شركة جيانغسو هايفا للتصنيع الميكانيكي المحدودة

في مشاريع الوحدات الكيميائية، وحدات تكرير النفط، أنظمة التدوير في محطات الطاقة، معالجة الفحم الكيميائي، ومعالجة المياه، يُعد استخدام المضخات بالتوازي أسلوب تصميم شائع. كثير من المستخدمين يسألونني عند اختيار المضخة: "عند تشغيل مضختين بالتوازي، هل يتضاعف التدفق مباشرة؟" من خبرتنا العملية في تصنيع مضخات العمليات الكيميائية وفق معيار API610، لا يمكن تبسيط هذه المسألة إلى "ضرب تدفق مضخة واحدة في اثنين". جوهر التوصيل المتوازي للمضخات هو أن مضختين أو أكثر تعملان معًا لتغذية شبكة أنابيب واحدة تحت نفس ضغط المخرج أو نفس الرفع. نظريًا، يمكن للتوصيل المتوازي زيادة تدفق النظام؛ لكن عمليًا، يعتمد التدفق النهائي على منحنيات أداء المضخة، منحنيات مقاومة الأنابيب، فتحات الصمامات، ضغط المخرج، خصائص الوسط، وطريقة التحكم. إذا لم تُحسب هذه الشروط مسبقًا، قد تواجه المضخات المتوازية مشاكل مثل أن تعمل إحداهما بقوة والأخرى بضعف، أو حتى حدوث تدفق عكسي، اهتزاز، تحميل زائد، وتلف في الموانع الميكانيكية. كفنيين في شركة جيانغسو هايفا للتصنيع الميكانيكي المحدودة، في تصميم واختيار مضخات العمليات البتروكيميائية API610، مضخات OH2 الكيميائية، مضخات العمليات الثقيلة BB2، مضخات الطرد المركزي متعددة المراحل BB3، ومضخات BB4 متعددة المراحل، نقيّم عادةً من الجوانب التالية ما إذا كانت المضخات مناسبة للتشغيل المتوازي.

أولاً، تأكيد الغرض من التوصيل المتوازي، لا تربط المضخات لمجرد "وجود مضخة إضافية". للتوصيل المتوي عدة أغراض: أولاً، عندما يتغير تدفق التشغيل بشكل كبير، تُشغل مضخة واحدة عند الأحمال المنخفضة ومضختان عند الأحمال العالية؛ ثانيًا، عند توسعة النظام لاحقًا، إذا كان تدفق المضخة الأصلية غير كاف، تُضاف مضخة بنفس المواصفات؛ ثالثًا، عندما تتطلب الوحدة إنتاجًا مستمرًا، يُستخدم نظام تشغيل واحتياط أو تشغيل اثنين واحتياط واحد؛ رابعًا، في بعض المراحل العملية، لا يُرغب في اختيار مضخة واحدة كبيرة جدًا، بل يُفضل تحسين مرونة التعديل خلال تشغيل عدة مضخات معًا. لكن التوصيل المتوازي لا يناسب جميع الظروف. إذا كان النظام يفتقر أساسًا إلى الرفع وليس التدفق، فلا ينبغي التفكير في التوصيل المتوازي أولاً، بل في التوصيل التسلسلي، زيادة عدد مراحل الدفاعة، أو إعادة الاختيار. التوصيل المتوازي يحل مشكلة "عدم كفاية التدفق"، بينما التوصيل التسلسلي يحل مشكلة "عدم كفاية الرفع"، ويجب توضيح ذلك في مرحلة التخطيط.

ثانيًا، يجب أن تكون منحن أداء المضخات المتوازية متقاربة، ومن الأفضل اختيار مضخات من نفس الطراز والمواصفات. عند التوصيل المتوازي، الحالة المثالية هي اختيار مضخات من نفس الطراز، نفس السرعة، نفس قطر الدفاعة، نفس خطة الختم، ونفس تكوين المواد. بهذه الطريقة، تكون منحنيات أداء المضختين متطابقة تقريبًا، ويكون توزيع التدفق متوازنًا، مما يسهل التحكم في التشغيل الميداني. إذا أداء المضختين مختلفًا بشكل كبير، مثل أن يكون رفع إحداهما عاليًا والأخرى منخفضًا، فعند التشغيل على نفس شبكة المخرج، ستتحمل المضخة ذات الرفع العالي تدفقًا أكبر، بينما قد تكون المضخة ذات الرفع المنخفض غير كافية، وفي الحالات الشديدة، قد تُضغط بواسطة شبكة المخرج، مما يؤدي إلى تشغيل بتدفق منخفض، ارتفاع حرارة، اهتزاز، حتى تدفق عكسي. خاصة في ظروف درجات الحرارة العالية، الضغط العالي، المواد القابلة للاشتعال والانفجار والتآكل الشديد، لا يمكن تجاهل هذا الخطر. على سبيل المثال، مضخات العمليات البتروكيميائية من سلسلة API610-OH2/HES من شركتنا، يغطي نطاق التدفق 2~2600 متر مكعب/ساعة، ونطاق الرفع يصل إلى حوالي 300 متر، ودرجة الحرارة المناسبة -80~450 درجة مئوية، وضغط التصميم 2.5~26 ميجا باسكال. لهذا النوع من مضخات العمليات الكيميائية أحادية الكابول، إذا كان المشروع يتطلب تشغيلًا متوازيًا، نركز على مقارنة اختلافات المنحنيات بين المضختين عند نقطة التصميم، نقطة التدفق المستقر الأدنى، نقطة الإغلاق، ونقطة التدفق العالي، لتجن تشغيل إحدى المضختين بعيدًا عن منطقة الكفاءة العالية لفترة طويلة.

ثالثًا، لا تنظر فقط إلى تدفق المضخة الواحدة، بل انظر إلى نقطة عمل النظام بعد التوصيل المتوازي. العديد من المشاكل الميدانية لا تسببها المضخة نفسها، بل بسبب عدم حساب نظام الأنابيب بشكل صحيح. بعد توصيل مضختينتوازي، لا تحتفظ كل مضخة بتدفقها التصميمي الأصلي. لأن زيادة التدفق الكلي تؤدي إلى ارتفاع واضح في خسائر الاحتكاك في الأنابيب، مما يجعل منحنى مقاومة النظام أكثر حدة، وتتحرك نقطة التقاطع الفعلية إلى موقع جديد. مثال بسيط: التدفق التصميمي لمضخة واحدة هو 100 متر مكعب/ساعة، بعد التوصيل المتوازي لمضختين، قد لا يكون التدفق الكلي للنظام 200 متر مكعب/ساعة، بل ربما 160 أو 170 متر مكعب/ساعة، أو حتى. السبب هو أن مقاومة قطر الأنبوب، الانحناءات، الصمامات، المبادلات الحرارية، المرشحات، والفوهات تحد من التدفق النهائي. لذلك، عند اختيار المضخات المتوازية، نطلب دائمًا من المستخدم توفير ظروف الأنابيب الكاملة، بما في ذلك مستوى سائل حوض السحب، طول أنبوب السحب، طول أنبوب المخرج، قطر الأنبوب، عدد الصمامات، انخفاض ضغط المرشح، انخفاض ضغط المباد الحراري، ومتطلبات ضغط مدخل المعدات. فقط من خلال مقارنة منحنى مقاومة النظام مع منحنى أداء المضخة يمكن تحديد ما إذا كان التوصيل المتوازي فعالًا حقًا.

رابعًا، يجب تركيب صمام عدم رجوع عند مخرج كل مض لمنع التدفق العكسي والدوران العكسي. صمام عدم الرجوع عند مخرج المضخة المتوازية مهم جدًا. يجب تركيب صمام عدم رجوع منفصل عند مخرج كل مضخة، ويجب اختيار هيكل الصمام المناسب بناءً على الوسط، الضغط، قطر الأنبوب، وتكرار التشغيل والإيق. وظيفته هي منع تدفق السائل من المضخة العاملة إلى المضخة المتوقفة عند إيقاف إحداهما، مما قد يسبب دورانًا عكسيًا للدفاعة، تلف المحامل، ضغطًا عكسيًا على المانع الميكانيكي، أو حتى صدمة لجسم المضخة. في ظروف درجات الحرارة العالية، التآكل الشديد، وجود جسيمات، أو الضغط العالي، يقتصر اختيار صمام عدم الروع على قطر الأنبوب ومستوى الضغط، بل يجب أيضًا مراعاة سرعة الاستجابة للإغلاق، صدمة قرص الصمام، مادة سطح الختم، وخطر المطرقة المائية. بالنسبة لمضخات العمليات الكيميائية API610، نوصي عادةً بتركيب صمام قطع بعد صمام عدم الرجوع لتسهيل عزل المضخة للصيانة.

خامسًا، يجب أن تكون ظروفحب كافية لمنع المضخات المتوازية من "التنافس على السائل". أكثر ما يُغفل في المضخات المتوازية هو ظروف جانب السحب. عند تشغيل مضختين معًا، يزداد تدفق السحب الكلي، وإذا كان قطر أنبوب السحب صغيرًا، أو مستوى سائل السحب غير كافٍ، المرشح مسدود، أو ترتيب أنبوب المدخل غير مناسب، فقد يؤدي ذلك إلى نقص في هامش التجويف. تأثير التجويف علىخات الطاردة المركزية مباشر: انخفاض التدفق، تقلب الرفع، زيادة الاهتزاز، تآكل الدفاعة بالتجويف، وعدم استقرار سطح المانع الميكيكي. بالنسبة لنقل السوائل ذات درجات الحرارة العالية، السوائل القابلة للتبخر، السوائل ذات درجات الحرارة المنخفضة، أو السوائل القريبة من ضغط البخار المشبع، يكون خطر التجويف أعلى. لذلك، يجب أن يكون تصميم أنبوب السحب الرئيسي للمضخات المتوازية أكثر حذرًا من المضخة الواحدة. نوصي عمومًا بعدم زيادة سرعة التدفق في أنبوب السحب الرئيسي،قليل الانحناءات والمقاومة المحلية، وترك مساحة كافية لمرور السائل في مرشح المدخل، وتسجيل تغيرات ضغط المدخل عند تشغيل كل مضخة بمفردها ومعًا خلال مرحلة الضبط. عندما تكون ظروف السحب غير مستقرة، لا يُنصح بزيادة عدد المضخات المتوازية بشكل عشوائي.

ادسًا، يجب أن يكون ترتيب التشغيل معقولًا لتجنب الصدمات اللحظية والتحميل الزائد. لا يمكن تشغيل المضخات المتوازية بشكل عشوائي. بشكل عام، يجب تشغيل المضخة الأولى أولاً، وبعد استقرار التدفق، الضغط، التيار، والاهتزاز، تُشغل المضخة الثانية. قبل تشغيلخة الثانية، يجب التأكد من حالة صمام المخرج، صمام عدم الرجوع، وضغط شبكة الأنابيب لمنع الصدمات عند التشغيل. بالنسبة للمضخات عالية الطاقة، عالية الرفع، أو شبكات الضغط العالي، يُوصى بتكوين بدء تشغيل بتردد متغير، بدءغيل ناعم، أو منطق تحكم تلقائي لتجنب تيار بدء تشغيل المحرك العالي وتقليل المطرقة المائية في الشبكة. عند إيقاف التشغيل، يجب أيضًا مراعاة الترتيب، عادةً بتقليل الحمل تدريجيًا، ثم إيقاف إحدى المضخات، وأخيرًا الاحتفاظ بمضخة واحدة قيد التشغيل أو إيقاف الكل حسب متطلبات العملية.

سابعًا، يجب الانتباه بشكل خاص لظروف التدفق المنخفض، ولا تسمح للمضخة بالعمل تحت ضغط محصور لفترة طويلة. في ظروف الحمل المنخفض للمضخات المتوازية، إذا تم تشغيل مضين معًا، قد يؤدي ذلك إلى أن يكون التدفق المخصص لكل مضخة أقل من الحد الأدنى للتدفق المستقر. في هذه الحالة، على الرغم من أن المضخة لا تزال تد، إلا أن التدفق الداخلي، ارتفاع الحرارة، وزيادة القوى الشعاعية تؤثر على المانع الميكانيكي، المحامل، والدفاعة. مضخات العمليات الكائية من سلسلة API610-OH2-HES(X) ذات التدفق المنخفض والرفع العالي، يغطي نطاق التدفق 0.8~12.5 متر مكعب/ساعة، ونطاق الرفع 12~125 متر، ودرجة الحرارة المناسبة -80~450 درجة مئوية، وضغط التصميم يصل إلى حوالي 2.5 ما باسكال. بالنسبة لهذه الظروف ذات التدفق المنخفض والرفع الع، نولي أهمية أكبر لحماية التدفق الأدنى، تصميم خط العودة، وتقلبات ضغط المخرج. احتاج المستخدم إلى تشغيل متوازي، نوصي عادةً بتكوين صمام عودة تلقائي أو خط جانبي للتدفق الأدنى لتجنب تشغيل المضخة في منطقة التدفق المنخفض لفترةيلة.

ثامنًا، في ظروف درجات الحرارة العالية والضغط العالي للتوصيل المتوازي، يجب التركيز على الإجهاد الحراري لجسم المضخة، المانع، والأنابيب. في ظروف تكرير النفط، معالجة الفحم الكيميائي، معالجة الغاز الطبيعي، زيت قاع البرج، السائل الفقير، السائلني، والماء الساخن عالي الح، لا يجب مراعاة الأداء الهيدروليكي فقط في المضخات المتوازية، بل أيضًا التمدد الحراري، إجهاد الأنيب، تبريد وغسل المانع، وارتفاع حرارة المحامل. على سبيل المثال، مضخات العمليات البتروكيميائية الثقيلة من سلسلة API-BB2 HFDD من شركتنا، يغطي نطاق التدف 50~4000 متر مكعب/ساعة، ونطاق الرفع يصل إلى 650 متر، وجة الحرارة المناسبة -80~450 درجة مئوية، وضغط التصميم 5.0~15.0 ميجا باسكال، وتستخدم عادةً في التكرير، البتروكيمياء، معالجة الفحم الكيميائي، نقل النفط الخام،اع البرج عالي الحرارة في التشغيل المستمر. إذا تم تشغيل هذا النوع من المضات بالتوازي، نولي اهتمامًا خاصًا لهيكل الدعم المركزي، أحمال أنابيب المدخل والمخرج، محاذاة القارنة، خطة غسل المانع الميكانيكي، وطريقة تبريد المحامل. بالنسبة للمضخات متعددة المراحل ذات الرفع الأعلى، مثل سلسلة API-BB3 HSSC/HDSC، يغطي نطاق التدفق 10~1500 متر مكعب/ساعة أو 45~1440 متر مكعب/ساعة، والرفع يصل إلى أكثر من 3000 متر، وضغط التصم يصل إلى 35 ميجا بكال. عند استخدام هذا النوع من المضخات في تغذية الغلايات، حقن المياه في حقول النفط والنقل عالي الضغط، يجب أن يكون التحكم المتوازي أكثر حذرًا، خاصة لمنع تقلبات الضغط أثناء التشغيل والإيق، المطرقة المائية، والضغط العكسي على مضخة واحدة.

تاسعًا، يجب أن تتوافق طريقة التحكم مع العملية، ولا يُنصح بالاعتماد فقط على ضبط الصمامات يدويًا. من الأفضل تجهيز نظام المضخات المتوازية بنقاط مراقبة للضغط، التدفق، التيار، درجة حرارة المحامل، الاهتزاز وتسرب المانع. بالنسبة للظروف ذات التقلبات الكبيرة في التدفق، يمكن استخدام التحكم بتردد متغير، تحكم واحد لواحد، أو طريقة بمضخة ثابتة السرعة وأخرى متغيرة السرعة. بالنسبة لوحدات الإنتاج المستمر، يمكن تشغيل أو إيقاف المضخة الاحتياطية تلقائيًا بناءً على ضغط المخرج أو التدفق. لكن منطق التحكم لا يمكن أن يعتمد فقط على ضغط المخرج. لأن استقرار ضغط المخرج لا يعني أن كلتا المضختين تعملان في نقطة تشغيل معقولة. في الموقع، يجب أيضًا مراقبة ما إذا كان تيار إحدى المضختين منحرفًا بشكل كبير، ما إذا كانت درجة حرارة المحامل ترتفع، ما كان هناك ضوضاء غير طبيعية في جسم المضخة، ما إذا كان المانع الميكانيكي يتسرب، وما إذا كان ضغط المدخل ينخفض. إذا كان الفرق في التيار بين المضختين واضحًا، يجب فحص منحنيات الأداء،طر الدفاعة، فتحات الصمامات، وحالة عمل صمام عدم الرجوع.

عاشرًا، عند تركيب المضخات المتوازية، يجب أن يكون ترتيب الأنيب متماثلًا قدر الإمكان. من الخبرة الميدانية، كلما كان ترتيب الأنابيب للمضخات المتوازية أكثر تماثلًا، كان التشغيل أكثر استقرارًا. يجب أن يكون طول أنابيب السحب والم، عدد الانحناءات، وتكوين الصمامات للمضخت