Цахилгаан доторх насосыг зөв сонгох нь яаж вэ?

Цахилгаан дүрсгэлт насосын төрлүүд болон гол онцлог шинж чанарыг ойлгох

Цахилгаан дүрсгэлт насосын төрлүүд болон үндсэн үйл ажиллагааны тоймын танилцуулга

Цахилгаан дүрсгэлт насос (ESP) нь эргэлтийн энергиийг гидравлик даралт болгон хувиргаж, бүрэн дүрсгэлт орчинд шингэнийг үр ашигтайгаар зөөхөд ашигладаг. Голчлон гурван төрөл нь инженерийн болон хөдөө аж ахуйн салбарт өргөн хэрэглэгддэг:

Бутлуурын төрөл	Цуглуулалтын хурд	Цусны амьдарвал	Онцгой Тохирох Тохиолдол
Центрифуг	Дунд шатны	Их	Гүн шахмал, нефтийн олборлолт
Холимог урсгал	Их	Дунд шатны	Хөдөө аж ахуйн усалгаа, давжигнолт хянах
Тэнхлэгийн дагуу урсгалтай	Маш өндөр	Бага	Зуурмаг гаргах, гүүрэн нөөрс

Төвийн соронзон насоснууд нь тосны цоон хийх мэт өндөр даралт шаардлагатай ажилд илүү тохиромжтой байдаг бол тэнхлэгийн дагуу урсгалтай загварууд нь шуургатай ус, зуурмаг гаргах системд их хэмжээний гаралтыг чухалчилдаг. Холимог урсгалтай загварууд нь тэнцвэрийг санал болгодог тул томоохон хэмжээний усалгаа болон давжигнолтыг бууруулахад илүү тохиромжтой.

Бат бөх байдлын тулд материалын бүтэц болон хөдөлгүүрийн саармагжилтын технологи

ESP-нүүд хүнд орчинд ажиллах боломжтой байхын тулд цуврамтгай гангаар болон усанд хортой задрахгүй тусгай полимерээр хийгдсэн байдаг. Салимийн систем ч мөн дэвшилтэт бөгөөд механик гадаргуугийн салим болон гурван халах О-хүрэл зэрэг хоёр төрлийн салимыг ашигладаг бөгөөд энэ нь ус орохоос хамгаалахад IP68 стандартын үзүүлэлтэд хүрдэг. Энэ нь талхлаг хөрсөнд байрлах ухаж буй зондын усны цоон худагт эсвэл боловсруулалтгүй усанд агуулагдах химийн бодисууд нь ердийн материалыг хугацааны дараа задалдаг тул энэ нь маш чухал. Үүний улмаас инженерийн орчинд эвдэрхий бодис эсвэл идэвхитэй химийн бодисуудтай ажиллах үед ч урт хугацаагаар ажилладаг нас хүрсэн насосуудыг хэрэглэх боломжтой болдог.

Гүн, Температур, Байгалийн Орчны Хязгаарлалт

Стандарт ашиглан урсгалын нэгжүүд нь ихэвчлэн 50 метр орчим гүнд ажилладаг бол гүн урд центрифугийн насосууд энэ тэмдэгийг хэтрүүлж, заримдаа 500 метр гүнд хүрдэг. Температурын түвшин 150 хэм Целсийн эсвэл 302 Фаренгейтын түвшинд хүрэх боломжтой бодит халуун орчинд ажиллах шаардлагатай үед үйлдвэрлэгчид эдгээр системүүдийг дулааны эсэргүүцэлтэй цахиурлаг наалдамж, кабелуудаар тоноглодог. Хэрэв эсвэл ч хайрцаг, эсвэл бадлаар дүүрэн усыг насослох талаар ярилцаж байгаа бол вольфрамын карбидээр бүрсэн импеллерүүдэд шилжих нь бүх зүйлийг өөрчилдөг. Эдгээр шинэчилсэн хэсгүүд нь ихэнх бодит ертөнцийн хэрэглээний үед хатуу, зэвэрдэг нөхцөл байдалд энгийн хайлштай хувилбаруудынхаа хоёр дахин их нас хадгалдаг.

Насосны техникийн үзүүлэлтүүдийг хэрэглээний шаардлагатай тохируулах

Цахилгаан урсгалын хурд ба нийт динамик толгойг үнэлэх (TDH) нарийн хэмжээг тогтоох

Зөв ESP сонгох нь минут бүр галлоны (GPM) хэмжээнд хэмжигдэх урсгалын хурд болон нийт динамик толгой (TDH)-ийг тодорхойлохоос эхэлдэг. TDH нь усыг вертикалаар ямар өндөрт өргөх шаардлагатай болох, хоолойн үрэлтийн улмаас үүдэл хохирол, системийн төгсгөлд байгаа даралт гэх мэт хэд хэдэн хүчин зүйлсээс бүрддэг. Усалгааны тохижилт хийхдээ урсгалын хэмжээ ямар байх нь талбайн хэмжээ, ургамлын өсөлтийн мөчид хэзээ хамгийн их ус шаардлагатай болохыг хамааруулан тодорхойлдог. Өдгөөгийн талбайн тоног төхөөрөмжийн ажиллагааг судалж байгаа судалгаанууд ESP-ийн эрт дэх эвдрэлд TDH-ийн бодолтоо алдаатай хийснээс үүдэлтэй байгааг илрүүлсэн. Энэ алдаа нь насоснуудын ажиллах хүрээг оновчтой мужаас нь 15-20 хувь орчим хазайлгаж, ингэснээр механик даацыг нэмэгдүүлж, цахилгааны зардлыг өсгөдөг.

Насосны багтаамжийг цоонхны болон цөмийн онцлогтой тааруулах

Шүүр насосыг газрын доорхи хэрэглээнд сонгохдоо тэдгээрийн хэмжээ болон материал нь газрын доорх орчинтойг заавал тааруулах хэрэгтэй. Жишээлбэл, цоонны жинхэнэ хэмжээ, түүгээр юуны урсдаг вэ, хэдий ч хольцтой байгаа зэрэг нь ихээр нөлөөлнө. Тухайлбал, зургаан инчийн өргөнөөс багатай цоонны хувьд заавал нимгэн загварын насос шаардлагатай. Хэрэв орд газын их байгаатай бол газыг боловсруулахад онцгой зориулалтын шатуудыг ашиглах нь чухал. Хөдөлгүүрийн чадлын дүрмийн хувьд тооцоолсон утгаасаа бага зэрэг илүү чадалтай байх нь зүйтэй. Тооцоололтой харьцуулахад 10-аас 15 хувь илүү чадал нь шингэний нягтын улиралын хэлбэлзлийг тооцоолоход зөвшөөрөх хүрээг тодорхойлно. Энэ нөөц нь эсэргүүцэл ихтэй орднуудад онцгой ач холбогдолтой байдаг. Учир нь шингэн доторх хольцын хэмжээ нь улирлын өөр өөр үед шингэний нягтыг огцом өөрчилж болно.

Тохиолдол: Хэт бага урт үеийн насосны ажиллагааны шалтгаан болсон урсгалын тооцооллын алдаа

Напа Вэллийн нэгэн мөөгөн шар амтлагч дөрвөн удаа насос солиход 18 сарын дотор тээлгээ хийсэн байв. Учир нь тэдгээрийн дэлгэцийн хэмжээ хэтэрхий том байсан юм (анх 250 GPM насос суурилуулсан боловч тэдгээрийн шаардлага 160 GPM орчим байв). Энэ тааралд хүрэлцээгүй байдал нь систем даяар байнгын цахилгаан соронзон хүчний нөлөө, усны цохилтөөр хүчтэй гэмтэл үүсгэсэн байв. Тэдгээрийн эцэст нь 180 GPM-ийн насосыг суурилуулж, мөн soft start функцтэй болгосноор бүх зүйл эрс өөрчлөгдсөн. Цахилгааны хэрэглээ нь 25%-иар буурч, одоо насоснуудын ажиллах хугацаа нь засвар хийлгэхэд хүртэл бараг гурван дахин урт болжээ. Эндээс хичээл авбал: тогтвортой бус эрэлттэй системтэй ажиллахдаа анхны тооцооллууд бүрэн нарийн байна гэж бодох ёсгүй. Жинхэнэ урсгалын хурдны талаарх байнгын шалгалт нь мөнгө болон цагийг хэмнэх боломжтой.

Цахилгаан бүрэн дүрсгэгч насосны системийн үр ашиг, найдвартай байдлыг оновчтой болгох

Эрчим хүчний ашиглалтын үр ашиг, үйл ажиллагааны өртгийн шинжилгээ

Усны хэмнэлттэй үйл ажиллагаанд цахилгаан насос (DOE 2023) нь эрчим хүчний хэрэглээний 20–50%-ийг эзэлдэг. IE4/IE5 ангилалтай загварууд нь эрчим хүчний алдагдлыг 12–18%-иар бууруулж, жилдээ 3,800–8,200 ам.доллар хэмнэнэ. Үйл ажиллагааны өртгийн шинжилгээнд дараах зүйлсийг харгалзах ёстой:

• 1,000 галлон усыг шахахад зарцуулагдах эрчим хүч
• Засварын интервал (6 эсвэл 12 сар)
• Хүлээгдэж буй үйлчилгээний хугацаа (8–15 жил, материал, орчин нөхцөлөөс хамаарна)

Засварын интервал ба найдвартай байдал

Ихэнх үйлдвэрлэгчидийн найдвартай байдал нь исгэлэн орчинд ялгаатай байдаг. 2023 оны Гидравлик институтын тайлангийн мэдээллээр:

Тооноор	Brand A	Brand B	Brand C
MTBF (цаг)	28,500	34,200	41,000
Силдийн ажиллагаа алдагдах хувь	11%	6%	3%
Хэт зэвэрдэггүй	304 SS	316L ss	Дупплекс

9 сар тутамд төлөвлөгдсөн үйлчилгээ нь итгэл үнэмшил ба зардлын хооронд оновчтой тэнцвэрийг бий болгодог бөгөөд илүү их хэмнэлттэйгээр ажиллагааг хангана.

Адаптив удирдлагын төхөөрөмж болгон хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр (VFD) нэвтрүүлэх

VFD-н цахилгаан хөдөлгүүр нь бодит цагийн шаардлагатай тохируулан ажилладаг бөгөөд тогтмол хурдтай ажиллагааны үр ашиггүй байдлыг арилгадаг. Аграрийн салбарт ус татдаг төхөөрөмжинд адаптив VFD-г ашигласнаар энерги хэрэглээгээ 35% хүртэл бууруулж болохыг судалгаа харуулжээ. Энд төвөгтэй асуудлуудыг тооцох шаардлагатай:

• Мэдрэг төхөөрөмжийг хамгаалахын тулд гармоник искажениеийг 8% -иас доош байлгах
• Цахилгаан моторын давхар халахыг урьдчилан сэргийлэхийн тулд хамгийн бага урсгалыг барьж байх
• Хүчдэлийн хэлбэлзлийг зохицуулахын тулд цэнэгийн эсрэг хамгаалалт тавих

Их багтаамжтай төхөөрөмж ашиглахгүй байх: Бодит шаардлагатай тохируулан VFD-г сонгох

Хэтэрхий том VFD-ууд нь 7–15% ажиллагааны алдагдлыг үүсгэх бөгөөд нэгж тутамд $1,200–$4,800-ийн капиталын зардлыг нэмэгдүүлдэг. Зөв хэмжээ тодорхойлохын тулд усалгааны үеийн хамгийн өндөр эрэлт, шөнө бага урсгалтай үе, чрезисийн нөхцөл байдал дээрх шаардлагыг шинжилж судлах шаардлагатай. Одоогийн шаардлагатай тааруулан сонгосон VFD-үүд болон таамаглаж буй 5 жилийн дараах өсөлтийг харгалзан сонголт хийснээр илүүдэл багтаамжийг зохицуулж, масштаблах боломжийг хангана.

Усалгааны болон ус эмнэлэгтэй нийцэх чадварыг баталгаажуулах

Цахилгаан доторх нуруулагч насосыг нэг урсгалт, шороон цацраг, тойрог усалгааны системтэй хослуулах

ESP-ийн ажиллагаа нь үнэндээ оршин буй нөхөн усыг тээвэрлэх системтэй сайн ажилладаг эсэхээс хамаардаг. Тухайлбал, шүүрэн усын системд ажиллуулагчид шугамыг зохих даралтанд байлгаж, бүхэнд таалагдахгүй байгаа эмиттерийн хоригдлыг зохицуулахын тулд онцгой бага урсгалтай боловч өндөр даралттай насосыг шаарддаг. Төв тойрог усын системд шилжихэд бүхэн өөрчлөгддөг. Эдгээр тогтоц нь зургаан акр талбайн дагуу жигд тархсан түншлэгийг бий болгохийн тулд зөвхөн их урсгалтай насосыг шаарддаг. Хэрэв гаралтын хурдны зөрүүгээр буруу тооцоолбол даралт их буурч болзошгүй. Дараа нь юу болох вэ? Тодорхой бус жигд усалгаа, мөн жил бүр усны 30%-ийг алдагдуулах боломжтой. Ийм төрлийн үр ашгүй байдал нь зардлыг үр ашигтай удирдахыг хүсэж буй тариачид хувьд хурдан нэмэгддэг.

Төрөл бүрийн тариан төрлийн бүс, усалгааны шаардлаганд тохирох насос сонгох

Тариалангийн төрөл, хөрсний нөхцөл нь насосны техникийн үзүүлэлтийг тодорхойлдог. Хүнсний бодис агуулсан нэг шороон систем ашигладаг уулзваруудад коррозид тэсвэртэй зөөлөн зэвэрдэггүй гангаар хийгдсэн насосууд нь илүү сайн ажилладаг бол элсэг хөрстэй газруудад элэгдэлд тэсвэртэй импеллерууд шаардлагатай. Бургас тариалалтанд тэнхлэгийн урсгалын ESP-нүүд нь том хэмжээний усыг центрифугийн загваруудаас илүү үр ашигтайгаар бага даралтаар зөөхөд энерги хэмнэх боломжийг 15–20% багасгана.

Насанд хүрэгчдийн ус хангамж, бохир ус цэвэрлэх боловсруулалтанд хэрэглэгдэх хэрэгслүүд

Хотуудад зориулсан нийт урт ухалтын усны 70 орчим хувь нь цахилгаан ороомог насосны (ESP) системээс татдаг бөгөөд үүний шалтгаан нь тэдгээрийн цахилгаан моторууд нь газрын доорх усны бохирдолд бүрэн шавардан байдаг. Хаягдал усыг цэвэрлэхэд эдгээр насосууд онцгой вортекс түлхүүртэй бол 12% хатуу бодис агуулсан шламыг шилжүүлж чаддаг. 2022 онд хийсэн салбарын сүүлийн шалгалтаар ESP технологийг шинэчилсэн 10-ын 9 асгарлын цэвэрлэх байгууламж ЭПА-ын усны зайлуулалтын шаардлагыг нэмэлт шүүлтүүр шаардамгүйгээр амжилттай хангасан нь тэдгээрийн дүрэм баримтлал сүүлийн үед хэр их хатуу болж байгааг тооцвол гайхалтай юм.

Бэрхшээлтэй хаягдал усны орчинд хатуу болон зэврүүлэгч бодисуудыг хөндлөнгөөр ажиллуулах

Загварын онцлог	Ажиллагаанд нөлөөлөх	Анхны үйлдвэрлэл
Ган бетон цуврал	3 мм-ээс бага нарийн элэгдэлдээ тэсвэртэй	Уурхайн хаягдал ус
Вольфрам-карбид вал	Элсний улмаас 60%-иар бага элэгдэл үүсгэнэ	Эрэг дэйх цэвэрлэх байгууламж
Вортекс түлхүүр	75 мм урттай утсан материалыг нэвтрүүлнэ	Нийтийн бохир усны системүүд

Туршлагын тайлан: Хотын бохир ус шахах станцэд ESP-г шинэчлэх нь ажиллагааг 40%-иар сайжруулжээ

Дунд дахь жижиг хотын эрхлэгчид гол бохир ус шахах станцдаа хуучин босоо турбинуудыг титан хэсгүүдтэй дэлгэрэнгүй ESP нэгжүүдээр солин ажээ. Энэ өөрчлөлт нь задрахгүй цаасан гар хийдэггүй байдалтай тулгарсан асуудлыг шийдвэрлэхэд томоохон нөлөө үзүүлсэн бөгөөд сар тутмын үйлчилгээний зардал 18,000 ам.долларын хэмнэлттэй болсон юм. Шахуурын ажиллагаа сайжирч, 68%-иас 82%-руу өссөн бөгөөд өдөрт дунджаар 950 киловатт цагийн хэмнэлттэй болсон. Ачаалал ихсэх үед ч систем тогтвортой ажиллаж, секунд тутамд 380 литр усыг шахаж байв. Ингэснээр засварын хоорондох хугацаа дунджаар 40%-иар уртассан бөгөөд энэ нь аливаа агуулахын менежерүүдэд маш их таалагдсан юм.

Түгээмэл асуулт: Цахилгаан дэлгэрэнгүй шахуургын талаар ойлгох

1. Цахилгаан дэлгэрэнгүй шахуургын үндсэн төрлүүд ямар ямар вэ?

Цахилгаан орчинд ажилладаг гол төрлийн насосууд нь төвөөс зугтах, холимог урсгалын чиглэлтэй ба тэнхлэгийн дагуу урсгалын насосууд бөгөөд урсгалын хурд ба даралтын гаралтын шаардлагад тохируулан загварчилсан байдаг.

2. Цахилгаан орчинд ажилладаг насосууд элэгсэх орчинтэй хэрхэн ажилладаг вэ?

ESP-үүдийг цахилгаан ган, коррозид тэсвэртэй полимерийн төрөл зэрэг бат бөх материалуудаар хийдэг бөгөөд механик гадаргуугийн сэлбэг, гурван ирмэх цагирагтай O-хэлбэрийн сэлбэг зэрэг дөрвөн цэгт ус орохоос хамгаалах системтэй байдаг.

3. Миний хэрэглээнд тохирох цахилгаан насосыг хэрхэн сонгох вэ?

Зөв ESP-ийг сонгохдоо таны хэрэглээнд зориулсан урсгалын хурд, нийт динамик толгой (TDH) -ийг үнэлэх, цооногийн ба агуулагдах хэмжээний онцлог шинж чанарыг авч үзэх, мөн орчны хүчин зүйлсийг тооцоолох шаардлагатай.

4. ESP-тэй хамтран ажилладаг хувьсах давтамжийн хөдөлгүүрийн (VFD) давуу талууд нь юу вэ?

ESP-тэй VFD-ийг нэгтгэн ажиллуулах нь хурдны хяналтыг сайжруулах, хөдөө аж ахуйн салбарт энерги хэрэглээг 35% хүртэл бууруулах, системийн шаардлагатай хэрэгцээг бодит цагт нь харгалзан тохируулах боломжийг олгодог.