Εκτύπωση  Αποστολή
ΜΗΝΙΑΙΟ ΤΕΧΝΙΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ      
ΤΕΥΧΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ
Κυκλοφορεί
ΤΕΥΧΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ
  Αρχείο περιοδικών
 
 
 Αρχική Σελίδα
 Επικαιρότητα
 Πρόσωπα
Τεχνικά Θέματα
 Συνδικαλιστικά
 Ιστορικά
 Ατζέντα
 Θέσεις
 Ταυτότητα
 Χρήσιμα links
 Επικοινωνία
   
Γίνε συνδρομητής!  
 

στο διαδίκτυο
στο site
 
 
 
Είδη και χαρακτηριστικά αντλιών ύδρευσης – αποχέτευσης για βιομηχανίες και κτήρια
 


Ένα από τα πιο δύσκολα ζητήματα που τίθενται σήμερα αφορά τον τρόπο, τις λειτουργίες και την αποδοτικότητα των αντλιών υδρεύσεως και αποχετεύσεως. Όσο περνά ο καιρός γίνεται ακόμα πιο σαφές ότι αυξάνονται οι ανάγκες για τη χρήση νερού από τη βιομηχανία και τα κτίρια· επομένως πρέπει να συνυπολογιστεί κάθε λειτουργία που αφορά την ύδρευση και την αποχέτευση.
Του Γιώργου Μαλιώτη* ΓιΆ αυτό και οι βιομηχανίες αλλά και τα κτίρια απορροφούν ένα μεγάλο μερίδιο της συνολικής αγοράς των αντλιών, επιχειρώντας να καλύψουν τις συνεχείς ανάγκες που προκύπτουν.
Οι επαγγελματίες θα πρέπει να λάβουν σοβαρά υπόψη τους ένα σημαντικό δεδομένο: Στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής, πριν από μερικές δεκαετίες, οι ημερήσιες ανάγκες της αγοράς σε νερό ανέρχονταν περίπου στα 200 δισεκατομμύρια γαλόνια νερού (δηλαδή περίπου 750 εκατομμύρια τόνους, λαμβανομένου υπόψη ότι το υγρό γαλόνι στις Η.Π.Α. αντιστοιχεί σε 3,785 λίτρα). Ας επισημανθεί πως απΆ αυτά τα 80 περίπου δισεκατομμύρια γαλόνια (300 εκατομμύρια τόνοι) απορροφούνταν αποκλειστικά από τη βιομηχανία για τις παραγωγικές δραστηριότητές της.
Αυτές οι τεράστιες ανάγκες, σε συνδυασμό με τα φαινόμενα λειψυδρίας που παρουσιάζονταν όλο και πιο έντονα τα τελευταία χρόνια, έστρεψαν την προσοχή των ειδικών στη βελτιστοποίηση των συστημάτων τροφοδοσίας και χρήσης του νερού. Με αυτή τη λογική, λοιπόν, η σωστή επιλογή των αντλιών και η κατάλληλη εφαρμογή τους είναι πολύ σημαντικές.
Στοιχεία αναλύσεως
Σχετικώς με τις πηγές του νερού θεωρούμε χρήσιμο να αναφέρουμε κάποια στοιχεία που αφορούν τις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής, προκειμένου να αντιληφθούμε τη χρησιμότητα των αντλιών αλλά και τον τρόπο με τον οποίο θα πρέπει να προσαρμοστεί η εγχώρια αγορά σε διεθνείς τάσεις και απαιτήσεις.
Το νερό που αντλείται από υπόγεια πηγάδια συνιστά το 25% της συνολικά χρησιμοποιούμενης ημερήσιας ποσότητας, ενώ το υπόλοιπο 75% καλύπτεται από επιφανειακά ύδατα (πηγές, ποτάμια κλπ.). Στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις το 13,5% του χρησιμοποιούμενου νερού προέρχεται από πηγάδια, το 19,8% από δημόσιες και δημοτικές πηγές και το 66,7% από επιφανειακές πηγές.
Από στοιχεία τεκμαίρεται ότι τα υφάλμυρα ύδατα συνιστούν το 21,3% του υδάτινου όγκου που αξιοποιείται από τη βιομηχανία. Ειδικά στις περιοχές όπου παρατηρείται λειψυδρία κερδίζουν έδαφος οι διαδικασίες αφαλάτωσης, οι οποίες συνδυάζονται με ατμοηλεκτρικούς σταθμούς.
Οι υπόγειες αντλήσεις αφορούν τόσο τις βιομηχανικές εφαρμογές όσο και την τροφοδοσία δημοτικών δικτύων νερού, οπότε έχουμε να κάνουμε με περισσότερο ή λιγότερο βαθιά πηγάδια.
ΓιΆ αυτό το λόγο είναι ενδιαφέρουσες οι κατηγορίες των αντλιών που χρησιμοποιούνται στα πολύ βαθιά πηγάδια, για άντληση από μεγάλα βάθη. Πρόκειται για κάθετες, πολυβάθμιες, φυγοκεντρικές αντλίες (diffuser type) που υπάγονται στο γενικό σχεδιασμό των vertical turbine φυγοκεντρικών αντλιών. Αυτές οι αντλίες τύπου vertical turbine μπορούν να λιπαίνονται είτε με λάδι είτε με νερό.
Λίπανση αντλιών
Ο σχεδιασμός των ελαιολιπαινόμενων αντλιών περιλαμβάνει ένα σωλήνα ο οποίος περιβάλλει τον άξονα και φέρει ελαιολιπαινόμενα ρουλεμάν. Ωστόσο, στις «υδατολιπαινόμενες» αντλίες όπου χρησιμοποιείται ως λιπαντικό το αντλούμενο νερό, δεν συναντάται σωλήνας που να περιβάλλει τον άξονα, γιΆ αυτό και οι αντλίες αυτές χαρακτηρίζονται ως τύπου “open line shaft”.
Η κίνηση στις αντλίες του τύπου “vertical turbine” μπορεί να δίδεται με τρεις τρόπους: α) μέσω ηλεκτροκινητήρα, β) με μηχανή εσωτερικής καύσεως (βενζινοκινητήρα ή πετρελαιοκινητήρα), γ) με ατμοτουρμπίνα (που συναντάται σπανίως). Πρόκειται για αντλίες που μπορούν να αποδώσουν μια καμπύλη που συνδυάζει ιδιαίτερα υψηλές πιέσεις και παροχές, και συνήθως χρησιμοποιούνται σε πηγάδια διαμέτρου από 6 ίντσες και πάνω. Σε πολλές περιοχές η πιο οικονομική διάμετρος ενός διαμορφωμένου πηγαδιού είναι 12 ίντσες.
Ωστόσο, σε βιομηχανικές και σε μικρές δημοτικές εγκαταστάσεις απαντώνται συχνά και ενδιάμεσες διαστάσεις, ενώ είναι αξιοσημείωτο ότι κατασκευάζονται και διατίθενται αντλίες μέχρι και 30 ιντσών.
Οι πολυβάθμιες αντλίες βαθιών πηγαδιών μπορούν να αναπτύσσουν μανομετρικά άνω των 500 μέτρων και παροχές μέχρι 30.000 γαλόνια (113,5 τόνοι) το λεπτό. Ο αριθμός των βαθμίδων (πτερωτών) επιλέγεται ανάλογα με την επιδιωκόμενη πίεση κατάθλιψης, με δεδομένο ότι κάθε βαθμίδα συνεισφέρει το ίδιο στην αύξηση του μανομετρικού. Αντλίες υψηλών μανομετρικών μπορούν να έχουν 20 ή περισσότερες βαθμίδες· ωστόσο η πλειονότητα των τρεχόντων αντλητικών συστημάτων έχει σαφώς λιγότερες βαθμίδες.
Κατασκευαστικές λεπτομέρειες
Προχωρώντας σε κατασκευαστικές λεπτομέρειες, σημειώνουμε ότι οι πτερωτές είναι συνήθως κλειστές ή ημιανοιχτές, ενώ οι «ραντιστήρες» (diffuser) εκτείνονται ψηλά στο κέλυφος των αντλιών. Για μια μέση περίπτωση νερού, το υλικό κατασκευής των πτερωτών μπορεί να είναι μπρούντζος, σίδηρος με υψηλό ποσοστό πρόσμειξης νικελίου, ή ακόμα και σίδηρος με επισμάλτωση από πορσελάνη (σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις). Τέλος, πρέπει να τονίσουμε ότι η διαχωριστική επιφάνεια του διαμορφωμένου πηγαδιού δεν πρέπει να θεωρηθεί μέρος του αντλητικού συστήματος.
Στις υπόγειες αντλήσεις χρησιμοποιούνται και εμβαπτιζόμενες κάθετες φυγοκεντρικές αντλίες. Στα συστήματα αυτά οι αντλίες βρίσκονται πάνω από τον μικρών διαστάσεων κινητήρα τους, ο οποίος λειτουργεί ευρισκόμενος μόνιμα μέσα στο νερό, ενώ ο σωλήνας της κατάθλιψης φέρει το βάρος και της αντλίας και του κινητήρα. Αυτού του τύπου τα αντλητικά συστήματα έχουν σχεδιαστεί για εγκαταστάσεις όπου οι αντλίες δουλεύουν για πολύ μεγάλο διάστημα χωρίς παρακολούθηση.
Ένα μειονέκτημα των συστημάτων αυτών, που γίνεται αρκετά σοβαρό στις περιπτώσεις των αρκετά βαθιών πηγαδιών, είναι ότι σε περίπτωση βλάβης του κινητήρα, χρειάζεται να μεταφερθεί ολόκληρο το σύστημα έξω από το πηγάδι. Πολλές αντλίες με εμβαπτιζόμενο κινητήρα έχουν κατασκευαστεί για μανομετρικά μέχρι 4 χιλιάδες μέτρα και για παροχές μέχρι 400 γαλόνια (περίπου ενάμιση τόνο) το λεπτό, για θερμοκρασίες νερού ως 270οF (132,2οC). Σε αυτόν τον τύπο αντλιών συναντούμε ιδιαίτερα μεγάλες αντλίες, μέχρι και 300 βαθμίδων.
¶ντληση από κυρτωμένα βάθη
Πολλές αντλίες εμβαπτιζόμενου τύπου και ποικίλου σχεδιασμού χρησιμοποιούνται και για ρηχά και για βαθιά πηγάδια, ειδικά όταν το πηγάδι είναι κυρτωμένο. Αξίζει να σημειωθεί ότι στα αντλητικά συστήματα αυτού του τύπου πρέπει να εμβαπτισθούν ακόμα το καλώδιο τροφοδοσίας του κινητήρα και η σωλήνωση μεταφοράς του λιπαντικού του κινητήρα.
Εκτός από τις φυγοκεντρικές αντλίες, στο παρελθόν χρησιμοποιούνταν και άλλοι τύποι αντλιών για την υπόγεια άντληση του νερού, όπως είναι οι παλινδρομικές αντλίες, αλλά και οι αντλίες με ελικοειδή ρότορα. Η χρήση και των δύο ήταν πάντοτε περιορισμένη στις υπόγειες αντλήσεις, καθώς οι φυγοκεντρικές αντλίες είχαν ανέκαθεν πολύ μεγαλύτερη απόδοση.
Η κεφαλή των παλινδρομικών αντλιών μπορεί να είναι διαφόρων τύπων, ενώ ενδιαφέρον παρουσιάζει η παλινδρομική αντλία με έμβολο διπλής ενέργειας, με την κεφαλή τοποθετημένη μέσα στο πηγάδι και κάτω από την επιφάνεια του νερού. Οι παλινδρομικές αντλίες επιτυγχάνουν μανομετρικά μέχρι 300 μέτρα και παροχές μέχρι 300 γαλόνια (περίπου 1,1 τόνοι) το λεπτό.
Οι αντλίες ελικοειδούς ρότορα μοιάζουν με τις «υδατολιπαινόμενες» φυγοκεντρικές “vertical turbine” αντλίες, αλλά διαφέρουν στο μηχανισμό ώθησης του νερού και στη σύνδεσή του με τον άξονα. Αντί για πτερωτή, η αντλία φέρει έναν ελικοειδή ρότορα που συνεργάζεται με έναν αμφιελικοειδή στάτορα.
Εδώ ο μηχανισμός ώθησης συνίσταται στη θετική εκτόπιση του νερού που παγιδεύεται στον στάτορα, η οποία προκαλείται από τη συνεχή κίνηση του ρότορα σε επαφή με το στάτορα. Αντλητικά συστήματα αυτού του τύπου σχεδιάζονται για βαθιά πηγάδια, επιτυγχάνουν παροχές από 500 μέχρι 3.300 γαλόνια την ώρα (1,9 - 12,5 τόνους) και μανομετρικά μέχρι 350 μέτρα, ενώ είναι κατάλληλα για άντληση από γεωτρήσεις που έχουν μικρή εσωτερική διάμετρο, μέχρι και 4 ιντσών.
Αντλήσεις από επιφανειακές πηγές
Στις επιφανειακές πηγές (λίμνες, ποτάμια, φρεάτια, λεκάνες κλπ.) βρίσκουν εφαρμογή κάθετες φυγοκεντρικές αντλίες τύπου close - coupled vertical turbine. Αυτές μοιάζουν με τις vertical turbine αντλίες, αλλά συνδυάζουν αντλία και κινητήρα σε μια ενιαία και συμπαγή μονάδα.
Κατά την άντληση από επιφανειακές πηγές οι αντλίες αυτές επιτυγχάνουν παροχές 30.000 γαλόνια (περ. 113,5 τόνοι) το λεπτό και μανομετρικά μέχρι 500 μέτρα. Για μεγαλύτερες παροχές και χαμηλότερες πιέσεις χρησιμοποιούνται κάθετες αντλίες μεικτής ροής (“vertical mixed - flow pumps”). Οι αντλίες μεικτής ροής αναπτύσσουν το μανομετρικό τους κατά ένα μέρος από τη φυγόκεντρη δύναμη και κατά το υπόλοιπο από το δυναμικό των στροβιλισμών στο νερό. Η διάμετρος των στροβίλων στην κατάθλιψη είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο των στροβίλων στην είσοδο.
Οι κάθετες αντλίες μεικτής ροής λειτουργούν σε ταχύτητες από 400 μέχρι 1.750 στροφές το λεπτό, δίνοντας παροχές από 500 ως 100.000 γαλόνια (1,9 - 378,5 τόνοι) το λεπτό, σε αντίστοιχα μανομετρικά από 6 ως 30 μέτρα. Αυτές οι αντλίες έχουν ειδικό αριθμό στροφών από 4.200 ως 9.000, και είναι ιδανικές για επιφανειακές πηγές νερού από ποτάμια, λίμνες και άλλες πηγές.
Οι αντλίες μεικτής ροής, καλύπτουν μια ευρεία γκάμα αναγκών, καθώς οι vertical turbine pumps επιτυγχάνουν πολύ μεγάλα μανομετρικά, ενώ οι propeller pumps επιτυγχάνουν πολύ μεγάλες παροχές. Οι τελευταίες διαχειρίζονται υγρά σε παροχές μέχρι 200.000 γαλόνια (757 τόνους) το λεπτό και σε μανομετρικά από 0,5 μέχρι 15 μέτρα.
* Ο κ. Γεώργιος Μαλιώτης είναι μηχανολόγος μηχανικός Ε.Μ.Π.
 
 Τεχνικά Θέματα
Μέθοδοι κατασκευής και χρήσεις σωλήνων σε θερμοϋδραυλικές εγκαταστάσεις
Ηλεκτρονικό σύστημα καθοδικής προστασίας για μπόιλερ και δοχεία νερού
Αντλίες θερμότητας
Των κ. Ιωάννη Θ. Αραβανή*, Θεοφάνη Ι. Αραβανή**, Τρύφωνα - Χρυσοβαλάντη Ι. Αραβανή***
Απαιτήσεις της ελληνικής νομοθεσίας για τον τομέα των ψυκτικών μέσων
Εξοικονόμηση στη θέρμανση μέσω αντλιών θερμότητας
ΣΕΒΕ Συνάντηση με τον Γενικό Γραμματέα Έρευνας και Τεχνολογίας στη Θεσσαλονίκη
Ecofer Κ.Ζ. Οικονόμου: Ιονιστές- καθαριστές αέρα
Μονοθερμ Δ. ΚΡΕΣΤΑ – Β. ΚΡΕΣΤΑΣ Ο.Ε.
Υβριδικός αερισμός
Αντλίες Θερμότητας Η σύγχρονη συμφέρουσα πρόταση
Θέρμανση... χωρίς πετρέλαιο!
© ΤΕΧΝΟΕΚΔΟΤΙΚΗ  | Όροι χρήσης  | Πληροφορίες  | Facebook