Neodgovarajući dizajn/raspored cjevovoda može dovesti do problema kao što su hidraulička nestabilnost i kavitacija u sustavu pumpe. Kako bi se spriječila kavitacija, fokus treba staviti na dizajn usisnog cjevovoda i usisnog sustava. Kavitacija, unutarnja recirkulacija i uvlačenje zraka mogu dovesti do visokih razina buke i vibracija, što može oštetiti brtve i ležajeve.

Cirkulacijski vod pumpe

Kada horizontalna pumpa s podijeljenim kućištem moraju raditi na različitim radnim točkama, može biti potreban cirkulacijski vod za vraćanje dijela dizane tekućine na usisnu stranu crpke. To omogućuje pumpi da nastavi raditi učinkovito i pouzdano na BEP. Vraćanje dijela tekućine troši nešto energije, ali za male crpke izgubljena snaga može biti zanemariva.

Tekućinu koja cirkulira treba poslati natrag u usisni izvor, a ne u usisni vod ili ulaznu cijev pumpe. Ako se vrati u usisni vod, uzrokovat će turbulenciju na usisu pumpe, uzrokujući probleme u radu ili čak štetu. Povratna tekućina trebala bi teći natrag na drugu stranu izvora usisavanja, a ne na usisnu točku crpke. Obično se odgovarajućim pregradama ili drugim sličnim dizajnom može osigurati da povratna tekućina ne uzrokuje turbulencije na usisnom izvoru.

Paralelni rad

Kad je jedan veliki horizontalna pumpa s podijeljenim kućištem nije izvedivo ili je za određene primjene visokog protoka često potrebno paralelno raditi više manjih crpki. Na primjer, neki proizvođači pumpi možda neće moći osigurati dovoljno veliku pumpu za paket pumpi velikog protoka. Neke usluge zahtijevaju širok raspon radnih tokova gdje jedna pumpa ne može ekonomično funkcionirati. Za ove više ocijenjene usluge, kruženje ili rad crpki dalje od njihovog BEP-a stvara značajno rasipanje energije i probleme s pouzdanošću.

Kada pumpe rade paralelno, svaka pumpa proizvodi manji protok nego što bi radila sama. Kada dvije identične crpke rade paralelno, ukupni protok je manji od dvostrukog protoka svake crpke. Paralelni rad se često koristi kao posljednje rješenje unatoč posebnim zahtjevima primjene. Na primjer, u mnogim slučajevima, dvije crpke koje rade paralelno bolje su od tri ili više crpki koje rade paralelno, ako je moguće.

Paralelni rad crpki može biti opasan i nestabilan rad. Crpke koje rade paralelno zahtijevaju pažljivo dimenzioniranje, rad i nadzor. Krivulje (učinak) svake crpke moraju biti slične - unutar 2 do 3 %. Kombinirane krivulje pumpe moraju ostati relativno ravne (za pumpe koje rade paralelno, API 610 zahtijeva povećanje visine od najmanje 10% visine pri nazivnom protoku do mrtve točke).

Horizontalni Split Pumpa kućišta Cijevi

Neodgovarajući dizajn cjevovoda može lako dovesti do pretjeranih vibracija pumpe, problema s ležajevima, problema s brtvljenjem, preranog kvara komponenti pumpe ili katastrofalnog kvara.

Usisni cjevovod je posebno važan jer tekućina treba imati odgovarajuće radne uvjete, kao što su tlak i temperatura, kada dođe do usisnog otvora rotora pumpe. Glatki, ravnomjerni protok smanjuje rizik od kavitacije i omogućuje pouzdan rad crpke.

Promjer cijevi i kanala ima značajan utjecaj na visinu. Kao gruba procjena, gubitak tlaka zbog trenja obrnuto je proporcionalan petoj potenciji promjera cijevi.

Na primjer, povećanje promjera cijevi za 10% može smanjiti gubitak tlaka za oko 40%. Slično tome, povećanje promjera cijevi za 20% može smanjiti gubitak tlaka za 60%.

Drugim riječima, gubitak glave zbog trenja bit će manji od 40% gubitka glave izvornog promjera. Važnost neto pozitivne usisne visine (NPSH) u primjenama pumpanja čini dizajn usisnog cjevovoda pumpe važnim faktorom.

Usisni cjevovod treba biti što jednostavniji i ravniji, a ukupna duljina treba biti što manja. Centrifugalne pumpe obično bi trebale imati dužinu ravnog hoda od 6 do 11 puta većeg od promjera usisnog cjevovoda kako bi se izbjegle turbulencije.

Često su potrebni privremeni usisni filtri, ali trajni usisni filtri općenito se ne preporučuju.

Smanjenje NPSHR

Umjesto povećanja jediničnog NPSH (NPSHA), inženjeri cjevovoda i procesa ponekad pokušavaju smanjiti potrebni NPSH (NPSHR). Budući da je NPSHR funkcija dizajna pumpe i brzine pumpe, smanjenje NPSHR je težak i skup proces s ograničenim mogućnostima.

Usisni otvor rotora i ukupna veličina vodoravne pumpe s podijeljenim kućištem važna su razmatranja pri projektiranju i odabiru pumpe. Crpke s većim usisnim otvorima impelera mogu dati niži NPSHR.

Međutim, veći usisni otvori rotora mogu uzrokovati neke operativne probleme i probleme s dinamikom tekućine, poput problema s recirkulacijom. Crpke s nižim brzinama općenito imaju niži potrebni NPSH; crpke s većim brzinama imaju viši potrebni NPSH.

Pumpe s posebno dizajniranim impelerima velikog usisnog otvora mogu uzrokovati velike probleme s recirkulacijom, što smanjuje učinkovitost i pouzdanost. Neke crpke s niskim NPSHR dizajnirane su za rad pri tako malim brzinama da ukupna učinkovitost nije ekonomična za aplikaciju. Ove pumpe male brzine također imaju nisku pouzdanost.

Velike visokotlačne crpke podliježu praktičnim ograničenjima na lokaciji kao što su lokacija crpke i raspored usisne posude/spremnika, što sprječava krajnjeg korisnika da pronađe crpku s NPSHR koja zadovoljava ograničenja.

U mnogim projektima renoviranja/preuređenja, izgled gradilišta se ne može promijeniti, ali velika visokotlačna pumpa je još uvijek potrebna na gradilištu. U tom slučaju treba koristiti pumpu za povišenje tlaka.

Pumpa za povišenje tlaka je pumpa niske brzine s nižim NPSHR. Pumpa za povišenje tlaka treba imati isti protok kao glavna pumpa. Pumpa za povišenje tlaka obično se postavlja uzvodno od glavne pumpe.

Identificiranje uzroka vibracija

Niske brzine protoka (obično manje od 50% BEP protoka) mogu uzrokovati nekoliko dinamičkih problema fluida, uključujući buku i vibracije od kavitacije, unutarnje recirkulacije i uvlačenja zraka. Neke pumpe s podijeljenim kućištem mogu se oduprijeti nestabilnosti usisne recirkulacije pri vrlo niskim brzinama protoka (ponekad samo 35% BEP protoka).

Za druge crpke, recirkulacija usisavanja može se pojaviti na oko 75% BEP protoka. Recirkulacija usisavanja može uzrokovati određena oštećenja i udubljenja, koja se obično javljaju oko polovice lopatica rotora pumpe.

Recirkulacija na izlazu je hidrodinamička nestabilnost koja se može pojaviti i pri malim protokima. Ovu recirkulaciju mogu uzrokovati neodgovarajući razmaci na izlaznoj strani rotora ili plašta rotora. To također može dovesti do rupa i drugih oštećenja.

Mjehurići pare u protoku tekućine mogu uzrokovati nestabilnosti i vibracije. Kavitacija obično oštećuje usisni otvor impelera. Buka i vibracije uzrokovane kavitacijom mogu oponašati druge kvarove, ali pregled mjesta rupa i oštećenja na impeleru pumpe obično može otkriti glavni uzrok.

Uvlačenje plina uobičajeno je kada se pumpaju tekućine blizu točke vrenja ili kada složeni usisni cjevovod uzrokuje turbulencije.