Danh sách kiểm tra của người dùng cuối để kiểm tra hiệu suất máy bơm ly tâm
Cho dù máy bơm là mới, đã qua sử dụng và được sửa đổi gần đây hoặc mới được tân trang lại với nhiệm vụ bảo dưỡng quan trọng, người dùng cuối thường xuyên chỉ định các thử nghiệm chấp nhận hiệu suất thủy lực để đảm bảo hiệu suất của máy bơm. Kiểm tra hiệu suất có thể phức tạp và phải tính đến vô số biến số.
Thiết kế vòng lặp kiểm tra có thể khác nhau cả về thiết kế hệ thống và lựa chọn thiết bị đo. Hình ảnh 1 cho thấy một ví dụ về một hố hở, vòng lặp thử nghiệm trục đứng được sử dụng để thử nghiệm các máy bơm trục đứng công suất lớn, lớn; tuy nhiên, các thiết kế vòng lặp kiểm tra khác nhau rất nhiều trong toàn ngành.
Các ứng dụng máy bơm có thể thể hiện một loạt các yêu cầu về dung sai đối với lưu lượng, cột áp, hiệu suất, mã lực phanh (BHP) và yêu cầu đầu hút dương ròng (NPSHR). Vì những lý do này, ngành công nghiệp máy bơm đã thông qua các tiêu chuẩn thử nghiệm được sử dụng để chi tiết hóa phương pháp kiểm tra máy bơm ly tâm và xác định xem máy bơm có đáp ứng các thông số kỹ thuật về hiệu suất hay không.
Hình ảnh 1. Một ví dụ về vòng lặp thử nghiệm trục đứng, hố lộ thiên được sử dụng để thử nghiệm máy bơm trục đứng công suất lớn, lớn (Hình ảnh và đồ họa được cung cấp bởi Rotating Equipment Repair Inc.)
Người sử dụng cuối cùng phải đảm bảo rằng tiêu chuẩn thử nghiệm, cùng với cấp chấp nhận, được quy định thích hợp ngay từ đầu trong hợp đồng mua sắm, dựa trên các yêu cầu cụ thể của hệ thống bơm.
Danh sách kiểm tra sau đây chủ yếu dựa trên thử nghiệm của Viện Thủy lực (HI) ngày 14.6-2016, mặc dù có thể sử dụng các thông số kỹ thuật của Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME) và Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) với kết quả tương đương.
Hình 1. Biểu đồ này cho thấy các đường cong thử nghiệm đã được hiệu chỉnh đối với máy bơm một cấp trục đứng.
Người dùng cuối cũng phải nêu rõ trong hợp đồng mua bán nếu họ muốn kiểm tra nghiệm thu được chứng kiến hay không chứng kiến. Thử nghiệm có chứng kiến thường sẽ đi kèm với chi phí tăng lên; tuy nhiên, thực hành này cho phép người mua có mặt trong quá trình thử nghiệm và thu thập dữ liệu, đảm bảo tính toàn vẹn của thử nghiệm. Nhiều phương tiện thử nghiệm hiện đại cung cấp tính năng chứng kiến từ xa qua web cam và chia sẻ màn hình. Điều này giúp loại bỏ chi phí đi lại cho người mua, đồng thời đạt được mục tiêu của thử nghiệm được chứng kiến.
Đối với các thử nghiệm được chứng kiến tại chỗ, danh sách kiểm tra sau đây sẽ cung cấp cho người dùng cuối một hướng dẫn hữu ích để đảm bảo một quy trình chính xác và thành công.
Trước kỳ kiểm tra
❑ Xác minh rằng mọi hiệu chỉnh độ cao cần thiết sẽ được thực hiện đối với các kết quả đọc đầu. Trừ khi các đồng hồ đo áp suất được đặt chính xác tại các đường tâm hút và xả, việc hiệu chỉnh đầu phải được thực hiện để giải thích sự khác biệt giữa cao độ đường tâm máy bơm và cao độ đo.
Hình 2. Biểu đồ này cho thấy các đường cong thử nghiệm thô đối với máy bơm một cấp trục đứng.
❑ Đảm bảo rằng có 10 đường kính ống của ống khoan trơn, ống thẳng trước và năm đường kính ống có sau, thiết bị đo lưu lượng. Điều này đảm bảo cấu hình vận tốc đồng nhất, phát triển đầy đủ tại phần đo lưu lượng.
❑ Xác minh rằng các vòi điều chỉnh áp suất cách mặt bích hút / xả không gần hơn hai đường kính ống. Điều này đảm bảo cấu hình vận tốc đồng nhất, phát triển đầy đủ ở phần đo áp suất.
Hình 2. Một bộ chuyển đổi mô-men xoắn kết hợp trực tiếp giữa động cơ và máy bơm.
❑ Xác nhận rằng phương pháp tính BHP của máy bơm đáp ứng mong đợi. Nếu công suất đầu vào của động cơ được sử dụng cùng với hiệu suất trên nhãn động cơ, hãy đảm bảo rằng thử nghiệm đang được tiến hành ở tốc độ danh định hoặc tốc độ thử nghiệm của động cơ với tín hiệu điện thuần túy (công suất đường dây). Nếu động cơ được cấp nguồn với bộ truyền động tần số thay đổi (VFD), hiệu suất trên bảng tên không còn giá trị, đặc biệt là ở các tốc độ khác nhau. Phương pháp chính xác nhất để xác định BHP là bộ chuyển đổi mô-men xoắn và máy đo tốc độ đã được hiệu chuẩn. Hầu hết các bộ chuyển đổi mô-men xoắn có sẵn trên thị trường được ghép nối trực tiếp giữa động cơ và máy bơm (xem Hình 2). Chúng được thiết kế để cung cấp dữ liệu đã hiệu chỉnh cho cả mô-men xoắn và số vòng quay trên phút (vòng / phút).
❑ Xác minh rằng tốc độ quay đang được đo chính xác bằng máy đo tốc độ đã hiệu chuẩn. Sử dụng tốc độ định mức của động cơ cho mọi điểm dòng chảy sẽ dẫn đến sự không chính xác. Độ trượt của động cơ thay đổi khi điều kiện tải thay đổi, di chuyển dọc theo đường cong BHP / mô-men xoắn từ khi ngừng bơm đến khi cạn.
❑ Xác minh rằng nước đang được sử dụng đáp ứng các yêu cầu về độ sạch và clorua đặc biệt cho máy bơm được làm từ thép không gỉ Austenit để giảm bớt các mối lo ngại về nứt do ăn mòn do ứng suất.
Cần thận trọng thực hiện tốt việc này trước ngày kiểm tra, trước khi bơm đầy nước.
❑ Thảo luận về số lượng và điểm luồng nào sẽ được kiểm tra.Hầu hết các tiêu chuẩn quy định tối thiểu năm điểm kiểm tra. Tuy nhiên, người mua có thể chọn thử nghiệm nhiều điểm hơn đáng kể để xác định rõ hơn đường cong tính năng. Hầu hết các tiêu chuẩn cũng quy định hai điểm kiểm tra bắt buộc. Một điểm kiểm tra phải được lấy trong phạm vi -5 và 0 phần trăm, trong khi một điểm khác phải được lấy trong phạm vi 0 và +5 phần trăm của tốc độ dòng đảm bảo. Các điểm thử nghiệm còn lại có thể được trải đều trên phạm vi hoạt động, hoặc ở tốc độ dòng chảy cụ thể theo yêu cầu của người mua (ngắt, dòng chảy tối thiểu, dòng chảy hết, v.v.).
❑ Yêu cầu một cuộc họp ngắn về an toàn để thảo luận về tất cả các nguy cơ tiềm ẩn trước khi bắt đầu thử nghiệm. Các thử nghiệm nghiệm thu tính năng thủy lực được tiến hành với hệ thống đường ống tạm thời, giá đỡ kết cấu có thể di chuyển tùy chỉnh và với sự hiện diện của điện cao áp / dòng điện cao. Tất cả các bên cần thận trọng để đảm bảo rằng thử nghiệm được thực hiện một cách an toàn.
Trong quá trình kiểm tra
❑ Sau khi khởi động, hãy đảm bảo rằng các đường đo được thông hơi hoặc làm sạch toàn bộ không khí. Các túi khí hoặc bong bóng có thể gây ra độ chính xác của phép đo đáng kể.
Hình 3. Sự sắp xếp cơ bản của một ống góp vòng trên hai đường thử nghiệm riêng biệt.
❑ Đối với thử nghiệm cấp 1, đảm bảo rằng đồng hồ đo áp suất đang lấy các số đọc từ một ống góp vòng bao gồm bốn nấc điều chỉnh áp suất. Hình ảnh 3 cho thấy sự sắp xếp cơ bản của một ống góp vòng trên hai đường thử nghiệm riêng biệt tại một đường vòng thử nghiệm ở Sussex, Wisconsin. Trước khi lấy bất kỳ điểm thử nào, dòng chảy phải được kiểm tra xác nhận là không có xoáy hoặc không đối xứng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Thủ tục để xác minh điều này là đơn giản. Sau khi khởi động, đạt được dòng chảy ổn định tại điểm đảm bảo. Sau đó phải cách ly từng nấc trong số bốn nấc điều chỉnh áp suất, và ghi lại số đọc áp suất. Nếu một trong các số đọc thay đổi hơn 0,5 phần trăm giá trị trung bình cộng của các phép đo, hoặc hơn 1 lần đầu vận tốc tại đoạn đo đó, thì một xoáy hoặc không đối xứng đã được xác định. Độ xoáy hoặc sự không đối xứng phải được hiệu chỉnh trước khi tiến hành thử nghiệm.
❑ Đối với các thử nghiệm máy bơm trục đứng trong hố hở, hãy xác minh rằng không có xoáy nào trên bề mặt nước kéo dài xuống đầu vào của máy bơm. Những dòng xoáy như vậy có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của máy bơm.
❑ Đảm bảo rằng sau mỗi lần thay đổi cài đặt lưu lượng, biên độ dao động của mỗi thông số đo được chấp nhận được trong giới hạn của tiêu chuẩn đang được thử nghiệm. Tiêu chí này phải được đáp ứng trong thời gian tối thiểu là 10 giây; tuy nhiên, nhiều phòng thí nghiệm kiểm tra sẽ sử dụng một giá trị thận trọng hơn khoảng hai phút tại mỗi điểm dòng trước khi lấy điểm dữ liệu.
Sau bài kiểm tra
❑ Kiểm tra tất cả các điểm dữ liệu đã tính toán bao gồm tổng động lực (TDH), BHP, hiệu suất máy bơm và NPSHR bằng cách sử dụng dữ liệu thiết bị thô và các phương trình được công bố từ các tiêu chuẩn thử nghiệm hoặc văn bản kỹ thuật đáng tin cậy khác. Dữ liệu được hiệu chỉnh về tốc độ danh định và trọng lượng riêng (SG) cũng cần được kiểm tra kỹ lưỡng. Các hiệu chỉnh có thể đạt được bằng cách sử dụng các định luật ái lực và tỷ lệ SG thử nghiệm với trường SG. Những chỉnh sửa này có thể rất quan trọng và không nên bỏ qua. Hình 1 và 2 cho thấy các đường cong thử nghiệm thô và đã hiệu chỉnh đối với máy bơm một tầng trục đứng (xem trang 68). Lưu ý sự khác biệt giữa chúng, cụ thể là về hiệu suất bơm. Chuẩn bị một bảng tính Excel trước chuyến đi của bạn để bạn có thể nhanh chóng kiểm tra dữ liệu được tính toán sau khi kiểm tra.
❑ Xem xét chứng chỉ hiệu chuẩn của từng thiết bị, chứng chỉ này phải được đưa vào báo cáo thử nghiệm được chứng nhận cuối cùng. Đảm bảo rằng không có thiết bị nào nằm ngoài khoảng thời gian hiệu chuẩn của chúng và chúng đã được hiệu chuẩn với các tiêu chuẩn có thể theo dõi của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) của Bộ Thương mại Hoa Kỳ hoặc theo bất kỳ tiêu chuẩn nào mà việc đảm bảo chất lượng của bạn cho là cần thiết. Ngoài ra, hãy xác minh rằng độ chính xác đã nêu của mỗi thiết bị nhỏ hơn độ không đảm bảo đo tối đa cho phép của thiết bị được quy định trong tiêu chuẩn thử nghiệm.
❑ Xác nhận rằng đường cong hiệu suất đã hiệu chỉnh đáp ứng các yêu cầu của hợp đồng mua bán, dựa trên các giá trị dung sai trong tiêu chuẩn thử nghiệm. Khuyến nghị rằng việc xác định này được thực hiện trước khi tháo máy bơm khỏi giá thử, trong trường hợp cần phải thử lại.
Mặc dù danh sách kiểm tra này sẽ đóng vai trò là một công cụ hữu ích cho người dùng cuối được giao trách nhiệm chỉ định và chứng kiến các bài kiểm tra hiệu suất, nhưng trách nhiệm thực hiện một bài kiểm tra chính xác thuộc về phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, sự hiểu biết sơ lược về kiểm tra hiệu suất và các tiêu chuẩn liên quan cho phép người dùng cuối đảm bảo hiệu suất của thiết bị đồng thời cung cấp giá trị cho quá trình mua sắm / tân trang.