Наистина ли разбирате центробежните помпи? 8 инженерни въпроса, които влияят на надеждността на помпите

Ø В1: Защо смукателната тръба обикновено е с един размер по-голяма от смукателната дюза на помпата?

Това е много често срещана практика при инсталациите на центробежни помпи.

В много приложения,Номиналният диаметър на смукателната тръба е избран с един размер по-голям от този на смукателната дюза на помпатаЗа свързване на тръбата към помпата обикновено се използва подходящ ексцентричен редуктор.

Защо?

Има три основни причини:

Защо често се използва ексцентричен редуктор?

За хоризонтални смукателни тръбопроводи, aексцентричен редуктор с плосък връхчесто се използва за минимизиране на възможността от образуване на въздушни джобове във всмукателната линия.

Това обаче не е абсолютно правило за всяка инсталация.

Ориентацията на редуктора трябва да се определи въз основа на разположението на помпата, наклона на тръбопровода, характеристиките на течността и възможността за натрупване на въздух.

Инженерен принцип

Целта не е просто да се направи смукателната тръба „с един размер по-голяма“.

Дизайнът трябва да вземе предвид:

• · Скорост на засмукване
• · Триене и локални загуби на налягане
• · НПСХа
• · Схема на потока на входа на помпата
• · Дължина на правата тръба
• · Местоположение на колената и клапаните
• · Възможност за въздушни джобове

Ø В2: Защо контролният вентил често е по-малък от главната тръба?

За разлика от смукателните тръбопроводи, контролните вентили не винаги се избират със същия номинален диаметър като главния тръбопровод.

Например:

Има няколко причини за тази практика.

1. По-ниска цена

По-малък вентил обикновено струва по-малко от вентил със същия диаметър като главния тръбопровод.

2. По-добър обхват на управление

Контролният вентил регулира потока, като променя отвора си.

Ако вентилът е прекалено голям, той може да работи при много малък отвор при нормални условия. Това може да намали ефективния му диапазон на регулиране и да затрудни прецизния контрол на потока.

Правилно оразмерен по-малък вентил може да работи в по-подходящ диапазон на отваряне.

3. Компромисът е по-висока загуба на налягане

По-малкият вентил увеличава скоростта на потока и следователно увеличава пада на налягането.

Така че принципът не е:

Клапанът трябва да бъде правилно избран въз основа на:

• · Дебит
• · Диференциално налягане
• · Cv/Kv
• · Необходим диапазон на управление
• · Допустим спад на налягането

Ø В3: Винаги ли е необходимо положително налягане на входа на центробежната помпа?

Не.

Често срещано погрешно схващане е, че всмукателното налягане на центробежната помпа винаги трябва да бъде над атмосферното налягане.

В действителност много помпи могат да работят с ниво на течността под централната линия на помпата, което позволява на помпата да повдига течност отдолу.

Ключовият въпрос обаче не е просто дали помпата може да „повдигне“ течността.

Действителната система трябва да отговаря на необходимото условие за NPSH:

С увеличаване на всмукателната височина, налягането на входа на помпата намалява и загубите в смукателната линия стават по-значителни.

Следователно, колкото по-висока е всмукателната височина, толкова по-внимателно трябва да се провери системата за риск от кавитация.

Ø В4: Необходим ли е възвратен клапан от страната на изпускателната тръба на помпата?

В много помпени системи,Възвратният клапан за изпускане е важна част от проектирането на системата.

Това основно осигурява три предимства.

1. Предотвратява обратния поток

Когато помпата спре, разликите в налягането в системата могат да доведат до връщане на течността към помпата.

Възвратният клапан предотвратява този обратен поток.

2. Предотвратява обратното въртене

Обратният поток може да доведе до обратно въртене на работното колело на помпата.

В зависимост от разположението на помпата и задвижването, това може да причини проблеми със:

• · Механични уплътнения
• · Лагери
• · Съединители
• · Двигател или друго задвижващо оборудване

3. Помага за поддържане на пълен тръбопровод

В някои системи поддържането на течност в нагнетателната линия е важно за надеждното рестартиране и работа на системата.

Въпреки това, типът на клапана, монтажното положение и характеристиките на затваряне трябва да се избират според реалната система.

За системи, чувствителни към воден удар, са необходими допълнителни мерки, като напримернеплъзгащи се възвратни клапани, бавно затварящи се възвратни клапани, въздушни клапани или устройства за защита от пренапрежениеможе да се изисква.

Ø В5: Каква е идеалната схема на тръбопроводите за центробежна помпена система?

Нестабилността на помпата понякога се причинява не от самата помпа, а от лошо разположение на тръбопроводите.

Един често срещан проблем е:

В идеалния случай

В някои помпени системи, изпускателният тръбопровод трябва да се издига непрекъснато към приемащия резервоар или крайната точка на системата.

Това позволява на въздуха, влизащ в системата, да се придвижи към най-високата точка и в крайна сметка да излезе.

Опростена идеална подредба е:

Какво се случва в реалните проекти?

В реални инсталации тръбопроводите често включват дълги хоризонтални участъци.

Дългият хоризонтален участък не е непременно проблем.

Ключът е да се избягват ненужните:

• · Най-важни моменти
• · Ниски точки
• · Обратни наклони
• · Места, където може да се натрупа въздух

Ако високата точка не може да бъде избегната, се изисква подходящовъздушен клапан / въздушен клапанможе да се изисква.

Ами ако е монтиран контролен вентил близо до края на тръбопровода?

Местоположението на контролния вентил трябва да се вземе предвид заедно с нивото в резервоара, налягането надолу по веригата, пада на налягането на вентила и риска от кавитация.

Системата трябва да поддържа достатъчно налягане на клапана и да избягва работни условия, които биха могли да доведат до кавитация.

Основният принцип е:

Ø Въпрос 6: Как можете да проверите работата на помпата на място?

Един от най-надеждните методи е сравнениетодействителни полеви измервания с кривата на производителността на помпата на производителя.

Типичните измервания включват:

• · Дебит
• · Всмукателно налягане
• · Изходно налягане
• · Скорост на помпата
• · Разлика във височините между точките за измерване на налягането и централната линия на помпата

Къде трябва да се монтират манометри?

Манометрите трябва да се монтират възможно най-близо до всмукателните и нагнетателните дюзи на помпата.

Разликата във височините между точките на измерване на налягането и централната линия на помпата също трябва да се запише.

Главата на помпата не е просто:

Изчислението трябва да вземе предвид и разликата във височините и, където е уместно, ефектите от скоростта.

Как може да се измери дебитът?

В идеалния случай използвайте подходящо устройство за измерване на дебит, като например:

• · Магнитен разходомер
• · Ултразвуков разходомер
• · Турбинен разходомер
• · Друго подходящо оборудване за измерване на дебит

Ако няма разходомер, понякога дебитът може да се оцени чрез измерване на времето, необходимо за запълване на резервоар с известен обем.

Можем ли да проверим само спирателната глава?

Да, за основна проверка на производителността.

Theспирателна глававъзниква при нулев дебит, така че не е необходимо измерване на дебита.

Сравняването на измерената затваряща глава с кривата на производителя може да помогне да се определи дали:

• · Помпата работи с правилната скорост
• · Монтиран е правилният диаметър на работното колело
• · Производителността на помпата като цяло е в съответствие с очакваната крива

Въпреки това:

Работата с нулев поток може да причини прегряване, вътрешна рециркулация, повреда на механичното уплътнение и други проблеми.

А какво ще кажете за ефективността на помпата?

Измерването на ефективността е по-сложно, тъй като входната мощност към вала на помпата трябва да се определи точно.

При полеви тестове това може да включва измерване на входната мощност на двигателя и отчитане на ефективността на двигателя и трансмисията или директно измерване на въртящия момент и скоростта на вала.

Ø В7: Как вискозитетът на течността влияе върху работата на центробежната помпа?

Повечето криви на производителност на центробежните помпи са базирани на тестове счиста вода при стандартни условия.

Когато изпомпваната течност има значително по-висок вискозитет от водата, производителността на помпата може да се промени значително.

Типичните ефекти включват:

• · Долен поток
• · Долна част на главата
• · По-ниска ефективност
• · По-висока изисквана мощност

Следователно:

Трябва да се вземат предвид действителният вискозитет, плътност, температура и работна точка на течността.

За силно вискозни течности ефективността на центробежната помпа може да намалее значително.

В зависимост от приложението,обемни помпи, като винтови помпи, зъбни помпи или ротационни помпи, могат да осигурят по-добро решение.

Няма единна стойност на вискозитета, която може да се използва като универсална граница за всяка центробежна помпа. Пригодността на помпата трябва да се оцени въз основа на действителното приложение и конструкцията на помпата.

В8: Може ли помпата да работи навсякъде в диапазона на дебита, показан на кривата на нейната производителност?

Не е задължително.

Фактът, че дадена точка се появява на кривата на помпата, не означава, че тя е подходяща за непрекъсната работа.

Центробежната помпа обикновено трябва да работи възможно най-близо до своите:

Много приложения са насочени към нормален работен диапазон около80%–120% от потока на BEP, но действителният допустим работен диапазон винаги трябва да се основава на препоръчителния работен диапазон от производителя.

Защо трябва да се избягва продължителната работа с нисък дебит?

Когато дебитът е значително под BEP, помпата може да изпита:

• · Вътрешна рециркулация
• · Повишаване на температурата
• · Повишени радиални натоварвания
• · По-висока вибрация
• · Износване на механично уплътнение
• · Повишени натоварвания на лагерите

Ако непрекъснатата работа с нисък дебит е неизбежна, възможните решения включват:

Вариант 1: Байпасна / рециркулационна линия с минимален дебит

Част от течността непрекъснато се връща към източника на засмукване или друго подходящо място.

Вариант 2: Задвижване с променлива скорост

Честотен преобразувател (VFD) може да се използва за намаляване на скоростта на помпата и по-добро съгласуване на изхода на помпата с действителното търсене на системата.

А какво да кажем за прекомерния поток?

Работата твърде вдясно от кривата на помпата също може да създаде проблеми, включително:

• · По-висок NPSHr
• · Намален марж на NPSH
• · Кавитация
• · Повишена вибрация
• · Претоварване на двигателя
• · Намалена ефективност

Следователно:

Предпочитаната работна точка обикновено е близо до проектната работна точка и BEP, като същевременно остава в рамките на допустимия работен диапазон на производителя.