Εκτύπωση  Αποστολή TΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΓΙΑ ΤΟ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟ ΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ
ΤΕΥΧΟΣ ΑΥΓΟΥΣΤΟΥ
Κυκλοφορεί
ΤΕΥΧΟΣ ΑΥΓΟΥΣΤΟΥ
Αρχείο περιοδικών
 
 
 Αρχική Σελίδα
 Επικαιρότητα
Τεχνικά Άρθρα
 Γραμμή Παραγωγής
 Θέσεις
 Ατζέντα
 Ταυτότητα
 Χρήσιμα links
 Επικοινωνία
   
Γίνε συνδρομητής!  
 

στο διαδίκτυο
στο site
 
 
 
Βιομηχανικές αντλίες νερού
 


ΤΟΥ ΓΙΩΡΓΟΥ ΜΑΛΙΩΤΗ

Η βιομηχανία και τα κτίρια είχαν έχουν πάντα ιδιαίτερα αυξημένες ανάγκες για νερόού, και για να τις καλύψουν απορροφούν ένα μεγάλο μερίδιο της συνολικής αγοράς των αντλιών. Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι πριν μερικές δεκαετίες στις ΗΠΑ οι παραπάνω ανάγκες απαιτούσαν ημερήσιες ανάγκες σε νερό ανέρχονταν περίπου στα 200 δισεκατομμύρια γαλόνια νερού(περίπου 750 εκατομμύρια τόνοι, λαμβανομένου υπόψη ότι το υγρό γαλόνι στις ΗΠΑ αντιστοιχεί σε 3,785 λίτρα), και α ημερησίως. Από αυτά τα 80 περίπου δισεκατομμύρια γαλόνια (300 εκατομμύρια τόνοι) διανέμονταν σπροορίζονταν για τη βιομηχανία. Οι τεράστιες αυτές ανάγκες, σε συνδυασμό με τα φαινόμενα λειψυδρίας που παρουσιάζονταν όλο και πιο έντονα τα τελευταία χρόνια, έστρεψαν την προσοχή των ειδικών στην βελτιστοποίηση της των συστημάτων τροφοδοσίας και χρήσης του νερού. Στα πλαίσια αυτά, η σωστή επιλογή των αντλιών και η κατάλληλη εφαρμογή τους είναι από τους σημαντικότερους παράγοντες που εξασφαλίζουν καλύτερα αποτελέσματα είτε από τις υπάρχουσες είτε από τις νέες πηγές η αξιοποίηση των αποθεμάτων νερού.

Σχετικά με τις πηγές του νερού θεωρούμε χρήσιμο να αναφέρουμε κάποια στοιχεία που αφορούν στις ΗΠΑ. Το νερό που αντλείται από υπόγεια πηγάδιαους ταμιευτήρες συνιστά το 25% της συνολικά χρησιμοποιούμενης ημερήσιας ποσότητας. Ετσι λοιπόν, ενώ το υπόλοιπο 75% οι ανάγκες σε νερό εξισορροπούνται καλύπτεται από τις επιφανειακές επιφανειακά ύδατα (πηγές, ποτάμια κλπ.) νερού. Στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις το 13,5% του χρησιμοποιούμενου νερού προέρχεται από πηγάδια, το 19,8% από δημόσιες και δημοτικές πηγές και το 66,7% από επιφανειακές πηγές. Τα υφάλμυρα ύδατα συνιστούν το 21,3% του νερού που διατίθεται για τη βιομηχανία. Ειδικά στις περιοχές όπου παρατηρείται λειψυδρία κερδίζουν έδαφος οι διαδικασίες αφαλάτωσης κερδίζουν έδαφος. Αυτές, οι οποίες εφαρμόζονται στο νερό των θαλασσών και των λιμανιών όπως επίσης και στο υφάλμυρο νερό των χερσαίων πηγών. Σε πολλές περιπτώσεις η αφαλάτωση συνδυάζεται με ατμοηλεκτρικούς σταθμούς, όπου υπάρχει το πλεονέκτημα της μεγάλης διαθέσιμης ποσότητας θερμότητας. Εενώ, είναι αξιοσημείωτο ότι το 52,6% του νερού που εισέρχεται στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις ανακυκλοφορείται προκειμένου να επαναχρησιμοποιηθείται.


Υπόγειες και επιφανειακές αντλήσεις

Οι υπόγειες αντλήσεις αφορούν και στις βιομηχανικές εφαρμογές αλλά και στην τροφοδοσία δημοτικών δικτύων νερού. Στην πλειοψηφία τωνις περισσότερες περιπτώσεων περιπτώσεις έχουμε να κάνουμε με περισσότερο ή λιγότερο βαθιά πηγάδια. Ε, και γι’ αυτό είναι ενδιαφέρουσες είναι οι κατηγορίες των αντλιών που χρησιμοποιούνται στα πολύ βαθιά πηγάδιαγια άντληση από πολύ βαθιά. Πρόκειται για κάθετες, πολυβάθμιες, φυγοκεντρικές αντλίες (diffuser type), που υπαγόμενες υπάγονται στο γενικό σχεδιασμό των vertical turbine φυγοκεντρικών αντλιών. Αυτές οι αντλίες τύπου vertical turbine μπορούν να λιπαίνονται είτε με λάδι είτε με νερό.

Ο σχεδιασμός τους δυνατόν νατων ελαιολιπαινόμενων αντλιών περιλαμβάνει ένα σωλήνα φέροντα με ελαιολιπαινόμενα ρουλεμάν, ο οποίος να περιβάλλει τον άξονα. Σ, ενώ στις «“υδατολιπαινόμενες»” αντλίες (που χαρακτηρίζονται ως τύπου open line shaft και στις οποίες, όπου χρησιμοποιείται σαν ως λιπαντικό χρησιμοποιείται το ίδιο το αντλούμενο νερό, ) δεν συναντάμε συναντάται το παραπάνω σωλήνας που περιβάλλει τον άξονα. Οι αντλίες αυτές χαρακτηρίζονται ως τύπου open-line-shaft.

Η κίνηση στις αντλίες τύπου verticalturbine μπορεί να δίνεται είτε από ηλεκτροκινητήρα, είτε από βενζινοκινητήρα, είτε από πετρελαιοκινητήρα, είτε ή από ατμοτουρμπίνα. Πρόκειται για αντλίες που μπορούν να αποδώσουν μια καμπύλη που να συνδυάζει ιδιαίτερα υψηλές πιέσεις και παροχές, και συνήθως χρησιμοποιούνται σε πηγάδια διαμέτρου από 6 ίντσες και πάνω. Σε πολλές περιοχές η πιο οικονομική διάμετρος ενός διαμορφωμένου πηγαδιού είναι 12 ίντσες. Ωστόσο, απαντώνται συχνά και ενδιάμεσες διαστάσεις, χρησιμοποιούνται συχνά και σε βιομηχανικές και σε μικρές δημοτικές εγκαταστάσεις. Αξιοσημείωτο είναι ότι κατασκευάζονται και διατίθενται αντλίες μέχρι και 30 ιντσών.

Οι πολυβάθμιες αντλίες βαθιών πηγαδιών μπορούν να αναπτύσσουν μανομετρικά άνω των 500 μέτρων και παροχές μέχρι 30.000 γαλλόνια (113,5 τόνοι) το λεπτό. Ο αριθμός των βαθμίδων (πτερφτερωτών) επιλέγεται ανάλογα με τη επιδιωκόμενη πίεση κατάθλιψης, με δεδομένο ότι κάθε βαθμίδα συνεισφέρει το ίδιο στην αύξηση του μανομετρικού. Αντλίες υψηλών μανομετρικών μπορούν να έχουν 20 ή περισσότερες βαθμίδες, ωστόσο η πλεοψηφίαπλειονότητα των τρεχόντων αντλητικών συστημάτων έχει σαφώς λιγότερες βαθμίδες.

Προχωρώντας σε κατασκευαστικές λεπτομέρειες σημειώνουμε ότι οι πτερφτερωτές είναι συνήθως κλειστές ή ημιανοικτέςημιανοιχτές. Ο, ενώ οι «“ραντιστήρες»” (diffusers) εκτείνονται ψηλά στο κέλυφος των αντλιών. Για μια μέση περίπτωση νερού, το υλικό κατασκευής των πτερφτερωτών μπορεί να είναι μπρούντζος, σίδηρος με υψηλό ποσοστό πρόσμειξης νικελίου, ή ακόμα και σίδηρος με επισμάλτωση από πορσελάνη (σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις). Τέλος, πρέπει να τονίσουμε ότι η διαχωριστική επιφάνεια του διαμορφωμένου πηγαδιού δεν πρέπει να θεωρηθεί μέρος του αντλητικού συστήματος.

Στις υπόγειες αντλήσεις χρησιμοποιούνται και εμβαπτιζόμενες κάθετες φυγοκεντρικές αντλίες. Στα συστήματα αυτά οι αντλίες βρίσκονται πάνω από τον μικρών διαστάσεων κινητήρα τους, ο οποίος λειτουργεί ευρισκόμενος μόνιμα μέσα στο νερό. Ο, ενώ ο σωλήνας της κατάθλιψης φέρει το βάρος και της αντλίας και του κινητήρα. Αυτού του τύπου τα αντλητικά συστήματα έχουν σχεδιαστεί για εγκαταστάσεις όπου οι αντλίες δουλεύουν για πολύ μεγάλο διάστημα χωρίς παρακολούθηση.

ΕναΈνα μειονέκτημα των συστημάτων αυτών, που γίνεται αρκετά σοβαρό στις περιπτώσεις των αρκετά βαθιών πηγαδιών, είναι ότι σε περίπτωση βλάβης του κινητήρα, χρειάζεται να μεταφερθεί ολόκληρο το σύστημα έξω από το πηγάδι. Πολλές αντλίες με εμβαπτιζόμενο κινητήρα έχουν κατασκευαστεί για μανομετρικά μέχρι 4.000 μέτρα και για παροχές μέχρι 400 γαλλόνιαγαλόνια (περ. 1,5 τόνοι) το λεπτό , για θερμοκρασίες νερού μέχρι 270 270οF (132,2οC). Σε αυτόν τον τύπο αντλιών συναντούμε ιδιαίτερα μεγάλες αντλίες, μέχρι και 300 βαθμίδων. Πολλές αντλίες εμβαπτιζόμενου τύπου και ποικίλλου σχεδιασμού χρησιμοποιούνται και για ρηχά και για βαθιά πηγάδια, ειδικά όταν το πηγάδι είναι κυρτωμένο. Αξίζει να σημειωθεί ότι στα αντλητικά συστήματα αυτού του τύπου πρέπει να εμβαπτισθούν ακόμα το καλώδιο τροφοδοσίας του κινητήρα και η σωλήνωση μεταφοράς του λιπαντικού του κινητήρα.

Εκτός από τις φυγοκεντρικές αντλίες, στο παρελθόν χρησιμοποιούνταν και άλλοι τύποι αντλιών για την υπόγεια άντληση του νερού, όπως οι παλινδρομικές αντλίες, αλλά και οι αντλίες με ελικοειδή ρότορα. Η χρήση και των δύο ήταν πάντοτε περιορισμένη στις υπόγειες αντλήσεις, καθώς οι φυγοκεντρικές αντλίες είχαν ανέκαθεν πολύ μεγαλύτερη απόδοση.

Η κεφαλή των παλινδρομικών αντλιών αυτών μπορεί να είναι διαφόρων τύπων. Ε, ενώ ενδιαφέρον παρουσιάζει η παλινδρομική αντλία με έμβολο διπλής ενέργειας, με την κεφαλή τοποθετημένη μέσα στο πηγάδι κάτω από την επιφάνεια του νερού. Οι παλινδρομικές αντλίες επιτυγχάνουν μανομετρικά μέχρι 300 μέτρα και παροχές μέχρι 300 γαλλόνιαγαλόνια (περίπου 1,1 τόνοι) το λεπτό.

Οι αντλίες ελικοειδούς ρότορα μοιάζουν με τις «“υδατολιπαινόμενες»” φυγοκεντρικές verticalturbine αντλίες, αλλά διαφέρουν στο μηχανισμό ώθησης του νερού και στη σύνδεσή του με τον άξονα. Αντί για πτερφτερωτή, η αντλία φέρει έναν ελικοειδή ρότορα που συνεργαζόμενο συνεργάζεται με έναν αμφιελικοειδή στάτορα. Εδώ ο μηχανισμός ώθησης συνίσταται στη θετική εκτόπιση του νερού που παγιδεύεται στον στάτορα, η οποία προκαλείται από τη συνεχή κίνηση του ρότορα σε επαφή με το στάτορα. Αντλητικά συστήματα αυτού του τύπου σχεδιάζονται για βαθιά πηγάδια, και επιτυγχάνουν παροχές από 500 μέχρι 3.300 γαλλόνια την ώρα (περ. 1,9 - 12,5 τόνοι), και μανομετρικά μέχρι 350 μέτρα. , και Είναι είναι κατάλληλα για άντληση από γεωτρήσεις που έχουν μικρή εσωτερική διάμετρο, μέχρι και 4 ιντσών.

Όπως αναφέραμε παραπάνω, Οι οι επιφανειακές πηγές νερού, όπως είδαμε καλύπτουν το μεγαλύτερο ποσοστό των υδάτινων αναγκών. Χαρακτηριστικό είναι ότι, ενώ τα 2/3 του νερού που καταναλώνεται στη βιομηχανία προέρχεται από επιφανειακές πηγές. Οταν λέμε επιφανειακές πηγές εννοούμε λίμνες, ποτάμια, φρεάτια, λεκάνες κ.λ.π. Εδώ βρίσκουν ιδιαίτερη εφαρμογή κάθετες φυγοκεντρικές αντλίες τύπου close - coupled vertical turbine. Αυτές μοιάζουν με τις vertical turbine αντλίες που περιγράψαμε, αλλά συνδυάζουν την αντλία και τον κινητήρα σε μια ενιαία και συμπαγή μονάδα.

Όπως είπαμε επίσης, Γγια την άντληση από τις επιφανειακές πηγές που προαναφέρθηκαν οι αντλίες αυτές επιτυγχάνουν παροχές 30.000 γαλλόνια (περ. 113,5 τόνοι) το λεπτό και μανομετρικά μέχρι 500 μέτρα. Για μεγαλύτερες παροχές και χαμηλότερες πιέσεις χρησιμοποιούνται κάθετες αντλίες μεικτής ροής (vertical mixed -flow pumps) οι οποίες. Οι αντλίες μικτής ροής αναπτύσσουν το μανομετρικό τους κατά ένα μέρος από τη φυγόκεντρη δύναμη και κατά το λοιπό υπόλοιπο από το δυναμικό των στροβιλισμών στο νερό. Η διάμετρος των στροβίλων στην κατάθλιψη είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο των στροβίλων στην είσοδο.

Οι κάθετες αντλίες μεικτής ροής Αυτές οι αντλίες είναι κατασκευασμένες να λειτουργούν σε ταχύτητες από 400 μέχρι 1.750 στροφές το λεπτό, δίνοντας παροχές από 500 ως 100.000 γαλλόνια (1,9 - 378,5 τόνοι) το λεπτό σε αντίστοιχα μανομετρικά από 6 ως 30 μέτρα. Αυτός ο τύπος αντλιών, έχοντας έναν ειδικό αριθμό στροφών από 4200 ως 9000 , και είναι ιδεώδης ιδανικές να διαχειρίζεταιγια επιφανειακές πηγές νερού από ποτάμια, λίμνες και άλλες πηγές. Οι αντλίες μικτής ροής σε Σε συνδυασμό με τις αντλίες αξονικής ροής (π.χ. propeller pumps), οι αντλίες μεικτής ροής καλύπτουν μια ευρεία γκάμα αναγκών, καθώς οι vertical turbine pumps επιτυγχάνουν πολύ μεγάλα μανομετρικά, ενώ οι propeller pumps επιτυγχάνουν πολύ μεγάλες παροχές. Οι τελευταίες διαχειρίζονται υγρά σε παροχές μέχρι 200.000 γαλλόνια (757 τόνοι) το λεπτό και σε μανομετρικά από μισό 0,5 μέχρι 15 μέτρα.
 
 Τεχνικά Άρθρα / Μάζα & Ενέργεια
Πώς οι αεροσυμπιεστές αυξάνουν την πίεση ρευστών
Υπολογισμός μάζας & όγκου από σύγχρονους μετρητές ροής
DMG MORI: Η νέα σειρά Ecoline εξελίσσεται, με τόρνους, κέντρα κατεργασίας και φρέζες σύγχρονης τεχνολογίας
Κλιματισμός για βιομηχανικούς ηλεκτρολογικούς πίνακες
Φωτοκύτταρα υψηλής απόδοσης
Επαναστατικές τεχνολογίες που βελτιώνουν την απόδοση και την αξιοπιστία των εφαρμογών άντλησης σε όλους τους τομείς.
Εμπρός για διακρίσεις και στο Eco Marathon 2011
Αεροσυμπιεστές: Αρχές, λειτουργίες και τύποι
Αντλίες κενού
Σύγχρονα συστήματα ελαιοδιαχωριστών
© ΤΕΧΝΟΕΚΔΟΤΙΚΗ  | Όροι χρήσης  | Πληροφορίες