파이프 라인 펌프는 어떻게 작동합니까?

파이프 라인 펌프는 모든 유체 운송 시스템의 핵심이며, 다양한 거리에서 액체와 슬러리를 이동하는 경우가 많으며 종종 다양한 지형과 상당한 고도 변화가 있습니다. 원유 및 천연 가스에서 물 및 정제 된 제품에 이르기 까지이 강력한 기계는 중요한 자원의 효율적이고 지속적인 흐름을 보장합니다. 그들이 어떻게 작동하는지 이해하려면 유체 역학, 기계 설계 및 제어 시스템의 원리를 탐구하는 것이 포함됩니다.

핵심적으로 파이프 라인 펌프는 유체에 에너지를 부여하여 압력을 높이고 파이프 내 마찰과 상승 차이와 같은 저항력을 극복 할 수 있습니다. 이 에너지 변환은 주로 두 가지 주요 운영 원칙 중 하나를 통해 달성됩니다. 원심력 또는 양의 변위 .

원심 펌프 : 파이프 라인의 작업자

파이프 라인 펌프의 대부분은 대부분입니다 원심 펌프 . 이러한 동적 기계는 회전 운동 에너지를 유체 압력으로 변환하는 원리에서 작동합니다. 다음은 운영의 고장입니다.

1. 임펠러 회전 : 핵심 구성 요소는 임펠러 , 일련의 구부러진 밴이있는 회전 디스크. 펌프가 작동 할 때 모터는 임펠러를 고속으로 구동합니다.

2. 유체 진입 및 가속도 : 유체는 임펠러의 중앙에서 펌프로 들어가며 눈 . 임펠러가 회전함에 따라, Vanes는 유체를 잡고 원심력으로 인해 임펠러의 둘레를 향해 바깥쪽으로 던져 넣습니다. 이 방사형 움직임은 유체의 속도를 크게 증가시킵니다.

3. Volute/Difpuser의 압력 변환 : 고속 유체는 Volute 또는 a라는 고정 안내서 세트 디퓨저 . 유체 가이 팽창 영역을 통해 이동함에 따라 속도가 감소하고 Bernoulli의 원칙에 따라 운동 에너지의 감소는 정압 에너지로 변환됩니다.

4. 해고하다: 이제 고압 유체는 방전 노즐을 통해 파이프 라인으로 펌프를 나옵니다.

원심 파이프 라인 펌프의 주요 특성 :

• 유량 변동 : 원심 펌프는 높은 유량에 적합하며 유량의 변화를 상대적으로 쉽게 처리 할 수 ​​있습니다.

• 압력 헤드 : 임펠러 직경, 속도 및 임펠러 수 (단계)를 변경하여 압력 헤드를 생성합니다.

• 다단계 구성 : 매우 높은 압력이 필요한 장거리 파이프 라인의 경우 다중 임펠러를 직렬로 배열하여 다단계 원심 펌프 . 각 단계는 총 압력 헤드에 추가됩니다.

• 능률: 현대 원심 펌프는 고효율을 위해 설계되어 에너지 소비를 최소화합니다.

• 유지: 일반적으로 연속 작동을 위해 양극 변위 펌프에 비해 비교적 낮은 유지 보수가 필요합니다.

양의 변위 펌프 : 특정 응용 분야

유량 및 맥동 문제가 낮아서 주 파이프 라인 작업의 경우 덜 일반적이지만 양의 변위 펌프 특정 파이프 라인 애플리케이션, 특히 고압 및 정확한 흐름 제어가 중요하거나 점성이 높은 유체에 사용됩니다. 이 펌프는 고정 된 부피의 유체를 포획 한 다음 해당 부피를 배출 파이프로 강제하여 작동합니다.

일반적인 유형은 다음과 같습니다.

• 왕복 펌프 (피스톤/플런저 펌프) : 이들은 실린더 내에서 앞뒤로 움직이는 피스톤 또는 플런저를 사용합니다. 흡입 스트로크에서는 유체가 실린더로 끌어 당겨지고 방전 스트로크에서는 강제로 나옵니다. 그들은 매우 높은 압력을 생성하는 것으로 유명합니다.

• 로터리 펌프 (기어, 나사, 로브 펌프) : 이들은 회전 요소 (기어, 나사, 로브)를 사용하여 흡입에서 배출 측면으로 유체를 포획하고 운반하는 움직이는 캐비티를 만듭니다.

양수 변위 파이프 라인 펌프의 주요 특성 :

• 고정 유량 : 주어진 속도의 경우 방전 압력에 관계없이 거의 일정한 유속을 전달합니다.

• 고압 능력 : 매우 높은 압력을 생성 할 수 있습니다.

• 점성 유체 : 원심 펌프가 고생하는 고독한 유체에 대해 종종 선호됩니다.

• 맥박: 댐퍼가 필요한 파이프 라인에 맥동을 도입 할 수 있습니다.

중요한 지원 시스템 및 고려 사항

펌프 자체를 넘어서, 효율적이고 안전한 파이프 라인 펌프 작동을 위해서는 여러 통합 시스템이 중요합니다.

• 프라임 무버 : 전기 모터는 파이프 라인 펌프, 특히 고정 된 설치에서 가장 일반적인 주요 이동기입니다. 가스 터빈 또는 디젤 엔진은 원격 위치 또는 비상 전력에 사용됩니다.

• 밀봉 시스템 : 기계식 씰 또는 포장은 케이싱에 들어가는 펌프 샤프트를 따라 유체 누출을 방지하는 데 필수적입니다.

• 베어링 시스템 : 강력한 베어링은 회전 샤프트와 임펠러를 지원하여 상당한 방사형 및 축 방향 하중을 처리합니다.

• 제어 시스템 : 정교한 SCADA (감독 제어 및 데이터 수집) 시스템은 펌프 속도, 압력, 유량 및 기타 중요한 매개 변수를 원격으로 모니터링하고 제어합니다. 가변 주파수 드라이브 (VFD)는 종종 모터 속도를 정확하게 제어하여 펌프 출력에 사용됩니다.

• 안전 장치 : 압력 릴리프 밸브, 진동 모니터, 온도 센서 및 비상 셧다운 시스템은 손상을 방지하고 작동 안전을 보장하는 데 필수적인 것입니다.

• 펌핑 스테이션 : 긴 파이프 라인에서, 다수의 펌핑 스테이션은 경로를 따라 전략적으로 위치하여 압력을 높이고 마찰 손실을 보상하여 연속 흐름을 유지합니다.

결론

파이프 라인 펌프 글로벌 에너지 및 수도 인프라의 중추를 형성하는 엔지니어링 경이로움입니다. 원심 펌프의 역동적 인 동작이든 피스톤 펌프의 양성 변위이든, 근본적인 역할은 동일하게 유지됩니다. 유체를 한 지점에서 다른 지점으로 효율적이고 안정적으로 움직입니다. 펌프 기술, 재료 과학 및 제어 시스템의 지속적인 발전으로 인해 이러한 중요한 부품은 전 세계 안전하고 효율적인 유체 운송에 대한 점점 더 많은 요구를 충족시킬 수 있습니다.