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Jun 01, 2023

Progettazione e costruzione di un campo di prova prestazionale per pompe centrifughe orizzontali

Le pompe centrifughe sono una tecnologia essenziale utilizzata per spostare i fluidi per numerose applicazioni in tutti i settori. La capacità di convalidare le prestazioni, l'efficienza e l'affidabilità della pompa è un requisito

Le pompe centrifughe sono una tecnologia essenziale utilizzata per spostare i fluidi per numerose applicazioni in tutti i settori. La capacità di convalidare le prestazioni, l'efficienza e l'affidabilità delle pompe è un requisito di molti standard pubblicati, come l'American Petroleum Institute (API) 610 e le specifiche di approvvigionamento per nuove apparecchiature. La necessità di campi di prova delle prestazioni (PTF) per supportare il mercato post-vendita è aumentata negli ultimi anni poiché gli operatori delle unità cercano di prolungare la vita o migliorare la produzione delle apparecchiature esistenti. La disponibilità di queste strutture per supportare questi miglioramenti dei processi è limitata. Recentemente è stato costruito un nuovo centro servizi in Texas e nel loro progetto è stata incorporata una PTF. Questa PTF era essenziale in questo centro di assistenza per supportare la fornitura di reverse engineering, retrofit, aggiornamenti idraulici e sostituzioni immediate che progettano e producono.

Il primo passo nella progettazione di una PTF per pompe centrifughe è determinare le specifiche richieste, come le specifiche dell'Istituto Idraulico, e lo stile della pompa, come orizzontale o verticale. Ulteriori specifiche includono l'intervallo di portata, l'intervallo di pressione e i requisiti di potenza (CV) associati. Queste specifiche includeranno le dimensioni e il tipo di pompa che può essere testata. Una volta determinate le specifiche, inizia il processo di progettazione.

La PTF deve essere progettata per simulare il più fedelmente possibile le condizioni del sistema operativo. Anche se il layout della PTF sarà alquanto semplicistico, come illustrato nell'immagine 1, la progettazione richiede molte discipline ingegneristiche diverse, da quella meccanica, elettrica e civile alla strumentazione e alla logica dei controlli. I sistemi di tubazioni devono prendere in considerazione non solo le valvole di controllo del flusso, ma anche le valvole di isolamento, i tratti rettilinei per i misuratori di portata, i supporti dei collettori, gli sfiati nel punto alto, gli scarichi nel punto basso, ecc. È necessario considerare la posizione della strumentazione per catturare la pressione e la temperatura e il percorso dei cavi dati alla sala di controllo centrale e al registratore dati devono essere puliti e privi di qualsiasi rumore di segnale.

Il sistema di fondazione deve essere progettato per misurare accuratamente le vibrazioni della pompa e una fondazione rigida posata su un sito con un adeguato riempimento e isolata dall'ambiente circostante è fondamentale. La capacità della gru e/o l'accesso al carrello elevatore sono essenziali per spostare gli azionamenti e le pompe nelle posizioni corrette.

Il progetto dell'impianto elettrico deve avere la tensione e il carico di ampere adeguati per azionare i motori richiesti. I PTF più vecchi utilizzavano tipicamente una flotta di motori e riduttori per facilitare la copertura della vasta gamma di velocità operative della pompa. I moderni PTF sfruttano gli azionamenti a frequenza variabile (VFD) per ridurre il numero di motori, eliminando la necessità di riduttori e riducendo il tempo di ciclo necessario per sostituire le pompe sottoposte a test. Progettare da zero un moderno PTF facilita la possibilità di dimensionare il sistema di azionamento elettrico a una capacità maggiore, mentre le strutture più vecchie sono costrette a condurre un test a velocità ridotta o semplicemente non possono eseguire il test. Sebbene alcuni standard di settore accettino test a velocità ridotta, il metodo preferito è la possibilità di testare la pompa nel vero punto di servizio e nelle rotazioni al minuto (rpm).

Tutti questi elementi di progettazione devono essere messi insieme per stabilire il layout fisico della struttura PTF. Anche se il ciclo PTF in sé è semplicistico, gli utenti noteranno che il controllo incrociato del progetto con tutte le discipline tecniche è un compito importante e imperativo. Un passo falso o una svista nella progettazione possono produrre notevoli ritardi nella costruzione e sforamenti del budget.

Costruire il campo di test delle prestazioni

Una volta completata la progettazione, è possibile creare la PTF. Per avere una PTF moderna, è necessario prestare particolare attenzione alle fondamenta del sito per garantire la qualità dei risultati del test. Il suddetto centro servizi è stato preventivamente predisposto liberando il sito dalla vegetazione e dal terreno superficiale. Quindi il sito è stato sottoposto a rullatura di prova con un rullo di tipo pneumatico per rilevare eventuali aree deboli rimanenti. Una volta rimosse le aree deboli, il sito è stato riempito per livellare secondo le specifiche di progetto con compressione e livellamento adeguatamente progettati.