Применение центробежных насосов с ПЧ для дозирования Опции

[SLK-738]

Уважаемые инженеры, доброго времени суток! Прошу помочь прояснить решение у тех кто имел подобный опыт. На форуме поискал, все где-то рядом, но свой вопрос не нашел.

Итак, требуется дозирование реагентов:
Уч.1. Раствор солей. Давление на входе и выходе установки 0 бар, статичное (атмосферный бак). Диапазон расхода 1...100%
Уч.2. Вязкая дисперсия. Давление на входе 0 бар, на выходе 0,8 бар, статичное (не зависит от расхода). Диапазон расхода 4...100%
Схема прилагается.  схема.pdf ( 102,43 килобайт ) Кол-во скачиваний: 15

Трубопроводы на выходе длинные, сопротивления привел на схеме. На малом расходе естественно на выходе будет давление как в приемнике.
Сопротивление датчиков расхода ориентировочное. Для вязкой жидкости есть варианты с низким сопротивлением.

Условия:
- Диапазон расходов требуется очень широкий.
- Точность дозирования требуется +-1% во всем диапазоне расходов. В нижних диапазонах расхода согласовали возможное увеличение погрешности датчика расхода. Это некритично, главное стабильный расход.
- Расход должен быть постоянный стабильный (без пульсаций).
- Не подходят другие насосы: плунжерные (нестабильный расход, низкая точность при малых расходах), винтовые, шестеренные (засоряются примесями, уже проверено), перистальтические (агрессивная среда для трубок).
Остаются только центробежные, плюс их удобно разбирать для очистки. На вязкой жидкости работают (но в другом участке, работает без ПЧ).

Выбраны кориолисовые датчики расхода (высокая точность и широкий рабочий диапазон) и центробежные насосы (напор ~40-45м) с частотниками (активное охлаждение двигателей предусмотрим).

Вопросы:
1. Будут ли насосы обеспечивать стабильный расход в таких диапазонах? Или требуется добавить линию рециркуляции с регулятором давления и регулирующим расход клапаном?
2. Требуется ли векторный частотник в уч.2 с противодавлением?
3. Может подскажете другие решения?

* Есть опыт эксплуатации радиальных вентиляторов в подобной схеме (без противодавления). Расход не измеряли, но по косвенным признакам всё было стабильно. Но газ это не жидкость. Вроде нет проблем, но могу не видеть подводных камней.

[SLK-738]

Уважаемые инженеры, доброго времени суток! Прошу помочь прояснить решение у тех кто имел подобный опыт. На форуме поискал, все где-то рядом, но свой вопрос не нашел.

Итак, требуется дозирование реагентов:
Уч.1. Раствор солей. Давление на входе и выходе установки 0 бар, статичное (атмосферный бак). Диапазон расхода 1...100%
Уч.2. Вязкая дисперсия. Давление на входе 0 бар, на выходе 0,8 бар, статичное (не зависит от расхода). Диапазон расхода 4...100%
Схема прилагается.  схема.pdf ( 102,43 килобайт ) Кол-во скачиваний: 15

Трубопроводы на выходе длинные, сопротивления привел на схеме. На малом расходе естественно на выходе будет давление как в приемнике.
Сопротивление датчиков расхода ориентировочное. Для вязкой жидкости есть варианты с низким сопротивлением.

Условия:
- Диапазон расходов требуется очень широкий.
- Точность дозирования требуется +-1% во всем диапазоне расходов. В нижних диапазонах расхода согласовали возможное увеличение погрешности датчика расхода. Это некритично, главное стабильный расход.
- Расход должен быть постоянный стабильный (без пульсаций).
- Не подходят другие насосы: плунжерные (нестабильный расход, низкая точность при малых расходах), винтовые, шестеренные (засоряются примесями, уже проверено), перистальтические (агрессивная среда для трубок).
Остаются только центробежные, плюс их удобно разбирать для очистки. На вязкой жидкости работают (но в другом участке, работает без ПЧ).

Выбраны кориолисовые датчики расхода (высокая точность и широкий рабочий диапазон) и центробежные насосы (напор ~40-45м) с частотниками (активное охлаждение двигателей предусмотрим).

Вопросы:
1. Будут ли насосы обеспечивать стабильный расход в таких диапазонах? Или требуется добавить линию рециркуляции с регулятором давления и регулирующим расход клапаном?
2. Требуется ли векторный частотник в уч.2 с противодавлением?
3. Может подскажете другие решения?

* Есть опыт эксплуатации радиальных вентиляторов в подобной схеме (без противодавления). Расход не измеряли, но по косвенным признакам всё было стабильно. Но газ это не жидкость. Вроде нет проблем, но могу не видеть подводных камней.

[svoroponov]

Вообще то есть такое понятие как промышленные дозаторы для жидких и прочих субстанций. Может не стоит велосипед изобретать. А просто поискать и подобрать готовую установку или установки. Там при них есть и вся необходимая автоматика. Дозируют и по объему и по весу. Может ещё чего придумали .

Сообщение отредактировал svoroponov - 21.12.2023, 0:21

[SLK-738]

Вообще то есть такое понятие как промышленные дозаторы для жидких и прочих субстанций. Может не стоит велосипед изобретать. А просто поискать и подобрать готовую установку или установки. Там при них есть и вся необходимая автоматика. Дозируют и по объему и по весу. Может ещё чего придумали .

Тут сложный случай, лучше самим сделать. На схеме приведена лишь условно часть с насосом и граничными условиями, чтобы не перегружать лишней информацией. Отдельный блок никак не впишется.

Был негативный опыт с заказом дозаторов... Никто же не углубляется в нюансы, главное продать.

[shvet]

Даже не знаю как ответить.

Для начала. Комбинация кориолис+частотник+центробежный выглядит нерабочей. Частотник изменяет не расход центробежного, он изменяет и напор, и подачу одновременно. Изменение расхода будет зависить от гидравлического профиля всей системы и не похоже что сейчас Вы понимаете как это будет работать. Наиболее вероятное развитие - диапазон регулирования окажется слишком узкий, Эксплуатация помучается и со временем выключит частотник и будет регулировать задвижкой по старинке, в лучшем случае врежет вентиль.

Выглядит так, что у Вас не хватает компетенций, лучший вариант это найти профессионального технолога. В таких вопросах анонимные форумы это от Лукавого, это путь к халтуре. Здесь можно найти совет по конкретному вопросу.

Если всё-таки ищете советов анонимных пользователей, то опишите подробно объект и задачу: куда, что, зачем, с какой целью, расходы, диапазон, 1% это в секунду, минуту, сутки или в месяц и т.д, приложите полную схему, опишите опыт соседней действующей схемы. Сейчас информации практически 0, советовать нечего.

Для инфо - Мы практикуем закупку дозирующих станций как единый агрегат на раме с обвязкой и автоматикой. Проектирование "россыпью" припомню всего 1 или 2 раза.

PS
1/ для инфо - Ваше мнение о насосах субъективное и спорное, другие пользуются и не жалуются

2/ почему не рассматриваете progressive cavity насосы? Двухвинтовые обеспечивают достаточно ровный расход и работают со взвесями и высоковязкими.
https://en.wikipedia.org/wiki/Progressing_cavity_pump

3/ Также может найдёте подсказки здесь
https://disk.yandex.ru/i/NvXvy57n6OnVAQ

Сообщение отредактировал shvet - 21.12.2023, 14:06

[SLK-738]

Спасибо за ответы.

Для начала. Комбинация кориолис+частотник+центробежный выглядит нерабочей. Частотник изменяет не расход центробежного, он изменяет и напор, и подачу одновременно. Изменение расхода будет зависить от гидравлического профиля всей системы и не похоже что сейчас Вы понимаете как это будет работать. Наиболее вероятное развитие - диапазон регулирования окажется слишком узкий, Эксплуатация помучается и со временем выключит частотник и будет регулировать задвижкой по старинке, в лучшем случае врежет вентиль.

Это понятно, частотник сдвигает рабочую кривую.
Рабочая характеристика нашей системы условно как на красной линии. Рисунок из интернета, тут речь как раз о рабочей кривой при разной скорости.

За исключением уч.2, она начинается не с нуля, а с 0,8 бар. Но, в принципе, это относительно небольшое противодавление.

Теоретически вроде все должно работать. Меняя скорость насоса, мы двигаем рабочую точку.
Рассчитываем точную характеристику системы, подбираем подходящий насос.
Вопрос в стабильности расхода, особенно на малых скоростях, не будет ли автоколебаний, или еще чего?

Опыт и понимание есть, наигрался с разными насосами. Но именно с центробежными с ПЧ нет опыта.
Если поджимать вентиль на выходе, то в какой-то момент насос начинает качать очень нестабильно. Похоже на помпаж, срыв потока. Тогда надо делать еще и рециркуляцию, чтобы вернуть насос в стабильную рабочую зону, и тут на порядок усложняется автоматизация.
Сейчас вопрос в том чтобы упростить систему. Или не стоит?
Возможно есть насосы которые нормально работают до упора, вот это пока не знаю. Предполагаю что на уменьшенной скорости не будет этого эффекта.

Ранее делал систему с перепускным клапаном на рециркуляцию обратно в емкость (механический, поддерживал статичное давление на выходе насоса). На выходе - датчик расхода и равнопроцентный регулирующий клапан. Работало отлично, во всем диапазоне измерения кориолисового датчика расход регулировался стабильно, буквально до дрейфа нуля. Но насос там стоял вихревой для сжиженного газа, немного другой случай.

1/ для инфо - Ваше мнение о насосах субъективное и спорное, другие пользуются и не жалуются

Да, наверное погорячился. Тогда еще ничего не зная о процессе, положились на знающих. В итоге получили рабочий диапазон 60-80% с натяжкой, расходчик вообще показывал погоду на Луне, давление на входе рассчитано неверно (NPSHa низкий, при небольшом падении давления расход проваливался). Получилось решение которое нужно основательно переделывать.

2/ почему не рассматриваете progressive cavity насосы?

Знаю такие, пользовал. Здесь неприменимо.

3/ Также может найдёте подсказки здесь
https://disk.yandex.ru/i/NvXvy57n6OnVAQ

Тут речь о точках инжекции. Вы тот документ приложили?

Сообщение отредактировал SLK-738 - 21.12.2023, 21:47

[shvet]

Сейчас в пути, писать с телефона неудобно. Вернусь через несколько дней отвечу подробнее.
Частотник+центробежный в таких диапазонах не работает. Частотники они для другого, например перекачивать нефть из Лангепаса в Клайпеду.

Ищите полезный совет вместо воды - опишите задачу.

Файл приложил правильный. Там много полезного если читать вдумчиво.

И всё-таки поищите то технолога. Выглядит так что эта задача не Вашего профиля.

Сообщение отредактировал shvet - 21.12.2023, 22:41

[shvet]

Не знаю как написать коротко.

Дозирование и смешивание это искусство (не ремесло) и требует от инженера одновременно отличного владения теорией и глубокого понимания практики конкретного процесса. Эмпирические инструкции здесь не работают и незначительные изменения/отличия часто приводят к полное неработоспособности системы.

Вы не предоставили ничего о процессе, поэтому предметно прокомментировать не возможно, а ответить исчерпывающе на общий вопрос получится книга/пособие, что не есть формат этого форума.

В двух словах:
- зачем измерение кориолисом не понятно, чем не устраивает мерный стакан не понятно
- зачем подача центробежным не понятно, аргументы против насосов объёмного действия выглядят вкусовщиной
- зачем ЧП не понятно, выглядит как нерабочая схема

Если ищите полезный комментарий, то опишите подробно процесс.

[327]

Хм. Интересно.
Т.е. есть 2 бочки (грубо) - участка на которых приготавливаются 2 основы продукта, который в 3 бочке. Правильно?
Тогда какой смысл измерять и регулировать что-то в первых двух?
Может условно принять 3 кольца рециркуляции с постоянным расходом, и отбором в какой-то точке растворов для получения необходимой концентрации?

[svoroponov]

Сейчас дозаторы есть на любой вкус и для разных веществ с разными способами дозирования. Плохо искали. Или есть настроение ( с оплатой за это) самому подобный сделать . По требованиям в 1 посту к точности дозирования и прочее и вашей ,,практике ,, вам реализовать такую задачу будет практически не возможно или пройдёт очень много времени на отработку данных устройств. По этому не мучайтесь а поищите уже готовые .

Представление о таких установках имею поскольку в своё время разрабатывал автоматику для дозирующих устройств смесеприготовления в литейном цеху для производства отливок . По этому и советую.

Сообщение отредактировал svoroponov - 3.1.2024, 10:45

[svoroponov]

Представление о таких установках имею поскольку в своё время разрабатывал автоматику для дозирующих устройств смесеприготовления в литейном цеху для производства отливок . По этому и советую.
Хотя глаза боятся а руки делают ,возможно и получится. Может и правильно тут советовали - круг циркуляции через насос и байпас на начальный бак с отбором из этого кольца в нужную ёмкость через мерное устройство при открытии по команде с помощью клапана отсечки и его закрытии при прохождении заданного объёма .При открытии клапана на второй бак смеси байпас одновременно перекрывается так же другим клапаном.
В подобном случае насос может работать постоянно а подача осуществляться по команде мерного устройства с помощью двух клапанов : один на выходе во второй бак и один на байпасе. Но это вариант и требует тоже проработки по точности. Производительность насоса можно корректировать ЧП.

Сообщение отредактировал svoroponov - 3.1.2024, 11:23

[SLK-738]

Прошу прощения, только руки дошли посмотреть.

Сейчас в пути, писать с телефона неудобно. Вернусь через несколько дней отвечу подробнее.
Частотник+центробежный в таких диапазонах не работает. Частотники они для другого, например перекачивать нефть из Лангепаса в Клайпеду.

Ищите полезный совет вместо воды - опишите задачу.

Файл приложил правильный. Там много полезного если читать вдумчиво.

И всё-таки поищите то технолога. Выглядит так что эта задача не Вашего профиля.

- Почему не работает?
- Вот вы критикуете что ничего не понимаю и нужно поискать технолога... В том то и проблема что нет такого технолога который бы адекватно помог.

Не знаю как написать коротко.

Дозирование и смешивание это искусство (не ремесло) и требует от инженера одновременно отличного владения теорией и глубокого понимания практики конкретного процесса. Эмпирические инструкции здесь не работают и незначительные изменения/отличия часто приводят к полное неработоспособности системы.

Вы не предоставили ничего о процессе, поэтому предметно прокомментировать не возможно, а ответить исчерпывающе на общий вопрос получится книга/пособие, что не есть формат этого форума.

В двух словах:
- зачем измерение кориолисом не понятно, чем не устраивает мерный стакан не понятно
- зачем подача центробежным не понятно, аргументы против насосов объёмного действия выглядят вкусовщиной
- зачем ЧП не понятно, выглядит как нерабочая схема

Если ищите полезный комментарий, то опишите подробно процесс.

- Про искусство согласен, как и любой технологический процесс, когда поначалу кажется что все просто.
- Причем тут мерный стакан? Как вы себе представляете непрерывное дозирование мерным стаканом?
- В этом то и вопрос. К тем, кто имел такой опыт. Можно ли так сделать, и почему нет? С другими насосами - другие проблемы. Все конечно решается, но схема очень сильно усложняется. С центробежным выглядит максимально просто и эффективно во всех смыслах.
- Процесс описан подробно. Чего не хватает?

Хм. Интересно.
Т.е. есть 2 бочки (грубо) - участка на которых приготавливаются 2 основы продукта, который в 3 бочке. Правильно?
Тогда какой смысл измерять и регулировать что-то в первых двух?
Может условно принять 3 кольца рециркуляции с постоянным расходом, и отбором в какой-то точке растворов для получения необходимой концентрации?

Подразумевается давление на выходе 0, т.к. там атмосферный бак. Процесс непрерывный.
Про 3 кольца рециркуляции и отбор в какой-то точке - вообще не понял.

Сейчас дозаторы есть на любой вкус и для разных веществ с разными способами дозирования. Плохо искали. Или есть настроение ( с оплатой за это) самому подобный сделать . По требованиям в 1 посту к точности дозирования и прочее и вашей ,,практике ,, вам реализовать такую задачу будет практически не возможно или пройдёт очень много времени на отработку данных устройств. По этому не мучайтесь а поищите уже готовые .

Представление о таких установках имею поскольку в своё время разрабатывал автоматику для дозирующих устройств смесеприготовления в литейном цеху для производства отливок . По этому и советую.
Хотя глаза боятся а руки делают ,возможно и получится. Может и правильно тут советовали - круг циркуляции через насос и байпас на начальный бак с отбором из этого кольца в нужную ёмкость через мерное устройство при открытии по команде с помощью клапана отсечки и его закрытии при прохождении заданного объёма .При открытии клапана на второй бак смеси байпас одновременно перекрывается так же другим клапаном.
В подобном случае насос может работать постоянно а подача осуществляться по команде мерного устройства с помощью двух клапанов : один на выходе во второй бак и один на байпасе. Но это вариант и требует тоже проработки по точности. Производительность насоса можно корректировать ЧП.

Не годится, расход и концентрация должны быть стабильны. Процесс непрерывный.
И не совсем понятно, как контролировать расходы. Чем такая схема лучше двух регуляторов расхода? Ну возможно применимо где-то, где невозможно адекватно измерять расход.

[svoroponov]

Ну если не прерывная подача , то да , лучше регуляторы расхода брать . Только вот с такой точностью во всём диапазоне ???
Я так понял на счёт концентрации , что растворы не перемешиваются для её получения . Просто вы хотите организовать перекачку вязких сред в баки с заданной точностью при заданных условиях в широком диапазоне . Подача непрерывная , по заданию . а что задаёт концентрацию и где ,до или в баках? Или всё таки кто то или что то определяет подачу после них .То есть потоки взаимосвязаны.?И смешивание из баков после них осуществляется? Я по поводу концентрации .

Просто хотелось бы понять весь технологический процесс или ту часть которая завязана на эти установки.
А так- просто насосная подача вязкой среды , по заданию (ручное или автоматическое) , с заданной точностью в широком диапазоне расхода в открытый или закрытый бак или ёмкость . Это вам по автоматизации производственных процессов литературу надо. посмотреть Там подобного много. Пищевая , химическая промышленность .

Сообщение отредактировал svoroponov - 20.2.2024, 20:21

[SLK-738]

Ну если не прерывная подача , то да , лучше регуляторы расхода брать . Только вот с такой точностью во всём диапазоне ???
Я так понял на счёт концентрации , что растворы не перемешиваются для её получения . Просто вы хотите организовать перекачку вязких сред в баки с заданной точностью при заданных условиях в широком диапазоне . Подача непрерывная , по заданию . а что задаёт концентрацию и где ,до или в баках? Или всё таки кто то или что то определяет подачу после них .То есть потоки взаимосвязаны.?И смешивание из баков после них осуществляется? Я по поводу концентрации .

Просто хотелось бы понять весь технологический процесс или ту часть которая завязана на эти установки.
А так- просто насосная подача вязкой среды , по заданию (ручное или автоматическое) , с заданной точностью в широком диапазоне расхода в открытый или закрытый бак или ёмкость . Это вам по автоматизации производственных процессов литературу надо. посмотреть Там подобного много. Пищевая , химическая промышленность .

А да, про концентрацию - это уже другая история. Не описал процесс дальше.
Да, именно требуется подача с заданной точностью в широком диапазоне расхода. При этом должна быть непрерывной, равномерной.

[shvet]

- Вот вы критикуете что ничего не понимаю и нужно поискать технолога... В том то и проблема что нет такого технолога который бы адекватно помог.

Не критикую. Констатирую и помогаю. Факт и совет не есть критика.

Как вы себе представляете непрерывное дозирование мерным стаканом?

Хорошо себе представляю. Проектировал и практиковал сам. Если дозу не нужно корректировать каждый час, то самое оно.

С центробежным выглядит максимально просто и эффективно во всех смыслах.

Кому выглядит просто и эффективно? Судьи кто? Я имею опыт с таким и мне выглядит заведомо нерабочим.

- Процесс описан подробно. Чего не хватает?

Не хватает всего. Вы опубликовали 1/10 схемы и 1/20 нужной инфы.

Повторно - найдите человека, который в этом действительно разбирается. Не находите, что форум гражданского проектирования плохо подходит для обсуждения промышленного проекта?
Попробуйте здесь
https://www.proektant.org/index.php/board,82.0.html

Сообщение отредактировал shvet - 21.2.2024, 8:31