Kako neenakomerna porazdelitev sesalnega toka vpliva na delovanje centrifugalne črpalke

Sesalna stran centrifugalne črpalke se pogosto obravnava preprosto kot pot, skozi katero tekočina vstopa v črpalko. V resnici ima hidravlično stanje pri sesanju črpalke pomemben vpliv na učinkovitost črpalke, vibracije, zmogljivost kavitacije, obremenitve ležajev in celotno življenjsko dobo.

Črpalka je lahko pravilno izbrana in izdelana, vendar lahko slabe sesalne cevi še vedno ustvarijo nestabilno polje vstopnega toka.

Ena pomembna težava jeneenakomerna porazdelitev sesalnega toka. Če hitrost, tlak ali smer pretoka niso primerno enakomerni na vstopu v rotor, lahko posledično hidravlično neravnovesje vpliva na delovanje črpalke in mehansko zanesljivost.

To vprašanje je še posebej pomembno zavodoravne centrifugalne črpalke z ločenim ohišjem in dvojno sesalno črpalko, kjer je uravnotežena porazdelitev pretoka na obe strani propelerja bistvena za stabilno delovanje.

 

 

1. Kaj je neenakomerna porazdelitev sesalnega toka?

Idealno bi bilo, da bi se tekočina približala sesanju črpalke z relativno enakomernim profilom hitrosti in minimalnim vrtinčenjem.

Vendar pa lahko nastavki in napeljave cevi pred črpalko motijo ​​pretok.

Na primer, tok tekočine, ki gre skozi koleno, razvije asimetričen profil hitrosti in sekundarni tok. Če je koleno nameščeno preblizu sesalne šobe črpalke, morda ne bo dovolj razdalje, da bi pretok postal bolj enakomeren pred vstopom v rotor.

Pogosti viri izkrivljanja sesalnega toka vključujejo:

Kolena so nameščena preblizu črpalke

Tee ali veje v bližini sesalne šobe

Nepravilno nameščeni reduktorji

Delno odprti ventili

Kratke sesalne cevi

Slabo oblikovane sesalne strukture črpalke

Vnos zraka ali hlapov

Prevelika hitrost sesanja

Nepravilna razporeditev cevi

Rezultat je ne-enakomerna porazdelitev hitrosti in tlaka na vstopu v propeler.

 

2. Zakaj je bolj pomembno za dvojne sesalne črpalke?

Dvojna sesalna črpalka je zasnovana tako, da tekočina vstopa v rotor z obeh strani.

V idealnih pogojih je pretok približno enakomerno porazdeljen med obe očesi rotorja. To pomaga uravnotežiti hidravlične sile in omogoča nemoteno delovanje črpalke.

Če sesalni tok postane asimetričen, lahko ena stran rotorja prejme večji pretok kot druga.

To lahko povzroči:

Neenakomeren dovodni tok → Hidravlično neravnovesje → Dodatne radialne/aksialne sile → Vibracije in obremenitev komponent

Zaradi tega je razporeditev sesalnih cevi še posebej pomembna za črpalke z deljenim ohišjem-z velikim pretokom in druge centrifugalne črpalke z dvojnim sesanjem.

Inženirske smernice za dvojne sesalne črpalke posebej poudarjajo izogibanje neenakomernemu pretoku do obeh ušes rotorja.

 

3. Glavni vzroki za neenakomeren sesalni tok

3.1 Komolci preblizu črpalke

Komolec spremeni smer toka in povzroči ne-enoten profil hitrosti.

Če je koleno nameščeno neposredno na sesalno šobo ali zelo blizu nje, lahko popačen tok vstopi v rotor, preden doseže dovolj razdalje za stabilizacijo.

Odvisno od konfiguracije črpalke in cevi bodo morda potrebni daljši ravni odseki ali ustrezna ureditev-ravnanja pretoka.

3.2 Slabo zasnovani reduktorji

Pogosto so potrebni reduktorji za priključitev večje sesalne cevi na šobo črpalke.

Vendar pa lahko nepravilno izbran ali usmerjen reduktor povzroči dodatno motnjo pretoka ali ustvari zračne žepe.

Za vodoravne sesalne cevi se po potrebi običajno uporabljajo ekscentrični reduktorji, da se zmanjša tveganje kopičenja hlapov ali zraka. Pravilna usmeritev je odvisna od geometrije cevi in ​​od tega, ali je vir tekočine nad ali pod črpalko, zato mora končna razporeditev slediti zahtevam proizvajalca črpalke in projektnim zahtevam cevi.

3.3 Nezadostna dolžina ravne cevi

Pogosto je potrebna določena količina ravnih cevi med-priključki, ki motijo ​​pretok, in sesalno črpalko.

Ni univerzalne dolžine, ki bi veljala za vsako črpalko. Odvisno od tipa črpalke, sesalne konfiguracije in gorvodnih priključkov lahko tehnične specifikacije zahtevajo več premerov cevi z relativno nemotenim pretokom pred sesalno šobo. Nekateri pogosto omenjani modeli uporabljajo približno 4D–10D v posebnih konfiguracijah.

Navodila proizvajalca za namestitev morajo imeti prednost pred splošnim pravilom.

3.4 Zajem zraka ali hlapov

Zrak, ki vstopa v centrifugalno črpalko, lahko znatno moti sesalni tok.

Možni viri vključujejo:

Nezadostna potopljenost tekočine

Vrtinci v rezervoarjih ali zbiralnikih

Visoke točke v sesalnih cevovodih

Slaba ureditev reduktorja

Prevelika hitrost sesanja

Puščanje na sesalni strani

Zrak ali para lahko zmanjšata hidravlično zmogljivost in lahko prispevata k nestabilnemu delovanju in kavitaciji-podobnim simptomom. Pravilna zasnova sesalnega sistema mora zato čim bolj zmanjšati turbulenco in vnos plina.

 

4. Učinki na delovanje črpalke

Neenakomeren sesalni tok lahko vpliva na črpalko na hidravlični in mehanski način.

Zmanjšana hidravlična učinkovitost

Ne-enoten dovodni tok preprečuje, da bi rotor deloval v predvidenih hidravličnih pogojih. To lahko poveča hidravlične izgube in zmanjša učinkovitost.

Povečana vibracija

Neenakomerna obremenitev rotorja lahko povzroči nihanje hidravličnih sil, kar prispeva k večjim vibracijam.

Tveganje kavitacije

Slabi sesalni pogoji lahko povečajo lokalno hitrost in zmanjšajo tlak v bližini ušesa rotorja. Če razpoložljivi NPSH ni zadosten, lahko pride do kavitacije.

Povečane obremenitve ležajev in gredi

Hidravlično neuravnoteženost lahko povzroči dodatne sile v sistemu rotorja, kar poveča obremenitev ležajev, gredi in komponent sklopke.

Zmanjšana življenjska doba komponente

Neprekinjene vibracije in nenormalne hidravlične sile lahko pospešijo obrabo ležajev, mehanskih tesnil, obrabnih obročev in drugih komponent.

Zato sesalni cevovod ni le povezava med virom tekočine in črpalko-je pomemben del hidravličnega sistema črpalke.

 

5. Kako izboljšati porazdelitev sesalnega toka

Naj bo sesalna cev preprosta

Sesalni vod mora biti neposreden, kolikor je praktično, z zmanjšanimi nepotrebnimi ovinki in priključki.

Zagotovite ustrezen ravni tek

Vzdržujte zadostno razmeroma nemoteno dolžino cevi med-motečimi pretočnimi priključki in sesalnim delom črpalke v skladu s priporočili proizvajalca črpalke in veljavnimi projektnimi standardi.

Uporabite primerne komolce

Kjer se komolcem ni mogoče izogniti, lahko ustrezne konfiguracije z dolgim-radijem pomagajo zmanjšati resne motnje pretoka.

Pravilno razporedite reduktorje

Izberite in usmerite reduktorje glede na dejansko geometrijo sesalnih cevi in ​​pogoje tekočine.

Zagotovite neodvisno podporo za cevi

Sesalne cevi morajo biti ustrezno podprte in poravnane, ne da bi pri tem povzročale čezmerne zunanje obremenitve ohišja črpalke.

Nadzor zračnega zajetja

Izogibajte se visokim točkam, kjer se lahko nabira zrak, in zagotovite ustrezno potopitev tekočine v rezervoarje, zbiralnike in dovodne strukture.

Razmislite o celotnem sesalnem sistemu

Pri velikih ali kritičnih črpalkah je treba sesalne cevi, dovod črpalke, rezervoar ali zbiralnik, delovni nivo, NPSH in pogoje pretoka oceniti skupaj in ne ločeno.

 

6. Praktični pregledi med zagonom

Pri zagonu nove centrifugalne črpalke lahko več parametrov pomaga prepoznati težave na sesalni-strani.

Monitor:

Sesalni tlak

Izpustni tlak

Stopnja pretoka

Tok motorja

Vibracije

Temperatura ležaja

Hrup črpalke

Pogoji delovanja, povezani z NPSH-

Če se takoj po namestitvi pojavijo neobičajne vibracije, preglejte sesalne cevi, preden domnevate, da je sama črpalka okvarjena.

Posebno pozornost je treba nameniti kolenom, reduktorjem, ventilom, nosilcem cevi, zračnim žepom in razdalji med zadnjim -motečim priključkom za pretok in sesalno črpalko.

 

7. ČRPALKE HNYB: Celotna obravnava črpalk in sistema

HNYB PUMPS proizvaja rešitve centrifugalnih črpalk za oskrbo z vodo, elektrarne, rudarstvo, petrokemične procese, industrijsko cirkulacijo in druge zahtevne aplikacije.

Naš asortiman izdelkov vključuje:

Horizontalne centrifugalne črpalke z razdeljenim ohišjem

Horizontalne večstopenjske centrifugalne črpalke

Končne sesalne centrifugalne črpalke

Večstopenjske-črpalke za samouravnoteženje

Visokotlačne-centrifugalne črpalke

Kemične centrifugalne črpalke

Za visoko{0}}pretočne črpalke z deljenim ohišjem in dvojno sesalno črpalko zanesljivo delovanje zahteva več kot le izbiro pravilnega pretoka in višine.

Upoštevati je treba celoten sistem:

Izbira črpalke + sesalni cevovod + sesalni pogoji + NPSH + podpora cevi + delovni pogoji

Pravilna porazdelitev sesalnega toka pomaga črpalki delovati bližje predvidenim hidravličnim pogojem in lahko zmanjša tveganje za vibracije, kavitacijo in prezgodnjo obrabo komponent.

 

Neenakomerna porazdelitev sesalnega toka je pri centrifugalnih črpalkah zlahka spregledan dejavnik, vendar se lahko njegovi učinki razširijo od hidravlične zmogljivosti do mehanske zanesljivosti.

Kolena in priključki, nameščeni preblizu sesalne šobe, neustrezni reduktorji, neustrezna ravna dolžina cevi, prevelika sesalna hitrost in vnos zraka lahko motijo ​​polje vstopnega toka.

Pri črpalkah z dvojnim sesanjem in vodoravnimi črpalkami z deljenim ohišjem je vzdrževanje uravnoteženega pretoka na obeh straneh propelerja še posebej pomembno.

Osnovno načelo je preprosto:

Zanesljiva črpalka potrebuje zanesljiv sesalni sistem.

S kombinacijo pravilne izbire črpalke z dobro-zasnovanimi sesalnimi cevmi, ustrezno podporo cevi, nadzorovanim vnosom zraka in ustreznimi postopki zagona lahko uporabniki izboljšajo stabilnost črpalke, zmanjšajo vibracije in podaljšajo življenjsko dobo opreme.

HNYB PUMPS ponuja rešitve industrijskih centrifugalnih črpalk na podlagi dejanskega pretoka, višine, tekočine, temperature, tlaka in zahtev glede namestitve. Obrnite se na našo inženirsko ekipo za strokovno izbiro črpalke in podporo pri uporabi.