Kako neravnomjerna distribucija usisnog protoka utječe na performanse centrifugalne pumpe

Usisna strana centrifugalne pumpe se često smatra jednostavno putanjom kroz koju tečnost ulazi u pumpu. U stvarnosti, hidrauličko stanje na usisu pumpe ima značajan uticaj na efikasnost pumpe, vibracije, performanse kavitacije, opterećenja ležaja i ukupni radni vek.

Pumpa može biti ispravno odabrana i proizvedena, ali loš usisni cjevovod i dalje može stvoriti nestabilno ulazno polje protoka.

Jedan važan problem jeneravnomjerna raspodjela usisnog protoka. Kada brzina, pritisak ili smjer protoka nisu razumno ujednačeni na ulazu radnog kola, rezultirajuća hidraulička neravnoteža može utjecati i na performanse pumpe i na mehaničku pouzdanost.

Ovo pitanje je posebno važno zahorizontalno podijeljeno kućište i centrifugalne pumpe s dvostrukim usisom, gdje je uravnotežena distribucija protoka na obje strane radnog kola neophodna za stabilan rad.

 

 

1. Šta je neravnomjerna raspodjela usisnog protoka?

U idealnom slučaju, tekućina bi trebala pristupiti usisu pumpe sa relativno ujednačenim profilom brzine i minimalnim vrtlogom.

Međutim, fitinzi i cijevni rasporedi uzvodno od pumpe mogu poremetiti protok.

Na primjer, tekućina koja prolazi kroz koljeno razvija asimetrični profil brzine i sekundarni tok. Ako je koljeno postavljeno preblizu usisne mlaznice pumpe, možda neće biti dovoljno udaljenosti da protok postane ravnomjerniji prije ulaska u impeler.

Uobičajeni izvori izobličenja usisnog toka uključuju:

Koljena postavljena preblizu pumpi

T-i ili grane u blizini usisne mlaznice

Nepravilno postavljeni reduktori

Djelomično otvoreni ventili

Kratki vodi usisne cijevi

Loše dizajnirane usisne strukture pumpe

Uvlačenje vazduha ili pare

Prevelika brzina usisavanja

Nepravilan raspored cijevi

Rezultat je ne-ujednačena raspodjela brzine i pritiska na ulazu radnog kola.

 

2. Zašto je važnije za duple usisne pumpe?

Dvostruka usisna pumpa je dizajnirana tako da tekućina ulazi u radno kolo s obje strane.

U idealnim uslovima, protok je raspoređen približno jednako između dva ušca impelera. Ovo pomaže u ravnoteži hidrauličnih sila i omogućava nesmetan rad pumpe.

Ako usisni tok postane asimetričan, jedna strana radnog kola može primiti veći protok od druge.

Ovo može uzrokovati:

Neravnomjeran ulazni protok → Hidraulična neravnoteža → Dodatne radijalne/aksijalne sile → Vibracije i opterećenje komponentama

Iz tog razloga, raspored usisnih cijevi je posebno važan za velike-pumpe s podijeljenim kućištem i druge centrifugalne pumpe s dvostrukim usisom.

Inženjerske smjernice za pumpe s dvostrukim usisom posebno naglašavaju izbjegavanje nejednakog protoka do dva ušica radnog kola.

 

3. Glavni uzroci neravnomjernog usisnog protoka

3.1 Koljena su preblizu pumpi

Koleno mijenja smjer protoka i stvara ne-ujednačen profil brzine.

Ako je koljeno postavljeno direktno na usisnu mlaznicu ili vrlo blizu nje, izobličeni protok može ući u impeler prije nego što bude dovoljno udaljen da se stabilizuje.

U zavisnosti od pumpe i konfiguracije cjevovoda mogu biti potrebni duži ravni dijelovi ili odgovarajući rasporedi za{0}}ispravljanje protoka.

3.2 Loše dizajnirani reduktori

Reduktori su često potrebni za spajanje veće usisne cijevi na mlaznicu pumpe.

Međutim, pogrešno odabran ili orijentiran reduktor može dovesti do dodatnog poremećaja protoka ili stvoriti zračne džepove.

Za horizontalne usisne cijevi, ekscentrični reduktori se obično koriste gdje je prikladno kako bi se smanjio rizik od nakupljanja pare ili zraka. Ispravna orijentacija zavisi od geometrije cevi i da li je izvor tečnosti iznad ili ispod pumpe, tako da konačni raspored treba da prati zahteve proizvođača pumpe i projekta za cevi.

3.3 Nedovoljna dužina ravne cijevi

Određena količina ravnog cjevovoda je često potrebna između spojnica{0}}koje ometaju protok i usisne pumpe.

Ne postoji jedinstvena univerzalna dužina koja se primjenjuje na svaku pumpu. U zavisnosti od tipa pumpe, usisne konfiguracije i gornje armature, inženjerske specifikacije mogu zahtijevati nekoliko promjera cijevi relativno neometanog protoka prije usisne mlaznice. Neki često referencirani dizajni koriste otprilike 4D–10D u specifičnim konfiguracijama.

Upute za instalaciju proizvođača trebale bi imati prioritet nad generičkim pravilom.

3.4 Zarobljavanje zraka ili pare

Zrak koji ulazi u centrifugalnu pumpu može značajno poremetiti usisni tok.

Mogući izvori uključuju:

Nedovoljno potapanje u tečnost

Vrtlozi u rezervoarima ili jamama

Visoke tačke u usisnom cevovodu

Loš raspored reduktora

Prevelika brzina usisavanja

Curenje na usisnoj strani

Vazduh ili para mogu smanjiti hidraulične performanse i mogu doprinijeti nestabilnom radu i simptomima poput kavitacije{0}. Odgovarajući dizajn usisnog sistema bi stoga trebao minimizirati i turbulenciju i uvlačenje plina.

 

4. Efekti na performanse pumpe

Neravnomjeran usisni protok može utjecati na pumpu i na hidraulički i na mehanički način.

Smanjena hidraulička efikasnost

Ne-ujednačen ulazni tok sprečava rad radnog kola u predviđenim hidrauličkim uslovima. Ovo može povećati hidraulične gubitke i smanjiti efikasnost.

Povećana vibracija

Neravnomjerno opterećenje radnog kola može stvoriti fluktuirajuće hidraulične sile, što doprinosi povećanju vibracija.

Rizik od kavitacije

Loši uvjeti usisavanja mogu povećati lokalnu brzinu i smanjiti pritisak u blizini impelera. Ako je raspoloživi NPSH nedovoljan, može doći do kavitacije.

Povećana opterećenja ležaja i osovine

Hidraulička neravnoteža može uvesti dodatne sile u sistem rotora, povećavajući opterećenje na ležajevima, vratilu i komponentama spojnice.

Smanjen vijek trajanja komponente

Kontinuirane vibracije i abnormalne hidraulične sile mogu ubrzati trošenje ležajeva, mehaničkih zaptivki, habajućih prstenova i drugih komponenti.

Stoga, usisni cjevovodi nisu samo veza između izvora fluida i pumpe-već je važan dio hidrauličkog sistema pumpe.

 

5. Kako poboljšati distribuciju usisnog toka

Neka usisni cijevi budu jednostavni

Usisni vod treba da bude direktan koliko je praktičan, sa minimalnim nepotrebnim savijanjima i spojevima.

Obezbedite adekvatan pravac

Održavajte dovoljnu relativno neometanu dužinu cijevi između spojnica -ometajući protok i usisne pumpe u skladu s preporukama proizvođača pumpe i primjenjivim standardima projekta.

Koristite prikladne laktove

Tamo gdje su koljena neizbježna, odgovarajuće konfiguracije dugog-radijusa mogu pomoći u smanjenju ozbiljnih poremećaja protoka.

Pravilno rasporedite reduktore

Odaberite i orijentirajte reduktore prema stvarnoj geometriji usisnih cijevi i uvjetima fluida.

Obezbedite nezavisnu podršku za cevi

Usisni cjevovodi trebaju biti pravilno poduprti i poravnati bez nametanja prekomjernog vanjskog opterećenja kućišta pumpe.

Kontrolirajte zarobljavanje zraka

Izbjegavajte visoke tačke na kojima se zrak može akumulirati i osigurati adekvatno potapanje tekućine u rezervoare, jame i usisne strukture.

Razmotrite kompletan usisni sistem

Za velike ili kritične pumpne instalacije, usisni cevovod, ulaz pumpe, rezervoar ili rezervoar, radni nivo, NPSH i uslovi protoka treba da se procenjuju zajedno, a ne odvojeno.

 

6. Praktične provjere tokom puštanja u rad

Prilikom puštanja u rad nove centrifugalne pumpe, nekoliko parametara može pomoći u identifikaciji problema sa usisne{0}}strane.

Monitor:

Usisni pritisak

Pritisak pražnjenja

Brzina protoka

Struja motora

Vibracije

Temperatura ležaja

Buka pumpe

NPSH-uvjeti rada

Ako dođe do abnormalnih vibracija odmah nakon ugradnje, pregledajte usisne cijevi prije nego pretpostavite da je sama pumpa neispravna.

Posebnu pažnju treba obratiti na koljena, reduktore, ventile, nosače cijevi, zračne džepove i razmak između zadnjeg spoja{0}}koji ometa protok i usisne pumpe.

 

7. HNYB PUMPE: Kompletna razmatranja o pumpi i sistemu

HNYB PUMPS proizvodi rješenja centrifugalnih pumpi za vodoopskrbu, elektrane, rudarstvo, petrohemijske procese, industrijsku cirkulaciju i druge zahtjevne primjene.

Naš asortiman proizvoda uključuje:

Centrifugalne pumpe s horizontalnim podijeljenim kućištem

Horizontalne višestepene centrifugalne pumpe

Krajnje usisne centrifugalne pumpe

Samo{0}}Višestepene pumpe za balansiranje

-Centrifugalne pumpe visokog pritiska

Hemijske centrifugalne pumpe

Za visoko{0}}razdvojene pumpe i pumpe sa dvostrukim usisom, pouzdan rad zahtijeva više od odabira ispravnog protoka i visine.

Kompletan sistem treba uzeti u obzir:

Odabir pumpe + usisni cjevovodi + uslovi usisavanja + NPSH + oslonac cijevi + radni uvjeti

Pravilna distribucija usisnog protoka pomaže pumpi da radi bliže predviđenim hidrauličkim uslovima i može smanjiti rizik od vibracija, kavitacije i preranog habanja komponenti.

 

Neravnomjerna raspodjela usisnog protoka je faktor koji se lako previdi u primjenama centrifugalnih pumpi, ali njegovi efekti mogu se protezati od hidrauličnih performansi do mehaničke pouzdanosti.

Koljena i fitinzi postavljeni preblizu usisne mlaznice, neodgovarajući reduktori, neadekvatna ravna dužina cijevi, prevelika brzina usisavanja i uvlačenje zraka mogu poremetiti ulazno polje protoka.

Za pumpe s dvostrukim usisom i horizontalnim podijeljenim kućištem, održavanje uravnoteženog protoka na obje strane radnog kola je posebno važno.

Osnovni princip je jednostavan:

Pouzdana pumpa treba pouzdan usisni sistem.

Kombinacijom pravilnog odabira pumpe sa dobro-dizajniranim usisnim cjevovodom, adekvatnom potporom cijevi, kontroliranim uvlačenjem zraka i odgovarajućim praksama puštanja u rad, korisnici mogu poboljšati stabilnost pumpe, smanjiti vibracije i produžiti vijek trajanja opreme.

HNYB PUMPS pruža rješenja za industrijske centrifugalne pumpe zasnovane na stvarnom protoku, visini, fluidu, temperaturi, pritisku i zahtjevima instalacije. Kontaktirajte naš inženjerski tim za profesionalni odabir pumpi i podršku za primjenu.