Дозиращи помпи
Начало > Автоматизация > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 5, 2009
Основни приложни области и принцип на дозиране на обемните помпи
Процесът на пренос на точно определени дози течности (респективно химикали) и впръскването им в определени съдове или процеси се нарича дозиране. Помпите, които се използват за дозиране на течни флуиди, се наричат дозиращи помпи. Всички дозиращи помпи са от "обемен" тип, т.е. характеризират се с пренос на точно определен обем течност през работната част на помпата.
Приложна област на дозиращи помпи
Основно, дозиращите помпи намират приложение в инсталации за:
l Обработка и подготовка на питейна вода;
l Обработка на отпадни води;
l Обработка на вода в плувни басейни;
l Приложения в областта на хранително-вкусовата промишленост;
l Приложения в областта на фармацевтичната промишленост;
l В CIP и SIP процеси;
l В охладителни системи (градирни кули, топлообменици и тръби);
l В отоплителни системи;
l В системи за обработка на промишлени води
и др.
Системи за обработка на питейна вода
Качеството на питейната вода е сред най-сериозните въпроси на съвременното общество. За съжаление, проблемите с качеството на питейната вода не са инцидентни - при аварии или природни бедствия. Чистата питейна водопроводна вода е лукс за повечето държави по света. В голяма част от случаите водосборът се осъществява от източници с неблагоприятна микробиология. Налице е друг подход - използват се повърхностни води с болестотворни бактерии в тях. Не са редки и случаите на използване на морално и физически остаряло оборудване, логично следствие от което е и последващото несъответствие на питейната вода със санитарно-хигиенните норми. Всички изброени причини водят до появата на епидемии. За да не се стига по подобни ситуации, се използват специални системи за пречистване на питейната вода.
На фигура 1 е показана типична схема за пречистване на питейна вода. Базовото приложение на дозиращите помпи в тази схеми на обработка на водата е в преоксидирането, коагулацията и хлорирането, дезинфекцията и корекцията на рН.
Системи за обработка на отпадни води
Милионите домакинства отделят огромни количества отпадни води. Прибавяйки към тях и многото промишлени предприятия, необходимостта от пречистване на отпадните води е очевидна - не само заради замърсяването на околната среда, но и с цел повторно използване на водата поради ограничеността на водните ресурси.
Пречистването на отпадните води би могло да се класифицира най-общо на два вида:
l Градски (общински) пречиствателни станции - пречистват водите от домакинствата в населените места;
l Промишлени пречиствателни станции - пречистване на води от предприятия.
На фигура 2 е показана в схематичен вид типична схема на пречистване на общински отпадни води. От нея е видно, че приложението на дозиращи помпи е много голямо. Те се използват в почти всички етапи на пречистване, както и в процеса на крайна дезинфекция на излизащите пречистени води.
Системи за обработка на вода в плувни басейни
Обработката на водата в плувните басейни и аквариумите се извършва на два етапа. Първият етап - включва добавяне на коагуланти за филтриране на твърдите частици във водата, а вторият етап - добавяне на натриев хипохлорит за дезинфекция, както и с оглед коригиране на киселинността (рН) на водата. Типична схема на пречистване на водата в плувни басейни е показана на фигура 3.
Възможно е водата в плувните басейни да се обработва и с газообразен хлор или таблети с твърд хлор (б.ред. това са най-често използваните начини), за което не се използват дозиращи помпи. При използването на таблети с твърд хлор процесът се извършва ръчно, а при използване на газообразен хлор - с вакуумни регулатори.
Охладителни системи
В съответствие с най-новите технически и екологични тенденции, характерни за охладителните системи, повечето от тях работят със студоносител вода. По този начин те все повече наподобяват отоплителните системи. Процесите, в които се използват дозиращи помпи, са - подготовката и обработката на вода, или топло- и студопреносната течност.
На фигура 4 може да се види типична схема на охладителна система.
Системи за охладителни кули
На фигура 5 е показано приложението на дозиращите помпи в система с охладителна кула. Характерна за тях е важността на обработката на тръбната мрежа и всички елементи от системата срещу натрупването на биофилм, както и третирането на флората. Най-ефективният метод за това е използване на хлорен двуокис.
Отоплителни системи
Процесите на водоподготовка в системите за отопление се използват най-вече при централната топлофикация. Те са най-разнообразни, като най-често използваните са: добавяне на омекотители, обработка на кондензат, обработка на топлопреносна вода, добавяне на химически реагенти (за дезинфекция) и др.
Системи за филтриране на вода
Филтрирането и пречистването на водата е от изключителна важност за предварителната подготовка на питейната вода, както и на пречистената вода с оглед постигане на строго определени нейни характеристики. Например, обратната осмоза за получаване на питейна вода от морска вода, показано на фигура 6. Известно е, че най-общо филтрирането може да се класифицира в следните видове:
l грубо филтриране, при което се премахват големите механични примеси;
l микрофилтриране;
l ултрафилтриране,;
l нанофилтриране;
l обратна осмоза.
Системи за CIP и SIP процеси
Известно е, че CIP (cleaning in place) е процес на прочистване на цялата проточна част, която има допир с пренасяната течност, на една система от областта на хранително-вкусовата промишленост. Този процес е илюстриран на фигура 7 и е много използван при обработката на месо, мляко, бира и в бутилиращата индустрия.
От друга страна, SIP (sterilization in place) е процес, аналогичен на CIP, който използва водна пара.
Дебитът не се влияе от промени в противоналягането
Обемните помпи осигуряват приблизително постоянен дебит при фиксирани обороти, независимо от промените в противоналягането на изхода на помпите. Съществуват два основни вида обемни помпи:
l Възвратно постъпателни;
l Въртящи.
Разликата в характеристиките на центробежна помпа и на въртяща, и възвратно-постъпателна обемна помпа е показана на фигура 8.
Както е видно от фигурата, дебитът на центробежните помпи се променя сериозно, докато дебитът на въртящите обемни помпи се изменя незначително, ако в противоналягането на изхода им има разлика. За разлика от тях, дебитът на възвратно-постъпателните обемни помпи не се променя при разлика в противоналягането на изхода им. Разликата в поведението, характерна за двата вида обемните помпи, се дължи на различията в големината на уплътняващите им повърхности. Загубата на обеми и по-големите уплътняващи повърхности при възвратно-постъпателните помпи води до загуба на дебит при по-големи противоналягания. И двата вида помпи се изработват с възможно най-малките допуски на размерите, за да се осигурят възможно най-добрите самозасмукване и ефективност. Въпреки това, в някои случаи е необходимо да се увеличат хлабините с цел пренос на високовискозни флуиди, течности с висока температура, както и флуиди с наличие на твърди (абразивни) частици.
Обемните помпи са пулсиращи, т.е. техният обем се променя с времето - не е постоянен. Промените в обема и скоростта, както и в съпротивлението на тръбната система и вентилите, водят до пулсации и на налягането.
Вижте още от Автоматизация
Новият брой 5/2024
