Bir Sondaj Pompası Yükselme Hattı Boyutlandırma Rehberi

Yükselen ana hat, daldırma tipi bir kuyu pompasından kuyu başına su taşıyan dikey borudur. Seçimi basit görünebilir: pompa çıkışına bir boru bağlayın ve yüzeye kadar uzatın.

Uygulamada, yükselen ana hat pompa performansını, enerji tüketimini, kurulum yükünü, su darbesini, bakımı ve uzun vadeli güvenilirliği etkiler.

Çok küçük bir boru yüksek su hızına ve aşırı sürtünme kaybına neden olur. Pompa daha sonra ek basınca karşı çalışmak zorunda kalır, bu da verilen akışı azaltabilir ve enerji tüketimini artırabilir.

Gereksiz yere büyük bir boru daha pahalıya mal olur, ağırlık ekler ve mevcut kuyu muhafazasının içine monte edilmesi zor olabilir.

Pompa deşarj bağlantısı da tüm yükselen ana hat için otomatik olarak doğru çapta değildir. Çıkış boyutu, seçilen pompadaki mekanik bağlantıyı belirtir. Nihai boru çapı, tasarım akışı, iç boru çapı, uzunluk, malzeme, basınç sınıfı ve kurulum koşulları kullanılarak kontrol edilmelidir.

Kolon borusu, damla borusu veya deşarj borusu olarak da adlandırılan yükselen ana hat, daldırma tipi pompa çıkışını kuyu başına bağlar.

Kuruluma bağlı olarak, şunlardan üretilebilir:

• Karbon çelik

• Galvanizli çelik

• Paslanmaz çelik

• HDPE

• uPVC

• Takviyeli esnek boru

• Onaylanmış başka bir basınçlı boru malzemesi

Boru, pompa tertibatı, kablo, çek vanaları ve su kolonunun oluşturduğu yükleri desteklemeli veya bunlara uyum sağlamalı, pompalanan suyu taşımalıdır.

Bazı kurulumlarda, yükselen ana hat pompayı mekanik olarak destekler. Diğerlerinde ayrı bir güvenlik kablosu veya destek sistemi sağlanır. Tam düzenek, boru üreticisinin talimatlarına ve yerel kurulum gereksinimlerine uymalıdır.

Boru çapı su hızını ve sürtünme kaybını etkiler.

Belirli bir akış hızı için, iç çapı azaltmak hızı artırır. Daha yüksek hız genellikle sürtünme kaybını artırır ve sistemi ani vana hareketine ve pompa başlatma veya durdurmaya karşı daha hassas hale getirir.

Boru çapını artırmak hızı ve sürtünme kaybını azaltır, ancak aynı zamanda malzeme maliyetini, boru ağırlığını ve kuyudaki gerekli alanı da artırır.

Bu nedenle doğru çap şunlar arasında bir denge oluşturur:

• Gerekli pompa akışı

• Kabul edilebilir su hızı

• İzin verilen sürtünme kaybı

• Toplam kurulum maliyeti

• Boru basınç sınıfı

• Mevcut muhafaza boşluğu

• Mekanik dayanım

• Kurulum ve geri alma gereksinimleri

Boru boyutu, pompa zaten sipariş edildikten sonra değil, komple pompa sisteminin bir parçası olarak seçilmelidir.

Bir kuyu pompası kataloğu genellikle her pompa ailesi için bir deşarj çıkış boyutu sağlar.

Örneğin, farklı SLAPK 6SP model aileleri, nominal akış aralıkları farklı olduğu için farklı deşarj bağlantıları kullanabilir. 8SP serisi genellikle daha yüksek akış görevlerine hizmet eder ve daha büyük çıkış bağlantıları kullanır.

Ancak, çıkış boyutu en iyi yükselen ana hat çapını bağımsız olarak belirlemez.

Hesaplanan boru çapı pompa çıkışından farklı olduğunda, kısa bir mühendislik geçişi kullanılabilir, ancak şu şartla:

• Geçiş mekanik olarak uygundur.

• Basınç sınıfı yeterlidir.

• Bağlantı aşırı yerel kayba neden olmaz.

• Geçiş muhafaza içine sığar.

• Düzeneğin güvenli bir şekilde indirilip geri alınabilmesi.

• Üretici konfigürasyonu onaylar.

Sadece nominal boyutu çıkış dişine veya flanşına uyan bir boru seçmeyin.

Yükselen ana hat, pompanın yayınlanan maksimum akışı yerine, gerçek tasarım akışında boyutlandırılmalıdır.

Tasarım akışı uygulamadan gelmelidir, örneğin:

• Sulama talebi

• Belediye su tüketimi

• Depolama tankı doldurma süresi

• Endüstriyel proses talebi

• Hayvancılık su gereksinimleri

• Yangın suyu gereksinimleri

• Madencilik veya inşaat suyu transferi

Seçilen pompa bu akışı hesaplanan toplam dinamik basma yüksekliğinde vermelidir.

Sistem birkaç akış hızında çalışacaksa, boruyu şunlarda kontrol edin:

• Minimum sürekli akış

• Normal tasarım akışı

• Maksimum beklenen akış

• Değişken hızlı çalışma limitleri

• Gelecekteki genişleme akışı, teyit edilmişse

Sürtünme kaybı akışla doğrusal olarak artmaz. Akıştaki nispeten küçük bir artış, boru kaybında çok daha büyük bir artışa neden olabilir.

Hidrolik hesaplamalar borunun iç çapını kullanmalıdır.

Aynı nominal boyuttaki iki boru, şunlar nedeniyle farklı iç çaplara sahip olabilir:

• Duvar kalınlığı

• Boru programı

• Basınç sınıfı

• Malzeme

• Üretim standardı

• İç kaplama

Yüksek basınçlı bir boru, aynı dış çapa sahip düşük basınçlı bir borudan daha kalın bir duvara sahiptir. Daha kalın duvar iç akış alanını azaltır.

Nominal çap yerine gerçek iç çapı kullanmak, su hızını ve sürtünme kaybını hafife alabilir.

Hesaplamayı tamamlamadan önce boru üreticisinin boyut verilerini alın.

Ortalama su hızı, akış hızı ve borunun iç kesit alanı kullanılarak hesaplanabilir:

Hız = Akış hızı ÷ İç boru alanı

Dairesel bir boru için:

v = 4Q ÷ (πD²)

Burada:

• v ortalama su hızıdır

• Q hacimsel akış hızıdır

• D gerçek iç boru çapıdır

• π yaklaşık 3.1416'dır

Tüm birimler tutarlı olmalıdır. Akış saatte metreküp olarak verilirse, saniyede metre cinsinden hızı hesaplamadan önce saniyede metreküpe dönüştürün.

Hız bir tarama parametresidir, tek seçim kriteri değildir. Kabul edilebilir aralık boru malzemesine, sistem görevine, başlatma yöntemine, su darbesi analizine ve geçerli mühendislik standardına bağlıdır.

Her proje için tek bir evrensel hız sınırı uygulamaktan kaçının.

Sürtünme kaybı, su yükselen ana hat boyunca hareket ederken tüketilen basma yüksekliğidir.

Şunlara bağlıdır:

• Akış hızı

• Gerçek iç çap

• Boru uzunluğu

• Boru pürüzlülüğü

• Boru malzemesi

• Boru yaşı ve iç durumu

• Su özellikleri

Darcy-Weisbach ve Hazen-Williams, su boru hattı hesaplamaları için yaygın olarak kullanılan yöntemlerdir.

Darcy-Weisbach, doğru sürtünme faktörü kullanıldığında geniş bir akışkan ve boru malzemesi yelpazesine uygulanabilir. Hazen-Williams genellikle su sistemi tahminleri için kullanılır, ancak katsayısı uygun şekilde seçilmelidir.

Savunulabilir bir hesaplama için:

1. Tam dikey boru uzunluğunu belirleyin.

2. İç çapı ve malzemeyi onaylayın.

3. Tasarım akışında birim uzunluk başına kaybı hesaplayın.

4. Gerçek boru uzunluğu ile çarpın.

5. Hesaplamayı diğer beklenen çalışma akışlarında tekrarlayın.

6. Sonucu sistemin toplam dinamik basma yüksekliğine dahil edin.

Boru kaybı hesaplaması yerine genel bir kuyu derinliği yüzdesi kullanmayın.

Tam basma yüksekliği yöntemi için, bkz. Derin Kuyu Pompası Boyutlandırma Kılavuzu: Akış Hızı ve Toplam Dinamik Basma Yüksekliği Nasıl Hesaplanır.

Yükselen ana hat hidrolik direncin tek kaynağı değildir.

Şunlar aracılığıyla ek kayıplar oluşabilir:

• Pompa deşarj geçişleri

• Çek vanalar

• Kapak vanalar

• Kelebek vanalar

• Dirsekler

• Te'ler

• Redüktörler

• Akış ölçerler

• Basınç göstergeleri ve gösterge bağlantıları

• Filtreler

• Kuyu başı bağlantıları

• Kontrol vanaları

• Tank giriş tertibatları

Bu kayıplar, kayıp katsayıları, eşdeğer boru uzunlukları veya üretici verileri kullanılarak hesaplanabilir.

Çek vanalar özel dikkat gerektirir. Sadece nominal boyuta göre seçilen bir vana, yüksek akışta önemli bir kayba neden olabilir. Tam açık akış alanını, basınç sınıfını, yönünü ve dikey hizmet için uygunluğunu onaylayın.

Boru, yüzeyde gözlemlenen normal çıkış basıncından daha fazlasına dayanmalıdır.

Çalışma koşuluna bağlı olarak, en yüksek basınç pompa yakınında veya geçici bir olay sırasında oluşabilir.

Basınç incelemesi şunları içermelidir:

• Pompa kapanma basma yüksekliği

• Statik su kolon basıncı

• Normal çalışma basıncı

• Gerekli kuyu başı basıncı

• Vana kapanması

• Pompa başlatma ve durdurma

• Su darbesi

• Yükseklik değişiklikleri

• Basınç kontrol ayarları

• Test basıncı

• Boru standardı tarafından gerekli güvenlik marjı

Derin bir yükselen ana hattın en alt bölümleri yüksek iç basınca maruz kalabilir.

Basınç sınıfını yalnızca normal kuyu başı gösterge okumasından seçmeyin. Tasarımcı, en şiddetli olası çalışma ve geçici koşulu kontrol etmelidir.

Su darbesi, su hızındaki ani bir değişiklikten kaynaklanan geçici bir basınç değişimidir.

Şunlar olduğunda oluşabilir:

• Pompa aniden başlar.

• Güç kesintisi sonrası pompa durur.

• Bir çek vana hızla kapanır.

• Bir yüzey vanası çok hızlı kapanır.

• Bir VFD hızını çok agresif bir şekilde değiştirir.

• Akış, çek vana kapanmadan tersine döner.

Şiddeti boru uzunluğuna, su hızına, boru malzemesine, vana davranışına ve hız değişim oranına bağlıdır.

Uzun dikey bir yükselen ana hat, önemli bir hareketli su kolonunu içerir. Yanlış seçilmiş bir çek vana veya hızlı kapanma, hasara neden olan basınç dalgalanmalarına neden olabilir.

Olası kontroller şunları içerir:

• Sessiz çek vanalar

• Kontrollü vana çalışması

• Yumuşak başlatma

• Kontrollü VFD hızlanması ve yavaşlaması

• Dalgalanma tankları

• Basınç tahliye cihazları

• Diğer mühendislik dalgalanma kontrol ekipmanları

Derin kuyular, uzun boru hatları ve yüksek akışlı sistemler için ayrıntılı bir geçici analiz gerekebilir.

Yükselen ana hat, kendi ağırlığını, içerdiği suyun ağırlığını ve desteklediği herhangi bir ekipmanı güvenli bir şekilde taşımalıdır.

İlgili yükler şunları içerir:

• Kuru boru ağırlığı

• Su kolon ağırlığı

• Pompa ve motor ağırlığı

• Çek vana ağırlığı

• Kablo ve kablo koruyucu ağırlığı

• Bağlantı ağırlığı

• Başlatma ve durdurma sırasındaki dinamik yükler

• Kurulum ve çıkarma sırasındaki yükler

• Su darbesi kuvvetleri

• Kuyu başı destek yükleri

Dişli çelik boru için, diş ve bağlantı mukavemetini doğrulayın. Flanşlı boru için, flanş, cıvata ve conta düzenini doğrulayın.

Plastik boru için, çekme yükünü, sürünmeyi, sıcaklık etkilerini, eklem derecesini ve askıdaki dikey hizmet için üretici limitlerini kontrol edin.

İç basınç gereksinimini karşılayan bir boru, askıdaki mekanik yük için hala uygun olmayabilir.

Yükselen ana hattın, bağlantıların ve aksesuarların dış çapı, minimum muhafaza iç çapından geçmelidir.

Tam kurulum zarfını kontrol edin, şunları içerir:

• Boru bağlantıları

• Flanşlar

• Pompa çıkış geçişi

• Çek vanalar

• Güç kablosu

• Kablo koruyucuları

• Kablo kelepçeleri

• Ekleme koruması

• Merkezleyiciler

• Güvenlik kablosu

• Kaldırma aparatları

En büyük bileşen, borunun kendisinden ziyade bir bağlantı veya vana olabilir.

Ayrıca şunları da göz önünde bulundurun:

• Kuyu sapması

• Muhafaza eklemleri

• İç kaynaklar

• Astar

• Kireç birikintileri

• Deformasyon

• Muhafaza çapındaki değişiklikler

Teorik metal-metal uyumu kabul edilebilir bir kurulum toleransı değildir.

Boyutsal boşluk hakkında daha fazla bilgi için, bkz. 6 İnç vs 8 İnç Kuyu Pompaları: Nasıl Seçilir.

Karbon Çelik Yükselen Ana Hat

Karbon çelik yüksek mekanik dayanım sağlar ve yaygın olarak bulunur. Derin ve yüksek basınçlı kurulumlar için uygun olabilir.

Ancak, korozyon dikkate alınmalıdır. İç korozyon pürüzlülüğü ve sürtünme kaybını artırırken, dış korozyon duvar kalınlığını azaltır.

Kaplamalar, astarlar ve korozyon payı gerekebilir.

Galvanizli Çelik Yükselen Ana Hat

Galvanizli çelik, özellikle orta boyutlarda, su kuyusu kurulumlarında yaygın olarak kullanılır.

Uygunluğu su kimyasına, kurulum ömrüne, dişli bağlantılara ve yerel standartlara bağlıdır. Dişlerde veya eklemlerde hasar görmüş galvaniz, bir korozyon noktası haline gelebilir.

Paslanmaz Çelik Yükselen Ana Hat

Paslanmaz çelik geliştirilmiş korozyon direnci sağlar, ancak su analizinden doğru sınıf seçilmelidir.

SS304, yüksek klorürlü su için otomatik olarak uygun değildir. Daha agresif koşullarda SS316L, dubleks paslanmaz çelik veya başka bir alaşım gerekebilir.

Farklı metaller arasındaki galvanik etkileşim de gözden geçirilmelidir.

HDPE Yükselen Ana Hat

HDPE korozyon direnci, pürüzsüz iç yüzeyler ve daha az rijit eklem sunabilir.

Tasarımı şunların dikkatli bir şekilde gözden geçirilmesini gerektirir:

• Basınç sınıfı

• Çekme yükü

• Sıcaklık

• Sürünme

• Birleştirme yöntemi

• Uzama

• Pompa bağlantısıyla uyumluluk

• Dikey destek gereksinimleri

Boru üreticisi, askıdaki kuyu kurulumu için uygunluğu teyit etmelidir.

uPVC Yükselen Ana Hat

Özel uPVC kolon boruları, hafif ve korozyona dayanıklı oldukları için bazı kuyu sistemlerinde kullanılır.

Boru ve dişli eklemler, kurulum derinliği, basınç ve askıdaki yük için özel olarak derecelendirilmelidir. Sıradan basınçlı boru, derin kuyu kolon borusu olarak otomatik olarak kullanılmamalıdır.

Bir kuyu pompasının 140 m dikey yükselen ana hat boyunca 50 m³/saat akış sağlaması gerektiğini varsayalım.

İki aday boru, temel bağlantı ve basınç gereksinimlerini karşılar. Biri daha küçük bir iç çapa, diğeri ise daha büyük bir iç çapa sahiptir.

Daha küçük boru şunları üretecektir:

• Daha yüksek su hızı

• Daha büyük sürtünme kaybı

• Daha yüksek toplam dinamik basma yüksekliği

• Su darbesine karşı daha fazla hassasiyet

• Daha düşük ilk boru maliyeti

Daha büyük boru şunları üretecektir:

• Daha düşük su hızı

• Daha düşük sürtünme kaybı

• Daha düşük gerekli pompa basma yüksekliği

• Potansiyel olarak daha düşük işletme enerjisi

• Daha yüksek ilk maliyet ve ağırlık

Doğru karar sadece satın alma fiyatından verilemez.

Mühendis, her iki alternatif için de çalışma noktasını hesaplamalı, her sürtünme kaybını TDH'ye eklemeli ve şunları karşılaştırmalıdır:

• Pompa modeli ve motor gücü

• Pompa verimliliği

• Yıllık enerji tüketimi

• Boru ve kurulum maliyeti

• Basınç sınıfı

• Kuyu boşluğu

• Beklenen hizmet ömrü

Daha büyük bir boru, ömür boyu enerji maliyetini azaltabilir, ancak çapı pratik gereksinimin ötesine artırmak çok az ek fayda sağlayabilir.

Birçok kuyu pompası, deşarjda veya yakınında bir çek vana içerir. Uzun yükselen ana hatlarda ek çek vanalar düşünülebilir, ancak evrensel bir aralık kuralı kullanılarak eklenmemelidir.

Yanlış konumlandırılmış veya uygun olmayan çek vanalar şunlara katkıda bulunabilir:

• Sıkışmış basınç

• Hidrolik şok

• Vana takırtısı

• Gecikmiş kapanma

• Ters dönüş

• Artan sürtünme kaybı

• Zor bakım

Vana düzeni, pompa derinliğine, boru uzunluğuna, basınca, akışa, başlatma yöntemine ve üretici talimatlarına göre seçilmelidir.

Ek vanalar belirlemeden önce seçilen pompanın zaten entegre bir çek vana içerip içermediğini onaylayın.

Yükselen ana hat pompa çıkışıyla aynı boyutta mı olmalı?

Zorunlu değil. Çıkış, anlık bağlantıyı belirler. Yükselen ana hat çapı, akış, hız, sürtünme kaybı, basınç, mekanik yük ve muhafaza boşluğu kullanılarak kontrol edilmelidir.

Pompanın üzerindeki yükselen ana hat çapını azaltabilir miyim?

Bir redüktör mümkün olabilir, ancak bu hızı artırır ve hidrolik kayıp ekleyebilir. Komple sistem yeniden hesaplanmalı ve geçiş mekanik olarak uygun olmalıdır.

Daha büyük bir boru her zaman pompa performansını iyileştirir mi?

Daha büyük bir iç çap sürtünme kaybını azaltır, ancak aşırı boyut maliyeti, ağırlığı ve kurulum zorluğunu artırabilir. Çapı hidrolik ve yaşam döngüsü değerlendirmesi yoluyla seçin.

Sürtünme kaybı kuyu derinliğinden mi hesaplanmalı?

Hayır. Her boru bölümünün gerçek uzunluğunu, iç çapını, malzemesini ve tasarım akışını kullanın. Sadece kuyu derinliği sürtünme kaybını belirlemez.

HDPE kuyu pompası yükselen ana hattı olarak kullanılabilir mi?

Evet, uygun kurulumlarda, ancak özel boru, eklemler ve destek sistemi iç basınç, askıdaki yük, sıcaklık, sürünme ve kurulum derinliği için derecelendirilmelidir.

Derin kuyu pompası kaç çek vana kullanmalı?

Her kuyu için uygun evrensel bir miktar veya aralık yoktur. Derinlik, basınç ve geçici koşulları gözden geçirdikten sonra pompa, vana ve sistem tasarımcısının önerilerini izleyin.

Yükselen ana hat pompa motor gücünü etkiler mi?

Evet. Boru sürtünmesi TDH'ye eklenir. Daha yüksek TDH, seçilen pompa modelini, kademe sayısını, çalışma noktasını ve gerekli motor gücünü değiştirebilir.

Güvenilir bir kuyu pompası yükselen ana hattı, hidrolik, basınç, mekanik ve kurulum gereksinimlerini aynı anda karşılamalıdır.

Seçim süreci şunları yapmalıdır:

• Tasarım akışını onaylayın.

• Gerçek boru iç çapını kullanın.

• Su hızını ve sürtünme kaybını hesaplayın.

• Vanaları ve bağlantı parçalarını dahil edin.

• Çalışma, kapanma ve geçici basıncı kontrol edin.

• Boru ve eklem mukavemetini doğrulayın.

• Muhafaza boşluğunu onaylayın.

• Su ile uyumlu bir malzeme seçin.

• Yaşam döngüsü enerji maliyetini değerlendirin.

Komple yükselen ana hattı sadece pompa çıkış boyutundan seçmeyin. Nihai boru çapı ve basınç sınıfı, gerçek kuyu ve çalışma koşullarına göre doğrulanmalıdır.

Gerekli akış ve basma yüksekliği, kuyu derinliği, pompa kurulum derinliği, minimum muhafaza iç çapı, önerilen boru malzemesi ve çapı, gerekli çıkış basıncı, voltaj, frekans ve su analizini SLAPK'a gönderin.

Mühendislerimiz uygun bir QJ veya SP kuyu pompası önerebilir ve yükselen ana hat tasarımınız için gerekli pompa eğrisini, çıkış boyutlarını ve kurulum verilerini sağlayabilir.