Wydajność wody obiegowej na poziomie 1450 m3/h przy wysokości podnoszenia 48 m i tylko 3,6 m NPSH dostępnego na kołnierzu ssawnym kończy większość wyborów z pojedynczym ssaniem przed etapem wyceny. Maszyną, która radzi sobie z tym zadaniem, jest zwykle pompa odśrodkowa z podwójnym ssaniem: jedna obudowa, jeden wirnik, dwa uszy ssące i krzywa wydajności ssania, której wirnik z jednym uchem nie jest w stanie osiągnąć przy tej samej prędkości.
Ten przewodnik został napisany dla osób, które podpisały się pod tą decyzją: inżynierowie instalacji wymieniający jednostkę, która ciągle wyłącza się przy niskim ciśnieniu ssania, zespoły projektowe dobierające nowy obwód oraz liderzy konserwacji, którzy dziedziczą wszystko, co zostało zamówione. Obejmuje to, co faktycznie zmienia projekt, gdzie znajduje się próg rentowności pompy ze ssaniem końcowym, które pięć danych wejściowych ustala numer modelu oraz wybór materiałów i rurociągów, który decyduje o tym, czy pompa osiągnie pierwszy planowany remont.
Co to jest pompa odśrodkowa z podwójnym ssaniem
Pompa odśrodkowa z podwójnym ssaniem to pompa odśrodkowa, której wirnik pobiera ciecz z obu stron pojedynczej piasty, dzieląc całkowity przepływ na dwa równe strumienie, które ponownie łączą się na wylocie obudowy.
Pompa odśrodkowa z podwójnym ssaniem: pompa wirowa z jednym wirnikiem, dwoma przeciwległymi uchami ssącymi zasilanymi przez wspólne odgałęzienie wlotowe i obudową, która zbiera połączone strumienie na króćcu tłocznym. Pod względem hydraulicznym zachowuje się jak dwie pompy o pojedynczym ssaniu połączone równolegle, dzielące jeden wał i jeden zestaw łożysk.
To równoległe porównanie jest logiką projektu, a nie linią marketingową. Każde oko obsługuje połowę całkowitego przepływu, więc prędkość wlotowa przy każdym oczku jest w przybliżeniu o połowę mniejsza niż w przypadku równoważnego wirnika z pojedynczym ssaniem przy tym samym obciążeniu. Niższa prędkość wlotowa oznacza niższy wymagany NPSH, dlatego też wąskie marginesy ssania przestają być problemem, gdy wirnik zostanie podwojony.
Kompromisy są rzeczywiste i podlegają porównaniu przed otwarciem cen. Podwójna obudowa ssąca jest większa i cięższa, zawiera dwa uszczelnienia wału zamiast jednego, a dzielone złącze musi zostać obrobione maszynowo, uszczelnione i dokręcone odpowiednim momentem. W przypadku opłaty przesyłowej 5 m3/h nic takiego nie jest uzasadnione; w przypadku ciągłego obiegu wody chłodzącej o wydajności 900 m3/h dodatkowa masa obudowy zwraca się wyłącznie w postaci niezawodności ssania.
Dlaczego konstrukcja podwójnego ssania dzielonej obudowy eliminuje nacisk osiowy
Napór osiowy w pompie z podwójnym ssaniem znosi się sam, ponieważ dwa oczka wirnika są osadzone tyłem do siebie na tym samym wale, a ciśnienie działające na jedną osłonę wirnika jest odzwierciedlone przez ciśnienie działające na drugą.
W pompie jednossącej pełne ciśnienie tłoczenia naciska na tylną osłonę wirnika i wytwarza siłę od kilkuset do kilku tysięcy niutonów, w zależności od rozmiaru i wysokości podnoszenia. Siłą tą trzeba zarządzać za pomocą otworów wyrównoważających, bębna wyrównoważającego lub celowo przewymiarowanego łożyska oporowego, a każda z tych części wprowadza własny wzór zużycia i tryb awarii. W przypadku przeciwstawnych oczek resztkowe obciążenie osiowe spada do niewielkiego procentu wartości przy pojedynczym ssaniu, a łożyska przenoszą jedynie obciążenie promieniowe, co jest głównym powodem, dla którego wirniki z podwójnym ssaniem pracują płynnie przez lata ciągłej pracy.
Symetryczny przepływ wlotowy nie jest szczegółem rurociągu. Podawaj jedno oko mocniej niż drugie, a wirnik zostanie ponownie obciążony osiowo, więc geometria ssania mieści się w specyfikacji pompy, a nie poza nią.
Dostęp konserwacyjny to druga zaleta konstrukcyjna. Klasyczny układ podwójnego ssania to dzielona poziomo obudowa pomiędzy łożyskami, sklasyfikowana jako BB1 zgodnie z API 610. Górna połowa unosi się, rotor wysuwa się, a rurociągi ssawny i tłoczny pozostają przykręcone na swoim miejscu. W terenie wymiana pierścienia ślizgowego lub łożyska, która trwa od 8 do 12 godzin na końcowym przewodzie ssawnym, często kończy się w ciągu 3 do 5 godzin w przypadku jednostki z dzieloną obudową, po prostu dlatego, że nie trzeba niczego wycinać i później ponownie ustawiać. Powyżej około 40 barów ta sama konstrukcja hydrauliczna przechodzi do promieniowo podzielonej obudowy pomiędzy łożyskami, BB2, która utrzymuje wirnik z podwójnym ssaniem, ale otacza go cylindrem zawierającym ciśnienie.
Podwójne ssanie a ssanie końcowe: dopasowanie punktu pracy
Powyżej około 300 do 400 m3/h w punkcie pracy lub zawsze, gdy dostępna wartość NPSH spadnie poniżej około 5 m, pompa z podwójnym ssaniem jest zwykle wyborem charakteryzującym się niższym ryzykiem. Poniżej obu progów pompa ze ssaniem końcowym jest zwykle tańsza w zakupie, łatwiejsza w montażu i równie niezawodna.
Podwójne ssanie
- Wysoki przepływ z jednej obudowy i jednego przetwornika
- Niski NPSH wymagany przy dużym przepływie, więc cienkie marginesy nadal działają
- Brak urządzenia równoważącego ciąg, które można nosić lub podłączać
- Dzielona obudowa zapewnia szybki dostęp do rotora bez konieczności demontażu rury
- Dwie uszczelki do płukania, monitorowania i wymiany
- Większa powierzchnia, cięższa płyta bazowa, wyższa cena zakupu
Zakończ ssanie
- Najlepsza wartość pomiędzy około 5 a 300 m3/h
- Wersje wielostopniowe wysuwają głowicę w jednej obudowie
- Kompaktowe, pojedyncze uszczelnienie, proste ustawienie
- Wymagane NPSH wznosi się szybko wraz ze wzrostem przepływu
- Nacisk osiowy musi być zrównoważony wewnętrznie
- Rurociągi zwykle muszą zostać zdemontowane w celu pracy wirnika
| Kryterium | Podwójne ssanie (BB1 or BB2) | Zakończ ssanie (OH1 or OH2) |
| Wygodna opaska przepływowa | 300 do 3000 m3/h na obudowę | 5 do 400 m3/h |
| Głowa na scenę | 15 do 150 m | 20 do 120 m, wyższa w przypadku wielostopniowego |
| Wymagane NPSH przy 1200 m3/h | Zwykle od 4 do 6 m | Zwykle od 6 do 9 m |
| Obsługa ciągu osiowego | Anulowane przez przeciwstawne oczka wirnika | Wyważ otwory lub bęben balansowy |
| Złącze obudowy | Poziomo dla BB1, promieniowo dla BB2 | Promieniowy |
| Uszczelnienia wału | Dwa | Jeden |
| Dostęp do rotora | Obudowa zdjęta, rurociąg pozostaje podłączony | Rurociągi normalnie odłączone |
| Najlepsze dopasowanie | Wysoki przepływ, mały margines ssania, praca ciągła | Transfer ogólny, pętle o niskim przepływie, dozowanie |
Kiedy wysokość podnoszenia przekracza wartość, jaką może zapewnić jeden stopień podwójnego ssania przy prędkości dwubiegunowej, przepływ jest zwykle utrzymywany, a zamiast tego wysokość podnoszenia jest dodawana co stopień. Pompa procesowa, taka jak linia ZA, wypełnia tę lukę bez zmiany układu ssania.
Pompa procesowa ZA do zastosowań petrochemicznych do zastosowań API 610 Linia pomp procesowych API 610 do cieczy czystych lub lekko obciążonych cząsteczkami, gorących lub zimnych, neutralnych lub żrących; odpowiada obowiązkom wyższego szczebla bez zmiany układu ssania. Zobacz produkt → Na drugim końcu skali obciążenie takie jak 5000 m3/h na głębokości 7 m wcale nie jest kwestią podwójnego zasysania. Jest to obszar przepływu osiowego, gdzie inna rodzina układów hydraulicznych wykonuje tę samą pracę przy znacznie mniejszej mocy zainstalowanej.
Pompa obiegowa parownika o przepływie osiowym FJX Pompa osiowa o dużej wydajności i niskim ciśnieniu, obsługująca 300–12 000 m3/h do wymuszonego obiegu parownika, krystalizatorów i reaktorów w przemyśle fosforanów, soli, tlenku glinu i sody kaustycznej. Zobacz produkt → Pięć danych wejściowych decydujących o modelu pompy odśrodkowej z podwójnym ssaniem
Pięć wejść ustala numer modelu: przepływ pracy i wysokość podnoszenia, dostępny NPSH, właściwości płynu, materiał konstrukcyjny i dane napędu. Wszystko inne w arkuszu danych jest konsekwencją tych pięciu.
- Przepływ obowiązków i głowa w punkcie znamionowym plus maksymalne i minimalne przypadki operacyjne, w których instalacja będzie faktycznie działać.
- Dostępne NPSH obliczone na podstawie rzeczywistego systemu, porównane z testowaną wymaganą krzywą NPSH z marginesem co najmniej 0,5 m w punkcie znamionowym i 1,0 m przy maksymalnym przepływie.
- Właściwości płynu włączając ciężar właściwy, lepkość, temperaturę, zawartość ciał stałych i poziom chlorków, ponieważ płyn decyduje zarówno o hydraulice, jak i metalurgii.
- Materiał konstrukcyjny i naddatek na korozję, które zwykle wynikają z danych dotyczących chlorków i substancji stałych, a nie wartości przepływu.
- Dane napędu i instalacji obejmujące prędkość silnika, napięcie, typ sprzęgła, płytę bazową i obroty, z których wszystkie ograniczają dostępne wyposażenie wirnika.
Orientacyjne NPSH wymagane przy 1200 m3/h, lepszy jest krótszy pręt
Przykładowe wartości przesiewowe służą wyłącznie do porównania koncepcji. Potwierdź każdą liczbę względem testowanej krzywej dla wybranego modelu i prędkości.
Jedna zasada zapewnia uczciwy wybór: punkt pracy powinien mieścić się w przedziale od 80% do 110% przepływu w punkcie najlepszej wydajności. Wybierając dobrze na lewo od tego pasma, kupujesz nikomu niepotrzebną głowicę i płacisz za nią wewnętrzną recyrkulacją i obciążeniem promieniowym; wybranie po prawej stronie powoduje kawitację, ugięcie wału i krótką żywotność uszczelnienia.
Aby zapoznać się z otaczającymi decyzjami, w tym planami uszczelnień i stylem obudowy, należy zapoznać się z przewodnikiem fabrycznym dobór pompy do procesów petrochemicznych przechodzi przez sąsiednie stopnie w tej samej kolejności.
Materiały i części eksploatacyjne, które decydują o żywotności
Większość awarii pomp z podwójnym ssaniem w instalacjach chemicznych to awarie materiałowe i luzy, a nie hydrauliczne. Wirniki rzadko tracą swój kształt; pierścienie ślizgowe otwierają się, zużywają się uszczelki, a naddatek na korozję znika w niewłaściwym miejscu.
- Stal nierdzewna 304 i 316L: czysta woda, niska zawartość chlorków, umiarkowana temperatura.
- Duplex 2205 i super duplex 2507: woda zawierająca chlorki, woda morska i większa wytrzymałość na szczelinie.
- CD4MCu: zawiesiny ścierne, w których korozja i zużycie nakładają się na siebie.
- Gatunki Hastelloy i tytan: agresywne kwasy, chlorki i media utleniające, w przypadku których standardowa stal nierdzewna wcześnie zawodzi.
- Stop żaroodporny 2520: gorące media, w których wzrost temperatury musi być uwzględniony w szczelinach.
Luz pierścienia ślizgowego jest najbardziej mierzalnym elementem na każdym arkuszu przeglądu. Gdy luz pierścienia ślizgowego 200 mm otworzy się z 0,35 mm do 0,70 mm, należy spodziewać się spadku ciśnienia łożyska od 3 do 6 procent w punkcie pracy, odpowiedniego spadku wydajności i widocznego wzrostu wibracji łożyska. Jest to decyzja konserwacyjna, a nie hydrauliczna i warto ją odnotowywać przy każdym przeglądzie.
Podwójna pompa ssąca, wykonana z dopasowanych materiałów i z zachowanymi prześwitami, zwykle działa od 8 do 12 lat pomiędzy głównymi remontami w instalacjach czystej wody. Ta sama obudowa z niezrównanym stopem w chlorowanej wodzie może zepsuć się w ciągu dwóch lat.
Jiangsu Huanyu Chemical New Materials Co., Ltd., która produkuje gamę pomp Huaning z Jingjiang w prowincji Jiangsu, produkuje podwójną linię ssącą S/SH, która obsługuje te opcje materiałowe wraz z szerszym katalogiem pomp chemicznych.
S SH Podwójna pompa ssąca do zastosowań w procesach petrochemicznych Podwójne ssanie pump listed under petrochemical process pumps; suction piping layout determines whether its hydraulic advantage survives commissioning. Zobacz produkt → Zasady dotyczące rurociągów ssących chroniące przewagę podwójnego ssania
Układ rurociągów ssących decyduje o tym, czy podwójna zaleta ssania przetrwa uruchomienie.
- Utrzymuj prosty odcinek rury o średnicy pięciu do dziesięciu średnic przed kołnierzem ssącym, aby przepływ był równomierny.
- Nigdy nie przykręcaj kolanka o małym promieniu bezpośrednio do kołnierza; oba oczy otrzymają nierówny przepływ, a wirnik zostanie obciążony osiowo.
- Wszędzie tam, gdzie oba oczy muszą być zasilane z jednego hedera, należy zastosować symetryczny układ z dwoma wlotami i sprawdzić, czy długości odgałęzień są zgodne.
- Podeprzeć rury ssące i tłoczne niezależnie, tak aby podczas dokręcania złącza żadne naprężenia rury nie docierały do obudowy.
- Po podłączeniu rurociągu, zarówno na zimno, jak i w temperaturze roboczej, sprawdź ponownie ustawienie złącza.
- Utrzymuj drgania łożyska na poziomie poniżej 2,8 mm/s rms w punkcie znamionowym, czyli na granicy strefy A do B dla nowych maszyn zgodnie z normą ISO 10816-3.
Poproś o przewidywany punkt pracy na testowanej krzywej, a nie o ogólny wykres katalogowy i nalegaj, aby gwarantowana wymagana wartość NPSH była opatrzona tolerancją. Wyślij do niego aktualne obciążenie, dane dotyczące płynów i systemu NPSH fabryka w celu sprawdzenia wyboru przed złożeniem zamówienia, ponieważ naprawa problemu z zasysaniem po montażu kosztuje znacznie więcej niż sama pompa.
Często zadawane pytania: Wybór pompy odśrodkowej z podwójnym ssaniem
Cztery poniższe pytania pojawiają się w prawie każdym zapytaniu dotyczącym podwójnego ssania, a odpowiedzi zazwyczaj decydują o specyfikacji przed dyskusją o cenie.
Wybierz na testowanej krzywej przy rzeczywistej prędkości roboczej, a dowolną wartość katalogową traktuj wyłącznie jako wartość przesiewową.
Czy pompa z podwójnym ssaniem jest warta dodatkowych kosztów?
Porównaj całkowity koszt instalacji, a nie cenę zakupu. Powyżej około 300 do 400 m3/h dwie równoległe pompy ssące plus dodatkowe orurowanie, zawory, płyta podstawy i sprzęt sterujący zwykle kosztują więcej niż jedno podwójne urządzenie ssące, a ich konserwacja wymaga dwukrotnie więcej uwagi. Poniżej 300 m3/h pompa z wlotem końcowym zwykle wygrywa zarówno pod względem ceny, jak i zajmowanej powierzchni.
Jaką marżę NPSH powinienem określić?
Określ co najmniej 0,5 m marginesu powyżej wymaganego NPSH w punkcie znamionowym i co najmniej 1,0 m przy maksymalnym przepływie roboczym. Margines należy sprawdzić na linii środkowej pompy na testowanej krzywej, a nie na podstawie katalogowej linii wydajności zmierzonej dla innego wyposażenia wirnika.
Czy pompa z podwójnym ssaniem może obsługiwać płyny zawierające ciała stałe?
Tak, w granicach. Podwójna obudowa ssawna może być wyposażona w pierścienie ślizgowe utwardzane lub CD4MCu oraz półotwarty wirnik do pracy z lekkimi szlamami i pozostaje lepszym rozwiązaniem w przypadku brudnej wody chłodzącej, ponieważ toleruje spadek NPSH. Powyżej około 5% wagowych części stałych odpowiednią maszyną jest dedykowana pompa szlamowa.
Jaka jest różnica pomiędzy pompami z podwójnym ssaniem BB1 i BB2?
BB1 to obudowa dzielona osiowo pomiędzy łożyskami, więc górna połowa jest podnoszona, aby uzyskać dostęp do wirnika przy założonym orurowaniu, i pokrywa większość zadań procesowych do około 40 barów. BB2 to dzielona promieniowo obudowa międzyłożyskowa, zwykle typu beczkowego, przeznaczona do wyższych ciśnień i tam, gdzie połączenie obudowy nie może stwarzać ryzyka uszczelnienia. Obydwa zachowują wirnik z podwójnym ssaniem i oba eliminują nacisk osiowy w ten sam sposób.
