دراسة الحالة: نظام المضخة العمودية متعددة المراحل ذات الضغط العالي المخصص

لقد تواصل معنا أحد العملاء-على المدى الطويل والذي استخدم سابقًا نظام المضخة العمودية Grundfos بمطلب جديد وشديد المتطلبات. طلب العميل حلاً بديلاً قادرًا على توفير معدل تدفق يتراوح بين 180-200 متر مكعب/ساعة وضغط يصل إلى 36-40 بار، مع ترقية جميع المكونات المبللة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ 316L للحصول على مقاومة فائقة للتآكل ومتانة في عمليات معالجة المياه. تتجاوز هذه المعلمات النطاقات الصناعية القياسية، مما يتطلب ابتكارًا هيدروليكيًا وقوة هيكلية.

 

بعد تلقي الطلب، قامت فرق البحث والتطوير والفرق الفنية لدينا بإجراء مراجعة هندسية شاملة. لقد قررنا أن المعيارمضخة طرد مركزي عمودية متعددة المراحللا يمكن أن تلبي المتطلبات الهيدروليكية بشكل كامل. لذلك، تم تصميم نموذج جديد من الألف إلى الياء، استنادًا إلى أكبر حجم إطار موجود لدينا.

يتضمن التصميم الجديد زيادة عدد مراحل الناشر، وتحسين هندسة المكره لتحقيق كفاءة أفضل، وتعزيز الأعمدة والوصلات للحفاظ على ضغط يصل إلى 40 بار، وضمان التوافق الكامل مع هيكل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L. يوفر هذا التكوين كلاً من المتانة الميكانيكية والمقاومة الكيميائية طويلة الأمد-للتشغيل المستمر في بيئات معالجة المياه.

بمجرد اكتمال التصميم الهيدروليكي، أجرى الفريق الهندسي عمليات محاكاة CFD وتحليل الضغط الميكانيكي للتحقق من صحة أداء النظام. تم تقييم عدة مجموعات من المراحل لضمان التوازن الأمثل بين الرأس والكفاءة. وبعد جولات تحسين متعددة، تم الانتهاء من التكوين الذي يحقق 200 متر مكعب/ساعة عند ضغط 38 بار.

تم تسمية النموذج المخصص الجديد باسم CDLF200-6 + CDH200-6، وهو يمثل مضخة طرد مركزي عمودية متعددة المراحل توفر 200 متر مكعب في الساعة عند أقصى ضغط يبلغ 40 بار، مع تصنيع جميع الأجزاء المبللة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L. يتضمن التصميم أقسام ناشرة ممتدة، ودوارات متوازنة بدقة، ورؤوس تفريغ معيارية لتسهيل الصيانة. تم تقديم رسومات ثلاثية الأبعاد ومنحنيات أداء كاملة للعميل للمراجعة، وبعد عدة جولات من التأكيد، تمت الموافقة على التصميم للإنتاج.

أثبتت عمليات محاكاة CFD والحسابات الهيدروليكية الداخلية صحة كسب رأس المرحلة والكفاءة وسلوك NPSH. 3تم إصدار نماذج D ورسومات التجميع ومنحنيات الأداء للمراجعة. بعد العديد من التبادلات الفنية، وافق العميل على تكوين CDLF200-6 + CDH200-6 مع الأهداف التالية في الخدمة: 190–200 متر مكعب/ساعة، 38–40 بار، مع هامش NPSH أكبر من أو يساوي 1.0 متر.

ملاحظات التصميم الرئيسية: قسم الناشر الممتد، والدوارات المتوازنة بدقة (ISO G2.5)، والأختام الميكانيكية للخرطوشة (SiC/SiC، Viton)، ورأس تفريغ معياري لتبسيط الخدمة. جميع الأجزاء المبللة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.

وبعد الموافقة، بدأ الإنتاج مع الالتزام الصارم بمعايير الجودة. خضعت جميع مواد الموديل 316L لاختبارات مؤشر مديري المشتريات (PMI) قبل التصنيع. تم إجراء عمليات اللحام باستخدام TIG مع تطهير ظهر الأرجون- لمنع الأكسدة، يليه تخميل السطح. تم الاحتفاظ بدقة المعالجة ضمن 0.03 مم TIR، وتمت موازنة جميع التجميعات الدوارة ديناميكيًا وفقًا لمعايير ISO 1940 G2.5.

تم اختبار مكونات تحمل الضغط هيدروستاتيكيًا عند 1.5× الضغط التصميمي (60 بار). تم إجراء عمليات فحص الأبعاد والتجميع عند نقاط تفتيش متعددة، مما يضمن التركيز والتخليص المناسب. خضعت كل مضخة لاختبار دوران عدم التحميل وفحص العزل الكهربائي قبل الانتقال إلى التجميع النهائي.

التجميع الميكانيكي

• مرحلة التراص: تم قياس وتسجيل كل دافعة، وناشرة، وجلبة. تم ضبط خلوص المكره إلى الناشر وفقًا للمواصفات.
• بناء الدوار: حلقات التآكل تم قياسها ومطابقتها؛ تعويم محوري تكوين؛ مفاتيح مجهزة للتسامح.
• تركيب المحمل: تركيب ساخن لتجنب عملية التمليح. تم التحقق من التحميل المسبق عن طريق قياس نهاية التشغيل.
• ختم ميكانيكي: يتم تثبيت ختم الخرطوشة بمشابك ضبط؛ تم الاحتفاظ بشرط تنظيف غرفة الختم.
• رأس التفريغ والقاعدة: إطار معياري محاذٍ لمسند الإسناد؛ تم التحقق من عروات الرفع ووضع علامة عليها.

الكهربائية وأجهزة التحكم

• توصيلات المحرك: تم التحقق من تسلسل الطور. مقاومة العزل > 100 ميجا أوم عند 500 فولت.
• الأجهزة: أدوات الضغط عند الشفط/التفريغ، PT100 على المحامل، وأجهزة التقاط الاهتزاز المثبتة في DE/NDE.
• منطق التحكم: يدعم التشغيل المتناوب، والتعزيز المتوازي، والبدء الناعم/VFD، والتشابكات الوقائية (التشغيل الجاف، درجة الحرارة الزائدة، الاهتزاز الزائد).

محاذاة الليزر

• إجراء المحاذاة الباردة باستخدام أداة الليزر. الإزاحة النهائية أقل من أو تساوي 0.03 مم وزاوية ضمن التسامح.
• توثيق تعويض النمو الحراري للمحاذاة الساخنة في الموقع.

1) فحوصات ما قبل الاختبار

• تأكيد مستويات الزيت/الشحوم. وصلات حراسة. تمت معايرة جميع أجهزة القياس (شهادات يمكن تتبعها).
• غمرت المياه بالشفط، وتم تهوية النظام؛ تم التحقق من التناوب؛ تم اختبار التوقف في حالات الطوارئ.

2) التحقق من منحنى الأداء الهيدروليكي

تم اختبار كل مضخة طرد مركزي عمودية متعددة المراحل عبر نقاط متعددة لرسم منحنى H-Q. النتائج التمثيلية:
• تدفق 70% (~140 متر مكعب/ساعة): الرأس ≈ 41.5 بار؛ الكفاءة ضمن النطاق المتوقع.
• تدفق 100% (~190 متر مكعب/ساعة): الرأس ≈ 38.2 بار؛ قوة السحب الاسمية. أفضل الممارسات البيئية بالقرب من الخدمة.
• تدفق 120% (~225 متر مكعب/ساعة): الرأس ≈ 34.6 بار؛ عملية مستقرة، لا بداية التجويف.
ظلت النتائج ضمن ± 3٪ من توقعات التصميم.

3) سلامة الضغط والتسرب

• اختبار هيدروستاتيكي عند ضغط 60 بار لمدة 30 دقيقة على الغلاف ورأس التفريغ-بدون تسرب أو تشوه دائم.
• تثبيت ثابت على الختم الميكانيكي: أكد الفحص الجاف بعد الاختبار عدم وجود أي تسرب مرئي.

4) حدود الاهتزاز والصوت

• الاهتزاز: أقل من أو يساوي 4.3 مم/ثانية عند التشغيل بنسبة 100% (متوافق مع ISO 10816).
• الضوضاء: < 85 ديسيبل (أ) @ 1 م؛ تحمل درجات حرارة مستقرة طوال الوقت.

5) هامش NPSH والتجويف

• مع رفع الشفط المستحث واختبارات الاختناق، تم تجاوز NPSH المتوفر المطلوب بمقدار أكبر من أو يساوي 1.0 متر. لا يوجد توقيع التجويف في طيف الاهتزاز.

6) التحمل والجري المتوازي

• التشغيل المستمر: 3 ساعات في الخدمة مع قراءات دورية كل 15 دقيقة-الضغوط والتدفقات والاهتزازات ودرجات الحرارة المتحملة جميعها مستقرة.
• الوضع المتوازي: يعمل كلا من CDLF200-6 وCDH200-6 في وقت واحد. تم التحقق من استقرار ضغط الرأس ومشاركة التدفق.
• التعشيق: تم اختبار وتسجيل التشغيل الجاف، والاهتزاز الزائد، ودرجة الحرارة الزائدة، وإيقاف التشغيل في حالات الطوارئ.

التسليمات

• تقرير FAT (بيانات H‑Q، وسجلات الاهتزاز، وأوراق معايرة أجهزة القياس)، ومقاطع فيديو اختبار عالية الدقة (التجميع + الأداء)، وقائمة فحص الصيانة.

قبل التعبئة، زار العميل مصنعنا في الصين لإجراء فحص ما قبل الشحن-. وقاموا بالتعاون مع مهندسينا بمراجعة البناء الميكانيكي، وتشطيب الأسطح، وسجلات الاختبار. تم تكرار اختبارات الضغط العشوائية على-الموقع. أعرب العميل عن رضاه الكبير عن جودة البناء واكتمال الوثائق.

 

نظرًا للوزن الإجمالي (حوالي 3.5 طن) والمساحة، كانت شحنة التجميع الكامل غير عملية. تم تعبئة كل مضخة طرد مركزي عمودية متعددة المراحل بشكل منفصل في صناديق خشبية ISPM-15 مخصصة ذات قواعد معززة. تضمنت إجراءات الحماية تغليف VCI، والمجففات، ومؤشرات الرطوبة، وشاشات الصدمات/الميل. تم إغلاق المحطات الكهربائية. تم تمييز جميع الصناديق بوضوح بالأرقام التسلسلية والوزن الإجمالي ورموز المناولة. الوثائق-تقارير FAT، وشهادات المواد، ورسومات التثبيت، والأدلة-المصاحبة للشحنة.

 

لقد قدمنا ​​دليل البدء السريع، وقائمة قطع الغيار الموصى بها، وجدول التشحيم، وتعليمات المحاذاة. بالنسبة للعمل في الموقع، نقدم دعمًا مباشرًا بالفيديو لإعادة التجميع والبدء لأول مرة. يمكن لـ SAT (اختبار قبول الموقع) تكرار التحقق من نقطة العمل، والتبديل المتوازي، والفحوصات المنطقية للإنذار.

حقق حل المضخة المزدوجة CDLF200-6 + CDH200-6 الأهداف المطلوبة البالغة 180–200 متر مكعب/ساعة و36–40 بار مع تصميم قوي وقابل للصيانة. يوضح المشروع قدرتنا على تقديم أنظمة مضخات عمودية متعددة المراحل عالية الضغط مخصصة لتطبيقات معالجة المياه.