거품 문제를 멀리 운전

2021년 9월 24일 - 2021년 9월 24일 09:01 GMT에 마지막 업데이트됨

관련 태그 Abb 유제품 처리 펌프 function sanitize_gpt_value2(gptValue) { var vOut = ""; var aTags = gptValue.split(','); var reg = new RegExp('\\W+', "g"); for (var i=0; i

ABB 글로벌 부문 식품 및 음료 부문 관리자인 Brith Isaksson은 Dairy Reporter에게 캐비테이션의 원인을 설명하고 최신 가변 속도 드라이브(VSD)를 사용하여 캐비테이션을 방지할 수 있는 방법을 설명합니다.

낙농 산업에서 원료 및 완제품 액체 제품을 운반하는 데 사용되는 펌핑 시스템은 때때로 캐비테이션이라는 골치 아픈 문제로 인해 영향을 받을 수 있습니다. 이는 장비의 수명을 단축시키고 유지 관리 및 교체 비용이 많이 들고 유지방 소구체를 손상시켜 제품 품질을 저하시킬 수도 있습니다.

캐비테이션은 펌핑 시스템이 액체에 정압의 급격한 국지적 변화를 가하여 기포나 공극을 생성할 때 발생합니다. 이러한 액체에서 기포로의 전환이 발생하는 지점은 펌핑된 액체가 증기압 아래로 떨어지는 시점입니다.

예를 들어, 정상적인 대기압에서 액체 물은 끓는점 100°C에서 수증기(증기)로 변합니다. 그러나 압력이 감소하면 증기점도 감소합니다. 압력이 진공으로 떨어지면 실온에서도 전이가 발생할 수 있습니다. 우유와 물 외에도 CIP(Clean-In-Place) 프로세스와 같은 유사한 특성을 가진 다른 유체에도 동일한 전환이 적용됩니다.

유제품 공장에서는 주로 원심 펌프를 사용합니다. 펌프 임펠러가 회전함에 따라 블레이드 전면에 높은 압력이 생성됩니다. 동시에 블레이드 뒷면에는 압력이 낮습니다. 일부 조건에서는 액체가 기화하여 기본 이미지와 같이 거품이 생성됩니다.

이러한 증기 기포는 고압 영역에 도달하면 붕괴됩니다. 파열은 충격파를 생성합니다. 이로 인해 펌프를 통과하는 돌처럼 들리는 특유의 덜거덕거리거나 갈라지는 소음이 발생합니다.

Isaksson은 시간이 지남에 따라 많은 작은 파열의 누적 효과가 제품 품질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 펌프 성능에도 큰 영향을 미칠 수 있다고 말했습니다. 캐비테이션은 결국 마모 및 금속 표면 피로를 통해 펌프 임펠러, 하우징 및 기타 펌핑 시스템 구성 요소를 손상시킵니다.

캐비테이션은 펌프 수명을 최대 50%까지 감소시킬 수 있으며, 가장 극단적인 경우에는 몇 분 안에 펌프가 파손될 수 있습니다. 표면 피로로 인해 임펠러 블레이드에서 금속 입자가 방출되기 때문에 제품 안전과 품질도 위태로워질 수 있다고 Isaksson은 덧붙였습니다.

캐비테이션을 방지하려면 시스템 설계자와 유지보수 엔지니어는 캐비테이션의 시작을 감지하고 이에 따라 펌프 작동을 수정하는 방법을 찾아야 합니다.

Isaksson은 한 가지 가능성은 캐비테이션에 수반되는 압력 변화를 모니터링하기 위해 독립형 센서를 사용하는 것이라고 말했습니다. 그러나 이제 더 비용 효율적이고 간단한 옵션이 있습니다. 이는 차세대 지능형 VSD의 확장된 기능을 사용하는 것입니다.

에너지 효율성의 이점 외에도 ABB의 산업용 드라이브와 같은 일부 VSD에는 이제 캐비테이션 방지 소프트웨어가 통합되어 있습니다. 이를 통해 추가 비용과 외부 센서의 복잡성 없이 캐비테이션을 방지할 수 있습니다.

펌프 토크와 속도를 측정하는 알고리즘은 전용 캐비테이션 방지 소프트웨어에 통합되어 있습니다. 이를 통해 VSD는 캐비테이션이 발생하고 있음을 나타내는 특정 패턴에 대해 펌핑 프로세스를 지속적으로 모니터링할 수 있다고 Isaksson은 말했습니다.

펌프 샤프트에서 직접 측정을 수행하므로 감지 지연이 없습니다. 이는 응답이 사실상 즉각적이라는 것을 의미합니다. 캐비테이션이 감지되면 VSD는 압력 변화에 반응하여 펌프 속도를 자동으로 조정합니다. 그런 다음 펌프의 캐비테이션이 중지되자마자 정상 작동을 재개합니다.