• Zrozumienie problemów z wiązaniem powietrza i zapobieganie awariom pomp odśrodkowych

Pompy odśrodkowe znajdują szerokie zastosowanie w zastosowaniach przemysłowych, m.insystemy wodociągowe, przetwórstwo chemiczne, górnictwo, energetyka, ropa i gaz, systemy wody zasilającej kotły i przemysłowe systemy cyrkulacyjne.

Jednak podczas pracy użytkownicy mogą napotkać typowy problem:

Silnik pracuje normalnie;

Wał pompy obraca się prawidłowo;

Jednak z wylotu nie wypływa żadna ciecz;

Natężenie przepływu znacznie spada;

Pompa wytwarza nietypowy hałas lub wibracje.

W wielu przypadkach przyczyną tego problemu jestwiązanie powietrza w pompie odśrodkowej.

Wiązanie powietrza jest jednym z najczęstszych problemów operacyjnych pomp odśrodkowych, zwłaszczapoziome pompy odśrodkowe, wielostopniowe pompy odśrodkowe, pompy z dzieloną obudową i inne konstrukcje pomp nie-samozasysających-.

 

 

1. Co to jest wiązanie powietrza w pompie odśrodkowej?

Wiązanie powietrzaodnosi się do stanu, w którym powietrze lub gaz zostaje uwięziony wewnątrz obudowy pompy, obszaru wirnika lub rurociągu ssawnego, uniemożliwiając pompie odśrodkowej osiągnięcie normalnego przepływu i ciśnienia.

Pompa odśrodkowa działa poprzez wykorzystanie obracającego się wirnika do przenoszenia energii do cieczy. Gdy ciecz dostanie się do ucha wirnika, siła odśrodkowa popycha ją w kierunku wylotu wirnika, tworząc ciśnienie i ciągły przepływ.

Jednakże, gdy powietrze wypełni komorę pompy:

Powietrze ma znacznie mniejszą gęstość niż ciecz;

Wirnik nie może skutecznie przekazywać energii do powietrza;

Nie można wytworzyć wymaganej różnicy ciśnień;

Ciecz nie może prawidłowo dostać się do pompy.

W rezultacie pompa może nadal pracować mechanicznie, ale nie będzie tłoczyć cieczy.

Typowe objawy obejmują:

Pompa pracuje bez wypływu wody;

Zmniejszony przepływ i ciśnienie;

Niestabilna praca;

Nadmierne wibracje lub hałas.

 

2. Główne przyczyny wiązania powietrza w pompach odśrodkowych

2.1 Niewystarczające zalewanie przed uruchomieniem pompy

Najczęstsza przyczyna

Większość konwencjonalnych pomp odśrodkowych jestnie samozasysający-i przed uruchomieniem musi być całkowicie napełniony cieczą.

Przed rozpoczęciem pracy należy zapewnić następujące warunki:

Obudowa pompy jest całkowicie wypełniona cieczą;

Rurociąg ssawny jest wypełniony cieczą;

Całe uwięzione powietrze zostanie usunięte.

Jeśli w pompie pozostanie powietrze, wirnik będzie jedynie krążył w powietrzu, zamiast pompować ciecz.

Typowe sytuacje obejmują:

Pompa zostaje uruchomiona po raz pierwszy bez odpowiedniego zalewania;

Pompa traci ciecz po długim przestoju;

Zawór stopowy ulega awarii i ciecz cofa się;

Podczas uruchamiania powietrze nie jest całkowicie uwalniane.

 

2.2 Wyciek powietrza w rurociągu ssawnym

Strona ssąca pompy odśrodkowej zwykle pracuje pod podciśnieniem.

Dlatego nawet niewielki wyciek w rurociągu ssawnym może spowodować przedostanie się powietrza zewnętrznego do pompy bez widocznego wycieku wody.

Typowe punkty wycieku powietrza obejmują:

Połączenia kołnierzowe;

Uszkodzone uszczelki;

Luźne połączenia gwintowe;

Obszary pakowania zaworów;

Pęknięcia rur ssących.

Powietrze przedostające się do pompy może gromadzić się wewnątrz obudowy i zmniejszać wydajność pompy.

Dla przemysłowych systemów pompowych:

Szczelność rurociągu ssącego jest tak samo ważna, jak wytrzymałość rurociągu ciśnieniowego.

 

2.3 Niewłaściwy projekt rurociągu ssawnego

Prawidłowo zaprojektowany układ ssący jest niezbędny do niezawodnej pracy pompy odśrodkowej.

Problemy, które mogą powodować gromadzenie się powietrza, obejmują:

Wysokie punkty w rurze ssącej

Powietrze ma tendencję do gromadzenia się w najwyższym punkcie rurociągu.

Niewymiarowa rura ssąca

Rura ssawna o niewystarczającej średnicy może powodować:

Wyższa prędkość przepływu;

Zwiększone straty tarcia;

Niższe ciśnienie na wlocie pompy;

Większe ryzyko przedostania się powietrza do układu.

Nadmierne zagięcia rur

Zbyt wiele kolanek lub skomplikowane układy rur mogą zwiększyć:

Straty hydrauliczne;

Odporność na ssanie;

Możliwość gromadzenia się powietrza.

 

2.4 Niski poziom cieczy i wlot powietrza

Gdy poziom cieczy w zbiorniku lub zbiorniku stanie się zbyt niski:

Wlot ssący może znajdować się blisko powierzchni cieczy;

Może wystąpić tworzenie się wirów;

Powietrze może zostać zassane do rury ssącej.

Ten problem jest powszechny w:

Systemy uzdatniania wody;

Zastosowania drenażowe;

Układy obiegu wody chłodzącej.

Utrzymanie wystarczającej głębokości zanurzenia jest ważne, aby zapobiec przedostawaniu się powietrza.

 

2.5 Gaz uwalniający się z pompowanej cieczy

Niektóre ciecze zawierają rozpuszczone gazy.

Pod pewnymi warunkami, takimi jak:

Redukcja ciśnienia;

Wzrost temperatury;

Turbulencja przepływu;

rozpuszczony gaz może oddzielić się od cieczy i utworzyć pęcherzyki.

Pęcherzyki te mogą gromadzić się w pobliżu wlotu wirnika i wpływać na wydajność pompy.

 

3. Typowe objawy wiązania powietrza

3.1 Pompa działa, ale nie tłoczy cieczy

To najbardziej typowy objaw.

Silnik pracuje normalnie, ale:

Nie wypływa woda;

Ciśnienie tłoczenia pozostaje niskie;

Pompa nie może osiągnąć zaprojektowanego punktu pracy.

 

3.2 Zmniejszony przepływ i ciśnienie

Ponieważ wirnik nie może skutecznie przekazywać energii do cieczy:

Natężenie przepływu maleje;

Głowica pompy spada;

Wydajność systemu staje się niestabilna.

 

3.3 Nienormalny hałas i wibracje

Powietrze przedostające się do obszaru wirnika zakłóca ciągły przepływ cieczy.

Możliwe wyniki:

Zwiększone wibracje;

Niestabilna praca;

Nienormalny hałas podczas pracy.

 

4. Jak zapobiegać i rozwiązywać problemy z wiązaniem powietrza

 

4.1 Prawidłowe zalewanie pompy i usuwanie powietrza

Najskuteczniejszym rozwiązaniem jest odpowiednie zagruntowanie przed uruchomieniem.

Zalecana procedura:

Otwórz zawór spustowy powietrza;

Napełnić obudowę pompy pompowaną cieczą;

Upewnij się, że komora pompy jest całkowicie wypełniona;

Usuń całe uwięzione powietrze;

Zamknąć zawór spustowy powietrza;

Uruchom pompę.

Prawidłowe gruntowanie jest szczególnie ważne w przypadku:

Poziome pompy wielostopniowe;

Pompy wody zasilającej kotły;

Wysokociśnieniowe pompy odśrodkowe-;

Pompy z dzieloną obudową.

 

4.2 Sprawdź i napraw nieszczelność rurociągu ssawnego

Regularnie sprawdzaj:

Połączenia kołnierzowe;

Uszczelki;

Zawory;

Złącza rurowe;

Elementy uszczelniające.

Wszelkie wycieki powietrza należy natychmiast naprawić, aby zapewnić stabilną pracę pompy.

 

4.3 Zainstaluj urządzenia uwalniające powietrze

W przypadku systemów, w których często gromadzi się powietrze, należy rozważyć instalację:

Automatyczne zawory spustowe powietrza;

Rurociągi odpowietrzające;

Systemy zalewania-zasysanego próżniowo.

Urządzenia te pomagają usunąć uwięzione powietrze i poprawić niezawodność rozruchu.

 

4.4 Optymalizacja warunków instalacji pompy

Aby zmniejszyć ryzyko wiązania powietrza:

✔ Rurociągi ssące powinny być możliwie najkrótsze;
✔ Używaj odpowiedniej średnicy rury ssącej;
✔ Zminimalizuj niepotrzebne łokcie;
✔ Unikaj wysokich punktów, w których może gromadzić się powietrze;
✔ Zapewnij odpowiedni poziom cieczy nad wlotem ssawnym.

 

4.5 Wybierz właściwy typ pompy

Jeżeli wniosek obejmuje:

Instalacja pompy powyżej poziomu cieczy;

Częste uruchamianie i wyłączanie;

Trudne warunki gruntowania;

rozważ użycie:

Pompy samozasysające-;

Pompy zanurzeniowe;

Systemy pompowania wspomaganego próżnią-.

Wybór właściwej konstrukcji pompy może znacznie poprawić niezawodność systemu.

 

5. Wiązanie powietrza a kawitacja: jaka jest różnica?

Wiązanie powietrza i kawitacja są czasami mylone, ponieważ w obu przypadkach występują pęcherzyki gazu wewnątrz pomp. Są to jednak różne zjawiska.

Przedmiot	Wiązanie powietrza	Kawitacja
Główna przyczyna	Powietrze wnikające i gromadzące się w pompie	Parowanie cieczy na skutek niskiego ciśnienia
Źródło gazu	Powietrze zewnętrzne lub uwolniony gaz	Ciekła para
Typowe zjawisko	Uruchomienie lub po przedostaniu się powietrza do układu	Podczas ciągłej pracy
Główny efekt	Pompa nie może tłoczyć cieczy	Uszkodzenie wirnika i utrata wydajności
Rozwiązanie	Gruntowanie i usuwanie powietrza	Popraw NPSH i zmniejsz straty na ssaniu

Wiązanie powietrza jest spowodowane głównie przezpowietrze uniemożliwiające pompie osiągnięcie ciągłego przepływu cieczy, podczas gdy kawitacja jest spowodowana przezlokalne odparowanie cieczy z powodu niewystarczającego ciśnienia.

 

6. Wniosek

Wiązanie powietrza jest częstym problemem eksploatacyjnym, który może znacząco wpłynąć na wydajność i niezawodność pompy odśrodkowej.

Do głównych przyczyn należą:

Niewłaściwe zalewanie przed uruchomieniem;

Wyciek powietrza w rurociągach ssawnych;

Zła konstrukcja układu ssącego;

Niski poziom cieczy powodujący zasysanie powietrza;

Nagromadzenie gazu wewnątrz pompy.

Aby zapobiec wiązaniu się powietrza:

✔ Zawsze zalewać pompę przed uruchomieniem;
✔ Utrzymuj prawidłowo uszczelniony układ ssący;
✔ Prawidłowo zaprojektuj rurociągi ssące;
✔ Skutecznie usuń uwięzione powietrze;
✔ Wybierz odpowiedni typ pompy do zastosowania.

 

Szczególnie do przemysłowych pomp odśrodkowychpoziome pompy wielostopniowe, pompy wody zasilającej kotły, pompy z dzielonym korpusem i pompy-wysokociśnieniowezapobieganie wiązaniu się powietrza jest niezbędne dla poprawy wydajności operacyjnej, wydłużenia żywotności i zmniejszenia kosztów konserwacji.