Per pompe sommerse a turbina verticale in servizio, si consiglia di utilizzare la strumentazione per la pressione locale per facilitare la manutenzione predittiva e la risoluzione dei problemi.

Punto di funzionamento della pompa

Le pompe sono progettate per raggiungere e funzionare con una portata di progetto e una pressione/prevalenza differenziale specificate. Il funzionamento entro il 10%-15% del punto di migliore efficienza (BEP) riduce al minimo le vibrazioni associate a forze interne sbilanciate. Si noti che la deviazione percentuale dal BEP è misurata in termini di flusso BEP. Quanto più la pompa viene utilizzata dal BEP, tanto meno affidabile è.

La curva della pompa rappresenta il funzionamento dell'apparecchiatura in assenza di problemi e il punto di funzionamento di una pompa con buone prestazioni può essere previsto dalla pressione di aspirazione e dalla pressione o dal flusso di scarico. Se l'apparecchiatura si guasta, è necessario conoscere tutti e tre i parametri sopra indicati per determinare quale sia il problema con la pompa. Tuttavia, senza misurare i valori sopra indicati, è difficile determinare se esiste un problema con il sommergibile pompa a turbina verticale. Pertanto, è fondamentale installare un flussometro e manometri di aspirazione e mandata.

Una volta note la portata e la pressione differenziale/prevalenza, tracciarle su un grafico. Il punto tracciato sarà molto probabilmente vicino alla curva della pompa. In tal caso, è possibile determinare immediatamente a quale distanza dal BEP funziona l'apparecchiatura. Se questo punto è al di sotto della curva della pompa, è possibile determinare che la pompa non funziona come previsto e potrebbe presentare qualche forma di danno interno.

Se una pompa funziona costantemente a sinistra del suo BEP, può essere considerata sovradimensionata e le possibili soluzioni includono il taglio della girante.

Se una pompa sommergibile a turbina verticale funziona abitualmente a destra del suo BEP, può essere considerata sottodimensionata. Le possibili soluzioni includono l'aumento del diametro della girante, l'aumento della velocità della pompa, la strozzatura della valvola di scarico o la sostituzione della pompa con una progettata per produrre una portata maggiore. Il funzionamento di una pompa vicino al suo BEP è uno dei modi migliori per garantire un'elevata affidabilità.

Testa di aspirazione netta positiva

La prevalenza netta di aspirazione positiva (NPSH) è una misura della tendenza di un fluido a rimanere liquido. Quando NPSH è zero, il liquido è alla sua pressione di vapore o punto di ebollizione. La curva Net Positive Suction Head Required (NPSHr) per una pompa centrifuga definisce la prevalenza di aspirazione richiesta per impedire la vaporizzazione del liquido quando passa attraverso il punto di bassa pressione nel foro di aspirazione della girante.

L'altezza di aspirazione positiva netta disponibile (NPSHHa) deve essere maggiore o uguale a NPSHr per prevenire la cavitazione, un fenomeno in cui le bolle si formano nella zona di bassa pressione in corrispondenza del foro di aspirazione della girante e poi collassano violentemente nella zona di alta pressione, causando distacco di materiale e vibrazioni della pompa, che possono portare a guasti dei cuscinetti e delle tenute meccaniche in una piccola frazione del loro ciclo di vita tipico. A portate elevate i valori di NPSHr sulla curva della pompa sommergibile a turbina verticale aumentano in modo esponenziale.

Un manometro di aspirazione è il modo più pratico e accurato per misurare NPSHa. Ci sono molte ragioni diverse per un NPSHa basso. Tuttavia, le cause più comuni sono una linea di aspirazione intasata, una valvola di aspirazione parzialmente chiusa e un filtro di aspirazione intasato. Inoltre, far funzionare la pompa a destra del suo BEP aumenterà l'NPSHr della pompa. È possibile installare un manometro di aspirazione per aiutare l'utente a identificare il problema.

Filtri di aspirazione

Molte pompe utilizzano filtri di aspirazione per impedire l'ingresso di corpi estranei che potrebbero danneggiare la girante e la voluta. Il problema è che col tempo si intasano. Quando si intasano, la caduta di pressione nel filtro aumenta, riducendo l'NPSHa. È possibile impostare un secondo manometro di aspirazione a monte del filtro da confrontare con il manometro di aspirazione della pompa per determinare se il filtro è intasato. Se i due indicatori non indicano la stessa cosa, è chiaro che esiste un intasamento del filtro.

Monitoraggio della pressione di supporto della tenuta

Sebbene le tenute meccaniche non siano sempre la causa principale, sono ampiamente considerate il punto di guasto più comune per le pompe a turbina verticali sommergibili. I programmi di tubazioni di supporto delle tenute API vengono utilizzati per mantenere la corretta lubrificazione, temperatura, pressione e/o compatibilità chimica. Il mantenimento del programma di tubazioni è fondamentale per massimizzare l'affidabilità. Pertanto, è necessario prestare molta attenzione alla strumentazione del sistema di supporto della tenuta. Il lavaggio esterno, l'estinzione del vapore, i contenitori sigillati, i sistemi di circolazione e i pannelli del gas devono essere tutti dotati di manometri.

Conclusione

Le indagini mostrano che meno del 30% delle pompe centrifughe sono dotate di manometri di aspirazione. Tuttavia, nessuna strumentazione può prevenire guasti alle apparecchiature se i dati non vengono osservati e utilizzati correttamente. Che si tratti di un nuovo progetto o di un progetto di retrofit, è opportuno prendere in considerazione l'installazione di un'adeguata strumentazione in situ per garantire che gli utenti possano eseguire un'adeguata risoluzione dei problemi e una manutenzione predittiva sulle apparecchiature critiche.