Forstår du virkelig centrifugalpumper? 8 tekniske spørgsmål, der påvirker pumpers pålidelighed

Ø Q1: Hvorfor er sugerøret normalt en størrelse større end pumpens sugedyse?

Dette er en meget almindelig praksis i installationer af centrifugalpumper.

I mange anvendelser, denSugerørets nominelle diameter er valgt en størrelse større end pumpens sugedyseEn passende excentrisk reduktionskobling bruges normalt til at forbinde røret til pumpen.

Hvorfor?

Der er tre hovedårsager:

Hvorfor bruges en excentrisk reducer ofte?

Til vandrette sugeledninger, enflad-på-top excentrisk reducerbruges almindeligvis til at minimere risikoen for dannelse af luftlommer i sugeledningen.

Dette er dog ikke en absolut regel for alle installationer.

Reduktionskoblingens retning bør bestemmes ud fra pumpearrangementet, rørledningens hældning, væskeegenskaber og muligheden for luftophobning.

Ingeniørprincip

Målet er ikke blot at gøre sugerøret "en størrelse større".

Designet bør tage højde for:

• · Sugehastighed
• · Friktion og lokale tryktab
• · NPSHa
• · Pumpens indløbsstrømningsmønster
• · Lige rørlængde
• · Placering af albuer og ventiler
• · Mulighed for luftlommer

Ø Q2: Hvorfor er en reguleringsventil ofte mindre end hovedrøret?

I modsætning til sugeledninger vælges reguleringsventiler ikke altid med samme nominelle diameter som hovedrørledningen.

For eksempel:

Der er flere grunde til denne praksis.

1. Lavere omkostninger

En mindre ventil koster generelt mindre end en ventil med samme diameter som hovedrørledningen.

2. Bedre kontrolområde

En reguleringsventil regulerer flowet ved at ændre dens åbning.

Hvis ventilen er overdimensioneret, kan den under normale forhold fungere med en meget lille åbning. Dette kan reducere dens effektive reguleringsområde og gøre præcis flowstyring vanskeligere.

En mindre ventil af den korrekte størrelse kan fungere inden for et mere passende åbningsområde.

3. Ulempen er et højere tryktab

En mindre ventil øger strømningshastigheden og øger derfor trykfaldet.

Så princippet er ikke:

Ventilen skal vælges korrekt baseret på:

• · Flowhastighed
• · Differenstryk
• · CV/Kv
• · Nødvendigt kontrolområde
• · Tilladt tryktab

Ø Q3: Har en centrifugalpumpes sugeindløb altid brug for positivt tryk?

Ingen.

En almindelig misforståelse er, at sugetrykket i en centrifugalpumpe altid skal være over atmosfærisk tryk.

I virkeligheden kan mange pumper køre med væskeniveauet under pumpens centerlinje, hvilket gør det muligt for pumpen at løfte væske nedefra.

Det centrale spørgsmål er dog ikke blot, om pumpen kan "løfte" væsken.

Det faktiske system skal opfylde den krævede NPSH-betingelse:

Efterhånden som sugehøjden stiger, falder trykket ved pumpens indløb, og tabene i sugeledningen bliver mere betydelige.

Derfor, jo højere sugehøjden er, desto mere omhyggeligt bør systemet kontrolleres for kavitationsrisiko.

Ø Q4: Er der behov for en kontraventil på pumpens afgangsside?

I mange pumpesystemer,En afløbsventil er en vigtig del af systemdesignet.

Det giver primært tre fordele.

1. Forhindrer omvendt strømning

Når pumpen stopper, kan trykforskelle i systemet forårsage, at væsken strømmer tilbage mod pumpen.

Kontraventilen forhindrer denne omvendte strømning.

2. Forhindrer omvendt rotation

Modstrømning kan få pumpens impeller til at rotere baglæns.

Afhængigt af pumpe- og driverarrangementet kan dette forårsage problemer med:

• · Mekaniske tætninger
• · Lejer
• · Koblinger
• · Motor eller andet drivudstyr

3. Hjælper med at opretholde en fyldt rørledning

I nogle systemer er det vigtigt at opretholde væske i afgangsledningen for pålidelig genstart og systemdrift.

Ventiltype, installationsposition og lukkeegenskaber bør dog vælges i henhold til det faktiske system.

For systemer, der er følsomme over for vandslag, er yderligere foranstaltninger, såsomikke-smækkende kontraventiler, langsomt lukkende kontraventiler, luftventiler eller overspændingsbeskyttelsesenhederkan være påkrævet.

Ø Q5: Hvad er det ideelle rørlayout til et centrifugalpumpesystem?

Pumpens ustabilitet skyldes nogle gange ikke selve pumpen, men dårlig rørføring.

Et almindeligt problem er:

Ideelt set

I visse pumpesystemer skal udløbsrørledningen stige kontinuerligt mod modtagertanken eller systemets destination.

Dette gør det muligt for luft, der kommer ind i systemet, at bevæge sig mod det højeste punkt og til sidst slippe ud.

En forenklet ideel ordning er:

Hvad sker der i virkelige projekter?

I virkelige installationer omfatter rørledninger ofte lange vandrette sektioner.

En lang vandret sektion er ikke nødvendigvis et problem.

Nøglen er at undgå unødvendigt:

• · Højdepunkter
• · Lavpunkter
• · Omvendte hældninger
• · Steder hvor luft kan ophobes

Hvis et højdepunkt ikke kan undgås, skal der anvendes en passendeluftudluftningsventil / luftventilkan være påkrævet.

Hvad hvis en reguleringsventil er installeret nær enden af ​​rørledningen?

Placeringen af ​​kontrolventilen bør tages i betragtning sammen med tankniveau, nedstrømstryk, ventiltrykfald og kavitationsrisiko.

Systemet skal opretholde tilstrækkeligt tryk ved ventilen og undgå driftsforhold, der kan føre til kavitation.

Grundprincippet er:

Ø Q6: Hvordan kan man kontrollere pumpens ydeevne i marken?

En af de mest pålidelige metoder er at sammenlignefaktiske feltmålinger med producentens pumpeydelseskurve.

Typiske målinger omfatter:

• · Flowhastighed
• · Sugetryk
• · Udløbstryk
• · Pumpehastighed
• · Højdeforskel mellem trykmålepunkterne og pumpens centerlinje

Hvor skal trykmålere installeres?

Trykmålere skal installeres så tæt som praktisk muligt på pumpens suge- og udløbsdyser.

Højdeforskellen mellem trykmålepunkterne og pumpens centerlinje bør også registreres.

Pumpehovedet er ikke blot:

Beregningen bør også tage højde for højdeforskel og, hvor det er relevant, hastighedseffekter.

Hvordan kan flowhastigheden måles?

Brug ideelt set en egnet flowmåler, såsom:

• · Magnetisk flowmåler
• · Ultralydsflowmåler
• · Turbineflowmåler
• · Andet passende flowmålingsudstyr

Hvis der ikke er en flowmåler tilgængelig, kan flowet nogle gange estimeres ved at måle den tid, det tager at fylde en tank med kendt volumen.

Kan vi kun kontrollere afspærringshovedet?

Ja, til en grundlæggende ydeevnekontrol.

Deafbryderhovedforekommer ved nul flow, så der er ikke behov for flowmåling.

En sammenligning af den målte afspærringshøjde med producentens kurve kan hjælpe med at identificere, om:

• · Pumpen kører med den korrekte hastighed
• · Den korrekte impellerdiameter er installeret
• · Pumpens ydeevne er generelt i overensstemmelse med den forventede kurve

Imidlertid:

Nulflow-drift kan forårsage overophedning, intern recirkulation, beskadigelse af mekaniske tætninger og andre problemer.

Hvad med pumpens effektivitet?

Effektivitetsmåling er mere kompliceret, fordi indgangseffekten til pumpeakslen skal bestemmes nøjagtigt.

I felttest kan dette involvere måling af motorens indgangseffekt og hensyntagen til motor- og transmissionseffektivitet eller direkte måling af akselmoment og hastighed.

Ø Q7: Hvordan påvirker væskeviskositeten centrifugalpumpens ydeevne?

De fleste ydelseskurver for centrifugalpumper er baseret på test medrent vand under standardforhold.

Når den pumpede væske har en betydeligt højere viskositet end vand, kan pumpens ydeevne ændre sig betydeligt.

Typiske effekter omfatter:

• · Lavere flow
• · Lavere hoved
• · Lavere effektivitet
• · Højere strømforbrug

Derfor:

Den faktiske væskeviskositet, densitet, temperatur og driftspunkt bør tages i betragtning.

For meget viskøse væsker kan effektiviteten af ​​en centrifugalpumpe falde betydeligt.

Afhængigt af anvendelsen,positive fortrængningspumper, såsom skruepumper, tandhjulspumper eller rotationspumper, kan være en bedre løsning.

Der findes ingen enkelt viskositetsværdi, der kan bruges som en universel grænse for hver centrifugalpumpe. Pumpens egnethed bør vurderes ud fra den faktiske anvendelse og pumpedesign.

Q8: Kan en pumpe fungere hvor som helst inden for det flowområde, der er vist på dens ydelseskurve?

Ikke nødvendigvis.

Det faktum, at et punkt vises på pumpekurven, betyder ikke, at det er et egnet punkt til kontinuerlig drift.

En centrifugalpumpe bør normalt fungere så tæt som praktisk muligt på dens:

Mange applikationer sigter mod et normalt driftsområde omkring80%–120% af BEP-flowet, men det faktiske tilladte driftsområde bør altid være baseret på producentens anbefalede driftsområde.

Hvorfor bør langvarig drift med lavt flow undgås?

Når flowet er betydeligt under BEP, kan pumpen opleve:

• · Intern recirkulation
• · Temperaturstigning
• · Øgede radiale belastninger
• · Højere vibration
• · Slid på mekanisk tætning
• · Øgede lejebelastninger

Hvis kontinuerlig drift med lavt flow er uundgåelig, omfatter mulige løsninger:

Mulighed 1: Minimumsflow-bypass-/recirkulationsledning

En del af væsken føres kontinuerligt tilbage til sugekilden eller et andet passende sted.

Mulighed 2: Drev med variabel hastighed

En VFD kan bruges til at reducere pumpehastigheden og bedre tilpasse pumpeydelsen til det faktiske systembehov.

Hvad med for høj flow?

At køre for langt til højre for pumpekurven kan også skabe problemer, herunder:

• · Højere NPSHr
• · Reduceret NPSH-margin
• · Kavitation
• · Øget vibration
• · Overbelastning af motoren
• · Reduceret effektivitet

Derfor:

Det foretrukne driftspunkt er normalt tæt på det designmæssige driftspunkt og BEP, mens det forbliver inden for producentens tilladte driftsområde.