Ako nerovnomerné rozloženie sacieho toku ovplyvňuje výkon odstredivého čerpadla

Nasávacia strana odstredivého čerpadla sa často považuje za jednoducho cestu, ktorou kvapalina vstupuje do čerpadla. V skutočnosti má hydraulický stav na saní čerpadla významný vplyv na účinnosť čerpadla, vibrácie, kavitačný výkon, zaťaženie ložísk a celkovú životnosť.

Čerpadlo môže byť správne vybrané a vyrobené, ale zlé sacie potrubie môže stále vytvárať nestabilné pole vstupného toku.

Jeden dôležitý problém jenerovnomerné rozloženie sacieho prúdu. Ak rýchlosť, tlak alebo smer prúdenia nie sú primerane rovnomerné na vstupe obežného kolesa, výsledná hydraulická nerovnováha môže ovplyvniť výkon čerpadla aj mechanickú spoľahlivosť.

Táto otázka je obzvlášť dôležitá prehorizontálne delené puzdro a odstredivé čerpadlá s dvojitým saním, kde je pre stabilnú prevádzku nevyhnutné rovnomerné rozloženie prietoku na obe strany obežného kolesa.

 

 

1. Čo je nerovnomerné rozloženie sacieho toku?

V ideálnom prípade by sa kvapalina mala približovať k saniu čerpadla s relatívne rovnomerným profilom rýchlosti a minimálnym vírením.

Avšak armatúry a potrubia pred čerpadlom môžu narušiť prietok.

Napríklad prúd kvapaliny prechádzajúci kolenom vytvára asymetrický rýchlostný profil a sekundárny prúd. Ak je koleno nainštalované príliš blízko k sacej hubici čerpadla, nemusí byť dostatočná vzdialenosť na to, aby sa prietok stal rovnomernejším pred vstupom do obežného kolesa.

Bežné zdroje deformácie sacieho toku zahŕňajú:

Kolená nainštalované príliš blízko čerpadla

T-kusy alebo konáre v blízkosti sacej hubice

Nesprávne umiestnené redukcie

Čiastočne otvorené ventily

Krátke sacie potrubie vedie

Zle navrhnuté sacie štruktúry čerpadla

Zachytenie vzduchu alebo pár

Nadmerná rýchlosť nasávania

Nesprávne usporiadanie potrubia

Výsledkom je nerovnomerné{0}}rozloženie rýchlosti a tlaku na vstupe obežného kolesa.

 

2. Prečo je dôležitejšie použitie dvojitých sacích čerpadiel?

Dvojité sacie čerpadlo je navrhnuté tak, že kvapalina vstupuje do obežného kolesa z oboch strán.

Za ideálnych podmienok je prúdenie rozdelené medzi obe oká obežného kolesa približne rovnako. To pomáha vyrovnávať hydraulické sily a umožňuje hladkú prevádzku čerpadla.

Ak sa sací prietok stane asymetrickým, jedna strana obežného kolesa môže dostať väčší prietok ako druhá.

To môže spôsobiť:

Nerovnomerný vstupný prietok → Hydraulická nevyváženosť → Ďalšie radiálne/axiálne sily → Vibrácie a zaťaženie komponentov

Z tohto dôvodu je usporiadanie sacieho potrubia obzvlášť dôležité pre veľké-čerpadlá s deleným prietokom a iné odstredivé čerpadlá s dvojitým nasávaním.

Technické pokyny pre čerpadlá s dvojitým nasávaním špecificky zdôrazňujú zabránenie nerovnomernému prietoku do dvoch očiek obežného kolesa.

 

3. Hlavné príčiny nerovnomerného sacieho prietoku

3.1 Kolená príliš blízko pumpy

Koleno mení smer prúdenia a vytvára -nerovnomerný rýchlostný profil.

Ak je koleno inštalované priamo na sacej hubici alebo veľmi blízko k nej, skreslený prúd môže vniknúť do obežného kolesa skôr, než bude mať dostatočnú vzdialenosť na stabilizáciu.

V závislosti od konfigurácie čerpadla a potrubia môžu byť potrebné dlhšie rovné úseky alebo vhodné usporiadania{0}}na vyrovnanie prietoku.

3.2 Zle navrhnuté redukcie

Na pripojenie väčšieho sacieho potrubia k dýze čerpadla sú často potrebné redukcie.

Nesprávne zvolená alebo orientovaná redukcia však môže spôsobiť ďalšie narušenie prúdenia alebo vytvoriť vzduchové bubliny.

Pre horizontálne sacie potrubie sa tam, kde je to vhodné, bežne používajú excentrické redukcie na zníženie rizika akumulácie pár alebo vzduchu. Správna orientácia závisí od geometrie potrubia a od toho, či je zdroj kvapaliny nad alebo pod čerpadlom, takže konečné usporiadanie by malo zodpovedať požiadavkám výrobcu čerpadla a projektom potrubia.

3.3 Nedostatočná dĺžka priameho potrubia

Medzi armatúrami rušiacimi prietok-a saním čerpadla sa často vyžaduje určité množstvo rovného potrubia.

Neexistuje jedna univerzálna dĺžka, ktorá by platila pre každú pumpu. V závislosti od typu čerpadla, konfigurácie nasávania a predradených armatúr môžu technické špecifikácie vyžadovať niekoľko priemerov potrubia s relatívne nerušeným prietokom pred sacou hubicou. Niektoré bežne uvádzané návrhy používajú približne 4D – 10D v špecifických konfiguráciách.

Pokyny výrobcu na inštaláciu by mali mať prednosť pred všeobecným pravidlom.

3.4 Zachytenie vzduchu alebo pár

Vzduch vstupujúci do odstredivého čerpadla môže výrazne narušiť sací prietok.

Medzi možné zdroje patria:

Nedostatočné ponorenie kvapaliny

Víry v nádržiach alebo žumpách

Vysoké body v sacom potrubí

Zlé usporiadanie reduktora

Nadmerná rýchlosť nasávania

Netesnosť na sacej strane

Vzduch alebo para môžu znížiť hydraulický výkon a môžu prispieť k nestabilnej prevádzke a symptómom podobným kavitácii-. Správna konštrukcia sacieho systému by preto mala minimalizovať turbulencie a strhávanie plynov.

 

4. Účinky na výkon čerpadla

Nerovnomerný sací prietok môže ovplyvniť čerpadlo hydraulickým aj mechanickým spôsobom.

Znížená hydraulická účinnosť

Nerovnomerný vstupný prietok bráni obežnému kolesu v prevádzke za predpokladaných hydraulických podmienok. To môže zvýšiť hydraulické straty a znížiť účinnosť.

Zvýšená vibrácia

Nerovnomerné zaťaženie obežného kolesa môže vytvárať kolísavé hydraulické sily, čo prispieva k zvýšeným vibráciám.

Riziko kavitácie

Zlé podmienky nasávania môžu zvýšiť lokálnu rýchlosť a znížiť tlak v blízkosti oka obežného kolesa. Ak je dostupný NPSH nedostatočný, môže sa vyskytnúť kavitácia.

Zvýšené zaťaženie ložísk a hriadeľa

Hydraulická nerovnováha môže vniesť do rotorového systému dodatočné sily, čím sa zvýši zaťaženie ložísk, hriadeľa a komponentov spojky.

Znížená životnosť komponentov

Nepretržité vibrácie a abnormálne hydraulické sily môžu urýchliť opotrebovanie ložísk, mechanických upchávok, oterových krúžkov a iných komponentov.

Sacie potrubie preto nie je len spojením medzi zdrojom kvapaliny a čerpadlom,-je dôležitou súčasťou hydraulického systému čerpadla.

 

5. Ako zlepšiť distribúciu sacieho prietoku

Udržujte sacie potrubie jednoduché

Sacie vedenie by malo byť čo najpriamejšie, s minimalizovanými zbytočnými ohybmi a armatúrami.

Poskytnite primeraný priamy beh

Udržujte dostatočnú relatívne nenarušenú dĺžku potrubia medzi armatúrami rušiacimi prietok-a saním čerpadla podľa odporúčaní výrobcu čerpadla a príslušných projektových noriem.

Používajte vhodné lakte

Tam, kde sa nedá vyhnúť kolenám, môžu vhodné konfigurácie s dlhým{0}}polomerom pomôcť znížiť vážne poruchy prietoku.

Správne usporiadajte redukcie

Vyberte a nasmerujte reduktory podľa aktuálnej geometrie sacieho potrubia a podmienok kvapaliny.

Poskytnite nezávislú podporu potrubia

Sacie potrubie by malo byť správne podopreté a zarovnané bez nadmerného vonkajšieho zaťaženia puzdra čerpadla.

Ovládanie zachytenia vzduchu

Vyhnite sa vysokým miestam, kde sa môže hromadiť vzduch, a zabezpečte dostatočné ponorenie kvapaliny do nádrží, žumpov a sacích štruktúr.

Zvážte kompletný sací systém

Pri veľkých alebo kritických inštaláciách čerpadiel by sa sacie potrubie, vstup do čerpadla, nádrž alebo jímka, prevádzková hladina, NPSH a prietokové podmienky mali hodnotiť spoločne a nie oddelene.

 

6. Praktické kontroly pri uvádzaní do prevádzky

Pri uvádzaní nového odstredivého čerpadla do prevádzky môže niekoľko parametrov pomôcť identifikovať problémy-na strane nasávania.

Monitor:

Sací tlak

Vypúšťací tlak

Prietok

Prúd motora

Vibrácie

Teplota ložiska

Hluk čerpadla

prevádzkové podmienky súvisiace s NPSH-

Ak sa ihneď po inštalácii vyskytnú abnormálne vibrácie, skontrolujte sacie potrubie skôr, ako sa domnievate, že samotné čerpadlo je chybné.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať kolenám, redukciám, ventilom, podperám potrubí, vzduchovým vreckám a vzdialenosti medzi poslednou armatúrou narušujúcou prietok- a saním čerpadla.

 

7. HNYB ČERPADLÁ: Kompletné úvahy o čerpadle a systéme

HNYB PUMPS vyrába riešenia odstredivých čerpadiel pre zásobovanie vodou, elektrárne, baníctvo, petrochemické procesy, priemyselnú cirkuláciu a ďalšie náročné aplikácie.

Náš sortiment zahŕňa:

Horizontálne odstredivé čerpadlá s deleným puzdrom

Horizontálne viacstupňové odstredivé čerpadlá

Koncové sacie odstredivé čerpadlá

Samo{0}}vyvažovacie viacstupňové čerpadlá

Vysokotlakové odstredivé čerpadlá-

Chemické odstredivé čerpadlá

V prípade čerpadiel s vysokým-prietokom a dvojitým nasávaním vyžaduje spoľahlivá prevádzka viac než len výber správneho prietoku a dopravnej výšky.

Je potrebné zvážiť celý systém:

Výber čerpadla + sacie potrubie + podmienky nasávania + NPSH + podpora potrubia + prevádzkové podmienky

Správna distribúcia sacieho prietoku pomáha čerpadlu pracovať bližšie k zamýšľaným hydraulickým podmienkam a môže znížiť riziko vibrácií, kavitácie a predčasného opotrebovania komponentov.

 

Nerovnomerná distribúcia sacieho prietoku je ľahko prehliadnuteľný faktor v aplikáciách odstredivých čerpadiel, ale jeho účinky sa môžu rozšíriť od hydraulického výkonu až po mechanickú spoľahlivosť.

Kolená a armatúry inštalované príliš blízko k sacej hubici, nevhodné redukcie, neadekvátna rovná dĺžka potrubia, nadmerná rýchlosť nasávania a strhávanie vzduchu, to všetko môže narušiť vstupné prúdové pole.

Pre čerpadlá s dvojitým nasávaním a čerpadlá s horizontálnym deleným puzdrom je obzvlášť dôležité udržiavať vyvážený prietok na obe strany obežného kolesa.

Základný princíp je jednoduchý:

Spoľahlivé čerpadlo potrebuje spoľahlivý sací systém.

Kombináciou správneho výberu čerpadla s dobre{0}}navrhnutým sacím potrubím, primeranou podporou potrubia, riadeným nasávaním vzduchu a vhodnými postupmi uvádzania do prevádzky môžu používatelia zlepšiť stabilitu čerpadla, znížiť vibrácie a predĺžiť životnosť zariadenia.

HNYB PUMPS poskytuje riešenia priemyselných odstredivých čerpadiel založené na skutočnom prietoku, dopravnej výške, kvapaline, teplote, tlaku a požiadavkách na inštaláciu. Kontaktujte náš technický tím pre profesionálny výber čerpadla a aplikačnú podporu.