Meriveden esikäsittely: Keraamisen pumpun luotettavuuden vahvistaminen korkean-suolapitoisuuden, hiekka-kuormitetun meriveden siirrolle
Kaikissa meriveden suolanpoistojärjestelmissä ottopiste on usein paljon vaativampi kuin useimmat ihmiset ymmärtävät,{0}}etenkin avomeren ottopisteissä. Vesi ei ole vain suolaista elektrolyyttiä; se on kiinteä-neste-seos, joka sisältää suspendoituneita hiukkasia, mikro-organismeja ja hienoa hiekkaa. Esikäsittelyn on tarkoitus hoitaa suodatus ja laskeutus, mutta ennen kuin vesi edes saavuttaa näitä vaiheita, se on nostettava merestä ja siirrettävä käsittelyjunaan. Tästä yksinkertaisesta pumppausvaiheesta muodostuu suuri pullonkaula laitoksen pitkän aikavälin luotettavuudelle.
Tästä syystä monet insinöörit siirtyvät käyttämään pumppuja, joissa on keraamiset kostutetut osat. Mutta sen todistaminen, että ne todella kestävät todellista palvelua, vaatii enemmän kuin vain materiaalien tietolomakkeiden katsomista. Sinun on jaettava se kolmeen käytännön suoritusalueeseen.
Ensinnäkin, kuinka nesteen muuttuva tiheys vaikuttaa hydrauliseen käyttäytymiseen?
Kun hiekkapitoisuus vaihtelee, meriveden tiheys ja viskositeetti muuttuvat. Useimmat pumppukäyrät perustuvat kirkkaaseen veteen, joten äkillinen hiekan pitoisuuden nousu-esimerkiksi 0,5 %:sta 3 %:iin-voi työntää todelliset nosto- ja virtauspisteet suunnitteluarvoistaan. Keraamisissa pumpun siipipyörissä on erittäin sileät pinnat, mikä auttaa pitämään hydraulihäviöt suhteellisen herkkänä viskositeetin muutoksille. Silti todellinen kysymys ei ole huippunopeudesta; kyse on siitä, putoaako pääkäyrä jyrkästi vai alkaako se värähdellä hiekkakuorman muuttuessa. Testit osoittavat, että huolellisesti valitulla siipipyörän säädöllä virtauksen vaihtelu pysyy ±5 %:n sisällä suunnittelupisteestä tällä hiekkapitoisuusalueella. Tämä vakaus johtaa suoraan johdonmukaisempaan syöttöpaineeseen alavirran käänteisosmoosikalvoille.
Toiseksi, entä hiekkavaikutusten aiheuttama pitkän aikavälin eroosio?
Suurella nopeudella liikkuvat kvartsihiukkaset pääasiassa hiekkapuhallavat kotelon ja juoksupyörän reunat. Metalliosille on taipumus kehittyä ajan myötä kuoppa- tai uritettuja kulumiskuvioita. Keraamiset materiaalit, kuten alumiinioksidi tai piikarbidi, joiden Vickers-kovuus on yli 1200 HV, muuttavat kulumismekanismia leikkauksesta/leikkauksesta elastiseen iskuun. Nopeutetuissa testeissä hiekan pitoisuus kaksinkertaistui suunnitelman yläpuolelle, 2000 tunnin jatkuvan käytön jälkeen keraamisen siipipyörän tuloreuna menetti vain noin 0,08 mm materiaalia. Se on hidas, ennustettava kulumisaste. Se tarkoittaa, että käyttäjät voivat ajoittaa huollon aiempien sameustietojen perusteella sen sijaan, että odotat äkillistä akselivikaa tai katastrofaalista kotelon rikkoutumista.
Kolmanneksi, kuinka puhdistuman heikkeneminen vaikuttaa tilavuustehokkuuteen?
Pumpun sisällä oleva kulutusrenkaan välys on sisäisen kierrätyksen päätie. Metallipumpuilla, kun välys kasvaa kulumisesta, tilavuushyötysuhde laskee eksponentiaalisesti-hukkaamalla yhä enemmän tehoa. Keramiikassa on paljon pienempi lämpölaajenemiskerroin, joten kun meriveden lämpötila nousee 15 astetta 40 asteeseen, välyksen kasvu on vain noin kolmasosa siitä, mitä näkisit metallipumpussa. Validointiajoissa, kun välys avautui vähitellen 0,30 mm:stä 0,45 mm:iin ajan myötä, tehokkuushäviö pysyi lineaarisena ja lempeänä -ei äkillistä käännekohtaa. Tämä ennustettavuus säästää käyttäjiä jatkuvasta aksiaaliroottorin säätöjen tekemisestä, mikä myös vähentää toistuvista purkauksista johtuvien kokoonpanovirheiden riskiä.
Yksi asia, jota et voi sivuuttaa, on keramiikan hauraus. Luotettavuustestaukseen on sisällyttävä lämpöshokin kestävyys. Pumput käynnistyvät, pysähtyvät ja näkevät äkillisiä virtauspudotuksia, jotka aiheuttavat paikallisia lämpötilapiikkejä kotelon sisällä. Syklisissä testeissä -vuorotellen 15 asteen kylmän meriveden ja lyhyiden 45 asteen retkien välillä-mitään mikrohalkeamia ei ilmennyt. Niin kauan kuin kotelon suunnittelussa on riittävästi laajennustilaa, keraamiset pumput selviävät normaaleista imuvaihteluista ilman rakenteellisia ongelmia.
Kenttäpalaute viittaa siihen, että keraamisten pumppujen käyttö esikäsittelyssä ei tarkoita "nollakulumisen" saavuttamista. Kyse on siitä, että kuluminen on hallittavissa. Sen sijaan, että taistelet arvaamatonta korroosiota ja eroosiota vastaan, saat hitaan, mitattavissa olevan mittamuutoksen. Käyttäjät voivat päätellä pumpun sisäisen kunnon vain seuraamalla paine-eroja ja moottorin virrankulutusta{3}}ei arvailuja. Tällainen varmuus on juuri se, mikä puuttuu monista runsaasti suolaa sisältävistä, hiekkakuormitteista pumppaussovelluksista. Kun nostopumppu ei lakkaa jatkuvasti, RO-kalvot saavat vakaan, keskeytymättömän syötön. Se on todellinen tekniikan testi,-kuinka nestemekaniikka ja materiaalitiede yhdistyvät alalla.
