حتى فبراير 2020، استخدم مستودع نفط في ميناء بحري برازيلي مضختين للطرد المركزي لنقل النفط الثقيل من خزانات التخزين إلى شاحنات الصهاريج أو السفن. يتطلب هذا حقن وقود الديزل لتقليل اللزوجة العالية للوسط، وهو أمر مكلف. يكسب الملاك ما لا يقل عن 2000 دولار يوميًا. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تتعطل مضخات الطرد المركزي بسبب تلف التجويف. قرر المالك أولاً استبدال إحدى مضختي الطرد المركزي بمضخة NOTOS® متعددة البراغي من NETZSCH. بفضل قدرتها الممتازة على الشفط، فإن مضخة 4NS رباعية البراغي المختارة مناسبة أيضًا للوسائط عالية اللزوجة التي تصل إلى 200000 سنتي ستوك، مما يوفر معدلات تدفق تصل إلى 3000 متر مكعب في الساعة. بعد التشغيل، أصبح من الواضح أن المضخة متعددة البراغي يمكن أن تعمل بدون تجويف حتى عند معدلات تدفق أعلى بكثير مقارنة بمضخات الطرد المركزي الأخرى. ميزة أخرى هي أنه لم يعد من الضروري إضافة كميات كبيرة من وقود الديزل. بناءً على هذه التجربة الإيجابية، قرر العميل في فبراير 2020 استبدال مضخة الطرد المركزي الثانية بمضخة NOTOS ®. علاوة على ذلك، من الواضح أن استهلاك الطاقة يمكن أن ينخفض بشكل كبير.
يوضح فيتور أسمان، مدير المبيعات الأول في شركة NETZSCH البرازيل، قائلاً: "تُستخدم هذه المضخات لنقل النفط الثقيل من صهاريج التخزين إلى شاحنات الصهاريج أو السفن في موانئ شمال شرق البرازيل، خاصةً خلال فترات الجفاف". ويضيف: "يعود ذلك إلى انخفاض إنتاج محطات الطاقة الكهرومائية في البلاد من الطاقة خلال هذه الفترات، مما يزيد الطلب على النفط الثقيل. وحتى فبراير 2020، كان يتم تنفيذ هذا النقل باستخدام مضختي طرد مركزي، إلا أن هذه المضخة واجهت صعوبة في التعامل مع اللزوجة العالية". ويوضح فيتور أسمان قائلاً: "تتميز مضخات الطرد المركزي التقليدية بقدرة شفط ضعيفة، مما يعني بقاء بعض النفط في الخزان وعدم إمكانية استخدامه". ويضيف: "بالإضافة إلى ذلك، قد تؤدي التقنية غير الصحيحة إلى حدوث التجويف، مما يؤدي إلى تعطل المضخة على المدى الطويل".
تعاني مضختا طرد مركزي في مزرعة صهاريج برازيلية أيضًا من مشكلة التجويف. نظرًا لارتفاع اللزوجة، تنخفض قيمة NPSHa للنظام، خاصةً في الليل، مما يستدعي إضافة وقود ديزل باهظ الثمن إلى الزيت الثقيل لتقليل اللزوجة. وأضاف أسمان: "يلزم إضافة حوالي 3000 لتر يوميًا، بتكلفة لا تقل عن 2000 دولار أمريكي يوميًا". ولتحسين موثوقية وكفاءة العملية وخفض تكاليف الطاقة، قرر المالك استبدال إحدى مضختي الطرد المركزي بمضخة NOTOS ® متعددة البراغي من NETZSCH ومقارنة أداء الوحدتين.
تتضمن مجموعة NOTOS ® عادةً مضخات متعددة اللوالب مزودة ببرغيين (2NS) أو ثلاثة (3NS) أو أربعة (4NS)، والتي يمكن استخدامها بمرونة للتعامل مع درجات لزوجة مختلفة وحتى معدلات تدفق عالية. احتاج مستودع نفط في البرازيل إلى مضخة قادرة على ضخ ما يصل إلى 200 متر مكعب/ساعة من الزيت الثقيل عند ضغط 18 بار، ودرجة حرارة تتراوح بين 10 و50 درجة مئوية، ولزوجة تصل إلى 9000 سنتي ستول. اختار مالك مستودع الصهاريج مضخة 4NS ثنائية اللولب، بسعة تصل إلى 3000 متر مكعب/ساعة، وهي مناسبة لوسائط عالية اللزوجة تصل إلى 200,000 سنتي ستول.
تتميز المضخة بموثوقية عالية، وتتحمل التشغيل الجاف، ويمكن تصنيعها من مواد مختارة خصيصًا للتطبيق. تتيح تقنيات التصنيع الحديثة تفاوتات أدق بين المكونات الديناميكية والثابتة، مما يقلل الحاجة إلى إعادة التدفق. وبفضل تصميم حجرة المضخة المُحسّن للتدفق، يتم تحقيق كفاءة عالية.
ومع ذلك، بالإضافة إلى الكفاءة، فإن مرونة المضخة من حيث لزوجة الوسط المضخوخ مهمة بشكل خاص لأصحاب مزارع الخزانات البرازيلية: "بينما يكون نطاق تشغيل مضخات الطرد المركزي ضيقًا ومع زيادة اللزوجة، تنخفض كفاءتها بشكل حاد. تعمل مضخة NOTOS ® متعددة البراغي بكفاءة عالية عبر نطاق اللزوجة بالكامل"، كما يوضح مدير المبيعات الأول. "يعتمد مفهوم الضخ هذا على التفاعل بين المثقاب والغلاف. إنه يشكل غرفة نقل يتحرك فيها الوسط باستمرار من جانب المدخل إلى جانب التفريغ تحت ضغط مستقر - بغض النظر تقريبًا عن اتساق أو لزوجة الوسط." يتأثر معدل التدفق بسرعة المضخة وقطر المثقاب وخطوة المثقاب. وبالتالي، فهو يتناسب طرديًا مع السرعة ويمكن تعديله بسلاسة من خلالها.
يمكن تكييف هذه المضخات مع التطبيقات الحالية لتحقيق الأداء الأمثل. ويتعلق ذلك بشكل رئيسي بأبعاد المضخة وتفاوتاتها، بالإضافة إلى ملحقاتها. على سبيل المثال، يمكن استخدام صمامات الضغط الزائد، وأنظمة إحكام متنوعة، وأجهزة مراقبة المحامل التي تستخدم مستشعرات درجة الحرارة والاهتزاز. يوضح فيتور أسمان: "بالنسبة للتطبيق البرازيلي، تطلبت لزوجة الوسائط وسرعة المضخة إحكامًا مزدوجًا مع نظام إحكام خارجي". بناءً على طلب العميل، يتوافق التصميم مع متطلبات معهد البترول الأمريكي (API).
لأن مضخة 4NS قادرة على العمل في بيئات عالية اللزوجة، فلا حاجة لحقن وقود الديزل. وقد أدى ذلك بدوره إلى خفض التكاليف بمقدار 2000 دولار أمريكي يوميًا. علاوة على ذلك، تعمل المضخة بكفاءة أعلى عند ضخ هذه الوسائط اللزجة، مما يقلل استهلاك الطاقة بأكثر من 40% ليصل إلى 65 كيلوواط. وهذا يوفر المزيد من تكاليف الطاقة، خاصة بعد مرحلة الاختبار الناجحة في فبراير 2020، حيث تم استبدال مضخة الطرد المركزي الثانية الحالية بمضخة 4NS.
لأكثر من 70 عامًا، تُقدّم شركة NETZSCH للمضخات والأنظمة خدماتها للسوق العالمية بمضخات NEMO® أحادية اللولب، ومضخات TORNADO® الدوارة ذات الريش، ومضخات NOTOS® متعددة اللوالب، ومضخات PERIPRO® التمعجية، وآلات الطحن، وأنظمة تفريغ الأسطوانات، ومعدات الجرعات، وملحقاتها. نُقدّم حلولاً مُخصصة وشاملة لتطبيقات مُختلفة في مختلف الصناعات. مع أكثر من 2300 موظف ومبيعات تبلغ 352 مليون يورو (للسنة المالية 2022)، تُعدّ NETZSCH للمضخات والأنظمة أكبر وحدة أعمال في مجموعة NETZSCH من حيث المبيعات، إلى جانب NETZSCH للتحليل والاختبار وNETZSCH للطحن والتشتيت. معاييرنا عالية. نعد عملاءنا بـ"تميز مُثبت" - منتجات وخدمات مُتميزة في جميع المجالات. منذ عام 1873، أثبتنا مرارًا وتكرارًا قدرتنا على الوفاء بهذا الوعد.
مجلة التصنيع والهندسة، والمختصرة MEM، هي مجلة الهندسة الرائدة في المملكة المتحدة ومصدر أخبار التصنيع، وتغطي مجالات مختلفة من أخبار الصناعة مثل: التصنيع التعاقدي، والطباعة ثلاثية الأبعاد، والهندسة الإنشائية والمدنية، والسيارات، وهندسة الطيران والفضاء، والهندسة البحرية، وهندسة السكك الحديدية، والهندسة الصناعية، والتصميم بمساعدة الكمبيوتر، والتصميم الأولي وأكثر من ذلك بكثير!
وقت النشر: 31 يوليو 2024