부적절한 배관 설계/레이아웃은 펌프 시스템에서 유압 불안정성 및 캐비테이션과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 캐비테이션을 방지하려면 흡입 배관 및 흡입 시스템의 설계에 집중해야 합니다. 캐비테이션, 내부 재순환 및 공기 유입은 높은 수준의 소음 및 진동을 유발할 수 있으며, 이는 씰과 베어링을 손상시킬 수 있습니다.

펌프 순환 라인

때 수평 분할 케이스 펌프 다른 작동 지점에서 작동해야 하며, 펌핑된 액체의 일부를 펌프 흡입 측으로 반환하기 위해 순환 라인이 필요할 수 있습니다. 이를 통해 펌프는 BEP에서 효율적이고 안정적으로 계속 작동할 수 있습니다. 액체의 일부를 반환하면 약간의 전력이 낭비되지만 소형 펌프의 경우 낭비되는 전력은 무시할 수 있습니다.

순환 액체는 흡입 라인이나 펌프 입구 파이프가 아닌 흡입 소스로 다시 보내야 합니다. 흡입 라인으로 되돌려지면 펌프 흡입구에서 난류를 일으켜 작동 문제나 심지어 손상을 일으킬 수 있습니다. 되돌려진 액체는 펌프의 흡입 지점이 아닌 흡입 소스의 다른 쪽으로 다시 흘러야 합니다. 일반적으로 적절한 배플 배열이나 이와 유사한 설계를 사용하면 되돌려진 액체가 흡입 소스에서 난류를 일으키지 않도록 할 수 있습니다.

병렬 작동

하나의 큰 수평 분할 케이스 펌프 실행 가능하지 않거나 특정 고유량 응용 분야의 경우 여러 개의 작은 펌프가 병렬로 작동해야 하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 일부 펌프 제조업체는 대용량 펌프 패키지에 충분히 큰 펌프를 제공하지 못할 수 있습니다. 일부 서비스에는 단일 펌프가 경제적으로 작동할 수 없는 광범위한 작동 유량이 필요합니다. 이러한 더 높은 정격 서비스의 경우 BEP에서 멀리 떨어진 곳에서 펌프를 순환하거나 작동하면 상당한 에너지 낭비와 안정성 문제가 발생합니다.

펌프를 병렬로 작동시키면 각 펌프는 단독으로 작동할 때보다 적은 유량을 생성합니다. 두 개의 동일한 펌프를 병렬로 작동시키면 총 유량은 각 펌프 유량의 두 배 미만입니다. 병렬 작동은 특수한 응용 프로그램 요구 사항에도 불구하고 종종 마지막 해결책으로 사용됩니다. 예를 들어, 많은 경우 병렬로 작동하는 두 대의 펌프가 가능하다면 병렬로 작동하는 세 대 이상의 펌프보다 더 좋습니다.

펌프의 병렬 작동은 위험하고 불안정한 작동이 될 수 있습니다. 병렬로 작동하는 펌프는 신중한 크기 조정, 작동 및 모니터링이 필요합니다. 각 펌프의 곡선(성능)은 2~3% 이내로 유사해야 합니다. 결합된 펌프 곡선은 비교적 평평해야 합니다(병렬로 작동하는 펌프의 경우 API 610은 정격 유량에서 사점까지의 헤드의 최소 10%의 헤드 증가를 요구합니다).

수평 분할 케이스 펌프 피리 소리

부적절한 배관 설계는 과도한 펌프 진동, 베어링 문제, 씰 문제, 펌프 구성 요소의 조기 고장 또는 치명적인 고장으로 쉽게 이어질 수 있습니다.

흡입 파이핑은 액체가 펌프 임펠러 흡입구에 도달할 때 압력과 온도와 같은 올바른 작동 조건을 가져야 하기 때문에 특히 중요합니다. 매끄럽고 균일한 흐름은 캐비테이션 위험을 줄이고 펌프가 안정적으로 작동할 수 있게 합니다.

파이프와 채널 직경은 헤드에 상당한 영향을 미칩니다. 대략적으로, 마찰로 인한 압력 손실은 파이프 직경의 5제곱에 반비례합니다.

예를 들어, 파이프 직경이 10% 증가하면 헤드 손실이 약 40% 감소할 수 있습니다. 마찬가지로 파이프 직경이 20% 증가하면 헤드 손실이 60% 감소할 수 있습니다.

즉, 마찰 헤드 손실은 원래 직경의 헤드 손실의 40% 미만이 됩니다. 펌핑 응용 분야에서 순 양성 흡입 헤드(NPSH)의 중요성은 펌프 흡입 파이프의 설계를 중요한 요소로 만듭니다.

흡입 파이프는 가능한 한 간단하고 직선이어야 하며, 총 길이는 최소화해야 합니다. 원심 펌프는 일반적으로 난류를 피하기 위해 흡입 파이프 직경의 6~11배의 직선 런 길이를 가져야 합니다.

임시 흡입 필터가 필요한 경우가 많지만 일반적으로 영구 흡입 필터는 권장되지 않습니다.

NPSHR 감소

단위 NPSH(NPSHA)를 증가시키는 대신, 배관 및 공정 엔지니어는 때때로 필요한 NPSH(NPSHR)를 줄이려고 시도합니다. NPSHR은 펌프 설계 및 펌프 속도의 함수이므로 NPSHR을 줄이는 것은 옵션이 제한되어 어렵고 비용이 많이 드는 프로세스입니다.

임펠러 흡입구와 수평 분할 케이스 펌프의 전체 크기는 펌프 설계 및 선택 시 중요한 고려 사항입니다. 임펠러 흡입구가 더 큰 펌프는 더 낮은 NPSHR을 제공할 수 있습니다.

그러나 더 큰 임펠러 흡입구는 재순환 문제와 같은 일부 작동 및 유체 역학 문제를 일으킬 수 있습니다. 속도가 낮은 펌프는 일반적으로 필요한 NPSH가 낮고 속도가 높은 펌프는 필요한 NPSH가 더 높습니다.

특별히 설계된 대형 흡입구 임펠러가 있는 펌프는 높은 재순환 문제를 일으킬 수 있으며, 이는 효율성과 신뢰성을 감소시킵니다. 일부 저 NPSHR 펌프는 전체 효율성이 응용 분야에 경제적이지 않을 정도로 낮은 속도에서 작동하도록 설계되었습니다. 이러한 저속 펌프는 신뢰성도 낮습니다.

대형 고압 펌프는 펌프 위치, 흡입 용기/탱크 배치와 같은 실제 현장 제약 조건에 따라 최종 사용자가 제약 조건을 충족하는 NPSHR을 갖춘 펌프를 찾을 수 없습니다.

많은 리노베이션/리모델링 프로젝트에서 현장 레이아웃은 변경할 수 없지만 현장에는 여전히 대형 고압 펌프가 필요합니다. 이 경우 부스터 펌프를 사용해야 합니다.

부스터 펌프는 NPSHR이 낮은 저속 펌프입니다. 부스터 펌프는 주 펌프와 동일한 유량을 가져야 합니다. 부스터 펌프는 일반적으로 주 펌프 상류에 설치됩니다.

진동의 원인 식별

낮은 유량(일반적으로 BEP 유량의 50% 미만)은 캐비테이션, 내부 재순환 및 공기 유입으로 인한 소음 및 진동을 포함한 여러 유체 역학 문제를 일으킬 수 있습니다. 일부 스플릿 케이스 펌프는 매우 낮은 유량(때로는 BEP 유량의 35%에 불과함)에서 흡입 재순환의 불안정성을 견딜 수 있습니다.

다른 펌프의 경우 흡입 재순환은 BEP 유량의 약 75%에서 발생할 수 있습니다. 흡입 재순환은 약간의 손상과 침식을 일으킬 수 있으며, 일반적으로 펌프 임펠러 블레이드의 중간쯤에서 발생합니다.

출구 재순환은 저유량에서도 발생할 수 있는 유체역학적 불안정성입니다. 이 재순환은 임펠러 또는 임펠러 슈라우드의 출구 측의 부적절한 클리어런스로 인해 발생할 수 있습니다. 이는 또한 피팅 및 기타 손상으로 이어질 수 있습니다.

액체 흐름의 증기 거품은 불안정성과 진동을 일으킬 수 있습니다. 캐비테이션은 일반적으로 임펠러의 흡입 포트를 손상시킵니다. 캐비테이션으로 인한 소음과 진동은 다른 고장과 유사할 수 있지만 펌프 임펠러의 피팅 및 손상 위치를 검사하면 일반적으로 근본 원인을 밝혀낼 수 있습니다.

액체를 비등점에 가깝게 펌핑하거나 복잡한 흡입 파이프로 인해 난류가 발생할 때 가스 유입이 흔히 발생합니다.