• Pochopenie problémov s viazaním vzduchu a ako zabrániť zlyhaniu odstredivého čerpadla

Odstredivé čerpadlá sú široko používané v priemyselných aplikáciách, vrátanesystémy zásobovania vodou, chemické spracovanie, baníctvo, výroba energie, ropa a plyn, systémy napájacej vody do kotlov a priemyselné cirkulačné systémy.

Počas prevádzky sa však používatelia môžu stretnúť s bežným problémom:

Motor beží normálne;

Hriadeľ čerpadla sa správne otáča;

Z výstupu však nevyteká žiadna kvapalina;

Prietok výrazne klesá;

Čerpadlo vydáva abnormálny hluk alebo vibrácie.

V mnohých prípadoch je tento problém spôsobenýväzba vzduchu v odstredivom čerpadle.

Väzba vzduchu je jedným z najbežnejších prevádzkových problémov odstredivých čerpadiel, najmä prehorizontálne odstredivé čerpadlá, viacstupňové odstredivé čerpadlá, čerpadlá s deleným puzdrom a iné konštrukcie čerpadiel, ktoré nie sú -samonasávacie-.

 

 

1. Čo je to viazanie vzduchu v odstredivom čerpadle?

Vzduchová väzbasa vzťahuje na stav, keď sa vzduch alebo plyn zachytí vo vnútri krytu čerpadla, oblasti obežného kolesa alebo sacieho potrubia, čo bráni odstredivému čerpadlu vytvoriť normálny prietok a tlak.

Odstredivé čerpadlo funguje pomocou rotujúceho obežného kolesa na prenos energie do kvapaliny. Keď kvapalina vstúpi do oka obežného kolesa, odstredivá sila ju tlačí smerom k výstupu obežného kolesa, čím vytvára tlak a nepretržitý prietok.

Keď však vzduch naplní komoru čerpadla:

Vzduch má oveľa nižšiu hustotu ako kvapalina;

Obežné koleso nemôže efektívne prenášať energiu do vzduchu;

Nie je možné vytvoriť požadovaný tlakový rozdiel;

Kvapalina sa nemôže správne dostať do pumpy.

V dôsledku toho môže čerpadlo mechanicky pokračovať v prevádzke, ale nedodáva kvapalinu.

Typické príznaky zahŕňajú:

Čerpadlo beží bez vypúšťania vody;

Znížený prietok a tlak;

Nestabilná prevádzka;

Nadmerné vibrácie alebo hluk.

 

2. Hlavné príčiny viazania vzduchu v odstredivých čerpadlách

2.1 Nedostatočné naplnenie pred spustením čerpadla

Najčastejšia príčina

Väčšina bežných odstredivých čerpadiel jenie samonasávacie-a pred spustením sa musí úplne naplniť kvapalinou.

Pred prevádzkou je potrebné zabezpečiť nasledujúce podmienky:

Teleso čerpadla je úplne naplnené kvapalinou;

Sacie potrubie je naplnené kvapalinou;

Všetok zachytený vzduch sa odstráni.

Ak vo vnútri čerpadla zostane vzduch, obežné koleso bude namiesto čerpania kvapaliny iba cirkulovať vzduch.

Bežné situácie zahŕňajú:

Čerpadlo sa prvýkrát spustí bez riadneho naplnenia;

Čerpadlo stráca kvapalinu po dlhom odstavení;

Nožný ventil zlyhá a kvapalina tečie späť;

Počas spúšťania sa vzduch úplne neuvoľňuje.

 

2.2 Únik vzduchu v sacom potrubí

Nasávacia strana odstredivého čerpadla zvyčajne pracuje pod podtlakom.

Preto aj malá netesnosť v sacom potrubí môže umožniť vstup vonkajšieho vzduchu do čerpadla bez zjavného úniku vody.

Medzi bežné miesta úniku vzduchu patria:

Prírubové spoje;

Poškodené tesnenia;

Voľné závitové spoje;

Oblasti balenia ventilov;

Praskliny v sacom potrubí.

Keď vzduch vstúpi do čerpadla, môže sa hromadiť vo vnútri krytu a znížiť výkon čerpadla.

Pre priemyselné čerpacie systémy:

Vzduchotesnosť sacieho potrubia je rovnako dôležitá ako pevnosť tlakového potrubia.

 

2.3 Nesprávny dizajn sacieho potrubia

Správne navrhnutý sací systém je nevyhnutný pre spoľahlivú prevádzku odstredivého čerpadla.

Problémy, ktoré môžu spôsobiť hromadenie vzduchu, zahŕňajú:

Vysoké body v sacom potrubí

Vzduch má tendenciu sa zhromažďovať v najvyššom bode potrubia.

Poddimenzované sacie potrubie

Sacie potrubie s nedostatočným priemerom môže spôsobiť:

Vyššia rýchlosť prúdenia;

Zvýšená strata trením;

Nižší tlak na vstupe čerpadla;

Väčšie riziko vniknutia vzduchu do systému.

Nadmerné ohyby potrubia

Príliš veľa kolien alebo komplikované rozloženie potrubia sa môže zvýšiť:

Hydraulické straty;

Odolnosť proti saniu;

Možnosť akumulácie vzduchu.

 

2.4 Nízka hladina kvapaliny a prívod vzduchu

Keď je hladina kvapaliny v nádrži alebo nádrži príliš nízka:

Nasávací otvor môže byť blízko povrchu kvapaliny;

Môže dôjsť k tvorbe víru;

Do sacieho potrubia je možné nasávať vzduch.

Tento problém je bežný v:

Systémy na úpravu vody;

Drenážne aplikácie;

Cirkulačné systémy chladiacej vody.

Udržiavanie dostatočnej hĺbky ponorenia je dôležité, aby sa zabránilo vniknutiu vzduchu.

 

2.5 Plyn uvoľnený z čerpanej kvapaliny

Niektoré kvapaliny obsahujú rozpustené plyny.

Za určitých podmienok, ako napríklad:

Zníženie tlaku;

Zvýšenie teploty;

Turbulencia toku;

rozpustený plyn sa môže oddeliť od kvapaliny a vytvárať bubliny.

Tieto bubliny sa môžu hromadiť v blízkosti vstupu obežného kolesa a ovplyvniť výkon čerpadla.

 

3. Bežné príznaky vzduchovej väzby

3.1 Čerpadlo beží, ale nedodáva kvapalinu

Toto je najtypickejší príznak.

Motor funguje normálne, ale:

Nevyteká žiadna voda;

Výtlačný tlak zostáva nízky;

Čerpadlo nemôže dosiahnuť určený prevádzkový bod.

 

3.2 Znížený prietok a tlak

Pretože obežné koleso nemôže efektívne prenášať energiu do kvapaliny:

Prietok klesá;

Kvapky hlavy čerpadla;

Výkon systému sa stáva nestabilným.

 

3.3 Abnormálny hluk a vibrácie

Vzduch vstupujúci do oblasti obežného kolesa narúša nepretržitý tok kvapaliny.

Možné výsledky:

Zvýšené vibrácie;

Nestabilná prevádzka;

Abnormálny prevádzkový hluk.

 

4. Ako predchádzať a riešiť problémy s viazaním vzduchu

 

4.1 Správne naplnenie čerpadla a odstránenie vzduchu

Najúčinnejším riešením je správne naplnenie pred spustením.

Odporúčaný postup:

Otvorte odvzdušňovací ventil;

Naplňte teleso čerpadla čerpanou kvapalinou;

Uistite sa, že komora čerpadla je úplne naplnená;

Odstráňte všetok zachytený vzduch;

Zatvorte odvzdušňovací ventil;

Spustite čerpadlo.

Správny základný náter je dôležitý najmä pre:

Horizontálne viacstupňové čerpadlá;

Čerpadlá na napájanie kotlov;

Vysokotlakové odstredivé čerpadlá;

Čerpadlá s deleným puzdrom.

 

4.2 Skontrolujte a opravte netesnosť sacieho potrubia

Pravidelne kontrolujte:

Prírubové spoje;

Tesnenia;

Ventily;

Potrubné spoje;

Tesniace komponenty.

Akýkoľvek únik vzduchu by sa mal okamžite opraviť, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka čerpadla.

 

4.3 Nainštalujte zariadenia na uvoľnenie vzduchu

Pri systémoch s častou akumuláciou vzduchu zvážte inštaláciu:

Automatické vzduchové ventily;

Odvzdušňovacie potrubia;

Vákuové-nasávacie systémy.

Tieto zariadenia pomáhajú odstraňovať zachytený vzduch a zlepšujú spoľahlivosť spúšťania.

 

4.4 Optimalizácia podmienok inštalácie čerpadla

Na zníženie rizika vzduchovej väzby:

✔ Udržujte sacie potrubia čo najkratšie;
✔ Použite správny priemer sacieho potrubia;
✔ Minimalizujte zbytočné lakte;
✔ Vyhnite sa vysokým bodom, kde sa môže hromadiť vzduch;
✔ Zabezpečte primeranú hladinu kvapaliny nad nasávacím otvorom.

 

4.5 Zvoľte správny typ pumpy

Ak žiadosť zahŕňa:

Inštalácia čerpadla nad hladinou kvapaliny;

Časté spúšťanie a vypínanie;

Zložité podmienky naplnenia;

zvážiť použitie:

Samonasávacie-čerpadlá;

Ponorné čerpadlá;

Vákuové{0}}čerpacie systémy.

Výber správnej konštrukcie čerpadla môže výrazne zlepšiť spoľahlivosť systému.

 

5. Vzduchová väzba vs. kavitácia: Aký je rozdiel?

Väzba vzduchu a kavitácia sú niekedy zmätené, pretože obe zahŕňajú bubliny plynu vo vnútri čerpadiel. Sú to však odlišné javy.

Položka	Vzduchová väzba	Kavitácia
Hlavná príčina	Vzduch vstupuje a hromadí sa v čerpadle	Odparovanie kvapaliny v dôsledku nízkeho tlaku
Zdroj plynu	Vonkajší vzduch alebo uvoľnený plyn	Tekutá para
Typický výskyt	Spustenie alebo po vstupe vzduchu do systému	Počas nepretržitej prevádzky
Hlavný efekt	Čerpadlo nemôže dodávať kvapalinu	Poškodenie obežného kolesa a strata výkonu
Riešenie	Naplnenie a odstránenie vzduchu	Zlepšenie NPSH a zníženie sacích strát

Vzduchová väzba je spôsobená najmävzduch, ktorý bráni čerpadlu zabezpečiť nepretržitý prietok kvapaliny, pričom kavitácia je spôsobená týmlokálne odparovanie kvapaliny v dôsledku nedostatočného tlaku.

 

6. Záver

Väzba vzduchu je bežným prevádzkovým problémom, ktorý môže výrazne ovplyvniť výkon a spoľahlivosť odstredivého čerpadla.

Medzi hlavné príčiny patria:

Nesprávne naplnenie pred spustením;

Únik vzduchu v sacom potrubí;

Zlý dizajn sacieho systému;

Nízka hladina kvapaliny spôsobujúca prívod vzduchu;

Akumulácia plynu vo vnútri čerpadla.

Aby ste predišli viazaniu vzduchu:

✔ Pred spustením čerpadlo vždy naplňte;
✔ Udržujte správne utesnený sací systém;
✔ Správne navrhnite sacie potrubia;
✔ Účinne odstráňte zachytený vzduch;
✔ Vyberte si správny typ čerpadla pre danú aplikáciu.

 

Najmä pre priemyselné odstredivé čerpadláhorizontálne viacstupňové čerpadlá, napájacie vodné čerpadlá kotlov, čerpadlá s deleným puzdrom a vysokotlakové-čerpadláZabránenie nahromadeniu vzduchu je nevyhnutné na zlepšenie prevádzkovej účinnosti, predĺženie životnosti a zníženie nákladov na údržbu.