Izplūdes vārsta turēšana aizvērtā stāvoklīCentrbēdzes sūkņidarbība rada vairākus tehniskus riskus.
Nekontrolēta enerģijas pārveidošana un termodinamiskā nelīdzsvarotība
- 1.1 Slēgtā stāvoklī, palielinoties vides temperatūrai, gandrīz visa ievadītā enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā. Vide nespēj atņemt siltumu, kā rezultātā temperatūra sūkņa kamerā strauji paaugstinās. Nepārtraukta darbība izraisīs vides iztvaikošanu, paātrinot blīvējuma materiāla karbonizāciju.
1.2 Blīvējuma sistēmas atteice Augstas temperatūras un vides iztvaikošanas vidē mehāniskais blīvējums, kas ir atkarīgs no vides eļļošanas un dzesēšanas, novedīs pie tā pārkaršanas atteices — mehāniskajam blīvējumam būs sausa berze, un blīvējuma virsma apdegs.
Nenormāla mehāniskā spriedze
- 2.1 Aksiālā spēka pārsniegšana Noslēgvārsta aksiālais spēks parasti ir 1,5–5 reizes lielāks nekā normālos darba apstākļos, un vilces gultņa slodze var sasniegt vai pat pārsniegt savu gultņu robežu, kā rezultātā gultņa korpuss var sadrumstaloties vai deformēties.
2.2 Vibrācijas un noguruma bojājumi Augstas temperatūras izraisītā termiskās izplešanās atšķirība noved pie termiskās deformācijas vai termiskā sprieguma, neparastas atstarpes starp lāpstiņriteni un sūkņa korpusu, kā arī nesabalansētas hidrauliskās slodzes ietekmes, kas izraisa rotora dinamiskā līdzsvara bojājumus, vibrācijas palielināšanos un detaļu noguruma bojājumus.
Kavitācija un materiālie bojājumi
3.1 NPSH pielaide apgrieztā vidē iztvaikojot [ierīces kavitācijas pielaide (NPSHa) ir mazāka par sūkņa nepieciešamo NPSHr], veidojot burbuļus, un burbuļu sabrukšanas radītais triecienvilnis var sasniegt 690 MPa, kā rezultātā lāpstiņriteņa rotors var izplesties un lobīties.
3.2 Metalogrāfiskās struktūras pasliktināšanās Austenīta nerūsējošā tērauda lāpstiņriteņiem lokāli augstā temperatūrā var rasties sensibilizācija, palielināsies starpkristālu korozijas ātrums un samazināsies stiepes izturība. Oglekļa tērauda lāpstiņriteņiem augstā temperatūrā problēmas ir nozīmīgākas, piemēram, oksidēšanās un dekarburizācija augstā temperatūrā, kā rezultātā samazinās virsmas izturība un vispārīgi noteikumi; Ja tas satur piemaisījumus, piemēram, sēru un fosforu, tas augstā temperatūrā viegli sadalās graudu robežās, izraisot termisko trauslumu un vieglu plaisāšanu darbības laikā; Ilgstoši augstā temperatūrā oglekļa tēraudam ir slikta šļūdes izturība, un lokāli augsta temperatūra var paātrināt šļūdes deformāciju, kas galu galā novedīs pie lāpstiņriteņa lūzuma vai noguruma atteices.
Sistēmas drošība un ekonomiskie riski
4.1 Spiediena gultņa apvalka spiediens pārsniedz robežu, un noslēgvārsta darbība liek sūkņa izejas spiedienam sasniegt 120–150% no nominālās vērtības, un pastāv risks, ka drošības vārsta iestatītais spiediens tiks pārrauts, kas var izraisīt spiediena samazināšanas izlādi vai cauruļvada metinājuma plaisāšanu.
4.2 Enerģijas patēriņa un apkopes izmaksu pieaugums Vārsta izslēgšanas darbība ir centrbēdzes sūkņu "iznīcinošais stāvoklis", kas īstermiņā ievērojami palielina enerģijas patēriņu, un ilgstoša darbība novedīs pie ļaundabīgiem iekārtu bojājumiem, un visaptverošās apkopes izmaksas var palielināties 3–10 reizes.
Īpašu mediju darba apstākļu pasliktināšanās
Gaistošiem materiāliem (piemēram, sašķidrinātai naftas gāzei) slēgta vārsta darbība paātrinās šķidrās fāzes iztvaikošanu, un gāzes-šķidruma divfāžu plūsma sūkņa kamerā izraisīs pēkšņas plūsmas izmaiņas, kā rezultātā periodiski svārstīsies aksiālie spēki un paātrinās detaļu nodilums.
Pieredze nozarē un standarta prasības
6.1 Nozares pieredzeSaskaņā ar faktisko inženiertehnisko pielietojumu pieredzi centrbēdzes sūkņa vārsta darbības laika ierobežojums nedrīkst pārsniegt 2 minūtes, un parasti tas ir ierobežots līdz 1 minūtei. Ieteicams iestatīt bloķēšanas vadības sistēmu, lai automātiski aktivizētu izslēgšanas aizsardzības programmu, kad izplūdes vārsts aizveras un pārsniedz laiku.
6.2 Standarta specifikācijā ir noteikts, ka API 610 12. izdevuma standartā ir norādīts, ka dažiem augstas enerģijas, integrēti aprīkotiem vai daudzpakāpju sūkņiem ir strauja temperatūras paaugstināšanās, kad izplūdes vārsts ir aizvērts, kas padara testēšanu neiespējamu un/vai nedrošu, kad vārsts ir aizvērts. Temperatūras paaugstināšanās ir cieši saistīta ar jaudas blīvumu. Jaudas blīvums PD, ko var aptuveni aprēķināt šādi:
P nominālā vērtība: Jaudas vērtējums katrā pakāpē, kad ūdens ir zirgspēkos (vai megavatos)
D imp: Nominālais lāpstiņriteņa diametrs collās (vai m).
D sprausla: Nominālais izplūdes atloka diametrs collās (vai m). Divkāršās iesūkšanas, vienpakāpes sūkņiem D sprausla ir ieplūdes atloka diametrs.
Tipiskā PD kritiskā vērtība ir 0,286 ZS/in.3 (13 MW/m3), virs kuras veiktspējas pārbaudes laikā nav ieteicams darbināt sūkni ar aizvērtu izplūdes vārstu.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 4. jūnijs