Да ли заиста разумете центрифугалне пумпе? 8 инжењерских питања која утичу на поузданост пумпе

Ø П1: Зашто је усисна цев обично за једну величину већа од усисне млазнице пумпе?

Ово је веома уобичајена пракса у инсталацијама центрифугалних пумпи.

У многим применама,номинални пречник усисне цеви је изабран за једну величину већи од усисне млазнице пумпеЗа повезивање цеви са пумпом се обично користи одговарајући ексцентрични редуктор.

Зашто?

Постоје три главна разлога:

Зашто се ексцентрични редуктор обично користи?

За хоризонталне усисне цеви, аексцентрични редуктор са равним врхомсе обично користи за смањење могућности стварања ваздушних џепова у усисној линији.

Међутим, ово није апсолутно правило за сваку инсталацију.

Оријентацију редуктора треба одредити на основу распореда пумпе, нагиба цеви, карактеристика течности и могућности накупљања ваздуха.

Инжењерски принцип

Циљ није једноставно направити усисну цев „за једну величину већу“.

Дизајн треба да узме у обзир:

• · Брзина усисавања
• · Трење и локални губици притиска
• · НПСХа
• · Шема протока на улазу пумпе
• · Дужина равне цеви
• · Локација лактова и вентила
• · Могућност појаве ваздушних џепова

Ø П2: Зашто је контролни вентил често мањи од главне цеви?

За разлику од усисних цевовода, регулациони вентили се не бирају увек са истим номиналним пречником као и главни цевовод.

На пример:

Постоји неколико разлога за ову праксу.

1. Нижи трошкови

Мањи вентил генерално кошта мање од вентила истог пречника као и главни цевовод.

2. Бољи опсег контроле

Контролни вентил регулише проток променом свог отварања.

Ако је вентил превелик, може радити на веома малом отвору под нормалним условима. Ово може смањити његов ефективни опсег регулације и отежати прецизну контролу протока.

Мањи вентил одговарајуће величине може радити у одговарајућем опсегу отварања.

3. Компромис је већи губитак притиска

Мањи вентил повећава брзину протока и самим тим повећава пад притиска.

Дакле, принцип није:

Вентил треба правилно одабрати на основу:

• · Брзина протока
• · Диференцијални притисак
• · Cv/Kv
• · Потребан опсег контроле
• · Дозвољени пад притиска

Ø П3: Да ли је на усисном отвору центрифугалне пумпе увек потребан позитиван притисак?

Не.

Уобичајена заблуда је да усисни притисак центрифугалне пумпе увек мора бити изнад атмосферског притиска.

У стварности, многе пумпе могу да раде са нивоом течности испод средишње линије пумпе, што омогућава пумпи да подиже течност одоздо.

Међутим, кључно питање није само да ли пумпа може да „подигне“ течност.

Стварни систем мора да задовољи захтевани услов NPSH:

Како се усисна висина повећава, притисак на улазу пумпе се смањује и губици у усисној линији постају значајнији.

Стога, што је већа усисна висина, то пажљивије треба проверити систем на ризик од кавитације.

Ø П4: Да ли је потребан неповратни вентил на страни испуштања пумпе?

У многим системима за пумпање,Неповратни вентил за пражњење је важан део дизајна система.

Углавном пружа три предности.

1. Спречава обрнути ток

Када пумпа стане, разлике у притиску у систему могу проузроковати да се течност врати ка пумпи.

Неповратни вентил спречава овај обрнути ток.

2. Спречава обрнуту ротацију

Обрнути проток може проузроковати да се ротор пумпе окреће уназад.

У зависности од распореда пумпе и погонског система, ово може изазвати проблеме са:

• · Механичке заптивке
• · Лежајеви
• · Спојнице
• · Мотор или друга погонска опрема

3. Помаже у одржавању напуњеног цевовода

У неким системима, одржавање течности у испусној линији је важно за поуздано поновно покретање и рад система.

Међутим, тип вентила, положај уградње и карактеристике затварања треба одабрати у складу са стварним системом.

За системе осетљиве на хидраулични удар, потребне су додатне мере као што сунеповратни вентили који се не залупљују, неповратни вентили са спорим затварањем, ваздушни вентили или уређаји за заштиту од пренапонаможе бити потребно.

Ø П5: Који је идеалан распоред цеви за систем центрифугалне пумпе?

Нестабилност пумпе понекад није узрокована самом пумпом, већ лошим распоредом цеви.

Један уобичајени проблем је:

Идеално

У одређеним системима за пумпање, цевовод за испуштање треба континуирано да се подиже према пријемном резервоару или одредишту система.

Ово омогућава ваздуху који улази у систем да се креће према највишој тачки и на крају излази.

Поједностављени идеалан аранжман је:

Шта се дешава у стварним пројектима?

У стварним инсталацијама, цевоводи често укључују дугачке хоризонталне делове.

Дугачак хоризонтални део не мора нужно бити проблем.

Кључно је избећи непотребно:

• · Најважније тачке
• · Ниске тачке
• · Обрнути нагиби
• · Места где се ваздух може накупљати

Ако се висока тачка не може избећи, одговарајућавентил за испуштање ваздуха / ваздушни вентилможе бити потребно.

Шта ако је контролни вентил инсталиран близу краја цевовода?

Локација контролног вентила треба да се узме у обзир заједно са нивоом у резервоару, низводним притиском, падом притиска вентила и ризиком од кавитације.

Систем треба да одржава довољан притисак на вентилу и да избегава радне услове који би могли довести до кавитације.

Основни принцип је:

Ø П6: Како можете проверити перформансе пумпе на терену?

Једна од најпоузданијих метода је поређењестварна мерења на терену са кривом перформанси пумпе произвођача.

Типична мерења укључују:

• · Брзина протока
• · Усисни притисак
• · Притисак испуштања
• · Брзина пумпе
• · Разлика у висини између тачака мерења притиска и средишње линије пумпе

Где треба инсталирати манометре за притисак?

Манометре треба инсталирати што је могуће ближе усисним и издувним млазницама пумпе.

Такође треба забележити разлику у надморској висини између тачака мерења притиска и средишње линије пумпе.

Глава пумпе није једноставно:

Прорачун треба да узме у обзир и разлику у надморској висини и, где је то релевантно, ефекте брзине.

Како се може измерити брзина протока?

Идеално би било да користите одговарајући уређај за мерење протока као што је:

• · Магнетни мерач протока
• · Ултразвучни мерач протока
• · Мерач протока турбине
• · Друга одговарајућа опрема за мерење протока

Ако мерач протока није доступан, проток се понекад може проценити мерењем времена потребног за пуњење резервоара познате запремине.

Можемо ли проверити само запорну главу?

Да, за основну проверу перформанси.

Theзапорна главадешава се при нултом протоку, тако да није потребно мерење протока.

Поређење измереног напона за затварање са кривом произвођача може помоћи да се утврди да ли:

• · Пумпа ради исправном брзином
• · Инсталиран је исправан пречник импелера
• · Перформансе пумпе су генерално у складу са очекиваном кривом

Међутим:

Рад са нултим протоком може изазвати прегревање, унутрашњу рециркулацију, оштећење механичког заптивача и друге проблеме.

А шта је са ефикасношћу пумпе?

Мерење ефикасности је компликованије јер се улазна снага на вратило пумпе мора прецизно одредити.

У теренским испитивањима, ово може укључивати мерење улазне снаге мотора и узимање у обзир ефикасности мотора и преносника, или директно мерење обртног момента и брзине вратила.

Ø П7: Како вискозност течности утиче на перформансе центрифугалне пумпе?

Већина кривих перформанси центрифугалних пумпи заснива се на тестирању сачиста вода под стандардним условима.

Када пумпана течност има знатно већи вискозитет од воде, перформансе пумпе могу се значајно променити.

Типични ефекти укључују:

• · Доњи проток
• · Доња глава
• · Нижа ефикасност
• · Већи захтев за снагом

Стога:

Треба узети у обзир стварну вискозност течности, густину, температуру и радну тачку.

За високо вискозне течности, ефикасност центрифугалне пумпе може значајно да се смањи.

У зависности од примене,пумпе са позитивним обртним капацитетом, као што су вијчане пумпе, зупчасте пумпе или ротационе пумпе, могу пружити боље решење.

Не постоји јединствена вредност вискозности која се може користити као универзално ограничење за сваку центрифугалну пумпу. Погодност пумпе треба проценити на основу стварне примене и дизајна пумпе.

П8: Да ли пумпа може да ради било где унутар опсега протока приказаног на њеној кривој перформанси?

Не нужно.

Чињеница да се тачка појављује на кривој пумпе не значи да је то погодна тачка за континуирани рад.

Центрифугална пумпа би нормално требало да ради што је могуће ближе свом:

Многе апликације циљају нормалан оперативни опсег око80%–120% протока БЕП-а, али стварни дозвољени радни опсег треба увек да буде заснован на препорученом радном опсегу произвођача.

Зашто треба избегавати дуготрајан рад са малим протоком?

Када је проток значајно испод BEP-а, пумпа може искусити:

• · Унутрашња рециркулација
• · Пораст температуре
• · Повећана радијална оптерећења
• · Веће вибрације
• · Хабање механичког заптивача
• · Повећано оптерећење лежајева

Ако је континуирани рад са малим протоком неизбежан, могућа решења укључују:

Опција 1: Бајпас / рециркулациона линија са минималним протоком

Део течности се континуирано враћа у извор усисавања или на другу погодну локацију.

Опција 2: Погон са променљивом брзином

VFD се може користити за смањење брзине пумпе и боље прилагођавање излаза пумпе стварној потражњи система.

Шта је са прекомерним протоком?

Рад превише десно од криве пумпе такође може створити проблеме, укључујући:

• · Виши NPSHr
• · Смањена маргина NPSH
• · Кавитација
• · Повећана вибрација
• · Преоптерећење мотора
• · Смањена ефикасност

Стога:

Пожељна радна тачка је обично близу пројектоване радне тачке и BEP-а, а остаје унутар дозвољеног радног опсега произвођача.