بوستر پمپ » کوشش

تعریف بوستر پمپ

بوستر پمپ به دستگاهی اتلاق می گردد که دو يا چند پمپ بصورت موازی به يکديگر متصل شده باشند تا بتوانند دبی و هد مورد نياز را با کمترين انرژی و بالاترين راندمان تأمين نمايند . وظيفه بوستر پمپ ثابت نگه داشتن فشار لازم برای تأمين شبکه مصرف با توجه به الگوی متغيير مصرف ، می باشد . از اينرو هنگاميکه در شبکه ، مصرفی وجود نداشته باشد ، فشار تغيير نمی کند و پمپ های بوستر پمپ خاموش هستند . اما به محض مصرف ، فشار در شبکه افت پيدا می کند و برای جبران اين افت ، اولين پمپ شروع به کار می کند . اگر اين پمپ قادر به تأمين فشار نباشد ، پمپ های ديگر به همين ترتيب وارد مدار می شوند تا فشار را در محدودة معينی ، ثابت نگه دارند . هنگاميکه مصرف کم يا متوقف می شود ، پمپ ها نيز به ترتيب از مدار خارج می شوند . کلاً پمپ های بوستر پمپ با توجه به الگوی مصرف ، به مدار وارد و يا از آن خارج می شوند .

موارد استفاده

آبرسانی ساختمانهای مختلف مانند برجها ، بيمارستانها ، مدارس ، سالنهای تفريحی- ورزشی ، مجتمع های مسکونی و آپارتمانی و غيره

تقويت ایستگاههای فشار و خطوط انتقال آب

تغذيه برای سيستمهای آب بهداشتی

استفاده در سیستمهای خنک کن

مصارف آبياری

استفاده در واحدهای صنعتی و کارخانجات

مصارف اطفاء حريق

مصارف کشاورزی و آبياری

اجزای بوسترپمپ

بوسترپمپها شامل قطعات مکانیکی مانند الکتروپمپ و شاسی و شیرآلات و کلکتور مکش و دهش ، تابلوی برق و منبع دیافراگمی می باشند . توضیح اجزا بوسترپمپ به شرح ذیل می باشد:

پمپ

جزء اصلی بوستر پمپ ، پمپ ها می باشند . در بوسترپمپها از پمپهای سانتریفیوژ از نوع افقی تک پروانه ، افقی طبقاتی و عمودی طبقاتی استفاده می گردد.

الکتروموتور

در اکثر قريب به اتفاق بوستر پمپ ها از الکتروموتور به عنوان موتور محرک پمپ استفاده می شود . مقدار توان مصرفی الکتروموتور بستگی به پمپ دارد . برای الکتروموتور بايد نوع عايق بندی مناسب را لحاظ کرد تا در مناطق مختلف و شرايط متفاوت جوابگو باشد . الکتروموتور از نظر مسائل ايمنی (IP) نيز بايد قابل اطمينان باشد.

کلکتور مکش و دهش

ورودی پمپ ها به کلکتور مکش متصل می شوند و سيال از طريق اين کلکتور وارد پمپ ها می شود . خروجی پمپ ها از طريق اتصالات و شيرآلات و فلنجها به کلکتور دهش متصل می شوند و سيال از طريق اين کلکتور خارج می شود . در مصارف آبرسانی کلکتور ها بايد گالوانيزه باشند تا از نظر بهداشتی مورد تأييد باشد . در سيستمهای آتش نشانی کلکتور ها بايد از نوع بدون درز باشند و قادر به تحمل فشار بالا را داشته باشند .

شير فلکه

هنگاميکه بخواهيم يکی از پمپ ها برای تعمير يا به هر دليل ديگری از مدار خارج کنيم از شيرهای فلکه برای قطع جريان سيال استفاده می کنيم . معمولاً برای ابعاد بزرگ از شيرهای چدنی و برای ابعاد کوچک از شيرهای برنجی استفاده می شود .

شير يکطرفه

برای جلوگيری از برگشت آب به پمپ و جلوگيری از صدمه رساندن ضربه قوچ احتمالی ، از شير يکطرفه استفاده می کنند .

صافی

در بسياری از موارد سيال مورد استفاده برای مصرف ، حاوی ذرات ريز يا اجسامی است که حتماً بايد از ورود آنها به پمپ جلوگيری به عمل آيد تا به پمپ صدمه ای نرسد.توصيه بر اين امر است که برای هر کدام يک صافی جداگانه در نظر گرفته شود تا در صورت بسته شدن يک خط ، بقية پمپ ها به کار خود ادامه دهند .

لرزه گير

به دليل اينکه بتوانيم ارتعاش بوستر پمپ را به شبکه لوله کشی منتقل نکنيم ، از لرزه گير در کلکتور مکش و دهش استفاده می کنيم . هنگاميکه دبی خروجی از پمپ ها زياد شود ، ارتعاش در بوستر پمپ نيز زياد می شود . به همين دليل از لرزه گير بصورت جداگانه در هر خط بوستر پمپ يعنی در ورودی و خروجی هر پمپ ، استفاده می شود .

منبع دیافراگمی

آب سيالي است با درصد تراكم نزديك به صفر و بطور عملي غير قابل تراكم ؛ از آنجا كه در خطوط پمپاژ همواره مي بايست تداوم جريان سيال برقرار باشد (Continuity) ، تا عمل ازدياد فشار و انتقال توسط پمپ انجام گيرد و با توجه به غير قابل تراكم بودن آب ، لازم است تا بخشي از سيستم پمپاژ بصورت ارتجاعي قابليت جذب انرژي بصورت فشار يا كشش را دارا باشد . مخازن ديافراگمي اين قابليت را دارند كه آب را تحت فشار معيني ذخيره نموده و در صورت نياز دوباره آن را به سيستم بازگردانند . تحت فشار بودن دائمي سيستم پمپاژ ميتواند عملكرد صحيح پرشر سوئيچها (Pressure Switches) را نيز تضمين نمايد . تحقيقات نشان ميدهد كه وجود مخزن ديافراگمي در جلوگيري از بوجود آمدن تنشهاي بزرگ در اثر پديده ضربه قوچ آب ، نقش بازي مي كند .

پرشر سوئیچ يا سنسور

جهت انتقال فشار در خروجی بوسترپمپ و ارسال سیگنال برای واحد کنترل از پرشر سوئيچ يا سنسور استفاده می نمایيم

مانومتر

برای اندازه گيری فشار ورودی بوستر پمپ ، فشار خروجی بوستر پمپ ، فشار تک تک پمپ ها از مانومتر استفاده می شود

اتصالات تبدیلی و فلنجها

برای اتصال قطعات مختلف بوستر پمپ به هم از اتصالات و فلنجها استفاده می شود که بنا بر نوع و حجم بوستر پمپ از اتصالات و فلنجهای جوشی يا دنده ای استفاده می شود

شاسی

پمپ ها و الکتروموتورها بايد روی يک شاسی مناسب قرار گيرند تا از ارتعاش و حرکت آنها جلوگيری کند . مقاومت شاسی و نوع آن ، بستگی به وزن و حجم الکتروموتورها و پمپ های مصرفی در بوستر پمپ دارد

کوپلینگ

اگر پمپ و الکتروموتور با سيستم کوپلينگ در خارج از پمپ کوپله گردد ، برای اتصال پمپ به الکتروموتور نياز به کوپلينگ می باشد . اين کوپلينگ متناسب با قطر شفت الکتروموتور و پمپ است . استفاده از گارد کوپلينگ برای رعايت مسائل ايمنی اجباری است

تابلوی برق وسيله ای است که سيستم مکانيکی و الکتريکی را هماهنگ می نمايد و طراحی مناسب تابلو می تواند نقش بسزايي در کارکرد مطلوب بوستر پمپ داشته باشد . تابلوهای برق و فرمان بايد الکتروموتورها و پمپ ها را از خطرات احتمالی نظير نوسانات شديد در شبکه برق و خشک کار کردن پمپ ها و غيره محافظت کنند . همچنين تابلو بايد از نظر ايمنی نيز مورد تأييد باشد . وظيفه کنترلر (PLC) اين است که بوستر پمپ را طوری کنترل کند که در شبکه مصرف فشار و دبی مطلوب ، ايجاد گردد و استهلاک نيز در پمپ ها بطور مساوی تقسيم گردد . سيستمهاي بكار رفته در تابلوهاي فرمان و قدرت بوستر پمپ بايد امكانات مناسبي به شرح زير ايجاد نمايند :

کنترلر یا PLC

برنامه جامع جهت كنترل پمپها از طریق PLC صورت می پذیرد بصورتیکه با مصارف مختلف ، ورود و خروج پمپها به گونه ای صورت پذیرد که فشار خروجی در بازه مشخصی باشد و استهلاک مکانیکی و الکتریکی در حداقل ممکن باشد

اینورتر

جهت دور متغیر کردن پمپها به اینورتر نیاز می باشد. اینورترهای مخصوص بوسترپمپ می توانند یکی از پمپها را دور متغیر و کنترل بقیه پمپها نیز انجام دهند

فیوز اصلی

بدلیل مستقل بودن تابلوی بوستر پمپ یک عدد فیوز اصلی برای تابلو درنظر گرفته می شود. فیوزها از نوع کامپکت اتوماتیک یا فیوز مینیاتوری استفاه می گردد.

فیوزهای فرعی

برای هر پمپ یک عدد فیوز فرعی از نوع کامپکت اتوماتیک یا فیوز مینیاتوری استفاده می گردد. در برخی از موارد میتوان از کلیدهای حرارتی نیز بعنوان فیوز فرعی استفاده نمود.

كنترل فاز

برق ورودی به الکتروموتورها باید دارای ولتاژ یکسان باشند. کنترل فاز وظیفه چک کردن ولتاژها از نظر قطعی یا اختلاف ولتاژ را دارد

کنتاکتور

جهت اتصال برق به الکتروموتور برای هر پمپ یک عدد کنتاکتور مورد نیاز است. در راه اندازی ستاره-مثلث سه عدد کنتاکتور مورد نیاز می باشد.

بی متال يا کلید حرارتی

در صنعت برق یک کلید حساس به دما است که بر پایهٔ عنصر بی‌متال ساخته‌شده. کلید بی‌متال یا رله حرارتی یکی از رایج‌ترین انواع رله‌های اضافه‌بار (Over Load) حرارتی است که در صنعت برق مورد استفاده قرار میگیرد و به صورت سری در مدار الکترو موتور قرار می‌گیرد و برای حفاظت از آن در مقابل اضافه‌بار استفاده می‌شود

رله

رله نوعی کلید الکتریکی سریع یا بی‌درنگ است که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته می‌شود

کنترل سطح

جهت محافظت پمپها از خشک کار نکردن از کنترل سطح مایعات در منبع ذخیره استفاده می گردد

فریم

اجزای الکتریکی و الکترونیک در جعبه ای موسوم به فریم قرار می گیرند. ضخامت ورق، گالوانیزه بودن سینی و IP تابلو از موارد مهم فریم می باشند.

اجزای دیگر

سلکتور سوئیچها، چراغ سیگنال، تایمر، ولتمتر و آمپرمتر و کابل و سیم و اقلام دیگر در تابلوی برق مورد استفاده قرار می گیرند

خصوصیات و مزایای بوستر پمپ های کوشش

رعایت نمودن استانداردهای آبرسانی و آتش نشانی در انتخاب اجزاء و ساخت بوسترپمپ و تابلوی برق

رعایت کامل استانداردهای سایزینگ اتصالات لوله ها و شیرآلات در بوسترپمپ

استفاده از الكتروپمپهاي SPERONI ایتالیا و پمپهاي ساخت كوشش و الكتروپمپهاي خارجي با مارك معتبر در بوسترپمپ

بوستر پمپ هايی که از پمپهای عمودی استنلس استیل و افقی کوپله مستقیم SPERONI بهره می برند ، فضای بسيار کمتری را اشغال می کنند و بدليل ساختار پمپها هزينه های نگه داری به حداقل می رسد . صدای حاصل از کار اين پمپها به مراتب کمتر از صدای پمپهای مشابه می باشد .

استفاده از منابع دیافراگمی با برند معتبر جهت خنثی کردن ضربه قوچ سیستم و کاهش کار پمپها در مصرف کم . در سيستمهای دور متغيير برای دائم کار نشدن بوسترپمپ و مصرف انرژی کمتر از مخزن ديافراگمی با حجم کم استفاده می گردد .

استفاده از شيرآلات چدني پروانه اي و كشويي چدنی میراب یا فاراب و شیرهای Ball Valve برنجي سیم ایتالیا

استفاده از شير يكطرفه ویفری استيل ديسكي PN25 يا PN40

پس از اتمام کار ساخت و مونتاژ بوسترپمپ کل مجموعه به دستگاههای تست متصل شده و صحت عملکرد و کنترل کيفي قطعات ، مورد بررسی قرار می گيرد . بوستر پمپها در کارخانه شرکت کوشش پس از تست کامل مکانيکی ، الکتريکی و الکترونيکی حضور مشتری ارائه می گردند . در بوستر پمپ های شرکت کوشش سعی بر استفاده از بهترين قطعات است . کليه اقلام استفاده شده در بوستر پمپ و تابلوی برق بر اساس سفارش قابل تغيير می باشند

نصب شیرهای هواگیری و تخلیه و شیرهای جداگانه برای سنسور و مانومترها

استفاده از اينورتر ABB يا DANFOSS يا اينورترهاي با ماركهاي معتبر ديگر مخصوص کنترل بوسترپمپ

با استفاده از سيستم PLC هوشمند با برند اشنایدر در سيستم دور ثابت و استفاده از سيستم دور متغيير از طریق اینورتر در بوسترپمپها استهلاک و مصرف انرژی به حداقل می رسد .

سيستم CHANGE OVER كه استهلاك سيستم را بصورت چشمگيري كاهش مي دهد

استفاده از اجزای الکتریکی و الکترونیکی با مارکهای معتبر خارجی و ایرانی در تابلوی برق و کنترل

در سيستم دور متغیر به برد الكترونيكي یا PLC اضافي نياز نمي باشد و كليه محسبات و كنترلها از طريق خود اينورتر مخصوص بوسترپمپ صورت مي پذيرد

اينورتر قابليت برنامه پذيری توسط کامپيوتر را دارد . بنابراين پمپ و کل يونيت ميتوانند با يک برنامه کامپيوتری ويژه به کار انداخته و کنترل شوند

قابليت استفاده از يك اينورتر براي كل مجموعه و استفاده از يك اينورتر براي هر پمپ

ايجاد فشار با تلورانس بسيار كم (تقريباً ثابت) در خروجي بوسترپمپ با دبي يكنواخت

خاموش شدن اينورتر و الكتروموتورپمپها در حالتي كه مصرف وجود ندارد

قابليت Soft-Start و Soft-Stop ، بگونه ای که موتور می تواند به آرامی به دور نامی خود برسد و در صورت خاموش شدن به آرامی خاموش شود . لذا تمام اجزا و قطعات پمپ و موتور با وجود اين سيستم دچار تنش کمتری شده و عمر طولانی تری خواهند داشت

سيستم دارای تمام حفاظتهای لازم برای خود اينورتر و الکتروموتورها می باشد از جمله حفاظت در مقابل دو فاز شدن ، حفاظت در مقابل over current ، حفاظت در مقابل اتصال کوتاه خارجی ، حفاظت بی متال، حفاظت ارتینگ، حفاظت در برابر خشک کار کردن پمپها و غيره که تمام اين حفاظتها به صورت پارامتری قابل کنترل می باشند

سیستم های دورمتغیر

در بوستر پمپ ها از موتورهای محرک با دور ثابت استفاده می شود . برای نزديکی هر چه بيشتر الگوی مصرفی و کارکرد بوستر پمپ از سيستم موتور محرک با دور متغيير استفاده می کنند . هنگاميکه مصرف کننده شروع به مصرف آب می کند ، فشار سيستم افت پيدا می کند . سنسور فشار در خروجي بوسترپمپ اين کاهش فشار را حس کرده و به اينورتر انتقال می دهند . در اينورتر مقدار فشار مورد نظر بعنوان set point تعريف مي گردد . در برد يا اينورتر بر اساس قوانين پمپها ، محاسباتی صورت می گيرد تا مقدار فركانس پمپها و در نتيجه دور الکتروموتور به گونه ای تغيير يابد تا ميزان فشار خروجي پمپ با فشار set point برابر گردد . موتور اول با دور متغيير از طريق تابلوی فرمان وارد عمل می شود . سيستم کنترل تابلوی برق يا اينورترکه از سيستم الکترونيکی بهره مند است ، با توجه به ميزان مصرف ، دور موتور را تنظيم می کند و بين کارکرد بوستر پمپ با مقدار مصرف هماهنگی بوجود می آورد و الکتروپمپ با اين دور شروع به کار می کند . اگر مصرف کمتر شود ، دور موتور نيز متناسب با آن کم می شود و اگر مصرف زياد شود ، دور موتور نيز زياد می شود . اگر اين الکتروپمپ قادر به تأمين نياز مصرفی نباشد ، الکتروپمپ های ديگر به ترتيب وارد مدار می شوند. همان گونه که در شکل پيداست ، با دورهای مختلف موتور محرک ، می توان سيال را با آبدهی و فشار مشخص در خروجی بوستر پمپ داشت . در سيستم دور متغيير می توان با يک الکتروپمپ طيف وسيعی از فشار و آبدهی را پوشش داد .

منحنی مصرف و منحنی عملکرد پمپ در دورهای مختلف

در سالهای اخیر به دلیل مزایای بسیار زیاد سیستمهای دور متغیر از قبیل فشار خروجی نسبتاً ثابت ، عدم نوسانات شدید فشار ، مصرف انرژی پایین ، کمتر شدن استهلاک قطعات مکانیکی و غیره ، از این سیستمها در بوسترپمپ بصورت فراگیر استفاده می گردد . در این سیستمها با تغییر فرکانس الکتروموتور از طریق اینورتر، دور موتور تغییر می کند . با تغییر دور موتور منحنی هد و دبی پمپ نیز به تبع آن دچار تغییر می گردد و با دورهای مختلف در یک فشار ثابت ، می توان دبی های مختلفی را در خروجی پمپ داشته باشیم . با توجه به نوع کاربری بوسترپمپ و میزان دبی مورد نیاز و با احتساب درنظر گرفتن هزینه های مربوط ، بوسترپمپهای مختلفی با سیستمهای متفاوت دور متغیر طرح می گردند . دو نوع سیستم دور متغیر که کاربرد بیشتری دارد و توسط شرکتهای معتبر پمپ سازی دنیا نظیر GRUNDFOS , LOWARA , GOULDS , SPERONI مورد استفاده قرارمی گیرند ، به شرح ذیل می باشند :

سیستم اول

این سیستم جزو رایج ترین سیستمهای دور متغیر و با صرفه ترین آنها می باشد و در 90% موارد پاسخگوی نیاز می باشد . در این سیستم نوع پمپها یکسان می باشند و یکدستگاه اینورتر جهت دور متغیر کردن یکی از پمپها استفاده می گردد . در صورتیکه نیاز به دبی باشد یکی از پمپها بصورت دور متغیر وارد مدار می گردد . در صورتی که دبی مورد نیاز افزایش یابد ، دور موتور نیز بالاتر می رود . در صورتیکه دبی مورد نیاز از دبی حداکثر پمپ در حداکثر فرکانس تنظیمی بیشتر گردد و پمپ اول پاسخگوی تأمین دبی مورد نیاز نگردد ، پمپ بعدی بصورت دور ثابت وارد مدار می گردد و پمپ دور متغیر دور خود کمتر می کند بگونه ای که فشار در خروجی ثابت بماند . با بیشتر شدن دبی مورد نیاز دور الکتروپمپ نیز بیشتر می گردد تا فشار ثابت بماند . در صورتیکه دبی مصرفی از ظرفیت حداکثری دو پمپ بگذرد ، پمپ سوم نیز بصورت دور ثابت وارد مدار می گردد و پمپ اول دور خود را مجدداً پایین آورده تا فشار ثابت بماند . در صورت وجود پمپهای دیگر در بوسترپمپ این سیکل به همین ترتیب ادامه می یابد . با کم شدن مصرف ، دور موتور متغیر کم می گردد تا جاییکه به حداقل فرکانس تنظیمی می رسد. در این حالت پمپ یکی از پمپهای دور ثابت از مدار خارج می گردد . به همین ترتیب با کم شدن مصرف ، پمپهای دور ثابت به ترتیب از مدار خارج می گردند و در انتها پمپ دور متغیر از مدار خارج می گردد . در این سیستم CHANGE OVER صورت می پذیرد و کلیه پمپها امکان کارکرد دور متغیر را دارند .

سیستم دوم

در این سیستم برای هر الکتروپمپ یکدستگاه اینورتر در نظر گرفته می شود و همه پمپها بصورت دور متغیر عمل می کنند . این سیستم بیشتر در مواردی کاربرد دارد که پمپها بزرگ می باشند و دبی مصرفی بسیار بالا می باشد . در این سیستم به دلیل هزینه اینورترها ، قیمت نهایی بالا می باشد و به جز موارد خاص استفاده نمی گردد . در این سیستم نیز با شروع مصرف یکی از پمپها بصورت دور متغیر وارد مدار می گردد . در صورتیکه مصرف بیش از ظرفیت پمپ باشد ، پمپ دوم نیز بصورت دور متغیر وارد مدار می گردد و فرکانس هر دو پمپ یکسان می گردد تا فشار خروجی ثابت بماند . در صورت بیشتر شدن مصرف فرکانس پمپها نیز بالا می رود تا جاییکه به حداکثر فرکانس تنظیمی می رسند . در صورت نیاز پمپهای بعدی نیز به همین ترتیب وارد مدار می گردد . در صورت کاهش مصرف دور الکتروپمپها نیز کمتر می گردد و پمپها از مدار خارج می گردند . در این سیستم نیزمی توان از عملکرد CHANGE OVER بهره برد .