Înțelegeți cu adevărat pompele centrifuge? 8 întrebări inginerești care afectează fiabilitatea pompelor

Ø Î1: De ce este de obicei conducta de aspirație cu o dimensiune mai mare decât duza de aspirație a pompei?

Aceasta este o practică foarte des întâlnită în instalațiile de pompe centrifuge.

În multe aplicații,diametrul nominal al conductei de aspirație este selectat cu o dimensiune mai mare decât duza de aspirație a pompeiÎn mod normal, pentru conectarea conductei la pompă se folosește un reductor excentric adecvat.

De ce?

Există trei motive principale:

De ce se folosește frecvent un reductor excentric?

Pentru conductele de aspirație orizontale, oreductor excentric cu vârf plateste utilizat în mod obișnuit pentru a reduce la minimum posibilitatea formării unor pungi de aer în conducta de aspirație.

Totuși, aceasta nu este o regulă absolută pentru fiecare instalație.

Orientarea reductorului trebuie determinată în funcție de amplasamentul pompei, panta conductelor, caracteristicile lichidului și posibilitatea acumulării de aer.

Principiul ingineresc

Scopul nu este pur și simplu de a face conducta de aspirație „cu o dimensiune mai mare”.

Designul ar trebui să ia în considerare:

• · Viteză de aspirație
• · Frecare și pierderi locale de presiune
• · NPSHa
• · Modelul de curgere la intrarea pompei
• · Lungime dreaptă a țevii
• · Amplasarea coturilor și valvelor
• · Posibilitatea formării de bule de aer

Ø Î2: De ce este adesea o supapă de control mai mică decât conducta principală?

Spre deosebire de conductele de aspirație, supapele de control nu sunt întotdeauna selectate cu același diametru nominal ca și conducta principală.

De exemplu:

Există mai multe motive pentru această practică.

1. Costuri mai mici

O valvă mai mică costă, în general, mai puțin decât o valvă cu același diametru ca și conducta principală.

2. O gamă de control mai bună

O supapă de control reglează debitul prin modificarea deschiderii sale.

Dacă valva este supradimensionată, aceasta poate funcționa la o deschidere foarte mică în condiții normale. Acest lucru poate reduce intervalul său de control efectiv și poate îngreuna controlul precis al debitului.

O valvă mai mică, dimensionată corespunzător, poate funcționa într-un interval de deschidere mai potrivit.

3. Compromisul este o pierdere de presiune mai mare

O supapă mai mică crește viteza de curgere și, prin urmare, crește căderea de presiune.

Deci principiul nu este:

Valva trebuie aleasă corespunzător în funcție de:

• · Debit
• · Presiune diferențială
• · Cv/Kv
• · Interval de control necesar
• · Cădere de presiune admisibilă

Ø Î3: O admisie a unei pompe centrifuge necesită întotdeauna presiune pozitivă?

Nu.

O concepție greșită des întâlnită este că presiunea de aspirație a unei pompe centrifuge trebuie să fie întotdeauna peste presiunea atmosferică.

În realitate, multe pompe pot funcționa cu nivelul lichidului sub linia centrală a pompei, permițând pompei să ridice lichidul de jos.

Totuși, problema cheie nu este pur și simplu dacă pompa poate „ridica” lichidul.

Sistemul real trebuie să îndeplinească condiția NPSH necesară:

Pe măsură ce înălțimea de aspirație crește, presiunea la intrarea în pompă scade, iar pierderile în conducta de aspirație devin mai semnificative.

Prin urmare, cu cât înălțimea de aspirație este mai mare, cu atât sistemul trebuie verificat mai atent pentru riscul de cavitație.

Ø Î4: Este necesară o supapă de sens unidirecțional pe partea de refulare a pompei?

În multe sisteme de pompare,O supapă de sens invers la refulare este o parte importantă a proiectării sistemului.

Oferă în principal trei beneficii.

1. Previne fluxul invers

Când pompa se oprește, diferențele de presiune din sistem pot determina curgerea lichidului înapoi spre pompă.

Supapa de sens unic previne acest flux invers.

2. Previne rotația inversă

Curgerea inversă poate cauza rotirea rotorului pompei spre spate.

În funcție de configurația pompei și a acționării, acest lucru poate cauza probleme cu:

• · Garnituri mecanice
• · Rulmenți
• · Cuplaje
• · Motor sau alte echipamente de acționare

3. Ajută la menținerea unei conducte pline

În unele sisteme, menținerea lichidului în linia de refulare este importantă pentru o repornire fiabilă și o funcționare fiabilă a sistemului.

Totuși, tipul de valvă, poziția de instalare și caracteristicile de închidere trebuie selectate în funcție de sistemul real.

Pentru sistemele sensibile la loviturile de berbec, se pot aplica măsuri suplimentare, cum ar fisupape de sens unidirecțional fără închidere, supape de sens unidirecțional cu închidere lentă, supape de aerisire sau dispozitive de protecție la supratensiunepoate fi necesar.

Ø Î5: Care este amplasamentul ideal al conductelor pentru un sistem de pompe centrifuge?

Instabilitatea pompei este uneori cauzată nu de pompa în sine, ci de o amplasare defectuoasă a conductelor.

O problemă comună este:

Ideal

În anumite sisteme de pompare, conducta de refulare trebuie să urce continuu spre rezervorul receptor sau spre destinația sistemului.

Acest lucru permite aerului care intră în sistem să se deplaseze spre punctul cel mai înalt și, în cele din urmă, să scape.

Un aranjament ideal simplificat este:

Ce se întâmplă în proiectele reale?

În instalațiile reale, conductele includ adesea secțiuni orizontale lungi.

O secțiune orizontală lungă nu este neapărat o problemă.

Cheia este să evităm lucrurile inutile:

• · Puncte culminante
• · Puncte slabe
• · Pante inverse
• · Locuri unde se poate acumula aer

Dacă un punct înalt nu poate fi evitat, se va lua o măsură adecvatăsupapă de eliberare a aerului / supapă de aerpoate fi necesar.

Ce se întâmplă dacă o supapă de control este instalată aproape de capătul conductei?

Amplasarea valvei de control trebuie luată în considerare împreună cu nivelul rezervorului, presiunea în aval, scăderea de presiune a valvei și riscul de cavitație.

Sistemul trebuie să mențină o presiune suficientă la supapă și să evite condițiile de funcționare care ar putea duce la cavitație.

Principiul de bază este:

Ø Î6: Cum puteți verifica performanța pompei pe teren?

Una dintre cele mai fiabile metode este comparareamăsurători reale pe teren cu curba de performanță a pompei furnizată de producător.

Măsurătorile tipice includ:

• · Debit
• · Presiune de aspirație
• · Presiune de refulare
• · Viteza pompei
• · Diferența de altitudine dintre punctele de măsurare a presiunii și linia centrală a pompei

Unde ar trebui instalate manometrele?

Manometrele trebuie instalate cât mai aproape de duzele de aspirație și refulare ale pompei.

De asemenea, trebuie înregistrată diferența de altitudine dintre punctele de măsurare a presiunii și linia centrală a pompei.

Capul pompei nu este pur și simplu:

Calculul ar trebui să ia în considerare și diferența de altitudine și, acolo unde este cazul, efectele vitezei.

Cum se poate măsura debitul?

În mod ideal, utilizați un dispozitiv de măsurare a debitului adecvat, cum ar fi:

• · Debitmetru magnetic
• · Debitmetru cu ultrasunete
• · Debitmetru cu turbină
• · Alte echipamente adecvate de măsurare a debitului

Dacă nu este disponibil un debitmetru, debitul poate fi uneori estimat măsurând timpul necesar pentru umplerea unui rezervor cu volum cunoscut.

Putem verifica doar capul de închidere?

Da, pentru o verificare de bază a performanței.

Cel/Cea/Cei/Celecap de închidereare loc la debit zero, deci nu este necesară măsurarea debitului.

Compararea înălțimii de închidere măsurate cu curba producătorului poate ajuta la identificarea dacă:

• · Pompa funcționează la viteza corectă
• · Diametrul corect al rotorului este instalat
• · Performanța pompei este în general în concordanță cu curba așteptată

Totuși:

Funcționarea cu debit zero poate cauza supraîncălzire, recirculare internă, deteriorarea etanșării mecanice și alte probleme.

Dar cum rămâne cu eficiența pompei?

Măsurarea eficienței este mai complicată deoarece puterea de intrare a arborelui pompei trebuie determinată cu precizie.

În testarea pe teren, aceasta poate implica măsurarea puterii de intrare a motorului și luarea în considerare a eficienței motorului și a transmisiei sau măsurarea directă a cuplului și vitezei arborelui.

Ø Î7: Cum afectează vâscozitatea lichidului performanța pompei centrifuge?

Majoritatea curbelor de performanță ale pompelor centrifuge se bazează pe teste cuapă curată în condiții standard.

Când lichidul pompat are o vâscozitate semnificativ mai mare decât apa, performanța pompei se poate modifica considerabil.

Efectele tipice includ:

• · Debit mai mic
• · Partea inferioară a capului
• · Eficiență mai scăzută
• · Necesar mai mare de putere

Prin urmare:

Trebuie luate în considerare vâscozitatea, densitatea, temperatura și punctul de funcționare reale ale lichidului.

Pentru lichide cu vâscozitate ridicată, eficiența unei pompe centrifuge poate scădea semnificativ.

În funcție de aplicație,pompe de deplasare pozitivă, cum ar fi pompele cu șurub, pompele cu angrenaje sau pompele rotative, pot oferi o soluție mai bună.

Nu există o valoare unică a vâscozității care să poată fi utilizată ca limită universală pentru fiecare pompă centrifugă. Adecvarea pompei trebuie evaluată în funcție de aplicația reală și de designul pompei.

Î8: Poate o pompă să funcționeze oriunde în intervalul de debit indicat pe curba sa de performanță?

Nu neapărat.

Faptul că un punct apare pe curba pompei nu înseamnă că este un punct potrivit pentru funcționare continuă.

O pompă centrifugă ar trebui să funcționeze în mod normal cât mai aproape posibil de:

Multe aplicații vizează un interval normal de funcționare în jurul80%–120% din debitul BEP, dar intervalul de funcționare admis real ar trebui să se bazeze întotdeauna pe domeniul de funcționare recomandat de producător.

De ce ar trebui evitată funcționarea prelungită la debit redus?

Când debitul este semnificativ sub BEP, pompa poate experimenta:

• · Recirculare internă
• · Creșterea temperaturii
• · Sarcini radiale crescute
• · Vibrații mai ridicate
• · Uzura etanșării mecanice
• · Sarcini crescute pe rulmenți

Dacă funcționarea continuă cu debit redus este inevitabilă, soluțiile posibile includ:

Opțiunea 1: Bypass cu debit minim / linie de recirculare

O porțiune din lichid este returnată continuu către sursa de aspirație sau către o altă locație adecvată.

Opțiunea 2: Acționare cu viteză variabilă

Un VFD poate fi utilizat pentru a reduce viteza pompei și a adapta mai bine debitul pompei la cererea reală a sistemului.

Dar cum rămâne cu fluxul excesiv?

Funcționarea prea la dreapta curbei pompei poate crea, de asemenea, probleme, inclusiv:

• · NPSHr mai mare
• · Marjă NPSH redusă
• · Cavitație
• · Vibrații crescute
• · Suprasarcină motor
• · Eficiență redusă

Prin urmare:

Punctul de funcționare preferat este în mod normal aproape de punctul de funcționare proiectat și de BEP, rămânând în același timp în intervalul de funcționare admis de producător.