Pour pompes submersibles à turbine verticale en service, nous recommandons d'utiliser une instrumentation de pression locale pour faciliter la maintenance prédictive et le dépannage.

Point de fonctionnement de la pompe

Les pompes sont conçues pour atteindre et fonctionner à un débit et une pression/hauteur différentiels spécifiés. Un fonctionnement à 10 à 15 % du point de rendement optimal (BEP) minimise les vibrations associées aux forces internes déséquilibrées. Notez que l'écart en pourcentage par rapport au BEP est mesuré en termes de débit BEP. Plus la pompe est éloignée du BEP, moins elle est fiable.

La courbe de la pompe correspond au fonctionnement de l'équipement lorsqu'il n'y a aucun problème, et le point de fonctionnement d'une pompe performante peut être prédit par la pression d'aspiration et la pression ou le débit de refoulement. En cas de panne de l'équipement, les trois paramètres ci-dessus doivent être connus pour déterminer le problème de la pompe. Cependant, sans mesurer les valeurs ci-dessus, il est difficile de déterminer s'il y a un problème avec le submersible pompe à turbine verticaleIl est donc essentiel d’installer un débitmètre et des manomètres d’aspiration et de refoulement.

Une fois que le débit et la pression différentielle/la hauteur manométrique sont connus, tracez-les sur un graphique. Le point tracé sera très probablement proche de la courbe de la pompe. Si tel est le cas, vous pouvez immédiatement déterminer à quelle distance du BEP l'équipement fonctionne. Si ce point est inférieur à la courbe de la pompe, on peut déterminer que la pompe ne fonctionne pas comme prévu et qu'elle peut présenter une forme de dommage interne.

Si une pompe fonctionne constamment à gauche de son BEP, elle peut être considérée comme surdimensionnée et les solutions possibles incluent la coupe de la roue.

Si une pompe à turbine verticale submersible fonctionne habituellement à droite de son BEP, elle peut être considérée comme sous-dimensionnée. Les solutions possibles incluent l'augmentation du diamètre de la turbine, l'augmentation de la vitesse de la pompe, l'étranglement de la vanne de refoulement ou le remplacement de la pompe par une autre conçue pour produire un débit plus élevé. Faire fonctionner une pompe à proximité de son BEP est l'un des meilleurs moyens de garantir une fiabilité élevée.

Net Positive Suction Head

La hauteur d'aspiration positive nette (NPSH) est une mesure de la tendance d'un fluide à rester liquide. Lorsque la NPSH est nulle, le liquide est à sa pression de vapeur ou à son point d'ébullition. La courbe de hauteur d'aspiration positive nette requise (NPSHr) pour une pompe centrifuge définit la hauteur d'aspiration requise pour empêcher le liquide de se vaporiser lorsqu'il passe par le point de basse pression au niveau du trou d'aspiration de la turbine.

La hauteur d'aspiration positive nette disponible (NPSHHa) doit être supérieure ou égale à NPSHr pour éviter la cavitation, un phénomène dans lequel des bulles se forment dans la zone de basse pression au niveau de l'alésage d'aspiration de la turbine, puis s'effondrent violemment dans la zone de haute pression, provoquant un décollement de matière et des vibrations de la pompe, ce qui peut entraîner des défaillances des roulements et des joints mécaniques dans une petite fraction de leur cycle de vie typique. À des débits élevés, les valeurs NPSHr sur la courbe de la pompe à turbine verticale submersible augmentent de manière exponentielle.

Un manomètre d'aspiration est le moyen le plus pratique et le plus précis de mesurer le NPSHa. Il existe de nombreuses raisons différentes pour un NPSHa faible. Cependant, les causes les plus courantes sont une conduite d'aspiration obstruée, une vanne d'aspiration partiellement fermée et un filtre d'aspiration obstrué. De plus, faire fonctionner la pompe à droite de son BEP augmentera le NPSHr de la pompe. Un manomètre d'aspiration peut être installé pour aider l'utilisateur à identifier le problème.

Filtres d'aspiration

De nombreuses pompes utilisent des filtres d'aspiration pour empêcher les corps étrangers de pénétrer dans la turbine et la volute et d'endommager celle-ci. Le problème est qu'ils se bouchent au fil du temps. Lorsqu'ils se bouchent, la chute de pression à travers le filtre augmente, ce qui réduit le NPSHa. Un deuxième manomètre d'aspiration peut être installé en amont du filtre pour le comparer au manomètre d'aspiration de la pompe afin de déterminer si le filtre est bouché. Si les deux manomètres ne donnent pas la même valeur, il est clair qu'un filtre est bouché.

Surveillance de la pression du support d'étanchéité

Bien que les joints mécaniques ne soient pas toujours la cause principale, ils sont largement considérés comme le point de défaillance le plus courant des pompes à turbine verticales submersibles. Les programmes de tuyauterie de support de joint API sont utilisés pour maintenir une lubrification, une température, une pression et/ou une compatibilité chimique appropriées. Le maintien du programme de tuyauterie est essentiel pour maximiser la fiabilité. Par conséquent, une attention particulière doit être accordée à l'instrumentation du système de support de joint. Le rinçage externe, la trempe à la vapeur, les pots d'étanchéité, les systèmes de circulation et les panneaux de gaz doivent tous être équipés de manomètres.

Conclusion

Les enquêtes montrent que moins de 30 % des pompes centrifuges sont équipées de manomètres d'aspiration. Cependant, aucune instrumentation ne peut empêcher une défaillance de l'équipement si les données ne sont pas correctement observées et utilisées. Qu'il s'agisse d'un nouveau projet ou d'un projet de modernisation, l'installation d'une instrumentation in situ appropriée doit être envisagée pour garantir que les utilisateurs peuvent effectuer un dépannage et une maintenance prédictive appropriés sur les équipements critiques.