Spotřeba cirkulační vody 1 450 m3/h při spádu 48 m, přičemž na sací přírubě je k dispozici pouze 3,6 m NPSH, ukončuje většinu výběrů s jedním sáním před fází nabídky. Stroj, který přežije tuto povinnost, je normálně dvojité sací odstředivé čerpadlo: jedno pouzdro, jedno oběžné kolo, dvě sací oka a křivka sacího výkonu, které jednoočkové oběžné kolo nemůže odpovídat při stejné rychlosti.
Tato příručka je napsána pro lidi, kteří toto rozhodnutí podepíší: inženýři závodu nahrazující jednotku, která neustále vypíná při nízkém sacím tlaku, projektové týmy dimenzují nový okruh a vedoucí údržby, kteří zdědí, co bylo nařízeno. Zabývá se tím, co se design skutečně mění, kde leží bod zvratu vůči koncovému sacímu čerpadlu, kterých pět vstupů určuje číslo modelu a výběr materiálu a potrubí, které rozhodují o tom, zda čerpadlo dosáhne své první plánované generální opravy.
Co je odstředivé čerpadlo s dvojitým sáním
Odstředivé čerpadlo s dvojitým sáním je odstředivé čerpadlo, jehož oběžné kolo nasává kapalinu z obou stran jediného náboje a rozděluje celkový průtok na dva stejné proudy, které se opět spojují na výstupu ze skříně.
Dvojité sací odstředivé čerpadlo: rotodynamické čerpadlo s jedním oběžným kolem, dvěma protilehlými sacími oky napájenými společnou vstupní větví a skříní, která shromažďuje spojené proudy na výtlačné trysce. Hydraulicky se chová jako dvě jednosací čerpadla paralelně sdílející jeden hřídel a jednu sadu ložisek.
Toto paralelní srovnání je logikou designu, nikoli marketingovou linií. Každé oko zpracovává polovinu celkového průtoku, takže vstupní rychlost v každém oku je zhruba poloviční, než jaké by vidělo ekvivalentní jednosací oběžné kolo při stejném výkonu. Nižší sací rychlost znamená nižší požadovaný NPSH, a proto tenké sací okraje přestávají být problémem, jakmile se oběžné kolo zdvojnásobí.
Kompromisy jsou skutečné a patří do srovnání před otevřením cen. Dvojité sací těleso je větší a těžší, nese dvě hřídelové ucpávky místo jedné a dělený spoj musí být správně opracován, utěsněn a utažen. Pro daň z převodu 5 m3/h není nic z toho opodstatněné; u kontinuálního okruhu chladicí vody 900 m3/h se přídavná hmota pláště zaplatí sama za sací spolehlivost.
Proč design s dvojitým sáním s rozděleným pouzdrem ruší axiální tah
Axiální tah u dvojitého sacího čerpadla se sám zruší, protože dvě oka oběžného kola sedí zády k sobě na stejném hřídeli a tlak působící na jeden plášť rotoru se zrcadlí tlakem působícím na druhý.
U čerpadla s jednoduchým sáním tlačí plný výtlačný tlak na zadní plášť oběžného kola a vytváří sílu, která se pohybuje od několika set do několika tisíc newtonů v závislosti na velikosti a dopravní výšce. Tato síla musí být řízena vyvažovacími otvory, vyvažovacím bubnem nebo záměrně předimenzovaným axiálním ložiskem a každá z těchto částí zavádí svůj vlastní vzorec opotřebení a způsob selhání. S protilehlými oky klesá zbytkové axiální zatížení na malé procento hodnoty s jednoduchým sáním a ložiska nesou pouze radiální zatížení, což je hlavní důvod, proč rotory s dvojitým sáním běží hladce po léta v nepřetržitém provozu.
Symetrický vstupní průtok není detail potrubí. Posuňte jedno oko silněji než druhé a rotor je opět axiálně zatížen, takže geometrie sání patří do specifikace čerpadla, nikoli mimo ni.
Přístup k údržbě je druhou strukturální výhodou. Klasické uspořádání s dvojitým sáním je horizontálně dělené pouzdro mezi ložisky, klasifikované jako BB1 podle API 610. Horní polovina se zvedne, rotor se vysune a sací a výtlačné potrubí zůstane přišroubováno na místě. V provozu v terénu je výměna třecího kroužku nebo ložisek, která trvá 8 až 12 hodin na koncovém sacím potrubí, často dokončena za 3 až 5 hodin na jednotce s děleným pouzdrem, jednoduše proto, že se nemusí nic odřezávat a znovu seřizovat. Nad zhruba 40 bary se stejná hydraulická konstrukce přesune do radiálně rozděleného mezi ložiskového pouzdra BB2, které udržuje oběžné kolo s dvojitým sáním, ale obaluje ho v tlakovém bubnu.
Dvojité sání vs koncové sání: Shoda s provozním bodem
Nad zhruba 300 až 400 m3/h v provozním bodě, nebo kdykoli dostupné NPSH klesne pod přibližně 5 m, je obvykle volbou s nižším rizikem dvojité sací čerpadlo. Pod oběma prahovými hodnotami je koncové sací čerpadlo obvykle levnější na nákup, jednodušší na montáž a stejně spolehlivé.
Dvojité sání
- Vysoký průtok z jednoho pouzdra a jediného měniče
- Při vysokém průtoku je vyžadována nízká NPSH, takže tenké okraje stále fungují
- Žádné zařízení pro vyvažování tahu, které by se opotřebovalo nebo zastrčilo
- Dělené pouzdro umožňuje rychlý přístup k rotoru bez demontáže potrubí
- Dvě těsnění k propláchnutí, sledování a výměně
- Větší půdorys, těžší základní deska, vyšší pořizovací cena
Ukončete odsávání
- Nejlepší hodnota mezi cca 5 a 300 m3/h
- Vícestupňové verze prodlužují hlavu uvnitř jednoho pouzdra
- Kompaktní, jednoduché těsnění, jednoduché vyrovnání
- NPSH vyžaduje rychlé stoupání, jak se zvyšuje průtok
- Axiální tah musí být vnitřně vyvážen
- Při práci s rotorem se obvykle musí odpojit potrubí
| Kritérium | Dvojité sání (BB1 or BB2) | Ukončete odsávání (OH1 or OH2) |
| Pohodlný průtokový pás | 300 až 3 000 m3/h na plášť | 5 až 400 m3/h |
| Hlava na fázi | 15 až 150 m | 20 až 120 m, vyšší při vícestupňovém |
| NPSH požadované při 1 200 m3/h | Typicky 4 až 6 m | Typicky 6 až 9 m |
| Ovládání axiálního tahu | Zrušeno protilehlými oky oběžného kola | Vyvažovací otvory nebo balanční buben |
| Spoj pouzdra | Horizontální pro BB1, radiální pro BB2 | Radiální |
| Těsnění hřídele | Dvě | Jeden |
| Přístup k rotoru | Kryt se naplní, potrubí zůstane připojeno | Potrubí normálně odpojené |
| Nejlépe sedí | Vysoký průtok, tenké sací rozpětí, nepřetržitý provoz | Obecný přenos, nízkoprůtokové smyčky, dávkování |
Když se hlava vyšplhá nad to, co může dodávat jeden dvojitý sací stupeň při dvoupólové rychlosti, průtok je normálně udržován a místo toho se přidává hlava na stupeň. Procesní čerpadlo, jako je řada ZA, vyplní tuto mezeru bez změny uspořádání sání.
ZA Petrochemické procesní čerpadlo pro aplikace API 610 Řada procesních čerpadel API 610 pro čisté nebo mírně částice zatížené, horké nebo studené, neutrální nebo korozivní kapaliny; vyhovuje úkolům s vyšší hlavou bez změny uspořádání sání. Zobrazit produkt → Na opačném konci stupnice není clo jako 5 000 m3/h ve výšce 7 m vůbec otázkou dvojitého sání. To je oblast axiálního proudění, kde jiná hydraulická řada dělá stejnou práci s mnohem menším instalovaným výkonem.
Oběhové čerpadlo s axiálním výparníkem FJX Velkokapacitní nízkotlaké axiální čerpadlo čerpá 300–12 000 m3/h pro nucenou cirkulaci výparníku, krystalizátory a reaktory v průmyslu fosfátu, soli, oxidu hlinitého a louhu. Zobrazit produkt → Pět vstupů, které rozhodují o modelu odstředivého čerpadla s dvojitým sáním
Pět vstupů určuje číslo modelu: provozní průtok a dopravní výška, dostupné NPSH, vlastnosti kapaliny, materiál konstrukce a data pohonu. Vše ostatní v datovém listu je důsledkem těchto pěti.
- Pracovní tok a hlava v jmenovitém bodě plus maximální a minimální provozní případy, kdy zařízení skutečně poběží.
- NPSH k dispozici vypočteno z reálného systému, porovnáno s testovanou požadovanou křivkou NPSH s rezervou minimálně 0,5 m v jmenovitém bodě a 1,0 m při maximálním průtoku.
- Vlastnosti kapalin včetně měrné hmotnosti, viskozity, teploty, obsahu pevných látek a hladiny chloridů, protože kapalina rozhoduje jak o hydraulice, tak o metalurgii.
- Materiál konstrukce a přídavek na korozi, které obvykle sledují údaje o chloridech a pevných látkách spíše než údaje o průtoku.
- Údaje o disku a instalaci zahrnující otáčky motoru, napětí, typ spojky, základní desku a rotaci, to vše omezuje obložení oběžného kola, které lze dodat.
Orientační hodnota NPSH je požadována při 1 200 m3/h, lepší je kratší lišta
Ilustrativní hodnoty screeningu pouze pro srovnání konceptů. Potvrďte každou hodnotu pomocí testované křivky pro vybraný model a rychlost.
Jedno pravidlo udržuje výběr poctivý: provozní bod by měl ležet mezi 80 % a 110 % průtoku v bodě nejlepší účinnosti. Výběr dobře nalevo od tohoto pásma kupuje hlavu, kterou nikdo nepotřebuje, a platí za to vnitřní recirkulací a radiálním zatížením; výběr vpravo vyvolává kavitaci, průhyb hřídele a krátkou životnost těsnění.
Pro okolní rozhodnutí, včetně plánů těsnění a stylu pouzdra, průvodce továrnou výběr petrochemického procesního čerpadla prochází sousedními kroky ve stejném pořadí.
Materiály a díly podléhající opotřebení, které rozhodují o životnosti
Většina poruch dvojitých sacích čerpadel v chemickém provozu jsou poruchy materiálu a vůle, nikoli hydraulické. Oběžná kola jen zřídka ztratí svůj tvar; opotřebitelné kroužky se otevírají, těsnění se opotřebovávají a přídavek na korozi zmizí z nesprávného místa.
- Nerez 304 a 316L: čistá voda, nízký obsah chloridů, mírná teplota.
- Duplex 2205 a super duplex 2507: voda obsahující chloridy, mořská voda a vyšší pevnost v děleném spoji.
- CD4MCu: abrazivní kaše, kde se koroze a opotřebení překrývají.
- Třídy Hastelloy a titan: agresivní kyseliny, chloridy a oxidační média tam, kde standardní nerezová ocel brzy selhává.
- 2520 žáruvzdorná slitina: horká média, kde se tepelný růst musí přizpůsobit vůlím.
Vůle kluzného kroužku je nejměřitelnější položkou na každém listu generální opravy. Když se vůle 200 mm třecího kroužku otevře z 0,35 mm na 0,70 mm, očekávejte 3 až 6% pokles hlavy v provozním bodě, odpovídající ztrátu účinnosti a viditelný nárůst vibrací ložiska. Jedná se o rozhodnutí o údržbě, nikoli o hydraulické, a vyplatí se zaznamenat při každé kontrole.
Dvojité sací čerpadlo s přizpůsobenými materiály a udržovanými vůlemi běžně běží 8 až 12 let mezi hlavními generálními opravami v provozu na čistou vodu. Stejné pouzdro s nesrovnatelnou slitinou v chlorované vodě může selhat během dvou let.
Jiangsu Huanyu Chemical New Materials Co., Ltd., která vyrábí řadu čerpadel Huaning z Jingjiang v provincii Jiangsu, vyrábí dvojitou sací linku S/SH, která nese tyto materiálové možnosti vedle svého širšího katalogu chemických čerpadel.
Dvojité sací čerpadlo S SH pro petrochemické procesy Dvojité sání pump listed under petrochemical process pumps; suction piping layout determines whether its hydraulic advantage survives commissioning. Zobrazit produkt → Pravidla sacího potrubí, která chrání výhodu dvojitého sání
Uspořádání sacího potrubí rozhoduje o tom, zda výhoda dvojitého sání přetrvá i při uvedení do provozu.
- Před sací přírubou udržujte přímý úsek o pěti až deseti průměrech potrubí, aby proudění proudilo rovnoměrně.
- Nikdy nešroubujte koleno s krátkým poloměrem přímo na přírubu; dvěma oky budou proudit nestejnoměrně a rotor bude zatížen axiálně.
- Použijte symetrické uspořádání s dvojitým vtokem všude tam, kde musí být obě oka napájena z jednoho sběrače, a zkontrolujte, zda se délky větví shodují.
- Samostatně podepřete sací a výtlačné potrubí, aby při utahování spoje nedocházelo k žádnému namáhání potrubí.
- Po připojení potrubí znovu zkontrolujte vyrovnání spojky, a to jak za studena, tak při provozní teplotě.
- Udržujte vibrace ložiska pod 2,8 mm/s rms ve jmenovitém bodě, na hranici zóny A až B pro nové stroje podle ISO 10816-3.
Zeptejte se na předpokládaný provozní bod na testované křivce spíše než na obecný katalogový graf a trvejte na tom, že zaručená požadovaná hodnota NPSH nese toleranci. Odešlete skutečný provoz, údaje o kapalině a systém NPSH na továrna pro kontrolu výběru před zadáním objednávky, protože odstranění problému se sáním po instalaci stojí mnohem více než samotné čerpadlo.
FAQ: Výběr odstředivého čerpadla s dvojitým sáním
Čtyři níže uvedené otázky se objevují téměř při každém dotazu na dvojité sání a odpovědi obvykle rozhodují o specifikaci před diskusí o ceně.
Vyberte na testované křivce při skutečné provozní rychlosti a jakoukoli katalogovou hodnotu považujte pouze za orientační.
Vyplatí se dvojité sací čerpadlo za příplatek?
Porovnejte spíše celkové náklady na instalaci než kupní cenu. Nad zhruba 300 až 400 m3/h dvě paralelní koncová sací čerpadla plus další potrubí, ventily, základní deska a řídicí zařízení obvykle stojí více než jednu dvojitou sací jednotku a vyžadují dvojnásobnou údržbu. Pod 300 m3/h koncové sací čerpadlo běžně vyhrává jak cenou, tak půdorysem.
Jakou marži NPSH bych měl specifikovat?
Specifikujte alespoň 0,5 m rezervy nad NPSH požadovanou ve jmenovitém bodě a alespoň 1,0 m při maximálním provozním průtoku. Okraj musí být zkontrolován na středové čáře čerpadla na testované křivce, nikoli proti katalogové výkonnostní čáře, která byla naměřena na jiné sestavě oběžného kola.
Zvládne dvojité sací čerpadlo kapaliny obsahující pevné látky?
Ano, v mezích. Dvojité sací těleso může být vybaveno tvrzenými nebo CD4MCu otěrovými kroužky a polootevřeným oběžným kolem pro lehčí provoz s kalem a zůstává lepší odpovědí na znečištěnou chladicí vodu, protože toleruje postih NPSH. Nad 5 % hmotnosti pevných látek je tím správným strojem speciální čerpadlo na kal.
Jaký je rozdíl mezi dvojitými sacími čerpadly BB1 a BB2?
BB1 je axiálně dělené pouzdro mezi ložisky, takže horní polovina se zvedá pro přístup k rotoru s potrubím na místě a pokrývá většinu procesních úkolů až do přibližně 40 barů. BB2 je radiálně dělené pouzdro mezi ložisky, obvykle sudového typu, pro vyšší tlaky a tam, kde spoj pouzdra nesmí představovat riziko utěsnění. Oba si ponechávají oběžné kolo s dvojitým sáním a oba ruší axiální tah stejným způsobem.
