थर्मोडायनामिक पंप परीक्षण
थर्मोडायनामिक पंप परीक्षण, पंप परीक्षण का एक रूप है जहां पंप की दक्षता खोजने के लिए केवल तापमान वृद्धि, बिजली का व्यय और अंतर दबाव को मापने की आवश्यकता होती है। ये माप आम तौर पर सम्मिलन तापमान जांच और दबाव जांच के साथ किए जाते हैं, जो पंप के इनलेट और आउटलेट पर टैपिंग पॉइंट पर फिट होते हैं।[1] इन मापों से, पंप द्वारा उत्पादित प्रवाह प्राप्त किया जा सकता है।[2] 1960 के दशक के प्रारंभ में थर्मोडायनामिक विधि विकसित की गई थी, और तब से इसका तेजी से उपयोग किया जा रहा है। यह आईएसओ 5198 जैसे उच्च परिशुद्धता हाइड्रोलिक परीक्षण मानकों में वर्णित है।
थर्मोडायनामिक पद्धति का उपयोग पंपों के प्रदर्शन परीक्षण, प्रवाह मीटर अंशांकन, सिस्टम वक्र परीक्षण और अन्य अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। यह पंप दक्षता में 1% से कम और प्रवाह में 1.5% से कम की अनिश्चितताओं के साथ परिणाम प्राप्त करने में सक्षम है[3] जबकि पाइपिंग कॉन्फ़िगरेशन का परीक्षण करने में सक्षम है जहां अन्य पारंपरिक पंप परीक्षण विधियां त्रुटिहीन परिणाम प्रदान नहीं कर सकती हैं।[4]
इतिहास
1960 के दशक में ग्लासगो विश्वविद्यालय और स्कॉटलैंड में स्ट्रैथक्लाइड विश्वविद्यालय और फ्रांस में नेशनल इंजीनियरिंग लेबोरेटरी (इलेक्ट्रिकाइट डी फ्रांस) और ऑस्टिन व्हिलिएर (चैंबर ऑफ माइन्स, जोहान्सबर्ग, दक्षिण अफ्रीका) में थर्मोडायनामिक विधि समवर्ती रूप से विकसित की गई थी। विलियर ने द साउथ अफ्रीकन मैकेनिकल इंजीनियर के अक्टूबर 1967 के संस्करण में इस विधि का वर्णन करते हुए "तापमान माप से पंप दक्षता निर्धारण" शीर्षक से एक पेपर प्रकाशित किया।[5]
उस समय से, विभिन्न कंपनियों द्वारा थर्मोडायनामिक पद्धति को कई उदाहरणों में अनम्यता से सत्यापित किया गया है, जिनमें सम्मिलित हैं:[4][6]
- जल अनुसंधान केंद्र (यूके)
- राष्ट्रीय अभियांत्रिकी प्रयोगशाला|राष्ट्रीय अभियांत्रिकी प्रयोगशालाएँ (यूके)
- केंद्रीय विद्युत उत्पादन बोर्ड (यूके)
- एक्सेटर विश्वविद्यालय (यूके)
- डमस्टेड विश्वविद्यालय (जर्मनी)
- एटीएपी[7] - येट्समीटर (कनाडा)
- हाइड्रेटेक एंड एसोसिएट्स इंक. (कनाडा)
- फ्लोसर्व
- सल्जर (निर्माता)
- वीर
- एबारा
- केएसबी
- एसपीपी
- रिवेंटा
थर्मोडायनामिक पंप परीक्षण विधि अब बीएस आईएसओ 5198 केन्द्रापसारक मिश्रित प्रवाह और अक्षीय पंप - हाइड्रोलिक प्रदर्शन परीक्षणों के लिए कोड - प्रेसिजन क्लास जैसे पंप परीक्षण मानकों में सम्मिलित है।[2]
विधि और उपकरण
पंपों की अक्षमता तापमान के माध्यम से प्रसारित होती है। इस प्रकार, पंप की अक्षमता के कारण लुप्त हुई लगभग सभी ऊर्जा पंप किए जा रहे तरल पदार्थ के तापमान में वृद्धि का कारण बनती है। थर्मोडायनामिक विधि इस तथ्य का लाभ उठाती है, और पंप की दक्षता की गणना करने के लिए पंप में तापमान के अंतर को त्रुटिहीन रूप से मापती है। पंप के सिर की गणना करने के लिए दबाव माप का उपयोग किया जाता है, और पंप को इनपुट शक्ति को मापने के लिए बिजली मीटर का उपयोग किया जाता है। तापमान, शक्ति और दबाव के मापन का उपयोग करके, पंप समीकरण का उपयोग करके प्रवाह की गणना की जा सकती है।[4]
तापमान माप महत्वपूर्ण है, और इसके परिणामस्वरूप थर्मोडायनामिक पंप परीक्षण उपकरण के वाणिज्यिक वितरक अधिकांश 0.001 डिग्री सेल्सियस से अधिक की त्रुटिहीनता का कथन देते हैं।[8][9][10] इस प्रकार की शुद्धता आवश्यक है क्योंकि पंप में तापमान वृद्धि 0.05 डिग्री सेल्सियस से कम हो सकती है।[11] सामान्यतः, तापमान जांच सीधे प्रवाह में डाली जाती है, और पाइप के सक्शन और निर्वहन दोनों वर्गों पर नल से दबाव माप लिया जाता है। फिर, पंप पर सिर कुछ प्रकार के समायोजन से भिन्न होता है जैसे डिस्चार्ज वाल्व को थ्रॉटलिंग करना, समानांतर में विभिन्न पंप संयोजनों का उपयोग करना, या सही प्रकार से स्तरों को समायोजित करना।[4] यह पंप के प्रदर्शन को उसके संचालन की सीमा के रूप में उसके सिर के रूप में परीक्षण करने की अनुमति देता है, और इसलिए प्रवाह, विविध है।
थर्मोडायनामिक विधि बनाम पारंपरिक विधि
मापी गई और परिकलित मात्राएं
पारंपरिक पंप परीक्षण विधि एक ऐसी विधि है जो पंपों के प्रदर्शन घटता प्राप्त करने के लिए तापमान माप के अतिरिक्त प्रवाह माप पर निर्भर करती है। इसलिए, थर्मोडायनामिक विधि परंपरागत पंप परीक्षण विधि से अधिक सीमा तक भिन्न होती है जिसे मापा जाता है, और उन मूल्यों की गणना कैसे की जाती है।[6] नीचे दी गई तालिका से पता चलता है कि कौन से पैरामीटर परीक्षण उपकरण द्वारा मापे जाते हैं और जिनकी गणना की जाती है।
| पद्धति | सिर | प्रवाह | दक्षता | शक्ति |
|---|---|---|---|---|
| थर्मोडायनामिक पद्धति | माप | गणना | माप | माप |
| पारंपरिक पद्धति | माप | माप | गणना | माप |
जैसा कि ऊपर दी गई तालिका में देखा गया है, दो विधियों के बीच मुख्य अंतर यह है कि पारंपरिक विधि दक्षता की गणना करती है और अन्य चरों को सीधे मापती है, जबकि थर्मोडायनामिक विधि प्रवाह की गणना करती है और अन्य चरों को सीधे मापती है। इस कारण से, पारंपरिक पद्धति में गणना की गई दक्षता की शुद्धता सिर, प्रवाह और बिजली माप की शुद्धता पर निर्भर करती है। इसी प्रकार, थर्मोडायनामिक विधि में, परिकलित प्रवाह की शुद्धता सिर की शुद्धता, दक्षता और शक्ति माप पर निर्भर करती है।
परीक्षण आवश्यकताओं
दो विधियों के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर परीक्षण सेटअप आवश्यकताओं का है। पारंपरिक पद्धति में अधिक कठोर पाइपिंग आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है, सामान्यतः उद्धृत प्रवाह शुद्धता प्रदान करने के लिए प्रवाह मीटर के अपस्ट्रीम सीधे पाइप के ऊपर 5 व्यास से अधिक की आवश्यकता होती है।[12] थर्मोडायनामिक विधि, चूंकि, उद्धृत शुद्धता प्राप्त करने के लिए सामान्यतः उपकरण के सीधे पाइप अपस्ट्रीम के केवल 1-2 व्यास की आवश्यकता होती है[10] । परिणामस्वरुप, थर्मोडायनामिक विधि अधिकांश क्षेत्र परीक्षण करने में सक्षम होती है जिसे पारंपरिक परीक्षण द्वारा नहीं किया जा सकता है।
अनुप्रयोग
थर्मोडायनामिक पद्धति का उपयोग पानी, अपशिष्ट जल और अन्य पंपों का परीक्षण करने के लिए किया जाता है, लेकिन प्रवाह का त्रुटिहीन परीक्षण करने की इसकी क्षमता के कारण, इसका उपयोग सिस्टम वक्र परीक्षण, प्रवाह मीटर सत्यापन और अंशांकन, और सतत दक्षता सर्वेक्षण जैसे अनुप्रयोगों के लिए भी किया जाता है।[13] यह विधि विशेष रूप से उन स्थितियों में उपयोगी है जिनमें पारंपरिक परीक्षण विधियों की पाइपिंग आवश्यकताएं नहीं हैं। यह पारंपरिक पंप परीक्षण के प्रकार, निवारक रखरखाव के लिए पंपों के प्रदर्शन को मापने और प्रतिस्थापन और नवीनीकरण निर्णयों को सूचित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, विधि को ब्लोअर और टर्बाइन प्रदर्शन परीक्षण तक बढ़ाया जा सकता है।[13]
थर्मोडायनामिक पद्धति का उपयोग करने वाली उल्लेखनीय परियोजनाएं
कई परियोजनाओं ने बड़े पैमाने पर पंप परीक्षण और प्रदर्शन समीक्षा के लिए थर्मोडायनामिक विधि का उपयोग किया है। कुछ परियोजनाओं की सूची नीचे दी गई है।
मेलबोर्न (यूके) वास्तविक समय पंप और टर्बाइन नेटवर्क अनुकूलन
रिवेंटा और यूके के सेवर्न ट्रेंट वॉटर (एसटीडब्ल्यू) के बीच जल कंपनी के मेलबोर्न एरिया नेटवर्क पर एक परियोजना, जो हमेशा ऊर्जा उपयोग में बड़े बदलावों से ग्रस्त रही है। कई ऐतिहासिक जांचों ने कारणों या सर्वोत्तम संचालन नीतियों को उजागर नहीं किया था। काम के भाग के रूप में विकसित जटिल एल्गोरिदम ने एसटीडब्ल्यू को एक निर्धारित क्षितिज पर त्रुटिहीन रूप से संचालन निर्धारित करने के लिए बहुत ही सराहनीय ऊर्जा लागत में कमी के साथ मांग को पूरा करने में सक्षम बनाया - एक प्रक्रिया जो परिचालन कर्मचारियों के लिए अकेले अनुभव द्वारा करना बहुत कठिन है। नेटवर्क ऑप्टिमाइज़ेशन पद्धति प्रदान करने के लिए दो प्रमुख तकनीकों को मिलाया गया था: व्यक्तिगत पंप और स्टेशन दक्षता विश्लेषण के लिए थर्मोडायनामिक पंप प्रदर्शन माप, और नेटवर्क मार्गों और उनके हाइड्रोलिक प्रोफाइल का आकलन करने के लिए लाइव हाइड्रोलिक मॉडलिंग।[14][15]
ओंटारियो पंप दक्षता मूल्यांकन और जागरूकता पायलट अध्ययन (कनाडा)
इस परियोजना को ओंटारियो पावर अथॉरिटी द्वारा आठ भौगोलिक रूप से विविध नगर पालिकाओं में ओंटारियो, कनाडा में 150 से अधिक जल पंपों का परीक्षण करने के लिए प्रायोजित किया गया था। थर्मोडायनामिक विधि की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करने के लिए थर्मोडायनामिक विधि के साथ-साथ कई पारंपरिक परीक्षणों के साथ थर्मोडायनामिक पंप परीक्षण विधि का उपयोग किया गया था। परियोजना ने 30 से 4000 एचपी तक के विभिन्न प्रकार के पंपों का परीक्षण किया और मई 2013 में पूरा किया गया।[4][16][17]
मेलबर्न वाटर (ऑस्ट्रेलिया) में पंप दक्षता सर्वेक्षण और प्रबंधन
ऊर्जा लागत और संबंधित ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने के प्रयास में, ऑस्ट्रेलिया में मेलबोर्न वाटर ने चार प्रमुख पंपिंग स्टेशनों पर पंपों की सर्वेक्षण के लिए थर्मोडायनामिक पंप परीक्षण लागू किया। 2003 और 2004 के समय, इस परियोजना के भाग के रूप में 23 पानी और अपशिष्ट जल पंपों का परीक्षण किया गया था।[18]
यह भी देखें
- अक्षीय पंप
- केन्द्रापसारक प्रशंसक
- केन्द्रापसारक पम्प
- प्रवाह की माप
- पम्प
- टर्बाइन
- अपशिष्ट जल
- जलापूर्ति
संदर्भ
- ↑ Advanced Thermodynamic Performance Measurements for pumps and pump systems, Malcolm Robertson, IMechE Seminar on Site Testing, London, June 2013.
- ↑ 2.0 2.1 BS ISO 5198:1999 Centrifugal, mixed flow and axial pumps - Code for Hydraulic performance tests - Precision Class.
- ↑ Thermodynamic performance testing and monitoring pumpindustry magazine, April 2013.
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Toward Municipal Sector Conservation: A Pump Efficiency and Awareness Pilot Study Hydratek & Associates Inc, May 2013.
- ↑ ftp://140.98.193.80/uploads/pes/PowerAfrica2007/PowerAfrica-32-cattaeae.pdf.pdf
- ↑ 6.0 6.1 [1] Pump Efficiency Testing By Thermodynamic Method.
- ↑ [2] ATAP
- ↑ [3] Wireless Thermodynamic Pump Monitoring
- ↑ [4] Freeflow Portable Pump Testing System
- ↑ 10.0 10.1 [5] P22 Pump Efficiency and Flow Meter
- ↑ [6] Pump efficiency testing by the thermodynamic method - an independent view
- ↑ [7] Flow Meter Piping Requirements
- ↑ 13.0 13.1 [8] AEMS Testing and Monitoring Services
- ↑ Clifford, Tom. "Pump Centre Conference 2016 - Keynote Paper" (PDF).
- ↑ "Pioneering technology project scoops Pump Centre award 2016". www.riventa.com. Retrieved 2016-09-29.
- ↑ [9] Thermodynamic method used for pump performance and efficiency testing program
- ↑ [10] The reality of pump energy efficiency and performance: Canada sets example in characterizing actual energy efficiency of water pumps with province-wide testing program.
- ↑ [11] Pump efficiency monitoring and management at Melbourne Water
