هستند:

• پروانه های بزرگتر ساخته شده با مواد بیشتر. این برای جبران سایش ناشی از دوغاب های ساینده است.
• پره های کمتر و ضخیم تر روی پروانه. این اجازه می دهد تا مواد جامد با سهولت بیشتری عبور کنند – معمولاً 2-5 پره در مقایسه با 5-9 پره در یک پمپ گریز از مرکز استاندارد.

برای انواع خاصی از شرایط پمپاژ دوغاب، پمپ های جابجایی مثبت ممکن است انتخاب مناسب تری نسبت به پمپ های سبک گریز از مرکز باشد.

این شرایط عبارتند از:

• سرعت جریان دوغاب کم
• هد بالا (یعنی ارتفاعی که پمپ می تواند مایع را تا آن جا حرکت دهد)
• تمایل به راندمان بیشتر از آنچه توسط پمپ های گریز از مرکز ارائه می شود
• کنترل جریان بهبود یافته

انتخاب و بهره برداری از پمپ دوغاب

انتخاب پمپ مناسب برای کاربرد دوغاب به دلیل توازن بسیاری از عوامل از جمله جریان، فشار، ویسکوزیته، سایندگی، اندازه ذرات و نوع ذرات می‌تواند یک کار پیچیده باشد. یک مهندس اجرا که می‌داند چگونه همه این عوامل را در نظر بگیرد، می‌تواند کمک بزرگی در پیمایش گزینه‌های پمپ در دسترس باشد.

برای تعیین اینکه کدام نوع پمپ دوغاب برای کاربرد خاص شما مناسب است، این چهار مرحله ساده را دنبال کنید.

مرحله 1

ماهیت مواد در حال پمپاژ را تعیین کنید

موارد زیر را در نظر بگیرید:

• اندازه، شکل و سختی ذرات (بر احتمال سایش و خوردگی اجزای پمپ تأثیر می‌گذارد)
• خورندگی محلول دوغاب
• اگر ویسکوزیته داخل پمپ محصول ناشناخته باشد، CSI می تواند کمک کند

مرحله 2

اجزای پمپ را در نظر بگیرید

اگر این یک پمپ گریز از مرکز است، آیا طراحی و مواد مورد استفاده برای ساخت پروانه برای پمپاژ دوغاب مناسب است؟

• مواد مورد استفاده برای ساخت پمپ ساخته شده چیست؟
• آیا اجزای تخلیه پمپ برای دوغاب مورد پمپاژ مناسب هستند؟
• بهترین ترتیب آب بندی برای استفاده چیست؟
• آیا اندازه جامد از پمپ عبور می کند؟
• مشتری چقدر می تواند آسیب به جامد را تحمل کند؟

مرحله 3

اندازه پمپ را تعیین کنید

مهمترین چیز در اینجا تعیین اسب بخار پمپ مورد نیاز برای ارائه نرخ جریان سیال خاص در فشار دیفرانسیل مورد نظر یا مورد نیاز است. به موارد زیر نگاه کنید:

• غلظت مواد جامد در دوغاب – به عنوان درصدی از حجم کل اندازه گیری می شود.
• طول خط لوله. هرچه طول خط لوله طولانی تر باشد، اصطکاک ناشی از دوغاب بیشتر است که باید توسط پمپ غلبه کند.
• قطر لوله دوغاب
• سر استاتیک – یعنی ارتفاعی که دوغاب باید در سیستم لوله کشی بلند شود.

مرحله 4

پارامترهای عملکرد پمپ را تعیین کنید.

برای کاهش سایش قطعات، اکثر پمپ های دوغاب گریز از مرکز با سرعت نسبتاً پایین – معمولاً کمتر از 1200 دور در دقیقه کار می کنند. نقطه مطلوب را پیدا کنید که به پمپ اجازه می دهد تا آنجا که ممکن است آهسته تر کار کند اما به اندازه کافی سریع کار کند تا از ته نشین شدن جامدات از رسوب دوغاب و مسدود شدن خطوط جلوگیری کند.

سپس فشار تخلیه پمپ را تا پایین ترین نقطه ممکن کاهش دهید تا سایش بیشتر کاهش یابد. و برای اطمینان از تحویل ثابت و یکنواخت دوغاب به پمپ، از چیدمان لوله و اصول طراحی مناسب پیروی کنید.

منبع :csidesigns