Forstår du virkelig sentrifugalpumper? 8 tekniske spørsmål som påvirker pumpens pålitelighet

Ø Q1: Hvorfor er sugerøret vanligvis én størrelse større enn pumpens sugedyse?

Dette er en veldig vanlig praksis i installasjoner av sentrifugalpumper.

I mange applikasjoner, denden nominelle diameteren på sugerøret er valgt én størrelse større enn pumpens sugedyseEn passende eksentrisk reduksjonskobling brukes vanligvis til å koble røret til pumpen.

Hvorfor?

Det er tre hovedgrunner:

Hvorfor brukes en eksentrisk reduksjonsgir ofte?

For horisontale sugerør, aflat-on-top eksentrisk reduksjonsgirbrukes ofte for å minimere muligheten for at det dannes luftlommer i sugeledningen.

Dette er imidlertid ikke en absolutt regel for alle installasjoner.

Reduksjonsrørets orientering bør bestemmes basert på pumpearrangementet, rørsystemets helling, væskeegenskaper og muligheten for luftansamling.

Ingeniørprinsipp

Målet er ikke bare å gjøre sugerøret «én størrelse større».

Designet bør vurdere:

• · Sugehastighet
• · Friksjon og lokale trykktap
• · NPSHa
• · Pumpens innløpsstrømningsmønster
• · Rett rørlengde
• · Plassering av albuer og ventiler
• · Mulighet for luftlommer

Ø Q2: Hvorfor er en kontrollventil ofte mindre enn hovedrøret?

I motsetning til sugerør, velges ikke kontrollventiler alltid med samme nominelle diameter som hovedrørledningen.

For eksempel:

Det er flere grunner til denne praksisen.

1. Lavere kostnader

En mindre ventil koster vanligvis mindre enn en ventil med samme diameter som hovedrørledningen.

2. Bedre kontrollområde

En kontrollventil regulerer strømningen ved å endre åpningen.

Hvis ventilen er overdimensjonert, kan den operere med en svært liten åpning under normale forhold. Dette kan redusere det effektive kontrollområdet og gjøre presis strømningskontroll vanskeligere.

En mindre ventil med riktig størrelse kan operere innenfor et mer passende åpningsområde.

3. Ulempen er høyere trykktap

En mindre ventil øker strømningshastigheten og øker dermed trykkfallet.

Så prinsippet er ikke:

Ventilen bør velges riktig basert på:

• · Strømningshastighet
• · Differensialtrykk
• · CV/Kv
• · Nødvendig kontrollområde
• · Tillatt trykkfall

Ø Q3: Trenger en sentrifugalpumpes sugeinntak alltid positivt trykk?

Ingen.

En vanlig misforståelse er at sugetrykket til en sentrifugalpumpe alltid må være over atmosfæretrykket.

I virkeligheten kan mange pumper operere med væskenivået under pumpens senterlinje, slik at pumpen kan løfte væske nedenfra.

Hovedspørsmålet er imidlertid ikke bare om pumpen kan «løfte» væsken.

Det faktiske systemet må oppfylle den nødvendige NPSH-betingelsen:

Etter hvert som sugehøyden øker, synker trykket ved pumpeinnløpet, og tapene i sugeledningen blir mer betydelige.

Derfor, jo høyere sugehøyden er, desto nøyere bør systemet kontrolleres for kavitasjonsrisiko.

Ø Q4: Er det nødvendig med en tilbakeslagsventil på pumpens utløpsside?

I mange pumpesystemer,En tilbakeslagsventil for utløp er en viktig del av systemdesignet.

Det gir hovedsakelig tre fordeler.

1. Forhindrer omvendt strømning

Når pumpen stopper, kan trykkforskjeller i systemet føre til at væske strømmer tilbake mot pumpen.

Tilbakeslagsventilen forhindrer denne reverserte strømmen.

2. Forhindrer reversrotasjon

Omvendt strømning kan føre til at pumpehjulet roterer bakover.

Avhengig av pumpe- og driverarrangementet kan dette føre til problemer med:

• · Mekaniske tetninger
• · Lagre
• · Koplinger
• · Motor eller annet drivutstyr

3. Bidrar til å opprettholde en fylt rørledning

I noen systemer er det viktig å opprettholde væske i utløpsledningen for pålitelig omstart og systemdrift.

Ventiltype, installasjonsposisjon og lukkeegenskaper bør imidlertid velges i henhold til det faktiske systemet.

For systemer som er følsomme for vannslag, bør ytterligere tiltak, som f.eks.ikke-slagventiler, saktelukkende tilbakeslagsventiler, luftventiler eller overspenningsvernkan være nødvendig.

Ø Q5: Hva er det ideelle røroppsettet for et sentrifugalpumpesystem?

Pumpens ustabilitet skyldes noen ganger ikke selve pumpen, men dårlig røropplegg.

Et vanlig problem er:

Ideelt sett

I visse pumpesystemer bør utløpsrørledningen stige kontinuerlig mot mottakstanken eller systemets destinasjon.

Dette gjør at luft som kommer inn i systemet kan bevege seg mot det høyeste punktet og til slutt slippe ut.

En forenklet ideell ordning er:

Hva skjer i virkelige prosjekter?

I virkelige installasjoner inkluderer rørledninger ofte lange horisontale seksjoner.

En lang horisontal seksjon er ikke nødvendigvis et problem.

Nøkkelen er å unngå unødvendig:

• · Høydepunkter
• · Lavpunkter
• · Omvendte bakker
• · Steder der luft kan samle seg

Hvis et høydepunkt ikke kan unngås, en passendeluftutløsningsventil / luftventilkan være nødvendig.

Hva om en kontrollventil er installert nær enden av rørledningen?

Plasseringen av kontrollventilen bør vurderes sammen med tanknivå, nedstrøms trykk, ventiltrykkfall og kavitasjonsrisiko.

Systemet skal opprettholde tilstrekkelig trykk ved ventilen og unngå driftsforhold som kan føre til kavitasjon.

Grunnprinsippet er:

Ø Q6: Hvordan kan du sjekke pumpens ytelse i felten?

En av de mest pålitelige metodene er å sammenlignefaktiske feltmålinger med produsentens pumpeytelseskurve.

Typiske målinger inkluderer:

• · Strømningshastighet
• · Sugetrykk
• · Utløpstrykk
• · Pumpehastighet
• · Høydeforskjell mellom trykkmålepunktene og pumpens senterlinje

Hvor bør trykkmålere monteres?

Trykkmålere bør installeres så nær pumpens suge- og utløpsdyser som praktisk mulig.

Høydeforskjellen mellom trykkmålepunktene og pumpens senterlinje bør også registreres.

Pumpehodet er ikke bare:

Beregningen bør også ta hensyn til høydeforskjell og, der det er relevant, hastighetseffekter.

Hvordan kan strømningshastigheten måles?

Ideelt sett bør du bruke en passende strømningsmåler, for eksempel:

• · Magnetisk strømningsmåler
• · Ultralydstrømningsmåler
• · Turbinstrømningsmåler
• · Annet passende strømningsmålingsutstyr

Hvis en strømningsmåler ikke er tilgjengelig, kan strømningen noen ganger estimeres ved å måle tiden som kreves for å fylle en tank med kjent volum.

Kan vi bare sjekke avstengningshodet?

Ja, for en grunnleggende ytelsessjekk.

Deavstengningshodeskjer ved nullstrømning, så ingen strømningsmåling er nødvendig.

Å sammenligne den målte avstengningshøyden med produsentens kurve kan bidra til å identifisere om:

• · Pumpen går med riktig hastighet
• · Riktig impellerdiameter er installert
• · Pumpens ytelse er generelt i samsvar med den forventede kurven

Men:

Nullstrømningsdrift kan forårsake overoppheting, intern resirkulering, skade på mekaniske tetninger og andre problemer.

Hva med pumpens effektivitet?

Effektivitetsmåling er mer komplisert fordi inngangseffekten til pumpeakselen må bestemmes nøyaktig.

I felttesting kan dette innebære å måle motorens inngangseffekt og ta hensyn til motor- og girkasseeffektivitet, eller direkte måling av akselmoment og hastighet.

Ø Q7: Hvordan påvirker væskeviskositeten sentrifugalpumpens ytelse?

De fleste ytelseskurver for sentrifugalpumper er basert på testing medrent vann under standardforhold.

Når den pumpede væsken har en betydelig høyere viskositet enn vann, kan pumpens ytelse endre seg betraktelig.

Typiske effekter inkluderer:

• · Lavere strømning
• · Senk hodet
• · Lavere effektivitet
• · Høyere strømbehov

Derfor:

Den faktiske væskens viskositet, tetthet, temperatur og driftspunkt bør tas i betraktning.

For svært viskøse væsker kan effektiviteten til en sentrifugalpumpe reduseres betydelig.

Avhengig av applikasjonen,positive fortrengningspumper, som for eksempel skruepumper, tannhjulspumper eller rotasjonspumper, kan gi en bedre løsning.

Det finnes ingen enkelt viskositetsverdi som kan brukes som en universell grense for hver sentrifugalpumpe. Pumpens egnethet bør vurderes basert på den faktiske bruken og pumpedesignet.

Q8: Kan en pumpe operere hvor som helst innenfor strømningsområdet som vises på ytelseskurven?

Ikke nødvendigvis.

Det at et punkt vises på pumpekurven betyr ikke at det er et egnet punkt for kontinuerlig drift.

En sentrifugalpumpe bør normalt operere så nært som praktisk mulig til sin:

Mange applikasjoner retter seg mot et normalt driftsområde rundt80 %–120 % av BEP-strømmen, men det faktiske tillatte driftsområdet bør alltid være basert på produsentens anbefalte driftsområde.

Hvorfor bør langvarig drift med lav strømning unngås?

Når strømningen er betydelig under BEP, kan pumpen oppleve:

• · Intern resirkulering
• · Temperaturøkning
• · Økte radiale belastninger
• · Høyere vibrasjon
• · Slitasje på mekanisk tetning
• · Økte lagerbelastninger

Hvis kontinuerlig drift med lav strømning er uunngåelig, inkluderer mulige løsninger:

Alternativ 1: Minimumsstrømbypass-/resirkuleringsledning

En del av væsken føres kontinuerlig tilbake til sugekilden eller et annet passende sted.

Alternativ 2: Variabel hastighetsdrift

En VFD kan brukes til å redusere pumpehastigheten og bedre tilpasse pumpeeffekten til det faktiske systembehovet.

Hva med for høy strømning?

Å operere for langt til høyre for pumpekurven kan også skape problemer, inkludert:

• · Høyere NPSHr
• · Redusert NPSH-margin
• · Kavitasjon
• · Økt vibrasjon
• · Overbelastning av motor
• · Redusert effektivitet

Derfor:

Det foretrukne driftspunktet er vanligvis nær designdriftspunktet og BEP, samtidig som det holder seg innenfor produsentens tillatte driftsområde.