A csővezetékek nem megfelelő kialakítása/elrendezése olyan problémákhoz vezethet, mint a hidraulikus instabilitás és a szivattyúrendszer kavitációja. A kavitáció elkerülése érdekében a hangsúlyt a szívócsövek és a szívórendszer kialakítására kell helyezni. A kavitáció, a belső recirkuláció és a levegő elszívása magas zajszinthez és vibrációhoz vezethet, ami károsíthatja a tömítéseket és a csapágyakat.

Szivattyú keringési vonal

Amikor egy vízszintes osztott házas szivattyú különböző üzemi pontokon kell működnie, szükség lehet egy keringtető vezetékre a szivattyúzott folyadék egy részének visszavezetéséhez a szivattyú szívóoldalára. Ez lehetővé teszi, hogy a szivattyú továbbra is hatékonyan és megbízhatóan működjön a BEP-ben. A folyadék egy részének visszajuttatása némi energiát pazarol, de kis szivattyúknál az elpazarolt teljesítmény elhanyagolható lehet.

A keringő folyadékot vissza kell juttatni a szívóforráshoz, nem a szívóvezetékhez vagy a szivattyú bemeneti csövéhez. Ha visszakerül a szívóvezetékbe, az turbulenciát okoz a szivattyú szívásánál, működési problémákat vagy akár károkat is okozva. A visszavezetett folyadéknak vissza kell folynia a szívóforrás másik oldalára, nem pedig a szivattyú szívópontjára. Általában megfelelő terelőlemez-elrendezések vagy más hasonló kialakítások biztosítják, hogy a visszatérő folyadék ne okozzon turbulenciát a szívóforrásnál.

Párhuzamos működés

Amikor egyetlen nagy vízszintes osztott házas szivattyú nem kivitelezhető, vagy bizonyos nagy átfolyású alkalmazásokhoz gyakran több kisebb szivattyú szükséges párhuzamos működéshez. Előfordulhat például, hogy egyes szivattyúgyártók nem tudnak elég nagy szivattyút biztosítani egy nagy átfolyású szivattyúcsomaghoz. Egyes szolgáltatások széles körű üzemi áramlást igényelnek, ahol egyetlen szivattyú nem tud gazdaságosan működni. Ezeknél a magasabb besorolású szolgáltatásoknál a szivattyúk BEP-től távol történő kerékpározása vagy üzemeltetése jelentős energiapazarlást és megbízhatósági problémákat okoz.

Ha a szivattyúkat párhuzamosan üzemeltetik, mindegyik szivattyú kevesebb áramlást termel, mint ha egyedül működne. Ha két azonos szivattyút párhuzamosan üzemeltetnek, a teljes térfogatáram kevesebb, mint az egyes szivattyúk térfogatáramának kétszerese. A párhuzamos működést gyakran utolsó megoldásként használják a speciális alkalmazási követelmények ellenére. Például sok esetben jobb két párhuzamosan működő szivattyú, mint három vagy több párhuzamosan működő szivattyú, ha lehetséges.

A szivattyúk párhuzamos működése veszélyes és instabil működés lehet. A párhuzamosan üzemelő szivattyúk gondos méretezést, üzemeltetést és felügyeletet igényelnek. Az egyes szivattyúk görbéinek (teljesítményének) hasonlónak kell lenniük - 2-3%-on belül. A kombinált szivattyúgörbéknek viszonylag laposnak kell maradniuk (párhuzamosan üzemelő szivattyúk esetén az API 610 szerint a magasság legalább 10%-kal kell növekednie a holtpontig tartó névleges áramlásnál).

Vízszintes felosztás Case Pump Csővezeték

A csővezetékek nem megfelelő kialakítása könnyen vezethet a szivattyú túlzott vibrációjához, csapágyproblémákhoz, tömítési problémákhoz, a szivattyú alkatrészeinek idő előtti meghibásodásához vagy katasztrofális meghibásodásához.

A szívócsövek különösen fontosak, mert a folyadéknak megfelelő működési feltételekkel kell rendelkeznie, mint például a nyomás és a hőmérséklet, amikor eléri a szivattyú járókerék szívónyílását. A sima, egyenletes áramlás csökkenti a kavitáció kockázatát, és lehetővé teszi a szivattyú megbízható működését.

A cső- és csatornaátmérő jelentős hatással van a fejre. Durva becslés szerint a súrlódásból eredő nyomásveszteség fordítottan arányos a csőátmérő ötödik hatványával.

Például a csőátmérő 10%-os növelése körülbelül 40%-kal csökkentheti a fejveszteséget. Hasonlóképpen, a csőátmérő 20%-os növelése 60%-kal csökkentheti a fejveszteséget.

Más szavakkal, a súrlódó fejveszteség kevesebb, mint az eredeti átmérő fejveszteségének 40%-a. A szivattyúzási alkalmazásokban a nettó pozitív szívómagasság (NPSH) jelentősége fontos tényezővé teszi a szivattyú szívócsövének kialakítását.

A szívócsőnek a lehető legegyszerűbbnek és egyenesebbnek kell lennie, a teljes hosszt pedig minimálisra kell csökkenteni. A turbulencia elkerülése érdekében a centrifugálszivattyúk egyenes futási hosszának általában a szívócső átmérőjének 6-11-szeresének kell lennie.

Gyakran szükség van ideiglenes szívószűrőkre, de az állandó szívószűrők használata általában nem ajánlott.

NPSHR csökkentése

Az egység NPSH (NPSHA) növelése helyett a csővezeték- és folyamatmérnökök néha megpróbálják csökkenteni a szükséges NPSH-t (NPSHR). Mivel az NPSHR a szivattyú kialakításától és a szivattyú sebességétől függ, az NPSHR csökkentése nehéz és költséges folyamat, korlátozott lehetőségekkel.

A járókerék szívónyílása és a vízszintes osztott házas szivattyú teljes mérete fontos szempont a szivattyú tervezésénél és kiválasztásánál. A nagyobb járókerék szívónyílásokkal rendelkező szivattyúk alacsonyabb NPSHR-t biztosíthatnak.

A nagyobb járókerék szívónyílásai azonban működési és folyadékdinamikai problémákat, például recirkulációs problémákat okozhatnak. Az alacsonyabb fordulatszámú szivattyúknál általában alacsonyabb a szükséges NPSH; a nagyobb fordulatszámú szivattyúk NPSH-igénye magasabb.

A speciálisan tervezett nagy szívónyílású járókerekekkel rendelkező szivattyúk nagy recirkulációs problémákat okozhatnak, ami csökkenti a hatékonyságot és a megbízhatóságot. Néhány alacsony NPSHR szivattyút úgy terveztek, hogy olyan alacsony fordulatszámon működjön, hogy az általános hatásfok az alkalmazás szempontjából nem gazdaságos. Ezeknek az alacsony fordulatszámú szivattyúknak alacsony a megbízhatósága is.

A nagy nagynyomású szivattyúkra gyakorlati helyszíni korlátozások vonatkoznak, például a szivattyú elhelyezése és a szívótartály/tartály elrendezése, ami megakadályozza, hogy a végfelhasználó olyan szivattyút találjon az NPSHR-rel, amely megfelel a korlátoknak.

Számos felújítási/átalakítási projektnél a helyszín elrendezése nem változtatható, de a helyszínen továbbra is szükség van egy nagy nagynyomású szivattyúra. Ebben az esetben nyomásfokozó szivattyút kell használni.

A nyomásfokozó szivattyú egy alacsony fordulatszámú szivattyú alacsonyabb NPSHR értékkel. A nyomásfokozó szivattyúnak ugyanolyan áramlási sebességgel kell rendelkeznie, mint a fő szivattyúé. A nyomásfokozó szivattyút általában a fő szivattyú előtt szerelik fel.

A rezgés okának azonosítása

Az alacsony áramlási sebességek (általában kevesebb, mint a BEP áramlás 50%-a) számos folyadékdinamikai problémát okozhatnak, beleértve a kavitációból származó zajt és vibrációt, a belső recirkulációt és a levegő beszivárgását. Egyes osztott házas szivattyúk nagyon alacsony áramlási sebességeknél (néha a BEP áramlás 35%-ánál) képesek ellenállni a szívó-recirkuláció instabilitásának.

Más szivattyúknál a szívó-recirkuláció a BEP áramlás körülbelül 75%-ánál fordulhat elő. A szívás visszakeringtetése némi sérülést és lyukképződést okozhat, általában a szivattyú járókerék lapátjainak felénél.

A kimeneti recirkuláció egy hidrodinamikai instabilitás, amely alacsony áramlásoknál is előfordulhat. Ezt a visszakeringtetést a járókerék vagy a járókerék burkolatának kimeneti oldalán lévő helytelen hézagok okozhatják. Ez gödrösödéshez és egyéb károkhoz is vezethet.

A folyadékáramban lévő gőzbuborékok instabilitást és vibrációt okozhatnak. A kavitáció általában károsítja a járókerék szívónyílását. A kavitáció okozta zaj és vibráció más hibákat is utánozhat, de a lyukak és a szivattyú járókerekén lévő sérülések helyének ellenőrzése általában feltárja a kiváltó okot.

A gáz felszívódása gyakori, amikor a forrásponthoz közeli folyadékokat pumpálnak, vagy ha az összetett szívócsövek turbulenciát okoznak.