पंपों में पुनःपरिसंचरण को समझना
परिभाषा: पुनःपरिसंचरण क्या है?
रिसर्कुलेशन यह प्रवाह अस्थिरता अपकेन्द्री पंपों और पंखों में तब उत्पन्न होती है जब वे डिज़ाइन बिंदु (सर्वोत्तम दक्षता बिंदु या BEP) से काफ़ी कम प्रवाह दर पर संचालित होते हैं। कम प्रवाह पर, द्रव आंशिक रूप से दिशा बदल देता है, डिस्चार्ज क्षेत्र से पीछे की ओर चूषण की ओर प्रवाहित होता है, जिससे प्ररित करनेवाला इनलेट या डिस्चार्ज पर अस्थिर पुनःपरिसंचरण पैटर्न बनते हैं। यह घटना निम्न-आवृत्ति उत्पन्न करती है कंपन स्पंदन (आमतौर पर 0.2-0.8× चलने की गति), शोर, दक्षता में कमी, और चक्रीय लोडिंग के माध्यम से गंभीर यांत्रिक क्षति हो सकती है, गुहिकायन, और हीटिंग.
पंपों के लिए पुनःपरिसंचरण सबसे विनाशकारी परिचालन स्थितियों में से एक है क्योंकि अस्थिर हाइड्रोलिक बल अत्यधिक हो सकते हैं, जिससे बेयरिंग फेल हो सकती है, सील क्षतिग्रस्त हो सकती है, शाफ्ट थकान हो सकती है, और गंभीर मामलों में इम्पेलर की संरचनात्मक विफलता भी हो सकती है। पंप की विश्वसनीयता के लिए पुनःपरिसंचरण को समझना और रोकना महत्वपूर्ण है।.
पुनःपरिसंचरण के प्रकार
1. सक्शन रीसर्क्युलेशन
प्ररितक इनलेट (सक्शन साइड) पर होता है:
- तंत्र: कम प्रवाह पर, प्ररित करनेवाला आँख में प्रवेश करने वाले द्रव का प्रवाह कोण गलत होता है
- पृथक्करण: प्रवाह वेन सक्शन सतहों से अलग हो जाता है
- रिवर्स प्रवाह: पृथक् किया गया द्रव प्ररितक नेत्र से पीछे की ओर बहता है
- आरंभ: आमतौर पर 60-70% BEP प्रवाह पर
- जगह: प्ररित करनेवाला आवरण के पास केंद्रित
2. डिस्चार्ज रीसर्क्युलेशन
प्ररितक निर्वहन (आउटलेट) पर होता है:
- तंत्र: उच्च दबाव निर्वहन द्रव प्ररित करनेवाला परिधि में पीछे की ओर बहता है
- पथ: क्लीयरेंस गैप (वेयर रिंग्स, साइड गैप) के माध्यम से
- मिश्रण: पुनःपरिसंचारित प्रवाह मुख्य प्रवाह के साथ मिल जाता है, जिससे अशांति उत्पन्न होती है
- आरंभ: आमतौर पर 40-60% BEP प्रवाह पर
- अधिक गंभीर: आमतौर पर सक्शन रीसर्क्युलेशन से अधिक हानिकारक
3. संयुक्त पुनःपरिसंचरण
- चूषण और निर्वहन पुनःपरिसंचरण दोनों एक साथ मौजूद हैं
- बहुत कम प्रवाह पर होता है (<40% बीईपी)
- सबसे गंभीर कंपन और क्षति की संभावना
- न्यूनतम प्रवाह संरक्षण के माध्यम से इससे बचना चाहिए
कंपन हस्ताक्षर
विशिष्ट पैटर्न
- आवृत्ति: उप-तुल्यकालिक, आमतौर पर 0.2-0.8× चलने की गति
- उदाहरण: 1750 RPM पंप 10-20 Hz स्पंदन दिखा रहा है
- आयाम: 2-5× सामान्य ऑपरेटिंग कंपन हो सकता है
- अस्थिर: आवृत्ति और आयाम बदलते रहते हैं, स्थिर नहीं
- यादृच्छिक घटक: अशांति से ब्रॉडबैंड में वृद्धि
प्रवाह निर्भरता
- उच्च प्रवाह: कोई पुनःपरिसंचरण नहीं, कम कंपन
- मध्यम प्रवाह (80-100% बीईपी): न्यूनतम पुनःपरिसंचरण, स्वीकार्य कंपन
- कम प्रवाह (50-70% बीईपी): चूषण पुनःपरिसंचरण शुरू होता है, कंपन बढ़ता है
- बहुत कम प्रवाह (<501टीपी3टी बीईपी): गंभीर पुनःपरिसंचरण, बहुत उच्च कंपन
- बंद: अधिकतम पुनःपरिसंचरण, अधिकतम कंपन और क्षति दर
अतिरिक्त संकेतक
- उच्च अक्षीय कंपन अवयव
- शोर में वृद्धि (गर्जना या गड़गड़ाहट)
- प्रदर्शन हानि (वक्र के नीचे शीर्ष और प्रवाह)
- हाइड्रोलिक नुकसान से तापमान में वृद्धि
परिणाम और क्षति
तत्काल प्रभाव
- गंभीर कंपन: कुछ ही मिनटों में अलार्म सीमा पार हो सकती है
- शोर: तेज़ अशांत शोर
- दक्षता हानि: वितरित प्रवाह के लिए बिजली की खपत अधिक
- गरम करना: हाइड्रोलिक हानियों को ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है
यांत्रिक क्षति
- बेयरिंग विफलता: उच्च चक्रीय भार बीयरिंग के घिसाव को तेज करता है
- सील क्षति: कंपन और दबाव स्पंदन से सील को नुकसान पहुंचता है
- शाफ्ट थकान: हाइड्रोलिक बलों से प्रत्यावर्ती झुकने वाला तनाव
- प्ररितक क्षति: चक्रीय लोडिंग से वेन थकान दरार
हाइड्रोलिक क्षति
- गुहिकायन: गुहिकायन के लिए प्रवण पुनःपरिसंचरण क्षेत्र
- कटाव: उच्च-वेग पुनःपरिसंचारी प्रवाह सतहों का क्षरण करता है
- भंवर गुहिकायन: पुनरावर्तन क्षेत्र में भंवर गुहिकायन करते हैं
पता लगाना और निदान
कंपन विश्लेषण
- उप-तुल्यकालिक घटकों की तलाश करें (0.2-0.8×)
- कई प्रवाह दरों पर परीक्षण
- प्रवाह दर की पहचान करें जहां स्पंदन शुरू होता है (पुनःपरिसंचरण प्रारंभ)
- पंप प्रदर्शन वक्र भविष्यवाणियों से तुलना करें
प्रदर्शन परीक्षण
- वास्तविक शीर्ष-प्रवाह वक्र को मापें
- डिज़ाइन वक्र से तुलना करें
- कम प्रवाह पर विचलन पुनःपरिसंचरण को इंगित करता है
- वक्र पूर्वानुमान की तुलना में बिजली की खपत अधिक
ध्वनिक निगरानी
- विशिष्ट अशांत गर्जन ध्वनि
- ब्रॉडबैंड शोर में वृद्धि
- पंप आवरण पर सुना और महसूस किया जा सकता है
रोकथाम और शमन
परिचालन रणनीतियाँ
न्यूनतम प्रवाह संरक्षण
- स्वचालित न्यूनतम प्रवाह पुनःपरिसंचरण लाइन स्थापित करें
- वाल्व सुरक्षित न्यूनतम प्रवाह (आमतौर पर 60-70% BEP) से नीचे खुलता है
- डिस्चार्ज को सक्शन या टैंक में पुनः प्रसारित करता है
- पुनःपरिसंचरण क्षेत्र में संचालन को रोकता है
ऑपरेटिंग पॉइंट नियंत्रण
- न्यूनतम निरंतर प्रवाह से नीचे संचालन से बचें
- पंप को मांग के अनुरूप चलाने के लिए परिवर्तनीय गति ड्राइव का उपयोग करें
- एक बड़े पंप के बजाय अनेक छोटे पंप (बेहतर टर्नडाउन)
- समानांतर पंपों का चरणबद्ध संचालन
डिज़ाइन समाधान
- प्रेरक: चूषण प्रवाह को स्थिर करने के लिए अक्षीय इनलेट चरण
- निम्न-प्रवाह प्ररितक: कम प्रवाह संचालन के लिए विशेष डिजाइन
- उचित आकार: पंप का आकार अधिक न बढ़ाएं (लगातार कम प्रवाह संचालन से बचें)
- व्यापक परिचालन रेंज: प्रवाह भिन्नता को सहन करने वाले समतल वक्र वाले पंपों का चयन करें
सिस्टम डिज़ाइन
- बीईपी के निकट पंप संचालन के लिए डिजाइन प्रणाली
- पुनःपरिसंचरण क्षेत्रों में गुहिकायन को कम करने के लिए पर्याप्त एनपीएसएच मार्जिन प्रदान करें
- सक्शन थ्रॉटलिंग को न्यूनतम करने के लिए वाल्व प्लेसमेंट को नियंत्रित करें
- न्यूनतम प्रवाह आश्वासन के लिए बाईपास या पुनःपरिसंचरण प्रणालियाँ
उद्योग मानक और दिशानिर्देश
न्यूनतम निरंतर प्रवाह
- एपीआई 610: केन्द्रापसारी पंपों के लिए न्यूनतम निरंतर स्थिर प्रवाह निर्दिष्ट करता है
- विशिष्ट मान: रेडियल पंपों के लिए बीईपी प्रवाह का 60-70%, मिश्रित प्रवाह के लिए 70-80%
- तापीय विचार: कम प्रवाह पर तापमान वृद्धि द्वारा भी सीमित
प्रदर्शन परीक्षण
- फैक्ट्री परीक्षण पुनःपरिसंचरण प्रारंभ बिंदु को सत्यापित करते हैं
- पुष्टि के लिए क्षेत्र प्रदर्शन परीक्षण
- न्यूनतम प्रवाह पर कंपन के लिए स्वीकृति मानदंड
पुनःपरिसंचरण, अपकेन्द्री पंपों के लिए सबसे गंभीर परिचालन स्थितियों में से एक है। इसकी विशिष्ट उप-समकालिक कंपन विशेषता, तीव्र स्पंदन आयाम, और तीव्र यांत्रिक क्षति की संभावना, पुनःपरिसंचरण आरंभ स्थितियों को समझने, न्यूनतम प्रवाह सुरक्षा लागू करने, और औद्योगिक सेवा में पंप की विश्वसनीयता और दीर्घायु के लिए दीर्घकालिक निम्न-प्रवाह संचालन से बचने को आवश्यक बनाती है।.
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