Nireas capitolul 5 2 ro

ELEARNI NG PENTRU OPERATORI IAPELOR REZI DUALE

CAPI TOLUL5.

2

ULTI LI ZAREA ŞI Î NTETI NAREA ECHI PAMENTULUI

NIREAS

Capitolul 5-2

5.2 ECHIPAMENT HIDRAULIC 5.2.1 Pompe Pomparea reprezintă o operație a unității folosită pentru deplasarea fluidului dintr-un punct în altul.

Acest capitol tratează diferite subiecte legate de această operație importantă a unității, semnificativă pentru tratamentul fizic al apei și al apelor reziduale. Aceste subiecte includ stațiile de pompare și diverse tipuri de pompe; înălțimea totală dezvoltată; legile de demultiplicare a pompelor; caracteristicile pompelor; eficiența maximă de funcționare; viteza specifică de pompare; înălțimile dezvoltate de stația de pompare; presiunea de aspirație pozitivă și pompele de adâncime; și analiza presiunilor stațiilor de pompare.

5.2.1.1 Stații de pompare Zona în care sunt instalate pompele reprezintă stația de pompare. Pot exista una sau mai multe pompe. Funcție de rezultatele dorite, pompele pot fi conectate în paralel sau în serie.

Pentru conexiunea în paralel, devărsările tuturor pompelor sunt combinate într-una singură. Astfel, pompele conectate în paralel măresc debitul de la stația de pompare.

Pe de altă parte, în conexiunea în serie, deversarea primei pompe devine intrarea celei de-a doua, iar deversarea celei de-a doua devine intrarea celei de-a treia pompe etc. Astfel, în acest mod de funcționare, căderea realizată de prima pompă se adaugă căderii realizate de a doua pompă, iar căderea obținută din a doua pompă se adaugă căderii realizate de a treia pompă etc., pentru a obține presiunea totală a sistemului. Astfel, pompele conectate în serie măresc ieșirea totală a căderii de apă din stația de pompare prin însumarea căderilor tuturor pompelor. Deși ieșirea totală a căderilor este mărită, debitul total de ieșire din întregul ansamblu este identic cu intrarea în prima pompă.

Figura 5.2.1. Plan și secțiune stație de pompare cu conectare în paralel (Arcadio P. Sincero Sr. D.Sc. P.E., Gregoria A. Sincero M. Eng. P.E., 2003)

1

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.2. Pompe conectate în serie 5.2.1.2 Tipuri de pompe Pompele se împart în două clase generale: pompe centrifuge și pompe volumetrice.

Două categorii de bază ale pompelor sunt folosite în utilizarea apelor reziduale: pompele de viteză și pompele volumetrice. Pompele de viteză, ce includ pompe centrifuge și pompe verticale cu turbină, sunt folosite în marea majoritate a aplicațiilor cu sisteme de distribuție a apelor reziduale. Pompele volumetrice sunt cel mai des folosite în stațiile de tratament al apelor reziduale pentru monitorizarea conținutului de substanțe chimice. Pompele centrifuge sunt acele pompe care deplasează fluidele prin împărțirea forței tangențiale a unei palete de rotație denumită rotor. Deplasarea fluidului este rezultatul acțiunii indirecte a rotorului. Pompele cu piston plonjor, pe de altă parte, împing pur și simplu fluidul pentru a-l deplasa. Astfel, acționarea este directă, deplasând pozitiv fluidul, fiind astfel numite pompe volumetrice.

Subcategoriile suplimentare de pompe sunt prezentate mai jos: a. Centrifuge cu flux radial b. Centrifuge cu flux axial și mixte Pompe volumetrice c. Pompe cu pistoane sau plonjoare d. Pompe cu diafragmă e. Pompe elicoidale Pompe de aer f. Pompe pneumatice cu jet de apă Randament Randamentul acoperă intervalul de la 85%, pentru centrifuge de capacitate mare (tipurile a și b), până la sub 50%, pentru unitățile mai mici. Pentru tipul c, randamentul este de la 30% în sus, funcție de putere și numărul de cilindrii. Pentru tipul d, randamentul este de aproximativ 30%, iar pentru tipurile e, f, și g, sub 25%.

Materiale Pentru pompele a și b pentru apă, se folosesc rotoare standard din bronz, rulmenți din bronz sau oțel, arbori din oțel inoxidabil sau carbon și carcase din oțel turnat; pentru pompele a, b sau c pentru ape menajere se folosesc materiale similare, cu excepția faptului că rotoarele sunt din oțel turnat; pentru pompele de tip a sau c pentru ape reziduale industriale și distribuitoarele de substanțe chimice, se folosește o varietate mare de materiale funcție de gradul de coroziune; pentru tipul d, materialele sunt similare, cu excepția diafragmelor care sunt de obicei din cauciuc; tipurile e, f și g sunt standard, din componente din oțel.

2

NIREAS

Capitolul 5-2

Selectare pompă Tabelul următor prezintă tipul corespunzător de pompă ce trebuie selectat funcție de diferiți parametri; lichidul ce trebuie pompat, debitele și înălțimea (căderea) totală.

a b

c

d e f g

Pentru înălțime

Canalizare brută sau tratată parțial și suspensii grele Mâl sau noroi vâscos sau gros

Lichide clare – vâscozitate ridicată Mâl subțire sau suspensii

Lichide clare scăzută

–

Indicații tipuri caracteristici

Tipul pompei

vâscozitate

Tabelul 5.2.1. Selectare pompă (David H.F. Liu, Bela G. Liptak, 1999) Pentru lichidul pompat Pentru capacitate

Centrifuge cu flux radial Centrifuge cu flux axial și flux combinat Pistoane oscilante și plonjoare Pompe cu diafragme Șuruburi centrifuge Ejectoare pneumatice Pompe de evacuare cu aer comprimat

3

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.3. Tipuri de pompe și stații de pompare – imagini schematice (David H.F. Liu, Bela G. Liptak, 1999)

Figura 5.2.4. Tipuri de pompe și stații de pompare - secțiuni (David H.F. Liu, Bela G. Liptak, 1999)

4

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.5. Stații submersibile standard de ridicare a presiunii (Jensen Engineered Systems, 2012)

Figura 5.2.6. Stație standard submersibilă de ridicare a presiunii – reprezentare 3D

5

NIREAS

Capitolul 5-2

Centrifuge cu flux radial Pompele cu flux radial aruncă lichidul ce pătrunde în centrul rotorului sau difuzorului de lichid în afară, într-un con spiralat sau un vas. Rotoarele pot fi închise, semi-deschise sau deschise, funcție de tipul aplicației. Rotoarele închise au o eficiență mai ridicată și sunt mai mult utilizate decât celelalte două tipuri. Pot fi proiectate gata de utilizare cu caracteristici împotriva îmbâcsirii. În plus, folosirea mai multor rotoare poate mări caracteristicile de ridicare a presiunii. Aceste pompe pot avea un model orizontal sau vertical.

Componentele majore ale pompei centrifuge cu flux radial (Frank R. Spellman, 2011)

Figura 5.2.8. Vedere de ansamblu a pompei centrifuge cu flux radial

6

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.9. Pompă submersibilă de canalizare cu flux radial (Jensen Engineered Systems, 2012)

Figura 5.2.10. Vedere de ansamblu pompă submersibilă cu flux radial (Jensen Engineered Systems, 2012)

7

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.11. Centrifuge cu flux axial (Garr M. Jones, PE, 2006) Centrifuge cu flux axial Pompele cu propulsor și curgere axială, deși clasificate ca centrifugale, nu aparțin cu totul acestei categorii, pentru că elicea apasă mai mult decât să arunce lichidul în sus. Paletele rotorului pentru centrifugele cu flux mixt sunt proiectate în vederea asigurării unei aruncări parțiale și împingeri parțiale a lichidului în afară și în sus. Modelele axiale și mixte de curgere pot acționa capacități mari dar cu înălțimi reduse de deversare. Ele sunt realizate vertical.

Sensurile standard de curgere în pompele centrifuge sunt: (a) curgere radială, verticale; (b) curgere mixtă; (c) curgere radială, orizontală; (d) curgere axială.

Pompe cu pistoane, plonjoare și pompe cu diafragmă Aproape toate pompele cu pistoane folosite în uzinele de tratament ale apelor reziduale sunt pompe de monitorizate sau de putere. În mod obișnuit, pistonul sau plonjorul este folosit într-un cilindru ce este antrenat înainte și înapoi de arborele cotit conectat la un sistem de antrenare exterior. Reglarea fluometrelor pompei implică doar modificarea lungimii și numărului de curse ale pistonului. O pompă cu diafragmă este similară pompei cu piston sau plonjorului, dar în locul pistonului, conține o diafragmă flexibilă ce oscilează în timp ce arborele cotit se rotește.

Plonjorul și pompele cu diafragmă alimentează cantități măsurate de substanțe chimice (acizi sau sodă caustică pentru reglajul pH) în apă sau curentul de apă reziduală. Ele pompează și noroiul și mâlul în uzinele de tratament a apelor reziduale.

8

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.12. Pompă elicoidală, un exemplu de pompă volumetrică (Garr M. Jones, PE, 2006) Pompe elicoidale În acest tip de pompă, motorul rotește un șurub paletă sau un stator din cauciuc pe un arbore pentru a ridica sau alimenta noroiul sau materialele solide reziduale la un nivel mai înalt. Ridicarea cu șurubul Arhimede este indicată pentru debitele de ordinul a 20.000 m3/h și înălțimi manometrice de până la 10 m. Avantajele șuruburilor Arhimede sunt: • Ele pot funcționa în prezența unor cantități mari de solide fără riscul de blocare.

• Sunt foarte eficiente, chiar și cu sarcini (momente) parțiale (25% - 75% din valoarea nominală).

• Au viteze scăzute de lucru (între 10 și 100 rot/min), prevenind uzura prematură și contribuind la mărirea durabilității.

• Întreținerea este economică și simplă, datorită accesului facil la bolțul deschis.

Pompele elicoidale sunt aproape întotdeauna instalate în pompa de intrare din stația de ridicare, pentru WWTP mediii și mari.

Pompe pneumatice cu jet de apă În această metodă de pompare, reziduurile curg într-un vas de recepție și un sistem de presiune pneumatică suflă apoi lichidul pentru a fi prelucrat prin tratare la o înălțime mai mare. De obicei este inclus un controler, ce menține tancul ventilat în timpul umplerii. Când tancul este plin, controlerul de nivel acționează supapa solenoid tridirecțională pentru închiderea portului de ventilație și deschiderea sursei pneumatice de alimentare pentru presurizarea tancului. Sistemul pneumatic poate folosi aerul din stația de compresoare (sau aburi), un tanc pneumatic de presurizare sau un compresor de aer. Cu compresoarele mari, poate fi obținută o capacitate de 30 m3/h cu ridicări până la 15 m. Acest sistem nu are nicio componentă movibilă în contact cu reziduurile; astfel, nu se blochează niciun rotor. Ejectoarele în mod normal nu prea au nevoie de întreținere și funcționează mai mult timp decât pompele.

9

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.13. Sistem pneumatic de evacuare și echipament & conducte aferente (David H.F. Liu, Bela G. Liptak, 1999)

Figura 5.2.14. Ejector pneumatic (Garr M. Jones, PE, 2006)

10

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.15. Pompă de evacuare cu aer comprimat (Garr M. Jones, PE, 2006) Pompe de evacuare cu aer comprimat Aerlifturile includ un tub cu curent ascendent, o linie de aer și un compresor de aer sau suflantă.

Ridicările cu aer comprimat suflă aerul la baza unui tub cu curent ascendent scufundat. În timp ce bulele de aer se deplasează în sus, ele se extind (reducând densitatea și presiunea din tub) și împing lichidul din jur ca să intre. Curenții cu debite ridicate, de nivelul 300 m3/h, pot fi astfel ridicați pe distanțe scurte. Pompele cu aer comprimat sunt folosite în tratamentul apelor reziduale pentru transferul soluțiilor combinate sau a mâlului dintr-un proces în altul.

5.2.1.3 Rotoare Următoarea figură prezintă diferite tipuri de rotoare folosite în pompele centrifuge. Cea în figura (a) este folosită pentru pompele cu flux axial. Pompele cu flux axial sunt pompele ce transmit fluidul pompat în direcție axială. Mai sunt denumite și pompe propulsor, pentru că rotorul propulsează fluidul înainte, similar mișcării unei ambarcațiuni cu propulsoare. Rotorul din figura (d) are o carcasă sau un capac deasupra. Acest model poate determina înălțimi mai mari, comparativ cu cel fără carcasă. Dezavantajul însă este că nu este convenabil pentru pomparea lichidelor ce conțin solide, de tipul pânzelor, pietrelor, deoarece aceste materiale pot bloca ușor rotorul. În general, un rotor centrifugal poate devărsa fluxul în trei moduri: prin aruncare directă a curentului radial în partea camerei ce îl înconjoară, prin propagarea curentului înainte datorită modelului corect al rotorului și prin aruncări combinate ale curentului înainte și radial. Pompa ce folosește prima rotorul se numește pompă cu flux radial; a doua, așa cum a fost specificat anterior, se numește pompă cu flux axial; iar a treia pompă ce folosește al treilea tip de rotor se numește pompă cu flux combinat. Rotorul din figura (c) este folosit pentru pompe cu flux combinat.

11

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.16. Diverse tipuri de rotoare pentru pompe: (a) flux axial; (b) model deschis; (c) flux combinat; și (d) rotor acoperit (Arcadio P. 2003)

Figura 5.2.17. Tipuri de rotoare pentru pompe centrifuge. A. Rotor închis; B. Rotor semideschis; C. Rotor deschis; D. Difuzor de lichid; E. Rotor cu flux combinat; F. Rotor cu flux axial (David H.F, 1999) Rotoare deschise Rotoarele deschise nu au acoperire frontală sau în spate, permițând astfel impurităților ce pot îmbâcsi rotorul să fie trase și mărunțite de-a lungul plăcilor fixe de uzură frontale și din spate, măcinând astfel particulele până la o dimensiune suficient de mică pentru a trece prin rotor. Acest lucru funcționează bine cu particulele moi, dar determină abraziune prea mare a rotorului și a plăcilor de uzură atunci când particulele sunt mai dure față de materialul rotorului. Un alt dezavantaj al acestui model deschis este necesitatea unei anumite grosimi mai mari a paletelor rotorului. Ele trebuie să aibă rezistența mecanică suficientă pentru a face față tensiunilor lichidului pompat.

Această grosime mare determină micșorarea zonei fluxului. În plus, scurgerile în rotor sunt determinate de jocurile frontale și din spate ale lamei (unde axul și carcasele ar fi pe rotorul închis).

Această scurgere variază foarte mult funcție de jocurile create între rotor și plăcile de uzură. Pentru că pompa se uzează în timp, aceste jocuri se lărgesc, mărind și mai mult pierderile prin scurgeri, reducând randamentul pompelor și, în multe cazuri, debitul și nivelurile căderilor. Un avantaj al rotoarelor deschise este faptul că nu determină aproape nicio sarcină de apăsare axială hidraulică datorită lipsei carcaselor. Fiind fără miez, sunt ușor de realizat – având astfel și un preț mai redus.

12

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.18. Rotor deschis (Jensen Engineered Systems, 2012) Rotoare închise Rotoarele închise (denumite și rotoare capsulate) au atașate carcasă și suprafețele axului.

Suprafețele au mai multe avantaje. Ele elimină pierderile din scurgerile din ventilatoare. Ele asigură durabilitate și stabilitate, permițând reducerea grosimii paletelor ventilatorului și mărind zona de curgere prin rotor. Cele două carcase asigură și o suprafață de apăsare axială de pe care poate fi echilibrată presiunea diferențială. Dezavantajul evident al rotoarelor închise este faptul că pentru impuritățile care intră în ventilatoare și sunt prea mari pentru a trece mai departe, rotorul se blochează și trebuie scos manual. Această operație de curățare, denumită deseori debavurare în industria apelor reziduale, necesită timp și costuri de dezasamblare a pompei.

Rotoare semideschise Rotoarele semideschise au doar o carcasă, fie la spate, fie în față. Prezintă câteva din avantajele fiecărui model anterior și au și dezavantajele lor proprii. Pentru că fluidul are un singur traseu de scurgere prin lamele, pierderile prin scurgeri sunt reduse, fiind astfel mai eficiente decât modelele cu rotor deschis complet. Având o față a rotorului deschisă, acest lucru permite trecerea particulelor ce ar putea bloca multe rotoare închise. Dezavantajul lor major este faptul că au doar o carcasă pe care presiunea fluidului se poate dezvolta.

Figura 5.2.19. Rotor închis (Jensen Engineered Systems, 2012)

Figura 5.2.19. Rotor semi-deschis (Jensen Engineered Systems, 2012)

13

NIREAS

Capitolul 5-2

5.2.20. Înălțimi ale stației de pompare (John M. Stubbart, 2006 ) NOTĂ: Această figură prezintă o pompă cu înălțime de aspirare. Pompele trebuie să aibă o înălțime de aspirare care semnifică faptul că nivelul apei din puț ar trebui să fie mai mare decât rotorul pompei. Această pompă va porni cu dificultate dacă nu este pompă cu autoamorsare, pentru că nivelul apei în puț este sub pompă. De asemenea, dacă aerul pătrunde în linia de aspirare, singura posibilitate de a ieși este prin pompă. Controlul poate fi modificat pentru a permite pompei să funcționeze doar la o anumită înălțime de aspirare, dacă nu va determina o inundare a zonei de recepție. Înălțimea de deversare a pompei reprezintă suma următorilor factori: ÎNĂLȚIME STATICĂ (hd) — Distanța verticală prin care trebuie ridicat lichidul.

PIERDERI DE PRESIUNE PRIN FRECARE (hf) — Rezistența curentului determinată de frecarea prin conducte. Pierderile la intrare și prin deplasare pot fi și ele incluse. Tipul fluidului (densitate, vâscozitate și temperatură) și caracteristicile conductei (rugozitate sau rectilinitate) influențează pierderile prin frecare, fiind necesară o analiză atentă a majorității sistemelor de pompare, deși pot fi folosite și tabele de valori pentru sistemele mai mici.

PRESIUNE DINAMICĂ (hv) — Căderea necesară pentru a propaga energia într-un fluid pentru a mări viteza. În mod normal, această înălțime este destul de mică și poate fi ignorată dacă înălțimea totală nu este și ea mică.

14

NIREAS

Capitolul 5-2

ÎNĂLȚIME DE ASPIRARE (hs) — Reduce presiunea diferențială ce trebuie atinsă de pompă când există o înălțime pozitivă a părții de aspirație (un rotor scufundat). Dacă nivelul apei este sub pompă, înălțimea de aspirare a pompei și frecarea în conducta de aspirație trebuie adăugate presiunii diferențiale totale necesare. Valoarea înălțimii de aspirare a pompei ce poate fi operată trebuie calculată cu atenție. Înălțimea de aspirare a pompei este limitată de presiunea barometrică (ce depinde de altitudine și temperatură), presiunea vaporilor (ce depinde și ea de temperatură), frecarea și pierderile la intrare în partea de aspirație și presiunea de aspirație pozitivă necesară (NPSHR) — un factor ce depinde de forma rotorului și este obținută de la producătorul de pompe. ÎNĂLȚIME STATICĂ TOTALĂ (H)—Exprimată prin următoarea ecuație: H’ = hd + hs ÎNĂLȚIME DINAMICĂ TOTALĂ (H’)—Exprimată prin următoarea ecuație: H’ = hd + hf + hv + hs Putere Puterea de ieșire Ieșirea puterii unei pompe reprezintă energia utilă a fluidului obținută de pompă. În unitățile din SI, ieșirea puterii este definită astfel: P=γxQxH Unde • P este puterea apei, în kW • γ este greutatea specifică a fluidului, în kN pe metru cub (kN/m3) • Q este debitul, în m3/s • H este înălțimea dinamică totală, în m Puterea de intrare Randamentul pompei este măsurat prin debitul pe care îl poate determina o pompă funcție de înălțimea dată pentru o anumită eficiență. Capacitatea pompei depinde de modelul și informațiile modelului furnizate de către producătorul de pompe printr-o serie de grafice pentru o anumită pompă. Randamentul pompei, Ep, reprezintă raportul dintre puterea utilă de ieșire (kW apă [wkW] sau cai putere apă [whp]) și puterea de intrare la arborele pompei. Astfel, forța de frânare Bp, (bkW) ce trebuie furnizată de sistemul de antrenare este, în unități SI: Bp = Randamentul pompei este cuprins de obicei între 40 și 90% și crește odată cu dimensiunea pompei.

Pierderile de energie într-o pompă sunt volumetrice, mecanice și hidraulice. Pierderile de volum sunt cele de scurgerile prin jocurile mici între inelele de compensare ale uzurii în carcasa pompei și elementul de rotație.

Pierderile mecanice sunt determinate de frecarea mecanică dintre bucșele de etanșare și rulmenți, prin frecarea internă a discului și forfecarea fluidă. Pierderile prin frecare și curenții turbionari din pasajele curenților influențează pierderile hidraulice.

Cel mai bun randament de funcționare al pompelor Citirea și înțelegerea graficelor pompelor centrifuge reprezintă cheia pentru selectarea corectă a unei pompe. Există patru curbe importante prezentate în graficul standard de randament al producătorului. Ele sunt enumerate mai jos și sunt reprezentate în figura următoare.

1. Înălțime 2. Randament 3. Putere 4. Presiunea de aspirație pozitivă necesară (NPSHR)

15

NIREAS

Capitolul 5-2

5.2.21. Curbă o singură linie și curbe Iso-randament Notați faptul că această curbă a randamentului este împărțită în diferite linii de iso-randament, fiecare linie reprezentând un randament constant. Se citește similar unei hărți topografice, liniile isorandament corespunzând liniilor de ridicare ale hărții.

Căderea pe care o pompă o poate determina pentru diferite debite și viteze de rotație este stabilită în testele de pompare desfășurate de către producătorul pompei. În timpul testării, capacitatea pompei este variată prin încetinirea fluxului cu o supapă în conducta de evacuare și este măsurată înălțimea respectivă. Rezultatele acestor teste și a altor teste cu diametre diferite ale rotorului sunt reprezentate grafic pentru a obține o serie de curbe înălțime-capacitate (H-Q) pentru pompă,la anumite viteze date. Simultan, este măsurată puterea la ieșire a pompei. Randamentul este calculat în diferite momente de operare și aceste valori sunt și ele reprezentate grafic în aceeași diagramă. Împreună, aceste curbe sunt cunoscute sub numele de "curbe caracteristice ale pompei." Totuși, pompele nu pot funcționa continuu sau pe perioade lungi de timp în toate punctele de pe curbele lor caracteristice. Defecte grave pot rezulta din funcționarea continuă, prea aproape de închidere sau prea departe în dreapta punctului celui mai bun randament (BEP).

Presiunea de aspirație pozitivă disponibilă (NPSHA) În timp ce analiza presiunii de aspirație pozitivă disponibilă (NPSHA) nu este importantă pentru modelul scufundat al pompei, atunci când se proiectează un puț de drenaj, analiza NPSH este vitală.

Discuția de mai jos demonstrează de ce analiza NPSHA nu este necesară pentru modelul pompei scufundate. Există două forme de NPSH. Presiunea de aspirație pozitivă necesară (NPSHR) este furnizată de producător, iar presiunea de aspirație pozitivă disponibilă (NPSHA) reprezintă valoarea energiei disponibile la intrarea în pompă în funcție de planul sistemului. NPSHA este calculată cu ajutorul formulei de mai jos:

16

NIREAS

Capitolul 5-2 NPSHA = Hatm ± hs - hvp - hf

Unde: • Hatm = Presiunea atmosferică la suprafața lichidului (m) • hs = Înălțime statică de aspirație (m) (+, dacă aspirația este deasupra ochiului rotorului / -, dacă aspirația este sub ochiul rotorului) • hvp = Presiunea vaporilor lichidelor la temperatura de pompare (m) • hf = Pierderile prin frecare în conductă și garniturile din tancul de aspirație la intrarea în pompă (m) NPSHR este prevăzută în graficul producătorului. Cel mai important lucru de știut despre NPSH este că NPSHA trebuie să fie mai mare decât NPSHR. În mod normal, se folosește un factor de siguranță de 1,3. Astfel: NPSHA ≥ 1,3 NPSHR Scopul analizei presiunii de aspirație pozitivă este asigurarea scufundării rotorului pompei împreună cu lichidul. De exemplu, într-un model de puț de drenaj, apa este depozitată într-un puț umed și pompa într-o clădire separată și nu este scufundată. Dacă schița a fost proiectată astfel încât, la un anumit punct, nivelul apei în puțul umed a scăzut suficient încât să nu fie forțată în rotorul pompei, pompa începe să corodeze. Într-o stație cu pompă scufundată, cu model corect al înălțimilor de control, pompa este întotdeauna scufundată și forțează fluidul în rotor, astfel încât să elimine această problemă.

Motoare electrice Motoarele electrice sunt sistemele de antrenare cel mai des folosite în stațiile de pompare, în primul rând datorită supleței, formei compacte și serviciilor reduse de întreținere. Cea mai întâlnită mașină este motorul polifazat (trifazat) cu inducție și colivie de veveriță; aceste motoare variază ca dimensiune de la unul la câteva mii de cai putere. Motoarele cu inducție de până la aproximativ 600 kW (800 CP) sunt folosite în general pentru sisteme de antrenare cu viteză reglabilă, dar sistemele de antrenare mai mari tind să fie mai economice cu rotor bobinat sau motor sincron. Motoarele mari cu colivie de veveriță au totuși un randament mai înalt și coeficienți de putere ce determină costuri de operare asemănătoare celor ale motoarelor sincrone fără capital mare. Mai mult, funcțiunile de control sunt mai complexe pentru motoarele sincrone și cu rotor bobinat. Motoarele monofazice sunt folosite pentru antrenarea sarcinilor mici și nu sunt luate în considerate ca sisteme de antrenare în stații de pompare.

Următoarele informații minime trebuie oferite pe plăcuțele nominale ale motoarelor cu inducție monofazice și polifazice: 1. Tipul și scopul cadrului producătorului. "Tipul" este folosit deseori de către producătorii de motoare pentru a defini motorul: mono- sau polifazat, cu una sau mai multe viteze.

Motoarele dintr-o anumită gamă nominală de cai putere sunt construite într-o anumită dimensiune a cadrului sau carcasei. În scopul standardizării, a fost desemnată o dimensiune a cadrului pentru fiecare motor cai putere integral, astfel încât înălțimile și dimensiunile arborilor sunt identice pentru a permite interschimbabilitatea motoarelor.

2. Cai putere. Puterea nominală de ieșire a arborelui motorului.

3. Normarea timpului. Normarea timpului sau "regim de lucru" definește perioada de timp în care motorul poate dispune de valorile nominale de pe plăcuță fără a depăși limitele proiectate. Motoarele pompei sunt normate pentru regim de lucru continuu sau "Cont."

4. Temperatura maximă a mediului de lucru pentru care motorul este proiectat (de ex. standard 40 sau 500C).

17

NIREAS

Capitolul 5-2

5. Nivelul etanșării sistemului. Clasele A, B, F sau H. Clasele de etanșare sunt normate direct pentru durata de viață a motorului.

Clasa A de etanșare are o limită recomandată a temperaturii de 105 oC Clasa B poate atinge 130 oC Clasa F poate atinge 155 oC Clasa H poate atinge 180 oC 6. Protecția împotriva infiltrațiilor (IP) a motorului electric. Clasificarea reprezintă o măsură a capacității motorului de a rezista infiltrațiilor de praf și apă. Obiectele, praful sau apa pot pătrunde în motor, dacă nu influențează negativ funcționarea acestuia.

7. Rot/min la sarcină nominală completă 8. Frecvență. 60 Hz în America de Nord, 50 Hz în Europa.

9. Numărul de faze. De obicei trifazate pentru motoarele de cel puțin 0,5 CP, monofazat pentru mai puțin de 0,5 CP. 10. Curent sub sarcină nominală 11. Tensiune Motoare cu ulei vs. aer Motoarele cu umplere cu ulei oferă diverse avantaje. Datorită capacității mai mari de transfer termic al uleiului, comparativ cu cel al aerului (aproximativ de 7 ori) motoarele cu ulei tind să funcționeze mai reci. Uleiul asigură și lubrifierea continuă a rulmenților și bobinelor. Anumiți producători susțin că vibrațiile sau impulsurile momentului la pornire ale bobinelor determină uzura etanșărilor, cauzând astfel scurtcircuite în motoare. Motoarele cu ulei sunt proiectate cu lubrifierea bobinelor și prevenirea defecțiunilor din frecarea firelor în timpul demarajului. Acestea reprezintă și ele studii ce sprijină teoria conform căreia motoarele cu ulei previn pătrunderea umezelii în etanșarea hidroscopică a bobinelor, un avantaj pentru că etanșările tind să se rupă mai rapid în medii cu umezeală ridicată.

Motoarele cu aer au o cantitate mai scăzută de pierderi prin compresie comparativ cu motoarele cu ulei. Estimările standard sunt de 1% până la 2% pierderi mai reduse. Motoarele pneumatice funcționează cel mai bine în aplicațiile în care lichidele sunt întotdeauna răcite și asigură disipare suficientă a căldurii. Dacă disiparea căldurii este o problemă, motoarele cu ulei sunt mai avantajoase față de cele cu aer.

Puterea nominală a motorului (Bm) este mai mare decât puterea de intrare a pompei (Bp) cu un procent denumit marjă de siguranță, ce ia în considerare pierderile de transmisie (dacă există) de la motor la pompă. Marja de siguranță variază între 40% și 10% și este mai mare pentru pompele mici și mai mică pentru pompele mari. Dacă sunt estimate variații ale debitelor în exces, puterea nominală a motorului trebuie selectată pentru debitul maxim al pompei din curbele de funcționare. În mod normal, se folosește un randament al motorului de cel puțin 85%. Astfel: Bm= Unde: • Bm = Puterea nominală a motorului (kW) • Bp = Puterea maximă de intrare a pompei (kW) • Em = Randamentul motorului într-un anumit punct selectat de operare (%)

18

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.22. Pierderile de putere datorită ineficienței motorului și pompei (John M. Stubbart, 2006 ) Calcule Relația între apă și electricitate O explicație simplă a măsurătorilor electrice poate oferită comparând comportamentul electricității cu cel al apei.

Tensiunea (potențialul) poate fi comparat cu presiunea în conducta de apă (psi).

Intensitatea (curentul) poate fi comparat cu cantitatea curentului, iar rezistența (ohms) poate fi similară pierderilor prin frecare într-o conductă.

Viteza unui fluid printr-o conductă Viteza sau deplasarea unui fluid ce curge printr-un canal sau conductă depinde de aria transversală a conductei și cantitatea de apă deplasată prin linie; de exemplu, dacă diametrul unei conducte este redus, atunci viteza apei în linie trebuie să crească pentru a permite trecerea unei cantități identice de apă prin linie.

Viteza (m/sec) = Problemă Dacă debitul printr-o conductă de diametru 0,2 m este de 0,1 m3/sec, care este viteza?

Soluţie Viteza (m/sec) =

=0,318 m3/sec

Pierderi de presiune prin frecare Există diverse formule matematice de calcul al pierderilor prin frecare. Ecuația Hazen-Williams este una din cele mai folosite pentru conductele din oțel moale sau PVC/HDPE. În mod normal, nu avem

19

NIREAS

Capitolul 5-2

nevoie să calculăm pierderile prin frecare, pentru că există multe manuale tehnice cu tabele de valori înregistrate de mult timp. De asemenea, vitezele în diferite diametre ale conductei la diferite debite, precum și coeficientul de rezistență (K) pentru supape și garnituri sunt oferite în aceste manuale.

Pierderea de presiune prin frecare reprezintă cantitatea de energie folosită pentru învingerea rezistenței curentului lichidelor prin sistem. Ea depinde de lungimea și diametrul conductei, rugozitatea conductei și presiunea dinamică. Mai este influențată și de construcția fizică a sistemului de conducte. Numărul și tipurile carcaselor, vinclurilor, supapelor pompelor etc. vor influența foarte mult pierderea de presiune prin frecare a sistemului. Acestea trebuie să fie convertite funcție de lungimea echivalentă a conductei și incluse în ecuația de mai jos: Pierdere de presiune prin frecare = Coeficient rugozitate x Coeficientul de rugozitate variază cu lungimea și diametrul, precum și starea conductei și materialul din care este realizată. Accelerația gravitațională este indicată cu g.

Problemă: Care este pierderea de presiune prin frecare într-un sistem ce folosește 1.500 m de conductă de diametru 0,1 m, când viteza este 1 m/sec? Supapele sistemului sunt echivalente cu 150m suplimentari de conductă. Materialele de referință indică un coeficient de rugozitate de 0,02 pentru această conductă și debit.

Soluție: Pierdere de presiune prin frecare = 0,02 x

= 10,16 m

Se poate calcula pierderea de presiune prin frecare și folosind tabelele de specialitate. Pierderea de presiune prin frecare mai poate fi determinată pe partea aspirației pompei și pe partea evacuării din pompă. În ambele cazuri trebuie să determinăm: 1. Lungimea conductei 2. Diametrul conductei 3. Viteza 4. Echivalentul conductei supapei, vincluri etc.

Presiune dinamică Presiunea dinamică reprezintă valoarea înălțimii sau energia necesară pentru menținerea vitezei stabilite în liniile de aspirație și evacuare. Modelul majorității pompelor are presiunea dinamică totală a sistemului de pompare setată la zero. Notă: presiunea dinamică se modifică de la un punct la altul în conductă doar dacă există diferențe de diametru al conductei. Presiunea dinamică și înălțimea dinamică totală sunt determinate astfel: Înălțime dinamică = Notă: Un sistem static nu are presiune dinamică, pentru că apa nu se mișcă.

Funcționare & întreținere Pentru mai multe recomandări specifice, vă rugăm să consultați instrucțiunile de funcționare și întreținere ale producătorului. Aceste sugestii sunt în general standard. Tipul echipamentului în funcționare determină cum și când se face întreținerea. Calitatea și istoricul echipamentului pentru tratarea apei influențează mult programarea întreținerii. În plus, siguranța este primul punct de interes în timpul desfășurării regimurilor de lucru ale echipamentelor. Măsurile de siguranță electrice, mecanice și a spațiilor închise trebuie să fie incluse în orice listă preventivă de întreținere.

20

NIREAS

Capitolul 5-2

Zilnică (sau în timpul vizitelor de rutină când pompa funcționează) • Observați vizual funcționarea pompei și a motorului.

• Citiți intensitatea, tensiunea, debitele, orele de funcționare și alte informații de la centrul de control al motorului.

• Verificați etanșările mecanice.

• Verificați temperatura de operare.

• Verificați LED-urile indicatoare de avertizare.

• Verificați nivelurile de ulei.

• Notați orice vibrație neobișnuită.

Săptămânală • Testați nivelurile sistemului supapei de descărcare pe cm2; acestea trebuie să fie setate imediat deasupra valorii presiunii normale de operare a sistemului.

• Verificați bucșa de etanșare și notați volumul de scurgere; reglați sau lubrifiați garnitura de etanșare, dacă este necesar. O rată de curgere de 20 până la 60 picături de apă din etanșare pe minut este normală pentru o garnitură reglată corect; scurgerile incorecte sau excesive indică anumite probleme. Nu strângeți prea mult bolțurile presgarniturii. Curățați linia de evacuare dacă este necesar.

• Verificați nivelurile de lubrifiere ale supapei.

• Testați sistemul de amorsare și realizați întreținerea preventivă, dacă este necesar.

• Controlați motoarele dacă sunt supraîncărcate sau dacă există căderi electrice. Verificați etanșările să nu fie arse, sudurile să nu fie topite și să nu existe decolorări în jurul terminalelor și firelor.

• Verificați și îndepărtați orice blocaje din interiorul sau în jurul rotorului, ecranelor sau fantei de aspirație, după caz (asigurați-vă că ați închis pompa).

• Testați supapa de transfer, dacă este cazul.

Lunară • • • • • • • • • •

Verificați temperaturile rulmenților cu un termometru.

Curățați filtrele din conductele sistemului, inclusiv filtrele din supapele cu control automat.

Realizați testul de vidare uscată.

Verificați nivelul de ulei din cutia de viteze a pompei; adăugați ulei dacă este necesar.

Controlați garniturile.

Verificați ecranele de ventilație ale motorului și curățați sau înlocuiți, dacă este necesar.

Verificați fiabilitatea manometrului.

Verificați bolțurile de ancorare.

Curățați senzorii de control ai pompei (probabil este necesar să-i verificați săptămânal, funcție de calitatea apei).

Verificați bolțurile de flanșă de antrenare, dacă există, și strângeți, dacă este necesar.

Metode de îndepărtare a aerului din pompa centrifugă • Puteți umple pompa și conductele de aspirație cu lichid și apoi să porniți din nou.

• Puteți atașa o pompă de amorsare la partea de evacuare a pompei, pentru a îndepărta orice urmă de aer din pompă și din conductele de aspirație. Asigurați-vă că această pompă are o

21

NIREAS

Capitolul 5-2

etanșare mecanică. Nu folosiți etanșarea într-o pompă de amorsare pentru că aerul se va scurge în bucșa de etanșare prin garnitură.

• Anumite unități instalează o supapă fixă de aspirație la capătul conductelor de aspirație pentru a se asigura că fluidul nu se va scurge din pompă și conductele de aspirație. Aceste supape sunt rar aplicabile pentru că, similar tuturor supapelor de reținere, au scurgeri.

Recomandări generale de întreținere a pompelor submersibile Înainte de orice lucrare de întreținere trebuie să: • Goliți, spălați și ventilați camera umedă de pompare • Pompa trebuie decuplată complet de la canalul colector și rețeaua electrică • Folosiți echipamentul corect de protecție, de tipul mănușilor, măștilor, uneltelor etc.

• Asigurați un traseu de evacuare de urgență de la camera puțului stației de pompare • Trebuie să realizați verificări periodice conform instrucțiunilor producătorului și conform orarului de funcționare.

• În timpul verificărilor periodice trebuie să controlați:  Starea cablurilor  Starea și volumul uleiului din colectorul de ulei  Poziția verticală a tijelor de ghidare  Funcționarea corectă a funcțiunilor de control de nivel  Distanța dintre rotor și calota de aspirație  Cablul folosit trebuie să aibă proprietăți foarte bune pentru aplicațiile de sub apă.

Cablurile trebuie să aibă o rezistență mare la coroziune prin canalizarea apelor reziduale.  Într-un sistem de pompare submersibil, este importantă întreținerea momentelor de strângere, fiind necesară monitorizarea garniturii de etanșare a cablului.  Prin monitorizarea stării sistemului, se asigură durata lungă de funcționare a pompei.

Monitorizarea este realizată prin verificarea și înlocuirea uleiului la intervale regulate, funcție de utilizare, dar în general este necesară înlocuirea o dată pe an a echipamentului ce funcționează la 50-70% din capacitate.  Înlocuirea sistemului mic de canalizare ce pătrunde în camera de ulei (aproximativ 10-20%) se face în mod normal la peste un an sau la 4.000 ore. Înlocuirea uleiului și a inelului de etanșare (inel O) determină o funcționare a pompei fără defecțiuni pe o perioadă lungă de timp.  Este important ca pentru fiecare programare a serviciilor de întreținere ale pompei, chiar și pentru înlocuirea uleiului, inelele de etanșare să fie înlocuite.  Principiu de bază: dacă se realizează o dezasamblare a etanșării mecanice, ea trebuie înlocuită, pentru că nu se poate obține o strângere perfectă.

Recomandări generale de întreținere a pompelor cu drenaj uscat • La prima pornire sau după o lucrare de întreținere, conducta de aspirație și camera rotorului pompei trebuie umplute cu apă, pentru a scoate aerul prin dopurile de închidere ale ventilației sau din ventilatoare.

• Lucrări standard de întreținere:  Control periodic al stării conexiunilor pneurilor (cuplajelor)  Verificare scurgeri în punctele de etanșare. Scurgerea permanentă este determinată de contactul slab între suprafețele garniturii mobile și fixe ale rulmentului

22

NIREAS

Capitolul 5-2 

 

Control temperatură la rulmenții pompei, ce ar trebui să fie constantă în tot timpul funcționării. Temperatura rulmenților poate atinge 50 oC peste temperatura mediului, dar în niciun caz nu poate depăși 80 ºC. Starea și volumul uleiului în baia de ulei În timpul funcționării, pompa trebuie să lucreze în surdină. Dacă sunt detectate vibrații, cauzele posibile trebuie găsite și trebuie să se revină la condițiile normale de funcționare

5.2.2 Sisteme de control pompe Funcționarea pompelor controlează de obicei doar una din următoarele variabile: debit, presiune sau nivel. Toate sistemele de control ale pompelor au un dispozitiv de măsurare ce compară o valoare măsurată cu una dorită. Această informație depinde de un element de control ce realizează modificările. Utilizatorul poate obține controlul cu ajutorul supapelor manevrate manual sau cu microprocesoare sofisticate. Partea financiară dictează precizia și complexitatea unui sistem de control.

Majoritatea pompelor centrifuge necesită anumite forme de sisteme de control al pompelor. Un sistem standard de control al pompei include un senzor pentru determinarea momentului în care pompa trebuie pornită sau oprită și funcțiuni de control electric/electronic pentru pornirea și oprirea efectivă a pompei. Sistemele de control disponibile în prezent pentru pompele centrifuge acoperă o gamă variată, de la control foarte simplu al flotabilității de pornire/oprire, la sisteme extrem de complexe capabile să controleze mai multe pompe secvențial. Următoarele capitole descriu pe scurt funcționarea diferitor tipuri de dispozitive/sisteme de control folosite cu pompele centrifuge.

5.2.2.1 Sistem de control al flotabilității În prezent, sistemul de control al flotabilității este cel mai simplu dintre sistemele de control al pompei centrifuge. În cadrul sistemului de control al flotabilității, flotorul plutește la suprafața apei în puț, tancul de depozitare sau puțurile cu apă potabilă și este atașat sistemelor de contro ale pompei printr-o tijă cu două bride. O bridă activează pompa când nivelul lichidului din puț sau tanc atinge valoarea prestabilită, iar a doua bridă închide pompa când nivelul din puț atinge o valoare minimă.

Acest tip de sistem de control este simplu de utilizat și nu foarte scump de instalat și întreținut.

Sistemul are câteva dezavantaje; de exemplu, funcționează la un anumit raport de deversare, ce poate determina: (1) variații extreme în încărcarea hidraulică a unităților în succesiune și (2) perioade lungi de nefuncționare datorită perioadelor cu debite joase sau activităților de întreținere.

Figura 5.2.23. Sistemul de control al nivelului de flotabilitate într-o stație de pompare

23

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.24. Instalare sistem de control al nivelului de flotabilitate într-o stație de pompare 5.2.2.2 Sistem ghidaj electrod Sistemul de ghidaj al electrodului folosește o mostră sau un electrod pentru controlul ciclurilor de pornire/oprire pompă. Este un sistem de control relativ simplu, incluzând doi electrozi introduși în puțul cu apă potabilă, tancul de depozitare sau bazin. Un electrod activează demarorul pompei când este scufundat în apă; al doilea electrod este introdus mai adânc în puț sau tanc și este proiectat să deschidă circuitul pompei când apa curge sub electrod. Cerința majoră de întreținere a acestui sistem este curățarea electrozilor.

24

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.25. Sistem ghidaj electrod pentru controlul pompei

Figura 5.2.26. Sistem de control sonar pentru controlul pompei

25

NIREAS

Capitolul 5-2

5.2.2.3 Sistem de control sonar Un sistem sonar sau de radiație la nivel scăzut poate fi folosit pentru controlul pompelor centrifuge.

Acest tip de sistem folosește un emițător și receptor pentru determinarea nivelului apei din tanc, puț cu apă potabilă sau bazin. Când nivelul atinge un punct prestabilit, pompa este activată; când nivelul este redus la un punct prestabilit, pompa este închisă. Astfel, sistemul este foarte asemănător unei unități radar. Emițătorul trimite un fascicul ce traversează lichidul, ricoșează la suprafață și revine la receptor. Timpul necesar pentru această operație este direct proporțional cu distanța de la lichid la instrument. Componentele electronice ale sistemului pot fi reglate pentru activarea pompei când intervalul de timp corespunde unei anumite adâncimi specifice în puț sau tanc. Sistemul electronic poate fi setat să închidă pompa atunci când intervalul de timp corespunde unei anumite adâncimi minime prestabilite.

5.2.2.4 Regulatoare de turație Există câteva tipuri de regulatoare pentru protecția motorului nu doar împotriva suprasarcinilor dar și împotriva scurtcircuitelor. Multe regulatoare de turație funcționează și pentru reglarea vitezei motorului pentru mărirea sau micșorarea capacității de evacuare a pompei centrifuge. Acest tip de control poate folosi una din funcțiunile de control descrise anterior pentru pornirea și oprirea pompei și, în anumite cazuri, regla viteza unității. Pentru că adâncimea apei dintr-un puț sau tanc crește, senzorul mărește și el automat viteza motorului în pași prestabiliți până la viteza maximă proiectată. Dacă nivelul continuă să crească, senzorul poate fi proiectat să activeze o pompă suplimentară.

5.2.2.5 Dispozitive de protecție La instalarea pompei sau motorului sunt folosite anumite tipuri de dispozitive de protecție. (Notați faptul că informația oferită în acest capitol este aplicabilă pompei centrifuge pentru puț dar și altor tipuri de pompe.) Dispozitivele de protecție pentru pompele centrifuge (sau pentru majoritatea tipurilor de pompe) depind de dimensiunea pompei, aplicații și timpul de supraveghere al operatorului; astfel, pompele sub 500 CP sunt prevăzute deseori doar cu manometre și indicatoare de temperatură. Aceste manometre sau convertizoare pot fi montate local (chiar pe pompă) sau la distanță (în liniile de aspirație și evacuare ascendent și descendent imediat după duzele de aspirație și evacuare). Dacă sunt folosite convertizoare, citirile sunt afișate standard și preluate (sau înregistrate automat) pe un panou de operare de la distanță sau un centru de control.

5.2.2.6 Detectoare de temperatură Dispozitivele termic rezistente (RTD) și termocuplurile sunt folosite în general ca detectoare de temperatură pe dispozitivele principale de antrenare a pompelor (motoare) pentru a indica problemele de temperatură. În anumite cazuri, sunt folosite termometrele cu cadran, termometrele cu suport armat cu sticlă, sau indicatoarele de temperatură acționate bimetalic. Indiferent de dispozitivul folosit, ele monitorizează în general variațiile de temperatură ce pot indica o posibilă sursă de riscuri. Pentru motoarele electrice de peste 250 CP, elementele RTD sunt folosite pentru monitorizarea temperaturilor în bobinele statorului. Se folosesc de obicei două RTD pe fază. Un element RTD este de obicei instalat în suportul de bază al zonei încărcate a cuzineților în pompe și motoare. În mod normal, rulmenții axiali cu flanșa înclinată au o parte activată a elementului RTD, precum și o parte inactivă. RTD sunt folosite când este necesară indicarea la distanță, înregistrarea sau salvarea automată a citirilor temperaturii. Datorită dimensiunilor lor reduse, RTD asigură o flexibilitate mai bună în poziționarea dispozitivului de măsurare lângă punctul de măsurare.

Termometrele cu cadran instalate monitorizează uleiul aruncat din rulmenți. Uneori, detectoarele de

26

NIREAS

Capitolul 5-2

temperatură monitorizează și ele rulmenții cu înveliș răcit cu apă pentru avertizarea împotriva căderilor surselor de apă. Pompele cu carcase grele pot încastra și monitoarele de temperatură.

5.2.2.7 Senzori de vibrații Senzorii de vibrații sunt disponibili pentru măsurarea directă a direcțiilor vibrațiilor rulmenților sau a arborilor. Măsurarea directă a vibrațiilor arborelui este necesară pentru mașinile cu suporți rigizi pentru rulmenți, unde măsurătorile capacului rulmentului vor fi doar o fracțiune a vibrațiilor arborelui.

5.2.3 Supape Orice operație cu ape reziduale va include multe supape ce trebuie supravegheate. Un operator de întreținere trebuie să poată identifica și localiza diferite supape pentru a le verifica, regla, repara sau înlocui. Din acest motiv, operatorul trebuie să cunoască toate supapele, în special acele supape care sunt componente vitale ale sistemului conductelor. O supapă este definită ca fiind orice dispozitiv cu care poate fi pornit, oprit sau reglat curentul de fluid printr-o componentă movibilă ce deschide sau blochează anumite pasaje. Deoarece sunt aplicate în sistemele de putere ale fluidelor, supapele sunt folosite pentru controlul debitului, presiunii și direcției curentului de fluid prin sistemul de conducte.

Fluidul poate fi un lichid, gaz sau anumite materiale în stare liberă în cantități mari (de tipul mâlului biosolidelor).

Modelele supapelor pot varia, dar toate supapele au două caracteristici în comun: un pasaj de trecere prin care fluidul poate curge și anumite tipuri de componente movibile (de obicei prelucrate) ce deschid și închid pasajele de trecere.

Supapele pot fi controlate manual, electric, pneumatic, mecanic, hidraulic sau prin combinații de două sau mai multe ale acestor metode.

Supapele sunt realizate din bronz, fontă, oțel, oțel inoxidabil și alte metale sau aliaje. Mai sunt fabricate și din plastic și sticlă.

Supapele sunt realizate într-o gamă largă de dimensiuni compatibile cu dimensiunile conductelor și tubulaturilor. Dimensiunea reală a supapei depinde de definițiile agreate la nivel internațional ale dimensiunilor nominale (DN), ce reprezintă valori numerice ale dimensiunii comune tuturor componentelor într-un sistem de conducte altele decât componentele determinate de diametrele exterioare. El este un număr convenabil ales de referință și este legat în mare de dimensiunile de fabricație. Supapele sunt realizate pentru servicii la aceeași sau la presiuni mai înalte și temperaturile la care sunt supuse conductele și tubulaturile.

Figura 5.2.27. Funcționare standard a supapei (Frank R. Spellman, 2011)

27

NIREAS

Capitolul 5-2

Tipurile importante de supape includ: • Supape cu bilă • Supape de închidere • Supape sferice • Supape cu ac • Supape fluture • Supape de reținere • Supape cu deschidere rapidă • Supape cu disc • Supape de descărcare • Supape de reducere a presiunii • Supape de descărcare pneumatice 5.2.3.1 Supape cu bilă Supapele cu bilă, conform numelui lor, sunt supape de reţinere care folosesc o bilă pentru a opri sau porni curgerea fluidelor. Bila realizează aceeaşi funcţiune ca discul în alte supape. Când mânerul de la robinet se rotește pentru a deschide supapa, bila se roteşte până în punctul în care o parte sau tot orificiul este centrat cu admisia și evacuarea corpului supapei, permițând lichidului să curgă prin supapă. Când bila se roteşte, orificiul este perpendicular pe ieşirile de scurgere ale corpului de robinet, scurgerea de lichide oprindu-se. Majoritatea supapelor cu bilă sunt de tip cu acţiune rapidă și necesită doar o rotire de 90° pentru a deschide sau închide complet supapa; cu toate acestea, multe sunt operate de angrenaje planetare. Acest tip de angrenare permite utilizarea unei roţi relativ mici de mână şi a unei forțe de operare reduse, pentru manevrarea unei supape mari; totuși, el măreşte timpul de operare al supapei. Unele supape cu bilă conţin și un robinet pivotant situat în interiorul bilei pentru a conferi supapei un caracter de supapă de închidere. Cele două avantaje principale în folosirea unei supape cu bilă sunt: (1) fluidul poate curge în altă direcţie decât cea dorită; și (2) când este închisă, presiunea în linie ajută să o menţină închisă.

Figura 5.2.28. Supapă cu bilă – reprezentare 3D

28

NIREAS

Capitolul 5-2

5.2.3.2 Supape de închidere Supapele de închidere sunt folosite când sunt necesare o curgere în linie dreaptă a unui fluid și o restricție minimă de curgere; ele sunt cele mai comune tipuri de supape regăsite într-un sistem de distribuţie de apă. Supapele de închidere sunt numite astfel pentru că partea care opreşte sau porneşte curgerea prin supape acționează ca o poartă. Această poartă este de obicei în formă de pană. Când supapa este deschisă complet, poarta este trasă integral în capacul supapei. Acesta lasă o deschidere pentru curgerea prin supapa de aceeași mărime ca țeava în care este instalată supapa. De aceea, pierderea de presiune (căderea de presiune) prin acest tip de supape este aproximativ egală cu pierderea într-o secțiune de țeavă de aceeași lungime. Supapele de închidere nu sunt destinate opririlor. În general, supapele de închidere nu sunt instalate unde vor funcționa mai des, pentru că ar necesita prea mult timp de închidere și deschidere completă.

Figura 5.2.29. Supapă de închidere cu disc dublu NRS (tijă fără ridicare) (Garr M. Jones, PE, 2006)

Figura 5.2.30. Supapă de închidere cu cuțit (Garr M. Jones, PE, 2006)

29

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.31. Supapă de control a pierderilor de presiune joasă în formă de Y, cu orificiu în V, prevăzută cu un dop de încetinire în V. Curgerea este de dreapta spre stânga (Garr M. Jones, PE, 2006) 5.2.3.3 Supape sferice Probabil cel mai comun tip de supapă existent, supapa sferică este folosită în general pentru robinete de apă și alte instalații sanitare de uz casnic. Supapa sferică are un disc circular (sferă) care presează suprafaţa de sprijin a supapei pentru a o închide. Supapele sferice sunt strânse foarte bine și pot fi reglate cu mai puține rotații ale roții decât supapele de închidere; de aceea, acestea sunt preferate pentru aplicațiile care necesită deschiderea și închiderea frecventă. Pe de altă parte, supapele sferice determină pierderi mari de presiune când sunt deschise complet; de aceea, ele nu sunt folosite în cazurile când pierderea de înălţime este critică.

5.2.3.4 Supape cu ac Aproape identice ca model şi funcţionare cu supapele cu bilă (o variaţie de supapă sferică), supapele cu ac au un element de închidere în forma unui punct conic lung, la capătul tijei supapei. Ilustraţia următoare prezintă o vedere în secțiune transversală a unei supape cu ac. După cum puteţi vedea în imagine, punctul conic lung de la închiderea supapei permite o arie mult mai mică la suprafaţă decât cea a supapei cu bilă, astfel că, supapa cu ac este mult mai potrivită decât o supapă cu strangulare.

De fapt, supapele cu ac sunt utilizate pentru o frânare mult mai corectă.

5.2.3.5 Supape fluture Supapa fluture constă într-un corp în care un disc ("fluture") se rotește pe o coloană, pentru a deschide sau închide robinetul. Supapele fluture pot avea flanșe sau un model de casetă, acestea din urmă fiind destinate montării directe între flanşele conductei. În poziţia complet deschisă, discul e paralel cu axa conductei şi curgerea lichidului. În poziţie închisă, discul apasă un material de garnitură de tip cauciuc, îmbinat fie la baza corpului supapei, fie pe marginea discului. Pentru că discul unei supape fluture este fixat în sensul de curgere în poziţie deschisă, supapa creează mai multe turbulenţe (rezistenţă mai mare la curgere și astfel pierderi de presiune mai mari) – decât o supapa de închidere. Pe de altă parte, supapele fluture sunt compacte. Ele pot fi folosite și pentru a controla curgerea în ambele sensuri. Această caracteristică este utilă în staţiile de tratare care realizează periodic spălări în contracurent pentru a curăţa sistemul de filtrare.

30

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.32. Supapă fluture 5.2.3.6 Supape de reținere Supapele de reţinere sunt în general auto acţionate și proiectate astfel încât să permită curgerea lichidului numai într-o direcţie. Ele sunt de obicei folosite la descărcarea unei pompe pentru a preveni refluxul când alimentarea este oprită. Când curgerea se schimbă în direcţia potrivită, supapa rămâne deschisă. Când direcţia de curgere se schimbă înapoi, supapa se închide automat datorită presiunii care apare de la lichidul ce apasă pe aceasta. Se folosesc mai multe tipuri de supape de reținere în tratarea apelor reziduale, incluzând: • Supape de reținere cu disc diagonal • Supape pivotante cu amortizor • Supape pivotante cu clapetă din cauciuc • Supape de reținere cu ușă dublă • Supape de reținere cu bilă • Supape cu suport • Dispozitive de prevenire a reținerii În fiecare caz, presiunea de la curgerea în sensul corect împinge elementul supapei în poziţia deschisă. Curgerea în sensul opus împinge elementul supapei în poziţie închisă.

Notă: Supapele de reținere mai sunt denumite și supape fără retur sau reflux.

Supapă deschisă Supapă închisă Figura 5.2.33. Supapă fără retur cu blocaj din cauciuc

31

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.34. Supapă fără retur cu blocaj elastic 5.2.3.7 Supape cu deschidere rapidă Supapele cu deschidere rapidă nu sunt altceva decât o adaptare a unor supape deja descrise.

Modificate pentru a oferi o acţiune rapidă de deschidere şi închidere, ele folosesc un dispozitiv cu mâner, în loc de tijă filetată standard şi controlează mânerul pentru operarea supapei. Acest tip de supapă este în general folosită în tratarea apelor reziduale, unde sunt instalate în zonele de lucru dușuri cu jet și de spălare de urgență a ochilor, în care produsele chimice sunt încărcate, transferate sau depozitate. Ele controlează și sursa de aer pentru anumite alarme sonore de urgenţă, din jurul zonelor de depozitare a clorului. Mai mult decât atât, ele sunt de obicei utilizate pentru a tăia fluxul de gaz la ieșirile principale sau individuale.

5.2.3.8 Supape cu disc Supapele cu disc sunt supape fără presgarnitură, ce folosesc o diafragmă flexibilă elastomeră (un disc flexibil) ca un corp de închidere şi în plus, au un efect de etanșare externă. Ele sunt bine adaptate aplicaţiilor în care închiderea strânsă și corectă e foarte importantă. Etanșarea perfectă este eficientă dacă fluidul este un gaz sau un lichid. Această caracteristică a închiderii etanșe determină utilitatea acestor supape în aplicaţii de vidare. Supapele cu disc operează similar supapelor sferice și funcționează de obicei cu multe rotații; ele sunt disponibile de tip supape cu prag și alezaj complet. O aplicaţie comună a supapelor cu disc în tratarea apelor uzate este de control al fluidului la un tanc ridicat.

5.2.3.9 Supape de descărcare Unele sisteme de curent cu fluide, chiar și atunci când funcționează normal, pot dezvolta temporar o presiune excesivă. De exemplu, ori de câte ori este întâmpinată o rezistență de lucru neobișnuit de puternică, poate apărea o presiune periculos de mare. Supapele de descărcare sunt folosite pentru a controla acest exces de presiune. Astfel de supape sunt automate; ele încep să se deschidă la o presiune prestabilită, dar au nevoie de o suprapresiune de 20% pentru a se deschide larg. Când presiunea creşte, supapa continuă să se deschidă mai mult, până când ajunge la cursa maximă. Când presiunea scade, începe să se închidă și în final se închide ca la presiunea normală. Sistemele principale de supape de descărcare sunt în general instalate între pompă sau sursa de presiune şi prima supapă de etanșare a sistemului. Supapa trebuie sa fie destul de largă pentru a permite capacității maxime de ieșire a pompei hidraulice să revină în rezervor.

32

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.35. Supape cu disc Notă: Supapele de descărcare nu păstrează debitul sau presiunea la o anumită valoare, dar previn creșterea presiunii deasupra nivelului specific când sistemul este supraîncărcat temporar.

Figura 5.2.36. Supapă de descărcare sub presiune http://www.youtube.com/watch?v=DAqnpaHf2Qs

33

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.37. Supapă de reducere a presiunii 5.2.3.10 Supape de reducere a presiunii Supapele de reducere a presiunii furnizează o presiune constantă într-un sistem care funcționează la o presiune mai mică decât sistemul de alimentare. În practică, ele seamănă foarte mult cu supapele de reglare a presiunii. O supapă de reducere a presiunii reduce presiunea prin frânarea curgerii fluidului. O supapă de reducere poate fi setată în general pentru orice presiune ascendentă dorită, în limitele de proiectare a supapei. Odată ce supapa a fost setată, presiunea redusă va fi menţinută indiferent de modificările de presiune de alimentare (atât timp cât presiunea de alimentare este cel puţin la fel de mare ca presiunea redusă dorită) și indiferent de încărcarea sistemului, dacă sarcina nu depășește capacitatea proiectată a reductorului.

5.2.3.11 Supape de descărcare pneumatice O supapă de descărcare pneumatică standard este o combinaţie între o supapă de descărcare pneumatică cinetică și una automată. În timpul umplerii sistemului, aerul din conducte este eliberat prin camera și orificiul de ieșire (St.1). Când nivelul apei începe să se ridice și presiunea este de 0,5 atm, sonda A' se ridică și închide orificiul de ieșire. Va rămâne pe această poziție, dacă nu există nici o presiune în sistem, (St.2). Supapa de descărcare pneumatică porneşte când apar bule de aer. Aceste bule de aer ies din orificiile sondei A' (St.3). În timpul evacuării sistemului și atunci când presiunea scade la minim, sondele cad datorită greutății lor (St.1) și orificiul supapei de descărcare pneumatică este eliberat. Sistemul este umplut cu aer proaspăt, care protejează conductele de distrugerile cauzate de depresurizare. În timpul umplerii sistemului, aerul, aflat în interiorul conductelor, este eliberat prin camera și orificiul de ieșire. Apa ridică sondele și orificiul este închis de la sonda A'. Bulele de aer apărute la partea superioară a camerei deplasează sonda B' și ies prin orificiile sondei A'.

34

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.38. Funcționare supapă de descărcare pneumatică

Figura 5.2.39. Conectare standard supapă de descărcare pneumatică

35

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.40. Operatori pneumatici, magnetici şi hidraulici 5.2.3.12 Operatori supape În multe operații moderne de tratare a apelor uzate, dispozitivele denumite operatori sau dispozitive de acționare antrenează mecanic mai multe supape. Aceste dispozitive pot fi acționate cu aer, electricitate sau fluid - adică, prin operatorii pneumatici, magnetici şi hidraulici.

5.2.4 Malaxoare Amestecarea reprezintă o operație importantă a unității în multe faze de tratare a apelor uzate, incluzând (1) amestecarea completă a unei substanţe cu alta, (2) dozarea lichidelor miscibile, (3) floculația particulelor apelor uzate, (4) amestecare continuă a suspensiilor lichide şi (5) transferul de căldură. Cele mai multe operaţii de amestecare în apă reziduală pot fi clasificate ca fiind continue rapide (mai puţin de 30 secunde) sau continue (de exemplu în curs).

• Amestecarea continuă rapidă este folosită, de cele mai multe ori, acolo unde o substanţă trebuie amestecată cu alta. Aplicaţia principală a amestecării continue rapide este (1) dozarea substanțelor chimice cu apa uzată • Amestecarea continuă este folosită acolo unde conţinutul unui reactor sau a unui rezervor sau bazin de depozitare trebuie păstrat în suspensie, de tipul bazinelor de egalizare, bazinelor de floculație, proceselor de tratare biologică a culturilor în suspensie, a iazurilor ventilate și a bazinelor de fermentare aerobă.

Următoarea ecuație este utilizată pe scară largă în proiectarea și exploatarea sistemelor cu dispozitive mecanice de amestecare. (Camp, T. R., and P. C. Stein, 1943)

Unde: • G = gradient mediu de viteză, T-1, 1/s • P = putere necesară, W

36

NIREAS

Capitolul 5-2

• μ = vâscozitate dinamică, N*s/m2 • V = volum floculator, m3 • t = timp de reținere, s • Q = debit, m3/s Valorile standard folosite pentru G pentru diferite operații de amestecare sunt listate în tabelul următor: Tabelul 5.2.2. Valorile de timp standard de reținere și ale gradientelor de viteză G pentru amestecare și floculație în ape reziduale (Eddy, 1999) Gama de valori Proces Timp reținere Valoarea G, s-1 Amestecare Operații standard de amestecare rapidă în 5-30 s 500-1.500 tratamentul apelor reziduale Amestecare rapidă pentru contactul efectiv inițial și < 1s 1.500-6.000 dispersia substanțelor chimice Amestecare rapidă a substanțelor chimice în procese < 1s 2.500-7.500 de contact de filtrare Floculație Procese standard de floculație folosite în tratamentul 30-60 min 50-100 apelor reziduale Floculație în procese directe de filtrare 2-10 min 25-150 Floculație în procese de contact de filtrare 2-5 min 25-200 Următoarele ecuații sunt folosite foarte mult în estimarea puterii de intrare într-un malaxor, precum și a capacității de pompare a malaxorului (curentul turbulent este obligatoriu pentru aplicația următoarelor ecuații, Rn>10.000).

P = NP* p * n3 * D5 Qi = NQ * n * D3 Unde, P = putere de intrare, W NP = constantă de putere a rotorului, fără unitate de măsură p = densitate, kg/m3 n = rotații pe secundă, rot/s D = diametru rotor, m Qi = debit evacuare pompă, m3/s NQ = constantă de curgere a rotorului, fără unitate de măsură Tabelul 5.2.3. Constantele standard de putere și de curgere pentru diferite rotoare (Eddy, 1999) Constanta de Constanta de Capacitatea de Tip rotor putere NP curgere NQ pompare Turbină verticală cu palete plate 3,5-4,0 0,84-0,86 Scăzută (VFBT) Turbină disc Scăzută 0 Turbină cu palete imprimate (45 PBT) 1,6 0,84-0,86 0 Turbină cu palete imprimate (32 PBT) 1,1 0,84-0,86 Medie

37

NIREAS

Capitolul 5-2

Tip rotor Aripi imersate cu forfecare scăzută (LS, 3 palete) Aripi imersate cu forfecare scăzută (LS, 4 palete) Propulsor

Constanta de putere NP 0,30

Constanta de curgere NQ 0,50

Capacitatea de pompare Înaltă

0,60

0,55

Înaltă Înaltă

5.2.4.1 Amestecare rapidă continuă Sunt disponibile mai multe tipuri de dispozitive de amestecare, funcție de aplicația și timpul disponibil pentru amestecare. Cele mai comune tipuri de malaxoare pentru amestecare rapidă continuă sunt: • Malaxoare statice • Malaxoare coaxiale • Malaxoare de inducție cu viteză înaltă • Jeturi de apă sub presiune • Malaxoare turbină și propulsoare Malaxoare statice Malaxoarele coaxiale statice conțin palete interne sau diafragme cu orificii ce determină modificări bruște alte tipurilor vitezelor precum și inversări ale momentelor. Malaxoarele statice sunt caracterizate în principal de lipsa componentelor movibile.

Exemple tipice includ malaxoare coaxiale statice ce conțin elemente ce determină modificări bruște ale tipurilor vitezelor precum și inversări ale momentelor și malaxoare ce includ diafragme cu orificii și duze.

Figura 5.2.41. Malaxor coaxial static standard

38

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.42. Malaxor coaxial standard Malaxoare coaxiale Malaxoarele coaxiale sunt similare malaxoarelor statice, dar includ un element de rotație de amestecare pentru îmbunătățirea procesului de amestecare.

Malaxoare de inducție cu viteză înaltă Malaxoarele de inducție cu viteză înaltă reprezintă dispozitive eficiente de amestecare pentru o varietate de substanțe chimice. Sistemul include un propulsor deschis antrenat de motor ce creează un vid în camera de deasupra propulsorului. Vidul creat de rotor determină amestecarea substanțelor chimice direct din containerul de depozitare, fără a fi necesară apa de diluție.

Malaxoare cu jeturi de apă sub presiune Malaxoarele cu jeturi de apă sub presiune pot fi folosite și pentru amestecarea substanțelor chimice.

O caracteristică importantă a modelului malaxoarelor cu jeturi de apă sub presiune este faptul că viteza jetului cu substanțe chimice de amestecat trebuie să fie suficient de mare pentru a realiza amestecarea în toate părțile conductei.

Figura 5.2.43. Malaxor standard de inducție

39

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.43. Malaxor standard cu jet

Figura 5.2.44. Amestecarea cu jet

Malaxoare cu turbină și propulsoare Malaxoare cu turbină și propulsoare sunt folosite în general în procesele de tratament al apelor reziduale, pentru amestecarea și dozarea substanțelor chimice, păstrarea materialelor în suspensie și pentru ventilație. Malaxoarele cu turbină sau propulsor sunt de obicei realizate cu un arbore vertical cu reductor de viteză și motor electric. Pentru amestecare sunt folosite două tipuri de rotoare: (1) rotoare cu flux radial și (2) rotoare cu flux axial.

Figura 5.2.45. Diferite tipuri de malaxoare cu propulsor

40

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.46.

Malaxoarele standard (figura 5.2.46) folosite pentru tratamentul apelor reziduale pentru amestecarea rapidă: (a) malaxor static coaxial cu palete interne, (b) malaxor static coaxial cu orificiu pentru amestecarea substanțelor chimice diluate, (c) malaxor coaxial, (d) malaxor coaxial cu agitator intern, (e) malaxoare de inducție cu viteză înaltă, (f) malaxor cu jet de apă sub presiune și tub reactor (Eddy, 1999) 5.2.4.2 Amestecare continuă Operațiile de amestecare continuă sunt folosite în procesele de tratare biologică de tipul prelucrării noroiului activat, pentru menținerea uniformă a compoziției solidelor în suspensie amestecate cu lichid. În sistemele de tratare biologică, dispozitivul de amestecare este folosit și pentru a asigura oxigenul necesar pentru procesare. Astfel, echipamentul de ventilație trebuie să poată asigura oxigenul solicitat pentru prelucrare și energia cerută pentru menținerea amestecului în interiorul reactorului. Sunt folosite ambele ventilatoare mecanice și dispozitive de ventilație a soluției. Aerul difuzat este de multe ori folosit pentru îndeplinirea cerințelor de amestecare și oxigenare. Alternativ, pot fi folosite malaxoarele mecanice cu turbină și ventilator. Malaxoarele orizontale și submersibile cu propulsor sunt folosite deseori pentru menținerea vitezelor în canalele de oxidare, amestecarea conținutului bioreactoarelor anoxice și sprijinirea destratificării rezervoarelor de depozitare a apei recuperate.

41

NIREAS

Capitolul 5-2

Amestecare pneumatică În amestecarea pneumatică, un gaz (de obicei aer sau oxigen) este injectat la baza tancurilor de amestecare sau de nămol activat, iar turbulențele determinate de ridicarea bulelor de gaz ajută la amestecarea conținutului de fluide din tanc. În timpul ventilației, se formează bule moi cu un diametru mediu de 5 mm, în timp ce curentul de aer este aproximativ 10% din debitul lichidului.

Când aerul este injectat în tancurile sau canalele de amestecare sau floculație, puterea disipată de către bulele de aer ridicate poate fi estimată cu următoarea ecuație:

Unde, P = putere disipată, kW pa = presiune atmosferică, kN/m2 Va = volum de aer la presiunea atmosferică, m3/s pc = presiune aer la punctul de evacuare, kN/m2 Ventilatoare mecanice Principalele tipuri de ventilatoare mecanice folosite pentru amestecarea continuă sunt ventilatoarele de suprafață cu viteză înaltă și ventilatoarele de suprafață cu viteză scăzută. Cerințele standard de putere pentru amestecarea cu ventilatoarele mecanice sunt cuprinse între 20 și 40 kW/103 m3, funcție de tipul malaxorului și geometria tancului, iaz sau bazin. Principala utilizare a ventilatoarelor mecanice este de îmbogățire a reziduurilor cu oxigen, astfel că ele pot fi examinate mai detaliat în următorul capitol intitulat “Sisteme de ventilație”.

Figura 5.2.47. Instalații standard de ventilatoare mecanice

42

NIREAS

Capitolul 5-2

5.2.4.3 Calcule Problemă: O turbină verticală cu palete plate este instalată central într-un vas cu deflector. Vasul are diametrul de 2 m. Turbina, cu diametrul de 61 cm, este poziționată la 60 cm de baza vasului. Tancul este umplut la o adâncime de 2 m și amestecă alaunul cu apa netratată. Apa este la o temperatură de 25 o C și turbina funcționează la 10 rot/min. Câți cai putere sunt necesari pentru funcționarea malaxorului? Care este evacuarea maximă a pompei din malaxor?

Soluție: Caracteristici curgere Rn= p = 997 kg/m3 n= 10*2π / 60 = 1,47 rad/sec D=0,61 m μ=8,5 *10-4 kg*m/sec Rn=4,57 *105  Turbulențe Puterea necesară a malaxorului P = NP* p * n3 * D5 P= 3,5 * 997 kg/m3 * 1,473 * 0,615 = 935 W Capacitatea de evacuare a pompei malaxorului Qi = NQ * n * D3 Qi = 0,85 * 1,47 * 0,613 = 0,28 m3/sec 5.2.4.4 Funcționare & întreținere Activitățile standard pentru funcționarea și întreținerea corectă a unui sistem standard de amestecare cinetică: • Malaxoare: verificările periodice și întreținerea preventivă prin curățarea la intervale periodice sunt obligatorii • Intervale de verificare: funcție de presiunea grupului de amestecare, dar nu pot depăși în niciun caz 1 an • Întreținerea și monitorizarea trebuie realizate conform manualului producătorului • Vibrații puternice sau funcționare anormală: cauze posibile: - Foarte mică suprapunere a elicelor cu lichidul amestecat - Intrare aer în propulsor - Rotație incorectă a propulsorului - Componente ale ansamblului de amestecare ca elemente de sprijin sau componente ale legăturii sunt defecte sau au fost desfăcute.

• Cabluri electrice de putere: curățarea și verificarea defecțiunilor etanșării, o dată pe lună.

• Consum de putere: verificați cu ampermetrul.

• Mecanism de ridicare: Testați o dată la șase luni dacă funcționează corect.

• Propulsor: control vizual pentru depistarea fisurilor sau defecțiunea de la materiale dure sau abrazive

43

NIREAS •

Capitolul 5-2

Etanșare motor: o dată pe an sau la fiecare 4.000 de ore de funcționare este necesară testarea rezistenței etanșării motorului și a funcționării corecte a monitorizării.

5.2.5 Sisteme de ventilație Există câteva tipuri de sisteme de ventilație folosite pentru tratarea apelor reziduale. Cele două metode standard de ventilație a apelor reziduale sunt: (1) introducerea aerului sau a oxigenului pur în apele reziduale cu difuzoare de lichid scufundate sau alte dispozitive de ventilație sau (2) agitarea mecanică a apelor reziduale, astfel încât să accelereze aerul din atmosferă.

5.2.5.1 Sisteme de ventilație cu difuzia aerului Un sistem de difuzie a aerului include un difuzor de lichide care este scufundat în apele reziduale, conducte colectoare, surse de aer și suflante și accesorii prin care trece aerul.

Difuzoare de lichid Sunt definite trei categorii de difuzoare de lichid: (1) difuzoare de lichid cu porozitate înaltă sau fină, (2) difuzoare de lichid neporoase și (3) alte dispozitive de difuzie de tipul ventilatoarelor cu jet și ventilatoarelor de aspirație.

Tabelul 5.2.4. Descriere dispozitive uzuale de difuzie a aerului (Eddy, 1999) Tipul difuzorului sau Eficiența de Descriere al dispozitivului transfer Poros Disc Discuri rigide din ceramică montate pe Înaltă conductele de distribuție a aerului, lângă baza tancului Calotă Difuzoare din ceramică în formă de cupolă Înaltă montate pe conductele de distribuție a aerului, lângă baza tancului Membrană Membrană poroasă flexibilă sprijinită pe discul Înaltă montat pe grilajul de distribuție a aerului Panou Foarte înaltă Panou rectangular cu o membrană flexibilă perforată, din plastic Neporos Orificiu fix Orificiu Scăzută Dispozitive realizate normal din plastic matrițat și montate pe conductele de distribuție a aerului Tubulatură cu Scăzută Tubulatură din oțel inoxidabil cu perforații și fante fante pentru a asigura o bandă largă de aer difuzat Conductă statică Scăzută Conductă verticală staționară montată la baza bazinului și funcționând ca o pompă de ridicare pneumatică Difuzoare de lichid poroase

44

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.48. Difuzoare standard de lichid poroase: (a) disc din oxid de aluminiu, (b) cupolă ceramică, (c) disc din polietilenă și (d) membrană perforată. (Eddy, 1999) Sunt folosite numeroase materiale pentru fabricarea difuzoarelor de lichid poroase. Aceste materiale sunt încadrate de obicei la categoria materialelor ceramice și plastice rigide și plastic, cauciuc sau pânze flexibile.

Pentru toate difuzoarele de lichid poroase, este important ca aerul alimentat să fie curat și fără particule de praf ce pot bloca difuzoarele de lichid. Sunt folosite mult filtrele de aer, de obicei incluzând tipurile de admisie a vâscozității și DryBarrier. Se mai folosesc și filtre cu sac preacoperit și filtre electrostatice. Filtrele trebuie să fie instalate pe fanta de intrare a suflantei.

45

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.49. Difuzoare de lichid neporoase folosite pentru transferul oxigenului: (a) orificiu și (b) conductă. (Eddy, 1999) Difuzoare de lichid neporoase Difuzoarele de lichid neporoase produc bule mai mari decât difuzorul de lichid poros și astfel au o eficiență de ventilație mai scăzută; dar avantajele costului redus, întreținerea mai scăzută și absența cerințelor stringente de puritate a aerului pot compensa eficiența scăzută a transferului de oxigen și costul energiei.

Alte dispozitive de difuzie Ventilația cu jet combină pomparea lichidului cu difuzia aerului. Sistemul de pompare recirculează lichidul în bazinul de ventilație, evacuându-l cu aerul comprimat printr-un ansamblu de duze. Acest sistem este în special recomandat tancurilor adânci (>8 m).

Ventilația prin aspirație reprezintă o pompă de aspirație acționată de un motor. Pompa trage aerul printr-un tub gol și apoi îl injectează sub apă acolo unde viteza înaltă și propulsorul creează turbulențe și difuzează bulele de aer.

Alte dispozitive folosite (figura 5.2.50) pentru transferul oxigenului: (a) malaxor cu tub static, în care aerul este introdus la baza ventilatorului ce conține elemente de amestecare, (b) reactor cu jet în care aerul și lichidul sub presiune sunt combinate în camera de amestecare (când este emis jetul, lichidul înconjurător este cuplat pentru a îmbunătăți transferul de oxigen.), (c) ventilatorul cu jet de aer într-un colector, și (d) ventilator de aspirație Eficiența transferului de oxigen depinde de mulți factori, incluzând tipul, dimensiunea și forma difuzorului de lichid; debitul de aer; adâncimea de scufundare; geometria tancului, inclusiv poziția colectorului și difuzorului de lichid; și caracteristicile apelor reziduale.

Eficiența transferului de oxigen (OTE) al difuzoarelor de lichid poroase poate descrește odată cu timpul de utilizare, datorită îmbâcsirii interne sau mizeriei exterioare. Îmbâcsirea internă se poate datora impurităților din aerul comprimat care a fost scos de către filtrele de aer. Mizeria externă se datorează formării sedimentelor biologice sau a precipitatelor anorganice.

46

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.50. Dispozitive pentru transferul oxigenului (Eddy, 1999)

Figura 5.2.51. Instalaţii standard difuzoare de lichid cu membrană într-un tanc de ventilație Funcționare și întreținere difuzor de lichid și accesorii sistem de ventilație • Întreținerea preventivă a discurilor pneumatice:  Protejează difuzorul de lichid împotriva particulelor ce pot determina îmbâcsirea porilor  Sistemul de ventilație este întreținut la nivelurile dorite de eficiență, intrarea solidelor în rețeaua de distribuție a aerului nefiind permisă

47

NIREAS

•

•

Capitolul 5-2

 Include: controlul, curățarea și înlocuirea suflantei filtrului de aer, oricând sunt solicitate de producător.

Curățare: metodele de curățare folosite pentru menținerea eficienței difuzorului de lichid sunt:  operare intermitentă (tancul de ventilație este oprit), sau  operare continuă (fără acces la tanc).

Anumite metode de purificare folosite sunt spălarea acidă sau curățarea alcalină, injecția cu gaz, curățarea cu apă sub presiune înaltă (cu jet) și purificarea cu aer sub presiune înaltă (lovire cu aer).

Suflante și compresoare Există trei tipuri de suflante folosite în mod obișnuit pentru ventilație: centrifugă, cu came rotative volumetrice și difuzor de lichid cu palete variabile de ghidare la intrare.

Suflantele centrifuge pot furniza debite de aer mai mari de 425 m3/min de aer liber. Presiunile nominale de evacuare sunt cuprinse normal între 48 și 62 kN/m2. Suflantele centrifuge au caracteristici de funcționare similare pompei centrifuge cu viteză caracteristică joasă.

Pentru aplicații cu presiune mai mare de evacuare (55 kN/m2) și pentru capacități mai mici de 425 m3/min de aer liber pe unitate, suflantele cu came rotative volumetrice sunt preferate. Suflanta volumetrică este o mașină cu capacitate constantă și presiune variabilă. Unitățile nu pot fi reglate, dar controlul capacității poate fi obținut prin utilizarea a mai multor unități sau a unui sistem de antrenare cu viteză variabilă. Intrările rigide și amortizoarele de evacuare sunt vitale.

Pe de altă parte, difuzorul de lichid cu palete variabile de ghidare la intrare soluționează o parte a problemelor și considerente legate de suflantele standard centrifugale și de ventilație volumetrice.

Modelul se bazează pe operarea centrifugală cu o singură treaptă ce include elemente de acționare pentru poziționarea paletei de ghidare la intrare și a difuzorului de lichide variabil pentru a modifica debitul suflantei și a optimiza eficiența. Capacitățile suflantei sunt cuprinse în intervalul 85 – 1.700 m3/min la presiune de până la 170 kN/m2. Principalele dezavantaje sunt: costul inițial ridicat și un sistem de control sofisticat computerizat pentru asigurarea unei funcționări eficiente.

Figura 5.2.52. Suflantă volumetrică cu palete rotative

48

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.53. Instalare standard a suflantei centifuge într-un WWTP Funcționarea și întreținerea suflantei • Întreținere și măsuri de siguranță: când verificați funcționarea și întreținerea unei suflante, este necesar să țineți cont de toate măsurile de siguranță ale personalului.

• În special în timpul fazei de control vizual, când suflanta se află în lucru, personalul trebuie să poarte echipament de protecție împotriva zgomotului, ochelari și mănuși de protecție.

O grijă deosebită este necesară pentru componentele movibile ale suflantei și aerului evacuat care se află la temperatură foarte mare.

• Trebuie avut grijă și cu punctul de aspirație al suflantei care nu trebuie atins cu hainele sau alte obiecte ce pot fi prinse în timpul aspirației.

• Este necesară respectarea instrucțiunilor producătorului.

• Toate lucrările de întreținere trebuie realizate de către personalul calificat.

Lubrifiere • Lubrifierea angrenajelor și a rulmenților poziționați în partea opusă a mișcării se realizează cu ulei.

• Lubrifierea rulmenților pe partea în mișcare se realizează cu grăsimi/unsoare. Punctele exterioare ce necesită lubrifiere sunt: • Mufa de nivel de ulei • Zona de umplere cu ulei • Capacul de scoatere al uleiului • Duzele standard de lubrifiere cu unsoare • Conexiunea cu manometrul • Nivelul de ulei în colectorul de apă al angrenajului poate fi controlat prin îndepărtarea mufei corespunzătoare. Când mașina este echilibrată, poate exista un pic de ulei revărsat prin acest orificiu.

• Evitați folosirea dozelor mari de ulei pentru a împiedica supraîncălzirea. Același lucru se aplică și rulmenților.

• Prima gresare trebuie făcută după 3.000 de ore de operare cu ajutorul unei unsori speciale.

• Strategia corectă este de folosire a uleiurilor minerale fără aditivi EP (de ex. ulei universal sau ulei hidraulic) sau ulei sintetic.

49

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.54. Ventilator mecanic de suprafață cu ax vertical 5.2.5.2 Ventilatoare mecanice Ventilatoarele mecanice sunt împărțite în general în două grupe funcție de model și caracteristicile de operare: ventilatoare cu ax vertical și ventilatoare cu ax orizontal. Ambele grupe sunt subîmpărțite în ventilatoare de suprafață și de scufundare.

• Ventilatoare mecanice de suprafață cu ax vertical • Ventilatoare mecanice scufundate cu ax vertical • Ventilatoare mecanice de suprafață cu ax orizontal • Ventilatoare mecanice scufundate cu ax orizontal Ventilatoare mecanice de suprafață cu ax vertical Ventilatoarele de suprafață includ rotoare scufundate total sau parțial atașate la motoarele montate pe structuri plutitoare sau fixe. Rotoarele sunt fabricate din oțel, fontă sau aliaje necorozive și sunt folosite pentru agitarea apelor reziduale, lăsând aerul să intre în ele. Ventilatoarele de suprafață pot fi clasificate funcție de viteza lor de rotație în viteză joasă și viteză ridicată, funcție de aplicație.

Ventilatoare mecanice scufundate cu ax vertical Aerul sau oxigenul pur din ventilatoarele scufundate pot fi introduse și ele prin difuzie în apele reziduale de sub rotor sau avalul ventilatoarelor radiale. Rotorul este folosit pentru dispersia bulelor de aer și amestecarea conținutului tancului.

Ventilatoare mecanice de suprafață cu ax orizontal Ventilatorul de suprafață este creat după ventilatorul original cu perie Kessener, un dispozitiv folosit pentru furnizarea ventilației și circulației în canalele de oxidare. Ventilatorul de tip perie are un cilindru orizontal cu fire de păr montate chiar deasupra apei. Perii sunt scufundați în apă și cilindrul este rotit rapid de către un sistem de antrenare cu motor electric, pulverizând apele reziduale de-a lungul tancului, accelerând circulația și lăsând aerul să pătrundă în apele reziduale.

50

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.55. Ventilator mecanic scufundat, de tip cu ax vertical și aer suplimentar introdus sub turbină (Eddy, 1999)

Figura 5.2.55. Ventilator mecanic de suprafață cu ax orizontal Ventilatoare mecanice scufundate cu ax orizontal Ventilatoarele scufundate cu ax orizontal sunt similare ca principiu ventilatoarelor de suprafață, cu excepția discurilor sau paletelor atașate pentru arborii de rotație folosiți pentru agitarea apei.

Ventilatorul cu disc a fost folosit în multe aplicații pentru ventilarea tubulaturii și a canalelor de oxidare.

51

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.56. Instalaţie ventilator mecanic de suprafață în canal de oxidare 5.2.6

Alte echipamente – funcționare & întreținere

5.2.6.1 Îmbinări demontabile Îmbinarea demontabilă dintr-o instalație hidraulică reprezintă elementul de legătură necesar între diferite accesorii, astfel încât să fie ușor de reglat la rețea sau de scos din ea. Inelul de etanșare din cauciuc este realizat dintr-un material special și se îngroașă, în vederea asigurării unei etanșări strânse și prevenirii distrugerii îmbinării demontabile.

5.2.6.2 Sedimentare în separatorul tancului • Barajele oscilante trebuie verificate zilnic vizual și sonor. Verificarea periodică trebuie realizată pe roți pentru barajul oscilant pentru a identifica posibile distrugeri sau deviații de centrare.

Figura 5.2.57. Îmbinare demontabilă standard

52

NIREAS

Capitolul 5-2

Figura 5.2.58.

• Mecanismul de antrenare trebuie curățat zilnic de praf și mizerie pentru a asigura răcirea corectă.

• Înlocuiți uleiul angrenajelor o dată la 4.000 de ore sau cel puțin după 1 an de funcționare.

• Tancurile de sedimentare trebuie golite periodic, astfel încât să fie posibil controlul componentelor umede (segmenții cu bare de sprijin, suporți, segmenți de la bază).

• În cazul distrugerii segmentului de la bază, el trebuie înlocuit.

• Este necesară lubrifierea periodică a rulmenților conform instrucțiunilor producătorului.

5.2.7 Glosar Pompe cu flux axial—Pompe ce transmit fluidul pompat în direcție axială.

Placă de bază—Fundația de sub pompă. De obicei ea este prelungită destul de mult pentru a sprijini unitatea de antrenare. Placa de bază este deseori denumită și cadrul pompei.

Rulmenți—Dispozitive folosite pentru reducerea frecării și pentru a permite arborelui să se rotească ușor. Rulmenții pot fi bucșe, role de ghidare sau bile.

• Rulment radial (liniar)—Într-o pompă simplă de aspirație, este cel mai apropiat de pompă. El lucrează liber în zona lui și preia sau transmite tensiuni.

• Lagăr axial— Într-o pompă simplă de aspirație, este rulmentul cel mai apropiat de motor și cel mai îndepărtat de rotor. Preia apăsarea majoră a arborelui, în sens opus direcției de evacuare.

Notă: în majoritatea cazurilor, acolo unde pompa și motorul sunt construite pe un arbore comun (fără cuplaj), rulmenții vor fi o componentă a ansamblului motorului.

Cel mai bun randament de operare—Valoarea randamentului ce corespunde celui mai mare randament de funcționare a pompei.

Lamă—Elementul rotorului într-un rotor de turbină Pelton.

Puterea frânei sau a arborelui—Puterea motorului sau a motorului primar ce antrenează pompa.

Randament de frânare—Raportul de putere trimis fluidului pentru puterea de intrare de frânare (putere de frânare) către pompă.

Cavitație—O stare a curentului în care presiunea din lichid devine egală cu presiunea vaporilor.

Carcasă—Carcasa ce înconjoară elementul de rotație al pompei. În majoritatea pompelor centrifuge, această carcasă poate fi denumită și volută.

53

NIREAS

Capitolul 5-2

• Carcasă de separare – O carcasă de pompă fabricată din două piese îmbinate împreună cu ajutorul bolțurilor. Pompele cu carcasă de separare pot fi separate vertical (perpendicular pe direcția arborelui) sau orizontal (paralel cu direcția arborelui).

Pompă centrifugă—O pompă ce transportă fluidul prin momentul creat de un rotor de rotație.

Cuplaj—Dispozitiv de îmbinare al arborelui pompei la arborele motorului. Dacă pompa și motorul sunt construite pe un arbore comun, ansamblul se numește aranjament cu cuplare închisă.

Evacuare—Într-un sistem de pompare, aranjamentul elementelor după stația de pompare.

Presiune dinamică de evacuare—Înălțimea dinamică la deversarea sistemului de pompare.

Pompe cu piston plonjor—Pompe ce pur și simplu împing fluidul pentru a-l deplasa.

Pompe dinamice similare—Pompe cu coeficienți egali de ridicare.

Arbore extins—Pentru o pompă construită pe un arbore ce trebuie conectat la motor printr-un cuplaj.

Pierderi garnituri—Pierderile de înălțime din supape și garnituri.

Cadru—Carcasa ce sprijină ansamblurile rulmentului pompei. În pompa de aspirație de capăt, ea poate sprijini și carcasa pompei și elementul de rotație.

Pierderi de presiune prin frecare—O pierdere de înălțime datorată pierderii energiei interne.

Pompă angrenaje—O pompă ce operează ca o pompă cu lobi, cu excepția că în locul lobilor, sunt folosiți dinții angrenajului pentru deplasarea fluidului.

Pompe similare din punct de vedere geometric—Pompe cu componente corespondente ce sunt proporționale.

Malaxoare hidraulice—Malaxoare ce utilizează, pentru amestecare, agitația rezultată din curgerea apei.

Pompe omoloage—Pompe similare. Similaritățile sunt stabilite din punct de vedere dinamic, cinematic sau geometric.

Rotor—Elementul de rotație din pompă care transferă energia de la unitatea de antrenare la lichid.

Funcție de aplicația pompei, rotorul poate fi deschis, semi-deschis sau închis. El mai poate fi simplu sau cu aspirație dublă.

Ochiul rotorului—Centrul rotorului, zona acționată de presiuni joase datorită mișcării rapide a lichidului către marginea exterioară a carcasei.

Presiune dinamică de intrare—Suma presiunilor dinamice de intrare și a presiunilor manometrice de intrare ale unei pompe. Înălțimea manometrică de intrare—Nivelul manometric la intrarea în pompă.

Pompe cinematice similare—Pompe cu coeficienți egali de curgere.

Pompă cu lobi—O pompă volumetrică a cărei rotoare au forma unor lobi.

Sistem de conductă—O conductă cu două sau mai multe țevi conectate la ea.

Nivel manometric—Înălțimea lichidului ce corespunde presiunii calibrate.

Pompă cu flux combinat—Pompa cu un rotor destinat realizării unei combinații de fluxuri înainte și radiale.

Amestecare—O operație a unității ce distribuie componentele a două sau mai multe materiale, în cadrul materialelor, determinând în final un singur amestec de componente.

Presiunea de aspirație pozitivă (NSPH)—Cantitatea de energie posedată de un fluid la intrarea în pompă.

Parametru nepivotant—Complementarul parametrului de pivotare.

Presiune dinamică de ieșire—Suma presiunilor dinamice de ieșire și a presiunilor manometrice de ieșire ale unei pompe. Înălțimea manometrică de ieșire—Nivelul manometric la ieșirea din pompă.

54

NIREAS

Capitolul 5-2

Palete—Rotoare în care lungimile sunt egale cu 50 până la 80% din diametrul interior al bazinului în care are loc amestecarea.

Brațul paletei—Elementul de prelungire de la axul de rotație într-o roată cu palete.

Rată cu palete—Poziționarea paletelor într-un compartiment de floculație.

Conexiune paralelă—Modalitate de conectare a mai multor pompe, unde evacuările tuturor pompelor sunt combinate într-una singură.

Canal—Dacă nu există alunecare, este raportul dintre distanța străbătută de apă și diametrul rotorului.

Malaxoare pneumatice—Malaxoarele care folosesc gaz sau bule de aer pentru a determina agitarea fluidului.

Pompă volumetrică—O pompă ce transportă fluidul mișcându-l direct cu ajutorul unui mecanism corespunzător de tipul unui piston, plonjor sau șurub.

Disiparea puterii—În timpul mișcării fluidului, pierderea de putere datorată rezistenței la frecare și este egală cu puterea dată de agitator.

Pompe propulsoare—Identice cu pompele cu flux axial.

Amorsare—Umplerea carcasei și a rotorului cu lichid. Dacă zona aceasta nu este umplută complet cu lichid, pompa centrifugă nu va pompa eficient.

Propulsoare—Rotoare în care direcția fluidului antrenat este de-a lungul axei de rotație.

Ansamblu pompe—Aranjarea pompelor într-o stație de pompare.

Caracteristici pompă—Set de grafice ce descriu randamentul unei anumite pompe.

Pierderea pompei—Pierderile de înălțime apărute în interiorul carcasei pompei.

Pomparea—O operare a unității pentru deplasarea fluidului dintr-un punct în altul.

Stația de pompare—Un amplasament în care funcționează una sau mai multe pompe pentru antrenarea fluidelor.

Sistem de pompare—Stația de pompare și sistemul de conducte constituie sistemul de pompare.

Pompă cu flux radial—Pompa cu un rotor de aruncă fluxul direct radial în partea camerei ce îl înconjoară.

Malaxoare de rotație—Malaxoarele care folosesc un element de rotație care influențează gradul de agitație.

Legile demultiplicării—Ecuații matematice ce stabilesc similaritatea pompelor omoloage.

Etanșări—Dispozitive folosite pentru blocarea scurgerii aerului în interiorul carcasei din jurul arborelui.

• Garnitură—Cunoscută și sub numele de presgarnitură, este un ansamblu metalic proiectat pentru aplicarea unei presiuni constante asupra etanșărilor în vederea presării lor strânse în jurul arborelui.

• Inel de ungere din presetupă—Denumit și colivie de etanșare, este poziționat între inelele de etanșare în bucșa de etanșare, pentru a permite introducerea unui lubrifiant (apă, ulei sau unsoare) pe suprafața arborelui pentru a reduce frecarea între etanșare și arborele de rotație.

• Etanșare mecanică—Un dispozitiv ce constă dintr-un element staționar, un element de rotație și un arc de aplicare a unei forțe de menținere a două elemente împreună; poate fi simplu sau cu două unități.

• Manșon—Material poziționat în jurul arborelui pompei pentru etanșarea orificiilor arborelui în carcasă și de prevenire a scurgerii aerului în carcasă.

• Bucșă de etanșare—Ansamblul poziționat în jurul arborelui, la spatele carcasei. El îmbină manșonul și inelul de ungere.

Conexiune în serie—Un tip de conectare a mai multor pompe unde evacuarea pompei este introdusă în orificiul de intrare al următoarei pompe.

55

NIREAS

Capitolul 5-2

Arbore—O tijă rigidă din oțel ce transmite energia de la motor la rotorul pompei. Arborii pot fi verticali sau orizontali.

Bucșa arborelui—O piesă tubulară din metal introdusă peste arbore pentru a-l proteja când trece prin garnitură sau zona de etanșare. În anumite cazuri, bucșa poate ajuta și la poziționarea rotorului pe arbore. Înveliș—Placa metalică folosită pentru sprijinul paletelor rotorului (rotor deschis sau semideschis) sau pentru împrejmuirea paletelor rotorului (rotor închis) Înălțimea de închidere—Căderea sau presiunea la care pompa centrifugă se va opri din descărcare.

Este și presiunea obținută de la pompă când funcționează cu o supapă închisă de evacuare. Mai este cunoscută și sub numele de înălțime de întrerupere.

Pompe similare sau omoloage—Pompe cu coeficienții de cădere, debit și presiune sunt egali.

Similarități, asemănări sau legi de demultiplicare—Ecuațiile ce definesc coeficienții de cădere, debit și putere a unor serii de pompe sunt egale.

Inel de aruncare—Un dispozitiv de prevenire a deplasării lichidelor pompate de-a lungul arborelui și a intrării în ansamblul de rulmenți. Un inel de aruncare se mai numește și deflector.

Viteza specifică—Un raport obținut prin prelucrarea raportului dintre coeficientul de curgere și coeficientul de cădere a unei pompe. Valorile obținute sunt cele aplicabile pentru cea mai bună eficiență de funcționare.

Presiune statică de descărcare—Distanța verticală de la linia centrală a pompei la înălțimea nivelului lichidului evacuat. Înălțime de aspirare statică—Distanța verticală de la înălțimea nivelului de intrare al lichidului deasupra liniei centrale a pompei, la linia centrală a pompei. Înălțimea de aspirare statică a pompei—Distanța verticală de la înălțimea nivelului de intrare al lichidului de sub linia centrală a pompei, la linia centrală a pompei.

Aspirație—Într-un sistem de pompare, sistemul de elemente dinaintea stației de pompare.

Presiune dinamică de aspirație—Înălțimea dinamică la partea de aspirație a sistemului de pompare.

Caracteristici de sistem—Într-un sistem de pompare, relația dintre cerințele de evacuare și înălțimea corespunzătoare, ce exclude ansamblul pompei. Înălțimea dinamică totală sau înălțimea totală—Căderea dată a pompei minus pierderile pompei.

Cerințe înălțimea totală obținută—Pierderea de înălțime corespunzătoare unei evacuări date. Înălțime statică totală—Distanța verticală între înălțimea nivelului de intrare al lichidului și nivelul de evacuare al lichidului.

Pierderi tranzitorii—Pierderile depresiune în timpul dilatațiilor, contracțiilor, îndoirilor și fenomenelor similare.

Turbine—Rotoare mai scurte decât paletele și care sunt de aproximativ 30 - 50% din diametrul interior al bazinului în care are loc amestecarea.

Turbomașină—Mașină pentru fluide ce se rotește sau tinde să se rotească în jurul axului.

Pompă cu palete—O pompă în care o paletă împinge apa înainte de a fi blocată între paletă și partea laterală a carcasei.

Volută—Carcasa unei pompe centrifuge construită în formă de spirală.

Inele de uzură—Dispozitive instalate pe componente fixe sau movibile în carcasa pompei, pentru a proteja carcasa și rotorul împotriva uzurii datorate deplasării lichidului prin punctele jocurilor mici.

• Inelul carcasei—Un inel de uzură instalat în carcasa pompei. Un inel al carcasei este denumit și inelul înălțimii de aspirare.

• Inelul rotorului—Un inel de uzură instalat direct pe rotor.

• Inel acoperire bucșă de etanșare—Un inel de uzură instalat la rotor, în pompa de aspirație de capăt, pentru menținerea jocurilor rotorului și pentru prevenirea uzurii carcasei.

56

As e s tpr o i e taf os t na nt a tc us pr i j i nul Co mi s e i Eur o pe ne .

Ac e a s t apubl i c a t i er ee c t adoa rv i z i une aa ut o r ul ui i i a rc o mi s i anupoa t e de c l a r a t ar e s po ns a b i l a pe nt r uut i l i z a r e ai nf o r ma t i i l o rc o nt i nut e .