Utrzymywanie zaworu wylotowego zamkniętego podczasPompy odśrodkoweOperacja ta niesie ze sobą wiele zagrożeń technicznych.
Niekontrolowana konwersja energii i nierównowaga termodynamiczna
- 1.1 W warunkach zamknięcia pompy, w wyniku gwałtownego wzrostu temperatury medium, niemal cała energia wejściowa jest przekształcana w energię cieplną. Medium nie jest w stanie odebrać ciepła, co powoduje gwałtowny wzrost temperatury w komorze pompy. Ciągła praca powoduje parowanie medium, co przyspiesza karbonizację materiału uszczelniającego.
1.2 Awaria układu uszczelniającego W środowisku o wysokiej temperaturze i parowaniu medium uszczelnienie mechaniczne, które opiera się na smarowaniu i chłodzeniu medium, doprowadzi do awarii na skutek przegrzania – uszczelnienie mechaniczne będzie miało tarcie suche, a powierzchnia uszczelnienia ulegnie spaleniu.
Nienormalne naprężenie mechaniczne
- 2.1 Przekroczenie siły osiowej Siła osiowa zamykającego zaworu jest zwykle 1,5–5 razy większa od siły występującej w normalnych warunkach pracy, a obciążenie łożyska oporowego może osiągnąć lub nawet przekroczyć jego granicę nośności, co powoduje rozbicie koszyka łożyska lub jego odkształcenie.
2.2 Wibracje i uszkodzenia zmęczeniowe Różnica w rozszerzalności cieplnej spowodowana wysoką temperaturą prowadzi do odkształceń cieplnych lub naprężeń cieplnych, nienormalnej szczeliny między wirnikiem a obudową pompy oraz wpływu niezrównoważonego obciążenia hydraulicznego, co powoduje uszkodzenie równowagi dynamicznej wirnika, wzrost wibracji i uszkodzenia zmęczeniowe części.
Kawitacja i uszkodzenia materiału
3.1 Dodatek NPSH do parowania w odwróconym medium [spraw, aby dodatek kawitacyjny (NPSHa) urządzenia był niższy niż wymagany NPSHr pompy], co powoduje tworzenie się pęcherzyków, a fala uderzeniowa generowana przez zapadanie się pęcherzyków może osiągnąć 690 MPa, powodując wżery i łuszczenie się powierzchni wirnika w kształcie plastra miodu
3.2 Pogorszenie struktury metalograficznej. W przypadku wirników ze stali nierdzewnej austenitycznej, w lokalnych wysokich temperaturach może wystąpić uczulenie, a szybkość korozji międzykrystalicznej wzrośnie, a wytrzymałość na rozciąganie spadnie. W przypadku wirników ze stali węglowej problemy w wysokich temperaturach są poważniejsze, takie jak utlenianie i odwęglanie w wysokiej temperaturze, skutkujące spadkiem wytrzymałości powierzchniowej i innymi problemami. Jeśli stal zawiera zanieczyszczenia, takie jak siarka i fosfor, łatwo ulega segregacji na granicach ziaren w wysokich temperaturach, powodując kruchość cieplną i łatwe pękanie podczas eksploatacji. W długotrwałym działaniu wysokiej temperatury stal węglowa ma niską odporność na pełzanie, a lokalnie wysoka temperatura może przyspieszyć odkształcenie pełzające, co ostatecznie doprowadzi do pęknięcia wirnika lub jego uszkodzenia zmęczeniowego.
Bezpieczeństwo systemu i ryzyko ekonomiczne
4.1 Ciśnienie w panewce łożyska ciśnieniowego przekracza dopuszczalną wartość, a działanie zaworu zamykającego powoduje, że ciśnienie wylotowe pompy osiąga 120-150% wartości znamionowej, przy czym istnieje ryzyko przebicia nastawionego ciśnienia zaworu bezpieczeństwa, co może spowodować wypływ nadmiaru ciśnienia lub pęknięcie spoiny rurociągu
4.2 Wzrost zużycia energii i kosztów konserwacji Operacja wyłączenia zaworu jest „zabójczym stanem” pomp odśrodkowych. W krótkim okresie znacznie zwiększa to zużycie energii, a w dłuższej perspektywie prowadzi do poważnych uszkodzeń sprzętu, a koszty kompleksowej konserwacji mogą wzrosnąć 3–10-krotnie.
Pogorszenie warunków pracy mediów specjalnych
W przypadku mediów lotnych (np. LPG) otwarcie zaworu przyspieszy parowanie fazy ciekłej, a dwufazowy przepływ gazu i cieczy w komorze pompy spowoduje nagłe zmiany przepływu, skutkując okresowymi oscylacjami sił osiowych i przyspieszając zużycie podzespołów.
Doświadczenie branżowe i wymagania standardowe
6.1 Doświadczenie branżowe. Zgodnie z rzeczywistym doświadczeniem inżynierskim, czas pracy zaworu pompy odśrodkowej nie powinien przekraczać 2 minut, a zazwyczaj jest ograniczony do 1 minuty. Zaleca się skonfigurowanie systemu sterowania blokadą, który automatycznie uruchomi program zabezpieczający przed zamknięciem zaworu wylotowego w przypadku jego przekroczenia.
6.2 Specyfikacja standardowa wymaga, aby norma API 610, wydanie 12, stanowiła, że niektóre pompy wysokoenergetyczne, z przekładnią integralną lub wielostopniowe charakteryzują się szybkim wzrostem temperatury po zamknięciu zaworu wylotowego, co uniemożliwia i/lub uniemożliwia przeprowadzenie testów przy zamkniętym zaworze. Wzrost temperatury jest ściśle związany z gęstością mocy. Gęstość mocy PD można aproksymować wzorem:
P znamionowa: Moc znamionowa na stopień przy wodzie w KM (lub MW)
D imp: Znamionowa średnica wirnika w calach (lub m)
Dysza D: Nominalna średnica kołnierza wylotowego w calach (lub metrach). W przypadku pomp jednostopniowych z podwójnym ssaniem, dysza D to średnica kołnierza wlotowego.
Typowa wartość krytyczna dla PD wynosi 0,286 KM/cal3 (13 MW/m3), powyżej której zaleca się, aby nie uruchamiać pompy z zamkniętym zaworem wylotowym podczas testów wydajności.
Czas publikacji: 04-06-2025