Memahami Peredaran Semula dalam Pam
Definisi: Apakah Peredaran Semula?
Edaran semula ialah ketidakstabilan aliran yang berlaku dalam pam dan kipas emparan apabila beroperasi pada kadar aliran dengan ketara di bawah titik reka bentuk (titik kecekapan terbaik atau BEP). Pada aliran rendah, cecair sebahagiannya berbalik arah, mengalir ke belakang dari kawasan nyahcas kembali ke arah sedutan, mewujudkan corak peredaran semula yang tidak stabil pada salur masuk atau nyahcas pendesak. Fenomena ini menjana frekuensi rendah getaran denyutan (biasanya 0.2-0.8× kelajuan larian), bunyi bising, kehilangan kecekapan, dan boleh menyebabkan kerosakan mekanikal yang teruk melalui pemuatan kitaran, peronggaan, dan pemanasan.
Edaran semula adalah salah satu keadaan operasi yang paling merosakkan untuk pam kerana daya hidraulik yang tidak stabil boleh menjadi sangat besar, mencetuskan kegagalan galas, kerosakan pengedap, keletihan aci, dan juga kegagalan struktur pendesak dalam kes yang teruk. Memahami dan mencegah peredaran semula adalah penting untuk kebolehpercayaan pam.
Jenis-jenis Edaran Semula
1. Edaran Semula Sedutan
Berlaku pada salur masuk pendesak (sebelah sedutan):
- Mekanisme: Pada aliran rendah, bendalir yang memasuki mata pendesak mempunyai sudut aliran yang salah
- Pemisahan: Aliran terpisah dari permukaan sedutan ram
- Aliran Songsang: Cecair yang dipisahkan mengalir ke belakang keluar dari mata pendesak
- Permulaan: Biasanya pada 60-70% aliran BEP
- lokasi: Tertumpu berhampiran kain kafan pendesak
2. Peredaran Semula Pelepasan
Berlaku pada pelepasan pendesak (salur keluar):
- Mekanisme: Cecair nyahcas bertekanan tinggi mengalir ke belakang ke pinggir pendesak
- Laluan: Melalui celah kelegaan (gelang pakai, celah sisi)
- Pencampuran: Aliran beredar bercampur dengan aliran utama, mewujudkan pergolakan
- Permulaan: Biasanya pada 40-60% aliran BEP
- Lebih Teruk: Secara amnya lebih merosakkan daripada peredaran semula sedutan
3. Edaran Semula Gabungan
- Peredaran semula sedutan dan pelepasan hadir serentak
- Berlaku pada aliran yang sangat rendah (< 40% BEP)
- Getaran paling teruk dan potensi kerosakan
- Harus dielakkan melalui perlindungan aliran minimum
Tandatangan Getaran
Corak Ciri
- Kekerapan: Sub-segerak, biasanya 0.2-0.8× kelajuan larian
- Contoh: Pam 1750 RPM menunjukkan denyutan 10-20 Hz
- Amplitud: Boleh 2-5× getaran operasi biasa
- Tidak stabil: Kekerapan dan amplitud berbeza-beza, bukan tetap
- Komponen Rawak: Peningkatan jalur lebar daripada pergolakan
Kebergantungan Aliran
- Aliran Tinggi: Tiada peredaran semula, getaran rendah
- Aliran Sederhana (80-100% BEP): Edaran semula minimum, getaran yang boleh diterima
- Aliran Rendah (50-70% BEP): Peredaran semula sedutan bermula, getaran meningkat
- Aliran Sangat Rendah (< 50% BEP): Peredaran semula yang teruk, getaran yang sangat tinggi
- Tutup: Edaran semula maksimum, getaran maksimum dan kadar kerosakan
Penunjuk Tambahan
- tinggi getaran paksi komponen
- Peningkatan bunyi (mengaum atau gemuruh)
- Kehilangan prestasi (kepala dan aliran di bawah lengkung)
- Peningkatan suhu daripada kehilangan hidraulik
Akibat dan Kerosakan
Kesan Serta-merta
- Getaran Teruk: Boleh melebihi had penggera dalam beberapa minit
- bunyi bising: Bunyi gelora yang kuat
- Kehilangan Kecekapan: Penggunaan kuasa tinggi untuk aliran yang dihantar
- Pemanasan: Kerugian hidraulik ditukar kepada haba
Kerosakan Mekanikal
- Kegagalan galas: Beban kitaran yang tinggi mempercepatkan kehausan galas
- Kerosakan meterai: Getaran dan denyutan tekanan merosakkan pengedap
- Keletihan aci: Tegasan lentur berselang-seli daripada daya hidraulik
- Kerosakan pendesak: Kepenatan ram retak akibat pemuatan kitaran
Kerosakan Hidraulik
- Peronggaan: Zon peredaran semula terdedah kepada peronggaan
- Hakisan: Aliran peredaran semula berkelajuan tinggi menghakis permukaan
- Peronggaan Vortex: Pusaran dalam zon peredaran semula berkavitas
Pengesanan dan Diagnosis
Analisis Getaran
- Cari komponen sub-segerak (0.2-0.8×)
- Uji pada kadar aliran berganda
- Kenal pasti kadar aliran di mana denyutan bermula (permulaan peredaran semula)
- Bandingkan dengan ramalan keluk prestasi pam
Ujian Prestasi
- Ukur keluk aliran kepala sebenar
- Bandingkan dengan lengkung reka bentuk
- Sisihan pada aliran rendah menunjukkan peredaran semula
- Penggunaan kuasa lebih tinggi daripada ramalan lengkung
Pemantauan Akustik
- Bunyi gemuruh bergelora yang tersendiri
- Peningkatan hingar jalur lebar
- Boleh didengar dan dirasai pada selongsong pam
Pencegahan dan Mitigasi
Strategi Operasi
Perlindungan Aliran Minimum
- Pasang talian peredaran semula aliran minimum automatik
- Injap terbuka di bawah aliran minimum selamat (biasanya 60-70% BEP)
- Mengedarkan semula pelepasan kembali ke sedutan atau tangki
- Menghalang operasi dalam zon peredaran semula
Kawalan Titik Operasi
- Elakkan operasi di bawah aliran berterusan minimum
- Gunakan pemacu kelajuan berubah-ubah untuk memadankan pam dengan permintaan
- Berbilang pam kecil berbanding pam besar tunggal (turndown yang lebih baik)
- Operasi berperingkat pam selari
Penyelesaian Reka Bentuk
- Inducer: Peringkat masuk paksi untuk menstabilkan aliran sedutan
- Pendesak Aliran Rendah: Reka bentuk khas untuk operasi aliran rendah
- Saiz yang betul: Jangan membesarkan pam (elakkan operasi aliran rendah kronik)
- Julat Operasi yang Lebih Luas: Pilih pam dengan lengkung rata yang bertolak ansur dengan variasi aliran
Reka Bentuk Sistem
- Reka bentuk sistem untuk operasi pam berhampiran BEP
- Sediakan margin NPSH yang mencukupi untuk mengurangkan peronggaan dalam zon peredaran semula
- Kawal penempatan injap untuk meminimumkan pendikit sedutan
- Sistem pintasan atau peredaran semula untuk jaminan aliran minimum
Piawaian dan Garis Panduan Industri
Aliran Berterusan Minimum
- API 610: Menentukan aliran stabil berterusan minimum untuk pam emparan
- Nilai Biasa: 60-70% aliran BEP untuk pam jejarian, 70-80% untuk aliran campuran
- Pertimbangan Terma: Juga dihadkan oleh kenaikan suhu pada aliran rendah
Ujian Prestasi
- Ujian kilang mengesahkan titik permulaan peredaran semula
- Ujian prestasi lapangan untuk mengesahkan
- Kriteria penerimaan untuk getaran pada aliran minimum
Edaran semula mewakili salah satu keadaan operasi yang paling teruk untuk pam emparan. Ciri ciri getaran sub-segeraknya, amplitud denyutan yang teruk, dan potensi kerosakan mekanikal yang cepat menjadikan pemahaman keadaan permulaan peredaran semula, melaksanakan perlindungan aliran minimum, dan mengelakkan operasi aliran rendah kronik penting untuk kebolehpercayaan pam dan jangka hayat dalam perkhidmatan industri.