Nesprávný návrh/uspořádání potrubí může vést k problémům, jako je hydraulická nestabilita a kavitace v systému čerpadla. Aby se zabránilo kavitaci, je třeba se zaměřit na konstrukci sacího potrubí a sacího systému. Kavitace, vnitřní recirkulace a strhávání vzduchu mohou vést k vysokým úrovním hluku a vibrací, které mohou poškodit těsnění a ložiska.

Cirkulační vedení čerpadla

Když horizontální čerpadlo s děleným pouzdrem musí pracovat v různých pracovních bodech, může být vyžadováno cirkulační potrubí pro návrat části čerpané kapaliny na sací stranu čerpadla. To umožňuje, aby čerpadlo nadále fungovalo efektivně a spolehlivě na BEP. Vracení části kapaliny plýtvá určitou energií, ale u malých čerpadel může být plýtvání energií zanedbatelné.

Cirkulující kapalina by měla být poslána zpět do zdroje sání, nikoli do sacího potrubí nebo sacího potrubí čerpadla. Pokud se vrátí do sacího potrubí, způsobí turbulence na sání čerpadla, což způsobí provozní problémy nebo dokonce poškození. Vracená kapalina by měla proudit zpět na druhou stranu zdroje sání, nikoli do sacího bodu čerpadla. Obvykle vhodná uspořádání přepážek nebo jiné podobné konstrukce mohou zajistit, že vracená kapalina nezpůsobí turbulence u zdroje sání.

Paralelní provoz

Když jeden velký horizontální čerpadlo s děleným pouzdrem není proveditelné nebo pro určité aplikace s vysokým průtokem je často vyžadováno několik menších čerpadel pro paralelní provoz. Například někteří výrobci čerpadel nemusí být schopni poskytnout dostatečně velké čerpadlo pro velký průtokový balíček čerpadel. Některé služby vyžadují široký rozsah provozních toků, kde jediné čerpadlo nemůže ekonomicky fungovat. U těchto služeb s vyšším hodnocením vytváří cyklování nebo provoz čerpadel mimo jejich BEP značné plýtvání energií a problémy se spolehlivostí.

Když jsou čerpadla provozována paralelně, každé čerpadlo produkuje menší průtok, než kdyby fungovalo samostatně. Při paralelním provozu dvou stejných čerpadel je celkový průtok menší než dvojnásobek průtoku každého čerpadla. Paralelní provoz se často používá jako poslední řešení navzdory speciálním aplikačním požadavkům. Například v mnoha případech jsou dvě čerpadla pracující paralelně lepší než tři nebo více čerpadel pracujících paralelně, pokud je to možné.

Paralelní provoz čerpadel může být nebezpečný a nestabilní provoz. Paralelně pracující čerpadla vyžadují pečlivé dimenzování, provoz a monitorování. Křivky (výkon) každého čerpadla musí být podobné – v rozmezí 2 až 3 %. Kombinované křivky čerpadel musí zůstat relativně ploché (u paralelně běžících čerpadel API 610 vyžaduje zvýšení dopravní výšky nejméně o 10 % dopravní výšky při jmenovitém průtoku do úvratě).

Horizontální rozdělení Case Pump Potrubí

Nesprávná konstrukce potrubí může snadno vést k nadměrným vibracím čerpadla, problémům s ložisky, těsněním, předčasným selháním součástí čerpadla nebo katastrofálním selháním.

Sací potrubí je zvláště důležité, protože kapalina by měla mít správné provozní podmínky, jako je tlak a teplota, když dosáhne sacího otvoru oběžného kola čerpadla. Hladký, rovnoměrný průtok snižuje riziko kavitace a umožňuje spolehlivý provoz čerpadla.

Průměry trubek a kanálů mají významný vliv na hlavu. Hrubým odhadem je tlaková ztráta v důsledku tření nepřímo úměrná páté mocnině průměru trubky.

Například 10% zvětšení průměru potrubí může snížit tlakovou ztrátu asi o 40%. Podobně 20% zvětšení průměru potrubí může snížit tlakovou ztrátu o 60%.

Jinými slovy, ztráta třecí hlavy bude menší než 40 % ztráty hlavy původního průměru. Důležitost čisté pozitivní sací výšky (NPSH) v čerpacích aplikacích činí z konstrukce sacího potrubí čerpadla důležitý faktor.

Sací potrubí by mělo být co nejjednodušší a rovné a celková délka by měla být co nejmenší. Odstředivá čerpadla by měla mít typicky délku přímého chodu 6 až 11násobek průměru sacího potrubí, aby se zabránilo turbulencím.

Často jsou vyžadovány dočasné sací filtry, ale trvalé sací filtry se obecně nedoporučují.

Snížení NPSHR

Namísto zvýšení jednotky NPSH (NPSHA) se technici potrubí a procesů někdy snaží snížit požadovanou hodnotu NPSH (NPSHR). Protože NPSHR je funkcí konstrukce čerpadla a rychlosti čerpadla, snížení NPSHR je obtížný a nákladný proces s omezenými možnostmi.

Sací otvor oběžného kola a celková velikost čerpadla s horizontálním děleným pouzdrem jsou důležitými faktory při návrhu a výběru čerpadla. Čerpadla s většími sacími otvory oběžného kola mohou poskytovat nižší NPSHR.

Větší sací otvory oběžného kola však mohou způsobit určité provozní problémy a problémy s dynamikou kapalin, jako jsou problémy s recirkulací. Čerpadla s nižšími otáčkami mají obecně nižší požadované NPSH; čerpadla s vyššími otáčkami mají vyšší požadovaný NPSH.

Čerpadla se speciálně navrženými oběžnými koly s velkým sacím otvorem mohou způsobovat problémy s vysokou recirkulací, což snižuje účinnost a spolehlivost. Některá čerpadla s nízkým NPSHR jsou navržena pro provoz při tak nízkých otáčkách, že celková účinnost není pro danou aplikaci ekonomická. Tato nízkorychlostní čerpadla mají také nízkou spolehlivost.

Velká vysokotlaká čerpadla podléhají praktickým omezením na místě, jako je umístění čerpadla a uspořádání sací nádoby/nádrže, což brání koncovému uživateli najít čerpadlo s NPSHR, které by těmto omezením vyhovovalo.

V mnoha projektech rekonstrukcí/přestaveb nelze změnit rozložení místa, ale na místě je stále potřeba velké vysokotlaké čerpadlo. V tomto případě by mělo být použito pomocné čerpadlo.

Pomocné čerpadlo je nízkorychlostní čerpadlo s nižší NPSHR. Pomocné čerpadlo by mělo mít stejný průtok jako hlavní čerpadlo. Pomocné čerpadlo je obvykle instalováno před hlavním čerpadlem.

Identifikace příčiny vibrací

Nízké průtoky (obvykle méně než 50 % průtoku BEP) mohou způsobit několik problémů s dynamikou tekutin, včetně hluku a vibrací z kavitace, vnitřní recirkulace a strhávání vzduchu. Některá čerpadla s děleným pouzdrem jsou schopna odolat nestabilitě recirkulace sání při velmi nízkých průtokech (někdy až 35 % průtoku BEP).

U ostatních čerpadel může k recirkulaci sání dojít při asi 75 % průtoku BEP. Recirkulace sání může způsobit poškození a důlky, které se obvykle vyskytují přibližně v polovině lopatek oběžného kola čerpadla.

Výstupní recirkulace je hydrodynamická nestabilita, která může nastat i při nízkých průtocích. Tato recirkulace může být způsobena nesprávnými vůlemi na výstupní straně oběžného kola nebo pláště oběžného kola. To může také vést k důlkové korozi a jinému poškození.

Bublinky páry v proudu kapaliny mohou způsobit nestabilitu a vibrace. Kavitace obvykle poškozuje sací otvor oběžného kola. Hluk a vibrace způsobené kavitací mohou napodobovat jiné poruchy, ale kontrola umístění důlků a poškození na oběžném kole čerpadla může obvykle odhalit základní příčinu.

Strhávání plynů je běžné při čerpání kapalin blízko bodu varu nebo když složité sací potrubí způsobuje turbulence.