Niewłaściwa konstrukcja/układ rurociągów może prowadzić do problemów, takich jak niestabilność hydrauliczna i kawitacja w układzie pompy. Aby zapobiec kawitacji, należy skupić się na konstrukcji rurociągu ssącego i układu ssącego. Kawitacja, wewnętrzna recyrkulacja i wciąganie powietrza mogą prowadzić do wysokiego poziomu hałasu i wibracji, które mogą uszkodzić uszczelnienia i łożyska.

Linia cyrkulacyjna pompy

Kiedy pozioma pompa z dzieloną obudową muszą działać w różnych punktach pracy, może być wymagana linia cyrkulacyjna, aby zwrócić część pompowanej cieczy do strony ssącej pompy. Pozwala to pompie na kontynuowanie wydajnej i niezawodnej pracy w BEP. Zwrot części cieczy marnuje część mocy, ale w przypadku małych pomp marnowana moc może być nieistotna.

Płyn krążący powinien być odsyłany z powrotem do źródła ssania, a nie do przewodu ssącego lub rury wlotowej pompy. Jeśli zostanie on zwrócony do przewodu ssącego, spowoduje to turbulencje na ssaniu pompy, powodując problemy z działaniem lub nawet uszkodzenia. Powrócona ciecz powinna płynąć z powrotem na drugą stronę źródła ssania, a nie do punktu ssania pompy. Zazwyczaj odpowiednie układy przegród lub inne podobne konstrukcje mogą zapewnić, że powracająca ciecz nie spowoduje turbulencji na źródle ssania.

Praca równoległa

Kiedy pojedynczy duży pozioma pompa z dzieloną obudową nie jest wykonalne lub w przypadku niektórych zastosowań o dużym przepływie często wymagane jest równoległe działanie wielu mniejszych pomp. Na przykład niektórzy producenci pomp mogą nie być w stanie dostarczyć wystarczająco dużej pompy do pakietu pomp o dużym przepływie. Niektóre usługi wymagają szerokiego zakresu przepływów roboczych, w których pojedyncza pompa nie może ekonomicznie funkcjonować. W przypadku tych usług o wyższych wartościach znamionowych cykliczne lub operacyjne pompy z dala od ich BEP powodują znaczne marnotrawstwo energii i problemy z niezawodnością.

Gdy pompy są eksploatowane równolegle, każda pompa wytwarza mniejszy przepływ niż gdyby działała sama. Gdy dwie identyczne pompy są eksploatowane równolegle, całkowity przepływ jest mniejszy niż dwukrotność przepływu każdej pompy. Praca równoległa jest często stosowana jako ostateczne rozwiązanie pomimo specjalnych wymagań aplikacji. Na przykład w wielu przypadkach dwie pompy pracujące równolegle są lepsze niż trzy lub więcej pomp pracujących równolegle, jeśli to możliwe.

Równoległe działanie pomp może być niebezpieczne i niestabilne. Pompy pracujące równolegle wymagają starannego doboru wielkości, działania i monitorowania. Krzywe (wydajność) każdej pompy muszą być podobne - w granicach 2 do 3%. Połączone krzywe pomp muszą pozostać stosunkowo płaskie (w przypadku pomp pracujących równolegle, API 610 wymaga zwiększenia wysokości podnoszenia o co najmniej 10% wysokości podnoszenia przy przepływie znamionowym do martwego punktu).

Podział poziomy Pompa w obudowie Rurociąg

Niewłaściwie zaprojektowana instalacja rurowa może łatwo doprowadzić do nadmiernych wibracji pompy, problemów z łożyskami, problemów z uszczelnieniami, przedwczesnej awarii podzespołów pompy lub poważnej awarii.

Rurociąg ssący jest szczególnie ważny, ponieważ ciecz powinna mieć odpowiednie warunki pracy, takie jak ciśnienie i temperatura, gdy dotrze do otworu ssącego wirnika pompy. Płynny, równomierny przepływ zmniejsza ryzyko kawitacji i umożliwia niezawodną pracę pompy.

Średnice rur i kanałów mają znaczący wpływ na ciśnienie. W przybliżeniu strata ciśnienia spowodowana tarciem jest odwrotnie proporcjonalna do piątej potęgi średnicy rury.

Na przykład zwiększenie średnicy rury o 10% może zmniejszyć stratę ciśnienia o około 40%. Podobnie zwiększenie średnicy rury o 20% może zmniejszyć stratę ciśnienia o 60%.

Innymi słowy, strata ciśnienia tarcia będzie mniejsza niż 40% straty ciśnienia pierwotnej średnicy. Znaczenie dodatniej wysokości ssania netto (NPSH) w zastosowaniach pompowych sprawia, że ​​konstrukcja rurociągu ssącego pompy jest ważnym czynnikiem.

Rurociąg ssący powinien być możliwie jak najprostszy i prosty, a jego całkowita długość powinna być zminimalizowana. Pompy odśrodkowe powinny mieć zazwyczaj prostą długość biegu równą 6 do 11 razy średnicy rurociągu ssącego, aby uniknąć turbulencji.

Często wymagane są tymczasowe filtry ssące, ale na ogół nie zaleca się stosowania stałych filtrów ssących.

Zmniejszanie NPSHR

Zamiast zwiększać jednostkową NPSH (NPSHA), inżynierowie rurociągów i procesów czasami próbują zmniejszyć wymaganą NPSH (NPSHR). Ponieważ NPSHR jest funkcją konstrukcji pompy i prędkości pompy, zmniejszanie NPSHR jest trudnym i kosztownym procesem o ograniczonych możliwościach.

Otwór ssący wirnika i całkowity rozmiar poziomej pompy z dzieloną obudową są ważnymi czynnikami przy projektowaniu i wyborze pompy. Pompy z większymi otworami ssącymi wirnika mogą zapewniać niższy NPSHR.

Jednakże większe otwory ssące wirnika mogą powodować pewne problemy operacyjne i związane z dynamiką płynów, takie jak problemy z recyrkulacją. Pompy o niższych prędkościach mają zazwyczaj niższe wymagane NPSH; pompy o wyższych prędkościach mają wyższe wymagane NPSH.

Pompy ze specjalnie zaprojektowanymi wirnikami o dużym otworze ssącym mogą powodować problemy z wysoką recyrkulacją, co zmniejsza wydajność i niezawodność. Niektóre pompy o niskim NPSHR są zaprojektowane do pracy przy tak niskich prędkościach, że ogólna wydajność nie jest ekonomiczna dla danego zastosowania. Te pompy o niskiej prędkości mają również niską niezawodność.

Duże pompy wysokociśnieniowe podlegają praktycznym ograniczeniom terenowym, takim jak lokalizacja pompy i układ naczynia/zbiornika ssawnego, co uniemożliwia użytkownikowi końcowemu znalezienie pompy o NPSHR spełniającej te ograniczenia.

W wielu projektach renowacji/przebudowy nie można zmienić układu miejsca, ale na miejscu nadal wymagana jest duża pompa wysokociśnieniowa. W takim przypadku należy użyć pompy wspomagającej.

Pompa wspomagająca to pompa wolnoobrotowa o niższym NPSHR. Pompa wspomagająca powinna mieć taki sam przepływ jak pompa główna. Pompa wspomagająca jest zwykle instalowana przed pompą główną.

Identyfikacja przyczyny drgań

Niskie natężenia przepływu (zwykle mniejsze niż 50% przepływu BEP) mogą powodować kilka problemów z dynamiką płynów, w tym hałas i wibracje spowodowane kawitacją, wewnętrzną recyrkulacją i wciąganiem powietrza. Niektóre pompy z rozdzieloną obudową są w stanie wytrzymać niestabilność recyrkulacji ssania przy bardzo niskich natężeniach przepływu (czasami tak niskich jak 35% przepływu BEP).

W przypadku innych pomp recyrkulacja ssania może wystąpić przy około 75% przepływu BEP. Recyrkulacja ssania może powodować pewne uszkodzenia i wżery, zwykle występujące w połowie wysokości łopatek wirnika pompy.

Recyrkulacja wylotowa to niestabilność hydrodynamiczna, która może również wystąpić przy niskich przepływach. Recyrkulacja ta może być spowodowana nieprawidłowymi luzami po stronie wylotowej wirnika lub osłony wirnika. Może to również prowadzić do wżerów i innych uszkodzeń.

Pęcherzyki pary w przepływie cieczy mogą powodować niestabilność i wibracje. Kawitacja zwykle uszkadza otwór ssący wirnika. Hałas i wibracje spowodowane kawitacją mogą imitować inne awarie, ale kontrola lokalizacji wżerów i uszkodzeń na wirniku pompy zazwyczaj może ujawnić przyczynę.

Do zasysania gazu dochodzi często podczas pompowania cieczy o temperaturze bliskiej wrzenia lub gdy złożona konstrukcja rur ssących powoduje turbulencje.