Pompalama terminolojisine temel bir giriş, buhar basıncı ve statik kaldırma yüksekliği dahil. Elektrikli santrifüj ve mekanik kondens pompalarının çalışması, uygulaması ve karşılaştırılabilir avantajlarının açıklaması ile pompalar ve pompa tahliye hatları için boyutlandırma örneklerini içerir.

Pompalama terminolojisi

Buhar basıncı - Bu terim, bir sıvının buhara dönüştüğü sıcaklığa karşılık gelen basıncı tanımlamak için kullanılır. Başka bir deyişle, bir sıvının kaynayacağı basınçtır.

• 100°C’de su atmosfer basıncında kaynar.
• 170°C’de su 7 bar g basınçta kaynar.
• 90°C’de su 0.7 bar a basınçta kaynar. Buhar basıncı, kondens pompalanırken çok önemli bir husustur. Kondens genellikle kaynama noktasına yakın bir sıcaklıkta oluşur ve bu, santrifüj pompa ile ilgili zorluklara neden olabilir. Bunun nedeni, santrifüj pompaların pervane merkezinde veya gözünde daha düşük basınçlı bir alana sahip olmalarıdır. Bu, sıvıyı pompaya çeken emme etkisini üretir. Basınçtaki düşüş küçük olsa da, kondens zaten buhar basıncına çok yakınsa, sıvının bir kısmı küçük baloncuklar şeklinde buhara dönüşecektir. Bu buhar baloncukları, eşdeğer su kütlesinden çok daha fazla hacim kaplar ve yüzey alanı/kütle oranı yüksektir. Baloncuklar pervane kanallarından dış kenarına doğru ilerledikçe artan basınçla karşılaşırlar. Bu yolculuk sırasında bir noktada buhar basıncı aşılır ve buhar baloncukları önemli bir güçle içe doğru çöker. Bu ‘kavitasyon’ olarak adlandırılır ve patlamalar hem gürültülü hem de yıkıcıdır. Gürültü, çakıl küreğe benzer ve patlamalar zamanla pompa iç aksamına zarar verir. Bu nedenle, kondensin özellikle bu görev için üretilmiş elektrikli pompalarla pompalanması ve atmosferik sistemlerdeki kondens sıcaklıklarının 98°C’yi geçmemesi önerilir. Bazı pompalar, pompanın tasarımı, dönüş hızı ve pompanın üzerindeki alıcının yüksekliğine bağlı olarak 94°C veya 96°C kadar düşük sınırlara sahip olacaktır. Yükseklik (h) - Yükseklik, belirli bir noktada bir akışkanın potansiyel enerjisini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Yükün ölçülebileceği birkaç yol vardır: basınç yüksekliği, statik kaldırma yüksekliği ve sürtünme yüksekliği. Basınç yüksekliği ve statik kaldırma yüksekliği temelde aynı şeydir, ancak farklı birimlerle ölçülme eğilimindedir. Basınç yüksekliği, pascal veya bar g gibi basınç birimleriyle ölçülür; statik kaldırma yüksekliği ise yükseklik cinsinden, genellikle metre (veya metre su sütunu) olarak ifade edilir. Su için, 10 metrelik bir statik kaldırma yüksekliği yaklaşık olarak 1 bar g basınç yüksekliğine eşittir (Şekil 14.4.1’e bakınız). Basınç yüksekliği (hp) - Basınç yüksekliği, söz konusu noktadaki akışkan basıncıdır. Örneğin: Bir pompanın 30 metrelik bir statik kaldırma yüksekliğine karşı su boşaltması gerekir ki bu yaklaşık olarak 3 bar g basınç yüksekliğine eşittir. Pompa 1 metrelik bir statik kaldırma yüksekliğinden dolar ki bu da 0.1 bar g basınç yüksekliğine eşittir. (Şekil 14.4.2’ye bakınız). Statik kaldırma yüksekliği (hs) - Statik kaldırma yüksekliği, bir referans noktasının üzerindeki akışkanın eşdeğer dikey yüksekliğidir. Aşağıdaki örnek statik kaldırma yüksekliğinin ölçümünü açıklar. Örnek: Şekil 14.4.2’deki pompa girişi, 1 m’lik bir statik kaldırma yüksekliğine (emme veya doldurma yüksekliği olarak bilinir) maruz kalır ve 30 m’lik bir statik kaldırma yüksekliğine (statik teslimat yüksekliği olarak bilinir) karşı boşaltır. Bu durumda, pompalanan suyun pompa girişinin üzerinde olduğuna dikkat edin (bu duruma su basmış emme denir).

Net statik kaldırma yüksekliği - Bu, pompanın santrifüj tip mi yoksa pozitif deplasmanlı mekanik tip pompa mı olduğuna bağlıdır. Elektrikli santrifüj pompa ile (Şekil 14.4.3), emme yüksekliğinin uyguladığı basınç her zaman pompa içinde mevcuttur. Pompanın çalışması gereken net statik kaldırma yüksekliği, emme yüksekliği ile teslimat yüksekliği arasındaki farktır.

Mekanik deplasman pompası ile (Şekil 14.4.4), emme yüksekliği yalnızca doldurma döngüsü sırasında pompayı doldurmak için enerji sağlar. Pompalama sırasında pompa gövdesinde mevcut değildir ve pompanın çalışması gereken teslimat yüksekliği üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Net statik kaldırma yüksekliği basitçe teslimat yüksekliğidir.

Sürtünme yüksekliği (hf) - Sürtünme yüksekliği (veya sürtünmeden kaynaklanan yükseklik kaybı), akışkanı boru boyunca hareket ettirmek için gereken enerji olarak daha doğru bir şekilde tanımlanır. Bu, Modül 10.2 ‘Borular ve boru boyutlandırması’nda daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır. Basınç kaybı, Blok 4 ‘Akış ölçümü’ ve Blok 10 ‘Buhar dağıtımında’ gösterilen prosedürler kullanılarak hesaplanabilir, ancak daha çok sıvı akış hızı, boru çapı ve hızı ilişkilendiren tablolardan bulunur. Doğru olmak gerekirse, çeşitli boru hattı fittingslerinin akışa karşı direnci de hesaba katılmalıdır. Çeşitli boru fittingslerinin uyguladığı eşdeğer düz boru uzunluğunu hesaplamak için tablolar mevcuttur. Boru fittingsleri için bu ek ‘eşdeğer uzunluk’ daha sonra gerçek boru uzunluğuna eklenerek ‘toplam eşdeğer uzunluk’ elde edilir. Ancak pratikte, boru doğru boyutlandırılmışsa, boru fittingslerinin gerçek boru uzunluğunun %10’undan fazlasını temsil etmesi alışılmadık bir durumdur. Uygulanabilecek genel bir kural şudur: Toplam eşdeğer uzunluk (le ) = Gerçek uzunluk + %10 Çoğu durumda, Buhar Tesisat Mühendisi, uygun faktörlerin dahil edildiği tescilli bir pompa düzeni ile bir sistem tasarlayacaktır. Bu göz önüne alındığında, bu Blokta sürtünmeden kaynaklanan basınç kaybını hesaplamak için eşdeğer uzunluk olarak %10’luk rakam kullanılacaktır. Sürtünmeden kaynaklanan bu basınç kaybı, borudaki suyun hızına büyük ölçüde bağlıdır. Basitçe ifade etmek gerekirse, sürtünmeden kaynaklanan basınç kaybı, hızın karesiyle orantılı bir faktörde artar. Çeşitli akış hızları ve boru çapları için metre başına yükseklik kaybı veren tablolar mevcuttur.

Tablo 14.4.1 Siyah çelik borularda su akışı (kg/h)

Örnek 14.4.1 Pompalanmış bir kondens hattındaki 50 mm’lik tahliye boru hattı, havalandırmalı bir tanka dikey olarak 29 metre yükselir. Hat 150 m uzunluğundadır ve pompalama hızı 5000 kg/h sudur. aşağıdakiler nedir: (A) sürtünmeden kaynaklanan basınç yüksekliği kaybı (sürtünme yüksekliği) ve (B) toplam teslimat yüksekliği? A - Sürtünmeden kaynaklanan basınç yüksekliği kaybını (sürtünme yüksekliğini) hesaplayın Toplam eşdeğer uzunluk (le) = 150 + %10 = 165 metre Tablo 14.4.1’den, 5004 kg/h su taşıyan 50 mm’lik bir borunun 1.0 mbar/m basınç düşüşü yaşayacağı görülebilir. Bu örnekteki akış hızı biraz daha düşüktür ve interpolasyonla daha doğru bir tahmin elde edilebilmesine rağmen, basınç düşüşünü 1 mbar/m olarak alın. Sürtünmeden kaynaklanan basınç yüksekliği kaybı dolayısıyla: 165 metre x 1 mbar/m = 165 mbar (0.165 bar) 1 bar’ın 10 metre su yüksekliğine eşit olduğu kabul edildiğinde, metre cinsinden eşdeğer sürtünme yüksekliği kaybı: 0.165 bar x 10 m/bar = 1.65 metre. B - Toplam teslimat yüksekliği Toplam teslimat yüksekliği (hd) - Pompanın çalışması gereken toplam teslimat yüksekliği hd, Denklem 14.4.1’de görülebileceği gibi üç bileşenin toplamıdır:

Elektrikli santrifüj kondens pompaları

Pompa çalışması Pompaya giren sıvı, dönen pervane kanatlarının merkezine veya gözüne yönlendirilir. Sıvı daha sonra pervanenin dışına doğru ilerlerken hız kazanır. Pompa uygulaması Elektrikli pompa, büyük hacimlerde sıvının taşınması gereken uygulamalar için çok uygundur. Elektrikli pompalar genellikle bir üniteye dahil edilir ve genellikle kondens kurtarma ünitesi (CRU) olarak adlandırılır. Bir CRU genellikle şunları içerir: Bir alıcı. Prob veya şamandıralarla çalışan bir kontrol sistemi. Bir veya iki pompa. CRU için tahliye hattındaki sürtünme kaybını hesaplarken, alıcıya dönen kondens hızına karşı pompalama hızı dikkate alınmalıdır. Çift pompa ünitelerinde, her iki pompanın da ana pompa olarak seçilmesine ve diğeri alıcıya dönen kondensin bir pompanın kaldırabileceğinden fazla olması durumunda yedek olarak kullanılmasına izin veren bir kaskad kontrol sistemi de kullanılabilir. Bu kontrol düzeni ayrıca bir pompanın çalışmayı başaramaması durumunda da yedek sağlar; tanktaki kondens seviyesi artar ve yedek pompa çalışmaya başlar. Kaskad tip üniteler için, tahliye hattındaki sürtünme kaybı, CRU’daki her iki pompanın maksimum pompalama hızına göre hesaplanır. Tahliye pompalama hızı ile ilgili üretici belgelerine uymak çok önemlidir. Buna uyulmaması pompa tahliye boru hattının küçük boyutlandırılmasına neden olabilir.

Elektrikli kondens kurtarma ünitesinin boyutlandırılması Elektrikli bir kondens kurtarma ünitesini boyutlandırmak için aşağıdakiler bilinmelidir:

• Çalışma yükünde alıcıya ulaşan kondens miktarı.
• Kondens sıcaklığı. Bu, kavitasyonu önlemek için üreticinin belirlediği nominal değerleri aşmamalıdır; ancak üreticiler genellikle farklı sıcaklık aralıklarına uygun farklı pervanelere sahiptir, örneğin 90°C, 94°C ve 98°C.
• Pompanın çalışması gereken toplam tahliye yüksekliği - Saha koşullarından belirlenmesi gerekir.
• Dönüş boru hattını boyutlandırmak için pompa tahliye hızı - Bunu belirlemek için üretici verilerinin doğru bir şekilde okunması gerekir. Örnek 14.4.2 Elektrikli kondens kurtarma ünitesi için tahliye boru hattının boyutlandırılması Nerede: Kondens sıcaklığı = 94°C İşlenecek kondens = 1 000 kg/h Statik kaldırma yüksekliği (hs) = 30 m Boru hattı uzunluğu = 150 m Kondens ters basıncı = yalnızca sürtünme kayıpları (hf) Kondens kurtarma ünitesinin ilk seçimi, üreticinin boyutlandırma çizelgesi kullanılarak yapılabilir (Şekil 14.4.7’de bir örneği gösterilmiştir). Çizelgeden, CRU1 ilk seçim olmalıdır; teslimat boru hattındaki sürtünme kayıplarına bağlı olarak.

Şekil 14.4.7’deki çizelgeden, CRU1’in aslında maksimum 35 m teslimat yüksekliğine karşı 3 000 kg/h kondens işlemek üzere derecelendirildiği görülebilir.

Kondens dönüş hattı, gerekli teslimat yüksekliğinde maksimum pompalama hızına göre boyutlandırılır ve bu aşağıdaki örnekte gösterilmektedir: Maksimum pompalama hızı = 3 000 kg/h Tahliye boru hattını boyutlandırmak için kullanılması gereken rakam budur, 3 000 kg/h. Artık dönüş hattı için optimum boyutu hesaplamak mümkündür. Gerçek boru hattı uzunluğu = 150 m Eşdeğer boru hattı uzunluğu = 150 m + %10 = 165 m Borudaki sürtünme kaybının tahmin edilmesi (hf) Pompalanmış bir tahliye hattını boyutlandırmak için, sürtünme kaybı hesaplamasına 100 ila 200 Pa/m arasında keyfi bir basınç düşüşüyle başlamak genellikle iyi bir fikirdir Basınç düşüşü Tablo 14.4.2’den (aşağıda gösterilen özüt), 3000 kg/h’lik bir akış hızı ve 100 ila 200 Pa/m arasındaki basınç düşüşü için 40 mm’lik bir tahliye borusunun yeterli olacağı görülebilir.

Tablo 14.4.2’den özüt

Tablo 14.4.2’den, 3 000 kg/h’lik bir akış hızının 40 mm boru hattı için 128 Pa/m’lik bir basınç düşüşüne karşılık geleceği interpolasyonla belirlenebilir.

40 mm boru hattı için sürtünme yüksekliği kaybı artık hesaplanabilir. Sürtünme yüksekliği kaybı (hf) = 128 Pa/m x 165 m hf= 21000 Pa hf= Yaklaşık 2.1 metre Toplam teslimat yüksekliğinin belirlenmesi Pompanın boşaltması gereken toplam teslimat yüksekliği dolayısıyla hs + hf = hd’dir, burada: hs= 30 m statik kaldırma yüksekliği (verilen) hf = 2.1 metre hd= 30 m + 2.1 m = 32.1 metre 32.1 metrelik teslimat yüksekliğinin, ünitenin bu yüksekliğe karşı pompalama yapabilip yapamayacağını doğrulamak için CRU üreticisinin boyutlandırma çizelgesine göre kontrol edilmesi gerekir. Şekil 14.4.7’den bu CRU’nun aslında 35 metrelik bir yüksekliğe karşı pompalama yapabildiği görülebilir. 35 metrelik tasarım yüksekliği aşılmış olsaydı, seçenekler daha büyük bir boru kullanarak yeniden hesap yapmak veya daha yüksek kaldırma kapasitesine sahip bir CRU seçmektir. Tahliye boru hattını boyutlandırmanın alternatif yolu 30 m’lik gerçek bir statik kaldırma yüksekliği (hs) ve 35 m’lik bir CRU tasarım yüksekliği ile, boru sürtünme kayıpları (hf) için 5 m’lik bir yükseklik mevcuttur. Daha küçük çaplı bir boru takmak ve daha büyük bir sürtünme kaybına sahip olmak mümkün olabilir. Ancak tasarımcı, bu ilk tasarrufu, daha büyük bir yüksekliğe karşı pompalama için gereken ek çalışma gücüne (ve dolayısıyla maliyete) karşı tartmalıdır. Hızın ayrıca, 100°C’nin altındaki sıcaklıklarda pompalanmış su için izin verilen tipik maksimum yaklaşık 3 m/s’ye karşı da kontrol edilmesi gerekir. Tablo 14.4.2, bir sonraki küçük boyutlu boru (32 mm) seçilirse, 3000 kg/h geçirmek için birim sürtünme kaybının (hf) 286 Pa/m olarak interpolasyonla belirleneceğini ve hızın yaklaşık 1 m/s olduğunu, bu da 3 m/s’nin altında olduğundan uygulama için uygun olduğunu gösterecektir. hf286 Pa/m x 165 m = 47 190 Pa’dır (veya 4.72 m) Dolayısıyla, toplam teslimat yüksekliği (hd) = hs + hf hd= 30 + 4.72 m hd= 34.72 m Sonuç, CRU1 pompanın 35 m’ye kadar toplam teslimat yüksekliğini kaldırabildiğinden 32 mm’lik bir borunun kullanılabileceğidir. Ancak pratik açıdan bakıldığında, bir sistemi sınırlarına çok yakın çalışacak şekilde tasarlamak mantıklı olmayabilir ve bu durumda 40 mm boru muhtemelen daha iyi bir çözüm olacaktır.

Tablo 14.4.2 Tamamen dolu boru hatları için tipik sürtünme kaybı tablosunun bir bölümü (kg/h cinsinden akış hızları)

Mekanik (pozitif deplasmanlı) kondens pompaları

Pompa çalışması Mekanik pompa, kondensin yerçekimiyle aktığı bir gövde kabuğundan oluşur. Gövde, bir dizi transfer vanasını çalıştıran bir şamandıra mekanizması içerir. Kondensin gövdeye akmasına izin verilir ve bu şamandırayı yükseltir. Şamandıra belirli bir seviyeye ulaştığında, bir havalandırma vanasını kapatmak ve kondensi dışarı itmek için buharın girmesine izin veren bir giriş vanasını açmak için tetiklenir. Kondens seviyesi ve şamandıra, önceden belirlenmiş bir noktaya düşer ve bu noktada buhar giriş vanası kapanır ve havalandırma vanası tekrar açılarak pompa gövdesinin kondensle yeniden dolmasına izin verilir. Pompa giriş ve çıkış bağlantılarına, pompadan doğru yönlü akışı sağlamak için çek valfler takılmıştır. Pompanın çevrimsel hareketi, pompa tahliye yaparken kondensi depolamak için bir alıcı gerektirdiği anlamına gelir (Şekil 14.4.8’e bakınız).

Pompa uygulaması Genel olarak, mekanik pompalar elektrikli pompalardan daha az kondens işler. Ancak özellikle şu durumlarda değerlidirler:

• Yüksek kondens sıcaklıkları elektrikli pompalarda kavitasyona neden olur.
• Kondens vakumdadır.
• Tesis odası alanı pahalıdır.
• Düşük bakım bir konudur.
• Ortam tehlikeli, nemli veya ıslaktır.
• Elektrik kaynakları el altında değildir.
• Kondens, durma koşullarına maruz kalabilecek tek tek sıcaklık kontrollü ekipmanlardan uzaklaştırılmalıdır (daha fazla bilgi için Blok 13 ‘Kondens Uzaklaştırma’ya bakınız). Elektrikli pompalarda olduğu gibi, pozitif deplasmanlı mekanik pompalar bazen, ancak her zaman değil, paketlenmiş kondens kurtarma üniteleri olarak belirtilir. Mekanik bir kondens kurtarma ünitesi, bir kondens alıcı ve pompa ünitesinden oluşur. Pompa tamamen otomatik olduğundan ve yalnızca gerektiğinde çalıştığından ek bir kontrol sistemine ihtiyaç duyulmaz. Bu, pompanın kendi kendini düzenlediği anlamına gelir. Mekanik pompalarda, pompa alıcı doldukça ve boşaldıkça çevrim yapar. Pompa boşaltım yaparken anlık akış hızı genellikle doldurma hızının altı katına kadar olabilir ve tahliye borusunun boyutunu hesaplamak için kullanılması gereken bu anlık boşaltım akış hızıdır. Pompa ve tahliye hattının boyutlandırılması için her zaman pompa üreticisine başvurun. Tipik bir mekanik pompa boyutlandırma çizelgesi Şekil 14.4.10’da gösterilmiştir. Mekanik kondens pompasının boyutlandırılması Mekanik bir kondens pompasını boyutlandırmak için aşağıdaki bilgiler gereklidir: Alıcıya ulaşan maksimum kondens akış hızı. Pompayı çalıştırmak için mevcut buharın veya havanın tahrik basıncı. Buhar veya hava seçimi uygulamaya ve saha koşullarına bağlı olacaktır. Alıcı ile pompa arasında mevcut doldurma yüksekliği. Kondens sisteminin toplam teslimat yüksekliği. Mekanik pompaların boyutlandırma yöntemi üreticiden üreticiye değişir ve genellikle ampirik verilere dayanır. Aşağıdaki örnek, mekanik bir pompayı boyutlandırmak için tipik bir yöntem verir. (Boru uzunluğu 100 m’den az olduğundan sürtünme kaybı ihmal edilir): Örnek 14.4.3 Mekanik kondens pompası nasıl boyutlandırılır

Mekanik kondens pompası için tahliye boru hattının boyutlandırılması Mekanik bir pompanın tahliye borusu, 100 m’nin altında olduğunda genellikle pompa çıkışıyla aynı boyutta alınabilir. Borunun sürtünme direnci, kaldırma ve kondens ters basıncından kaynaklanan ters basınçla karşılaştırıldığında nispeten küçüktür ve genellikle göz ardı edilebilir. 100 m’den uzun tahliye boruları için genel kural, pompa çıkış çek valfinden bir boru boyutu büyük seçmektir, ancak bu tür daha uzun hatlar için boyut Örnek 14.4.4’te gösterildiği gibi kontrol edilmelidir. 100 metreden uzun teslimat hatları 100 m’nin üzerindeki teslimat hatlarında ve/veya kondens akış hızının pompa kapasitesine yakın olduğu durumlarda, toplam sürtünme kaybının (atalet kaybı dahil) pompanın kapasitesini aşmadığından emin olmak için boru boyutunu kontrol etmek tavsiye edilir. Atalet kaybı Örnek 14.4.4’te açıklanmıştır. Örnek 14.4.3’tekiyle aynı kondens pompalama gereksinimini, ancak 250 metre uzunluğunda bir teslimat hattıyla düşünün. Örnek 14.4.4 250 m uzunluğunda bir teslimat hattının boyutlandırılması (Şekil 14.4.10’a bakınız):

100 metreden uzun pompa teslimat hatlarında atalet kaybının etkisi. 100 m’nin üzerindeki hatlarda, pompa tahliye borusu içinde önemli miktarda sıvı bulunacaktır. Pompa tahliyesinin başlangıcında bu sıvı kütlesinin ani hızlanması, pompa enerjisinin bir kısmını emebilir ve önemli miktarda su darbesi ve gürültüye neden olabilir. Bunun, Örnek 14.4.4’teki 60 000 Pa’lık izin verilen sürtünme kaybını %50 azaltarak hesaplamada dikkate alınması gerekir, böylece:

(Bu, pompanın tahliye süresinin toplam doldurma ve tahliye döngü süresinin yaklaşık %25’ine denk gelmesine dayanmaktadır.)

Dolayısıyla, pompadan kondensin anlık teslimat hızı = 10 400 kg/h Toplam izin verilen sürtünme kaybı 109 Pa/m’lik sürtünme direnciyle, Tablo 14.4.2, 10 400 kg/h’lik kabul edilebilir bir akış hızı sağlamak için (minimum) 65 mm’lik bir boru gerektiğini gösterir. Aslında Tablo 14.4.2, 65 mm’lik bir borunun 109 Pa/m sürtünme direnciyle 10 620 kg/h geçireceğini gösterir. Tablodaki ‘65 mm sütunu’ yukarı doğru çıkıldığında, interpolasyonla, 10 400 kg/h’lik akış hızının aslında 65 mm’lik bir boruda 105 Pa/m’lik bir sürtünme kaybına neden olduğu görülebilir. Tam yüklü pompalar ve daha uzun hatlar Örnek 14.4.4’te, Şekil 14.4.10, 5.2 bar g tahrik basıncı ve 26 metre teslimat yüksekliği ile maksimum pompa doldurma hızının 2600 kg/h olduğunu gösterir. Doldurma hızı bu maksimuma yakın olsaydı (belki 2 500 kg/h), sürtünme kaybı için daha az teslimat yüksekliği mevcut olurdu. Aynı boyuttaki DN50 pompa için bu, Örnek 14.4.5’te gösterildiği gibi daha büyük bir teslimat boru hattı anlamına gelir. Örnek 14.4.5 Örnek 14.4.4’te açıklananla aynı DN50 pompayı, ancak 2 500 kg/h’lik bir kondens doldurma hızına sahip olarak düşünün. Şimdi teslimat boru hattının boyutunu belirleyin.

2500 kg/h’lik doldurma hızı ve 5.2 bar’lık buhar basıncına göre boyutlandırıldığında, Şekil 14.4.11’e başvurulduğunda, DN50 pompa için 2 500 kg/h’lik bir kondens doldurma hızının yaklaşık 27 m’lik maksimum bir ters basınçla eşdeğer olduğu görülebilir, dolayısıyla bu durumda:

Tahliye boru hattı, pompa çıkışından gelen anlık akış hızına göre boyutlandırılmalıdır ve bu, 4 x maksimum pompalama hızı olarak alınır. Daha önceki gibi boru, 4 x 2 600 kg/h = 10 400 kg/h ve 18 Pa/m sürtünme kaybıyla boyutlandırılmış olacaktı.

Tablo 14.4.2, pompanın kapasitesi dahilinde çalışmasına izin vermek için 100 mm’lik bir boru çapı gerektiğini gösterir. Bu düzenle kesinlikle çalışacak olsa da, daha büyük bir pompayı daha küçük bir boru hattıyla birlikte düşünmek muhtemelen daha ekonomiktir. Daha büyük pompa ve daha küçük boru hattı değerlendirmesi Örnek 14.4.4’tekiyle aynı pompalama koşullarını, ancak daha büyük bir DN80 pompa ile düşünün. Daha büyük bir ünite daha yüksek bir teslimat yüksekliğine karşı pompalama yapabildiğinden, daha küçük bir teslimat hattı kullanılabilir.

Şekil 14.4.12, 5.2 bar g tahrik buharı ve 2500 kg/h akış hızı aynı koşullar altında DN80 bir pompanın maksimum 35 m teslimat yüksekliğine izin vereceğini gösterir

Interpolasyonla, Tablo 14.4.2, 80 mm’lik bir borunun 160 Pa/m sürtünme kaybıyla 20160 kg/h’ye uyum sağlayacağını, yaklaşık 1 m/s hızla akacağını gösterir.

Bu durumda, daha büyük DN80 pompa, daha küçük pompa için olandan iki boy küçük bir boruya rahatlıkla izin verecektir ve yaklaşık 0.5 m/s hızla, bu da öneriler dahilindedir. Dolayısıyla 80 mm boru DN80 pompa için uygundur. Gerçekte, 65 mm’lik bir boru kabul edilebilir olurdu, çünkü %50 atalet kaybına izin verdik, ancak bu DN80 pompaya bağlı biraz tuhaf görünebilir. Not: DN80 pompa, DN50 pompadan yaklaşık %10 daha pahalıya mal olacaktır, ancak ek maliyet, uzun teslimat hatlarında kurulum maliyetlerindeki farkla haklı çıkarılacaktır; bu durumda 80 mm ve 125 mm boru arasındaki maliyet farkı anlamına gelir; kurulum, fittingsler ve yalıtım. Kondens hızları Denklem 14.4.2, kondens hızını kontrol etmek için kullanılabilir.

Denklem 14.4.2’de, suyun özgül hacmi 0.001 m3/kg olarak alınmıştır. Bu değer sıcaklıkla hafifçe değişir ancak kondens hatlarında önemli bir fark yaratacak kadar değildir.

Örnek 14.4.4’teki 80 mm boru hattı için kondens hızı kontrol edilebilir. 14.4.4.Örnek 14.4.4.

Tablo 14.4.3’ten 80 mm çaplı boru için maksimum hız 1.84 m/s’dir. Tablo 14.4.3 Boru çapları için önerilen maksimum hızlar (maksimum 450 Pa/m sürtünme kaybına dayalı)

Best practice for long delivery lines

The momentum of the moving contents of a long delivery line may keep the water in motion for some time after a mechanical pump has completed its discharge stroke. When the water in the discharge pipe comes to rest, the backpressure in the line will attempt to reverse the initial flow of water, back towards the outlet check valve. The result is noise and pipe movement due to waterhammer, which can be both alarming and serious. Installing another check valve in the discharge pipe one pipe length from the pump will usually alleviate the problem.

If there is any choice, it is always best to lift immediately after the pump to a height allowing a gravity fall to the end of the line (Figure 14.4.14). If the fall is enough to overcome the frictional resistance of the pipe (Table 14.4.4), then the only backpressure onto the pump is that formed by the initial lift. A vacuum breaker can be installed at the top of the lift not only to assist the flow along the falling line but also to prevent any tendency for backflow at the end of the stroke.

Should the falling line have to fall anywhere along its length to overcome an obstruction, then an automatic air vent fitted at the highest point will reduce air locking and assist flow around the obstruction, see Figure 14.4.14.

Table 14.4.4 Pipefall to overcome frictional losses

*A fall of 25 mm in 1.75 m is equivalent to a fall of 1:70.

Alternatively, any question of backpressure caused by the horizontal run can be entirely eliminated by an arrangement as in Figure 14.4.15 in which the pump simply lifts into a vented break tank. The pipe from the tank should fall in accordance with Table 14.4.4.

Vented pumps, pumping traps and pump-trap installations

Discharge lines from pumps vented to atmosphere are sized on the discharge rate of the pump. Condensate passing through pumping traps and pump-trap combinations in closed loop applications will often be at higher pressures and temperatures and flash steam will be formed in the discharge line. Because of this, discharge lines from pumping traps and pump-trap combinations are sized on the trapping condition at full-load and not the pumping condition, as the line has to be sized to cater for flash steam. Sizing on flash steam will ensure the line is also able to cope with the pumping condition.