Povratna hitrost vrtenja navpične turbinske črpalke globokega vodnjaka
Hitrost vzvratne vožnje se nanaša na hitrost (imenovano tudi povratna hitrost, vzvratna hitrost) anavpična turbinska črpalka globoke vrtineko tekočina teče skozi črpalko v obratni smeri pod določeno višino (to je skupna razlika v višini med izstopno cevjo črpalke in sesalno cevjo).
Ta situacija se lahko pojavi v sistemih s sistemsko karakteristično krivuljo z visoko statično višino (Hsys, 0), pa tudi v vzporedno delujočih navpičnih turbinskih črpalkah globokih vrtin.
Ko se črpalna enota nepričakovano izklopi, izstopni povratni ventil odpove in je izhodni cevovod odprt, bo smer tekočine skozi črpalko obrnjena in rotor črpalke se bo po spremembi smeri pretoka vrtel z obratno delovno hitrostjo.
Hitrost vzvratnega delovanja je običajno znatno višja od običajne hitrosti delovanja in je odvisna od sistemskih pogojev (zlasti trenutnega tlaka) in specifične hitrosti črpalke (ns). Največja vzvratna delovna hitrost radialne črpalke (ns ≈ 40 r/min) je približno 25 % višja od normalne delovne hitrosti črpalke, medtem ko je največja povratna obratovalna hitrost aksialne črpalke (ns ≥ 100 r/min) ) je višja od običajne delovne hitrosti črpalke. Deluje 100 % hitreje.
Do teh obratovalnih pogojev lahko pride tudi, če zapiralni element, ki se uporablja za zaščito pred udarnim pritiskom (vodni udar), ni protipovratni ventil, ampak zapiralni element za počasno zapiranje. Večina vrnjene tekočine lahko odteče skozi navpično turbinsko črpalko globoke vrtine.
Če je udarni tlak posledica izpada električne energije v pogonski enoti in ni vgrajen povratni ventil, se bo tudi gred črpalke vrtela v nasprotni smeri. Med tem postopkom je treba posebno pozornost nameniti tudi tveganjem, ki so povezana z drsnimi ležaji in mehanskimi tesnili, ki delujejo samo v eni smeri vrtenja, ter možnemu popuščanju navojnih pritrdilnih elementov na vrtečih se gredi.
Če se zgodi, da je povratni medij v stanju blizu vrelišča, lahko medij upari, ko se tlak v črpalki ali dušilni napravi na tlačni strani zmanjša.
Vzvratna obratovalna hitrost (povratnega) toka, ki vsebuje paro, v primerjavi s povratnim tokom tekočine, kot funkcija kvadratnega korena razmerja gostote tekočine/pare, lahko naraste do nevarno visokih vrednosti.
Če v vertikalni turbinski črpalki globokega vodnjaka vklopimo pogonski motor, ki se vrti v nasprotni smeri od normalne smeri vrtenja, se čas zagona črpalnega agregata znatno podaljša. V tem obratovalnem stanju je pri asinhronih motorjih treba upoštevati tudi dodatno povišanje temperature motorja.
Samo z ustreznimi ukrepi je mogoče preprečiti poškodbe črpalnega agregata zaradi previsoke vzvratne hitrosti.
Protiukrepi za preprečevanje prevelike hitrosti vzvratne vožnje vključujejo:
1) Namestite mehansko protipovratno napravo (kot je naprava za zaporo povratnega toka) na gred črpalke;
2) Namestite zanesljiv samozapiralni enosmerni povratni ventil (kot je nihajni povratni ventil) na izhodno cev črpalke.
Opomba: Naprava proti vzvratni vožnji se uporablja za preprečevanje vzvratne vožnje črpalke. Med njimi je naprava za blokiranje povratnega toka, ki deluje po principu nemotenega vrtenja naprej. Ko se smer vrtenja gredi obrne, se vrtenje rotorja takoj ustavi.