Reverzná rýchlosť vertikálneho turbínového čerpadla z hlbokých studní
Rýchlosť spätného chodu sa vzťahuje na rýchlosť (tiež nazývanú rýchlosť návratu, rýchlosť spätného chodu) ahlboká studňa vertikálne turbínové čerpadlokeď kvapalina preteká čerpadlom v opačnom smere pod určitou dopravnou výškou (to je celkový rozdiel výšky medzi výstupným potrubím čerpadla a sacím potrubím).
Táto situácia môže nastať v sústavách s charakteristickou krivkou sústavy s vysokou statickou výškou (Hsys, 0), ale aj v paralelne pracujúcich vertikálnych turbínových čerpadlách hlbokých vrtov.
Keď sa jednotka čerpadla neočakávane vypne, spätný ventil na výstupe zlyhá a výstupné potrubie je otvorené, smer tekutiny cez čerpadlo sa obráti a rotor čerpadla sa po zmene smeru prietoku otáča opačnou prevádzkovou rýchlosťou.
Reverzná prevádzková rýchlosť je zvyčajne výrazne vyššia ako normálna prevádzková rýchlosť a závisí od podmienok systému (najmä aktuálneho tlaku) a špecifických otáčok čerpadla (ns). Maximálna spätná prevádzková rýchlosť čerpadla s radiálnym prietokom (ns ≈ 40 ot./min.) je približne o 25 % vyššia ako normálna prevádzková rýchlosť čerpadla, zatiaľ čo maximálna spätná prevádzková rýchlosť čerpadla s axiálnym prietokom (ns ≥ 100 ot./min. ) je vyššia ako bežná prevádzková rýchlosť čerpadla. Beží o 100% rýchlejšie.
Tieto prevádzkové stavy môžu nastať aj vtedy, ak uzatvárací prvok používaný na ochranu proti nárazovému tlaku (vodnému rázu) nie je spätný ventil, ale pomaly sa zatvárajúci uzatvárací prvok. Väčšina vrátenej kvapaliny môže vytiecť cez vertikálne turbínové čerpadlo hlbokého vrtu.
Ak je rázový tlak spôsobený výpadkom napájania v hnacej jednotke a nie je nainštalovaný spätný ventil, hriadeľ čerpadla sa bude otáčať v opačnom smere. Počas tohto procesu je potrebné venovať veľkú pozornosť aj rizikám spojeným s klznými ložiskami a mechanickými upchávkami, ktoré fungujú len v jednom smere otáčania, ako aj možnému uvoľneniu závitových spojov na rotujúcich hriadeľoch.
Ak je vratné médium náhodou v stave blízkom bodu varu, médium sa môže vypariť, keď čerpadlo alebo škrtiace zariadenie na tlakovej strane odtlakujú.
Obrátená prevádzková rýchlosť prúdu obsahujúceho paru (spätného) oproti spätnému toku kvapaliny, ako funkcia druhej odmocniny pomeru hustoty kvapaliny/pary, môže vzrásť na nebezpečne vysoké hodnoty.
Ak je hnací motor zapnutý vo vertikálnom turbínovom čerpadle hlbinných vrtov, ktoré sa otáča v opačnom smere ako je normálny smer otáčania, čas nábehu čerpacieho agregátu sa výrazne predĺži. V tomto prevádzkovom stave je pri asynchrónnych motoroch potrebné zaznamenať aj dodatočné zvýšenie teploty motora.
Aby sa predišlo poškodeniu čerpacieho agregátu nadmernými otáčkami spätného chodu, je možné vykonať len vhodné opatrenia.
Protiopatrenia na zabránenie príliš vysokej rýchlosti spätného chodu zahŕňajú:
1) Na hriadeľ čerpadla nainštalujte mechanické zariadenie proti spätnému chodu (ako napr. blokovacie zariadenie proti spätnému toku);
2) Na výstupné potrubie čerpadla nainštalujte spoľahlivý samozatvárací jednosmerný spätný ventil (napríklad výkyvný spätný ventil).
Poznámka: Zariadenie proti spätnému chodu sa používa na zabránenie spätnému chodu čerpadla. Medzi nimi zariadenie na blokovanie spätného toku funguje na princípe rotácie dopredu bez prekážok. Po obrátení smeru otáčania hriadeľa sa otáčanie rotora okamžite zastaví.