なぜ同期する必要があるのでしょうか?ポンプ1台で対応できるのでしょうか？
それは不可能かもしれません。
これを想像してみてください。鉱石スラリーを山のふもとの選鉱工場から山の頂上にある尾滓貯留層まで、数百メートルの高低差で輸送する必要があります。 1 台のポンプの揚程はわずか 40 ～ 50 メートルですが、到達するには十分ではありません。または、1 時間あたり数千立方メートルのスラリーを輸送する必要があり、単一のポンプの流量制限ではこの要件を満たすことができません。
この時点で、複数のポンプが「連携して動作する」必要があります。エンジニアは、作業条件の要件に応じて、主に 3 種類の同期方法を設計しました。
方法 1: 駅伝のように「次々に」シリーズ接続 -
直列接続は最も直感的な同期方法です。複数のポンプが端と端で接続され、最初のポンプの出口が 2 番目のポンプの入口に接続されます。
動作原理: スラリーは 1 回の圧縮で最初のポンプを通過し、次に 2 番目のポンプに流入して別の圧縮が行われ、層ごとに圧力が積み重なっていきます。各ポンプの揚程が 50 メートルの場合、3 つのポンプを直列に接続すると、合計 150 メートルの揚程を達成できます。
利点: リフトが 2 倍になるため、長距離の輸送や高落下の作業条件に適しています。{0}}
短所: ポンプ、特に中間部以降のポンプには、前方からの蓄積された高圧に耐える必要があるため、高い圧力支持能力が必要です。{0}}さらに、ポンプに障害が発生すると、システム全体が停止します。
一般的なアプリケーション シナリオ: 鉱山での尾滓輸送、長距離パイプライン石炭輸送、高揚力鉱山排水。-
主な予防措置:
• 直列に接続された各ポンプの流量は一致している必要があります。そうしないと、「大きなポンプが小さなポンプを引きずる」状況が発生します。
• 後段のポンプのシェル強度とシャフト シールのグレードは、前段のポンプよりも高くなければなりません。-
• フロントエンドの最初のポンプをオンにして開始し、背圧を防ぐために後ろから前に順番にポンプを開始します。
方法 2: 並列接続 - 複数のレーンのように「それぞれが独自の方向に進む」
並列接続では、複数のポンプの入口が同じ主管に接続され、出口も別の主管に合流します。各ポンプは互いに干渉することなく独立して動作します。
動作原理：各ポンプはメインパイプから水を吸い込み、加圧し、出口メインパイプに合流します。合計流量は各ポンプの流量の合計に等しくなります。たとえば、流量が 500 立方メートル/時間の 2 つのポンプが並列に接続されている場合、理論的には合計流量は 1 時間あたり 1000 立方メートルに達する可能性があります。
メリット：流量を柔軟に調整できる。需要が高い場合は、より多くのポンプを起動できます。需要が低い場合は一部のポンプを停止できるため、大幅なエネルギー節約が可能になります。さらに、1 台のポンプがメンテナンス中であっても、他のポンプは動作を継続できます。
欠点：ヘッドを追加することができません。全揚程はポンプ 1 台の揚程と同じです。さらに、ポンプの性能曲線が大きく変動すると、「水の競争」現象が発生し、一部のポンプが過負荷で動作する可能性があります。
一般的な用途シナリオ: 大規模な給水システム、循環水システム、下水処理場の入口ポンプ場。
主な予防措置:
過度の性能差を避けるために、並列接続された各ポンプの揚程特性は可能な限り一貫している必要があります。
出口メインパイプの直径は十分に大きい必要があります。そうしないと、背圧干渉が発生する可能性があります。
ポンプ停止時のスラリーの逆流を防ぐため、各ポンプの出口に逆止弁を設置してください。
方法 3: 直列-並列の組み合わせ- ヘッドとフローの両方が必要
高揚程と大流量の両方が必要な場合には、直列接続や並列接続だけでは十分ではありません。この時点で、「組み合わせアプローチ」- 直列接続と並列接続の混合構成を採用する必要があります。
一般的な解決策: まず、複数のポンプを直列に接続して 1 つのグループを形成し、次に複数のグループを並列に接続します。たとえば、3 つのポンプからなる 2 つのグループがそれぞれ直列に接続され、並列に動作すると、揚程の追加と流量の追加の両方に相当します。
動作原理: 直列接続された各ポンプは高揚程を提供し、複数の並列接続により総流量が拡大します。この構成は「マトリックス」のようなもので、実際の起動台数に応じて柔軟に調整できます。
利点: ヘッドとフローのバランスが取れており、適応性が高い。
短所: システムの複雑さが大幅に増加し、パイプライン設計、バルブ構成、制御システムの綿密な計画が必要となり、投資コストも高くなります。
一般的なアプリケーション シナリオ: 大規模な分水プロジェクト、長距離の高濃度鉱物スラリー輸送、オフショア プラットフォームでの注水システム。{0}{1}
