ما هو تأثير ختم العمود على كفاءة مضخة الطرد المركزي الأفقي

في نظام التشغيل مضخات الطرد المركزي الأفقي ، جهاز Seaf Seal ليس كبيرًا في الحجم ، لكنه يلعب دورًا حيويًا في الختم والوقاية من التسرب والتحكم في استهلاك الطاقة. لا يرتبط الاختيار المعقول وصيانة نظام ختم العمود فقط باستقرار وسلامة تشغيل المعدات ، ولكن أيضًا يؤثر بشكل مباشر على كفاءة التشغيل الكلية للمضخة.

نظرة عامة على الوظائف الأساسية وأنواع أختام العمود
تتمثل الوظيفة الرئيسية لجهاز ختم العمود في تحقيق ختم فعال في الموضع حيث يمر عمود المضخة عبر غلاف المضخة لمنع المتسابطة على طول العمود. وفقًا لمبادئ الختم المختلفة والأشكال الهيكلية ، تشمل أنواع ختم العمود الشائعة بشكل أساسي أختام التعبئة والأختام الميكانيكية والأختام غير الملامسة (مثل المحرك المغناطيسي).
يشكل ختم التعبئة حلقة ختم عن طريق ضغط التعبئة المرنة (مثل الجرافيت ، PTFE) ، وهو أمر بسيط بشكل عام في الهيكل وانخفاض التكلفة ؛ يستخدم الختم الميكانيكي اثنين من الوجوه الطرفية للاتصال المتبادلة (الحلقة الديناميكية والخاتم الساكن) للحفاظ على الختم في فيلم سائل التشحيم ، والذي يتمتع بكفاءة وموثوقية أعلى ؛ يحقق الختم المغناطيسي في المضخة المغناطيسية "تسرب صفر" حقيقي ، لكن الهيكل معقد والتكلفة مرتفعة.

تأثير أختام التعبئة على كفاءة المضخة
ختم التعبئة هو طريقة ختم أكثر تقليدية. أثناء التشغيل ، يعتمد على الاحتكاك بين العمود والتعبئة لتشكيل ختم ، ولكن عملية الاحتكاك نفسها تجلب استهلاك الطاقة ، وخاصة في السرعة العالية أو التشغيل على المدى الطويل ، تزداد حرارة الاحتكاك بشكل كبير ، مما يسبب نفايات الطاقة. في الوقت نفسه ، فإن التعبئة لها ارتداء معين على الأكمام ، مما يزيد من تواتر صيانة المعدات.
من أجل تجنب التعبئة من الاحتراق بسبب الاحتكاك الجاف ، يجب حقن السوائل الشائعة أو ماء التبريد بانتظام في غرفة الختم. يزيد هذا النظام الإضافي الإضافي من تكلفة التشغيل وقد يقدم الشوائب أو تخفيف وسط النقل ، مما يؤثر بشكل غير مباشر على الكفاءة الكلية لنظام المضخة.

خصائص توفير الطاقة للأختام الميكانيكية
الأختام الميكانيكية أكثر تطوراً في التصميم ، ويتم تحقيق الختم الديناميكي تحت حركة الفيلم السائل من خلال الوجوه الدائرية والثابتة ذات الدقة العالية. مقاومة الاحتكاك أثناء التشغيل أقل بكثير من مقاومة تعبئة الأختام ، واستهلاكها في الطاقة أقل. إنها طريقة الختم السائدة المستخدمة على نطاق واسع في المضخات الطرد المركزية الأفقية الحديثة.
نظرًا لأداء الختم المستقر وانخفاض معدل التسرب ، يمكن أن تقلل الأختام الميكانيكية من فقدان طاقة الضغط داخل غلاف المضخة وتحسين الكفاءة الحجمية والكفاءة الهيدروليكية لجسم المضخة. عند نقل الوسائط العالية للضغط أو درجة الحرارة العالية أو السامة أو المتقلبة ، تكون مزايا الأختام الميكانيكية أكثر بروزًا ، مما قد يقلل بشكل كبير من فقدان الطاقة والمخاطر البيئية الناجمة عن التسرب.
نظام التشحيم والتبريد للختم الميكانيكي هو أيضًا أكثر كفاءة. يقلل تصميم الحلقة المغلقة من استهلاك المبرد والحمل الإضافي للنظام ، وهو ضمان مهم للتشغيل الفعال للمضخة.

التأثير الخفي لتسرب ختم العمود على الكفاءة
سواء كان ختم التعبئة أو ختم ميكانيكي ، إذا فشل الختم ويسبب تسربًا ، فسيكون له تأثير سلبي على كفاءة المضخة. لا يفقد التسرب السائل طاقة جسم المضخة فحسب ، بل قد يسبب أيضًا مشاكل في السلسلة مثل تلوث الضخ ، وتجويف تجويف المضخة ، واهتزاز عمود المضخة ، مما يؤدي إلى انخفاض إجمالي في كفاءة وحدة المضخة.
سيؤدي التسرب الدقيق على المدى الطويل أيضًا إلى تسريع التآكل وارتداء التآكل ، ويؤثر على دورة التشغيل المستقرة للمضخة ودورة التشغيل المستقرة ، ويسبب خسائر التوقف بشكل غير مباشر واستهلاك طاقة الصيانة. لذلك ، فإن نظام ختم العمود الفعال ليس فقط وسيلة لتقليل خسائر التسرب المباشر ، ولكن أيضًا جزءًا مهمًا من ضمان الكفاءة المستقرة على المدى الطويل لنظام المضخة.

فقدان الطاقة للحرارة الاحتكاكية لختم العمود
إن احتكاك جهاز ختم العمود أثناء التشغيل يولد الحرارة حتماً. من ناحية ، يستهلك هذا الجزء من الحرارة جزءًا من الطاقة الميكانيكية. من ناحية أخرى ، إذا لم يتم تصميم نظام إزالة الحرارة بشكل معقول ، فقد يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة المحلية ، مما يسبب تشوه سطح الختم ، وفشل التشحيم ، وحتى الفشل المبكر لنظام الختم.
يمكن أن تقلل الأختام الميكانيكية بشكل فعال من معامل الاحتكاك وفقدان الحرارة عن طريق تحسين مواد الوجه النهائية (مثل كربيد السيليكون ، الجرافيت) والمطابقة الدقيقة. تستخدم بعض هياكل الختم المتقدمة أختام الوجه متوازنة أو مزدوجة لزيادة تقليل ضغط الوجه النهائي والتحكم في توليد حرارة الاحتكاك.
في تصميم أنظمة المضخة الموفرة للطاقة ، ينبغي اعتبار حرارة احتكاك ختم العمود أحد مصادر استهلاك الطاقة الداخلية والتحكم فيها من خلال التحسين الهيكلي ومطابقة أنظمة التبريد.