Nepravilna zasnova/postavitev cevi lahko povzroči težave, kot sta hidravlična nestabilnost in kavitacija v sistemu črpalke. Da bi preprečili kavitacijo, se je treba osredotočiti na zasnovo sesalnih cevi in ​​sesalnega sistema. Kavitacija, notranje kroženje in vnos zraka lahko povzročijo visoko raven hrupa in vibracij, ki lahko poškodujejo tesnila in ležaje.

Obtočni vod črpalke

Ko horizontalna črpalka z deljenim ohišjem mora delovati na različnih delovnih točkah, bo morda potreben obtočni vod za vrnitev dela črpane tekočine na sesalno stran črpalke. To omogoča, da črpalka še naprej deluje učinkovito in zanesljivo pri BEP. Pri vračanju dela tekočine se porabi nekaj energije, pri majhnih črpalkah pa je lahko izgubljena moč zanemarljiva.

Krožečo tekočino je treba poslati nazaj v sesalni vir, ne v sesalni vod ali dovodno cev črpalke. Če se vrne v sesalni vod, bo povzročil turbulenco pri sesanju črpalke, kar bo povzročilo težave pri delovanju ali celo poškodbe. Vrnjena tekočina mora teči nazaj na drugo stran sesalnega vira, ne na sesalno točko črpalke. Običajno lahko z ustreznimi pregradami ali drugimi podobnimi zasnovami zagotovimo, da povratna tekočina ne povzroča turbulenc na sesalnem viru.

Vzporedno delovanje

Ko en sam velik horizontalna črpalka z deljenim ohišjem ni izvedljivo ali pa je za nekatere aplikacije z visokim pretokom pogosto potrebnih vzporedno delovanje več manjših črpalk. Na primer, nekateri proizvajalci črpalk morda ne bodo mogli zagotoviti dovolj velike črpalke za paket črpalk z velikim pretokom. Nekatere storitve zahtevajo širok razpon obratovalnih tokov, kjer ena črpalka ne more gospodarno delovati. Pri teh visoko ocenjenih storitvah ciklično premikanje ali delovanje črpalk stran od njihovega BEP povzroča precejšnje izgube energije in težave z zanesljivostjo.

Ko črpalke delujejo vzporedno, proizvede vsaka črpalka manjši pretok, kot bi ga, če bi delovala sama. Ko dve enaki črpalki delujeta vzporedno, je skupni pretok manjši od dvakratnega pretoka vsake črpalke. Vzporedno delovanje se pogosto uporablja kot zadnja rešitev kljub posebnim zahtevam aplikacije. Na primer, v mnogih primerih sta dve črpalki, ki delujeta vzporedno, boljši od treh ali več črpalk, ki delujejo vzporedno, če je to mogoče.

Vzporedno delovanje črpalk je lahko nevarno in nestabilno delovanje. Črpalke, ki delujejo vzporedno, zahtevajo natančno dimenzioniranje, delovanje in nadzor. Krivulje (zmogljivosti) vsake črpalke morajo biti podobne – znotraj 2 do 3 %. Kombinirane krivulje črpalke morajo ostati razmeroma ravne (za črpalke, ki delujejo vzporedno, API 610 zahteva dvig višine za vsaj 10 % višine pri nazivnem pretoku do mrtve točke).

Vodoravni razdelek Črpalka za ohišje Piping

Nepravilna zasnova cevi lahko zlahka privede do prekomernih vibracij črpalke, težav z ležaji, težav s tesnilom, prezgodnje okvare komponent črpalke ali katastrofalne okvare.

Sesalni cevovod je še posebej pomemben, ker mora imeti tekočina ustrezne delovne pogoje, kot sta tlak in temperatura, ko doseže sesalno odprtino rotorja črpalke. Gladek, enakomeren pretok zmanjša tveganje kavitacije in omogoča zanesljivo delovanje črpalke.

Premeri cevi in ​​kanalov pomembno vplivajo na višino. Kot groba ocena je izguba tlaka zaradi trenja obratno sorazmerna s peto potenco premera cevi.

Na primer, 10-odstotno povečanje premera cevi lahko zmanjša izgubo tlaka za približno 40 %. Podobno lahko 20 % povečanje premera cevi zmanjša izgubo tlaka za 60 %.

Z drugimi besedami, izguba torne glave bo manjša od 40 % izgube glave prvotnega premera. Zaradi pomena neto pozitivne sesalne višine (NPSH) pri črpalnih aplikacijah je zasnova sesalnih cevi črpalke pomemben dejavnik.

Sesalne cevi morajo biti čim bolj enostavne in ravne, skupna dolžina pa čim manjša. Centrifugalne črpalke morajo običajno imeti dolžino ravnega teka od 6 do 11-kratnega premera sesalne cevi, da se izognete turbulencam.

Pogosto so potrebni začasni sesalni filtri, vendar trajni sesalni filtri na splošno niso priporočljivi.

Zmanjšanje NPSHR

Namesto povečanja enote NPSH (NPSHA), cevovodni in procesni inženirji včasih poskušajo zmanjšati zahtevani NPSH (NPSHR). Ker je NPSHR funkcija zasnove črpalke in hitrosti črpalke, je zmanjšanje NPSHR težaven in drag postopek z omejenimi možnostmi.

Sesalna odprtina rotorja in skupna velikost vodoravne črpalke z deljenim ohišjem sta pomembna dejavnika pri načrtovanju in izbiri črpalke. Črpalke z večjimi sesalnimi odprtinami rotorja lahko zagotovijo nižji NPSHR.

Vendar pa lahko večje sesalne odprtine rotorja povzročijo nekatere težave pri delovanju in dinamiki tekočin, kot so težave z recirkulacijo. Črpalke z nižjimi hitrostmi imajo običajno nižji zahtevani NPSH; črpalke z višjimi hitrostmi imajo višji zahtevani NPSH.

Črpalke s posebej zasnovanimi rotorji z veliko sesalno odprtino lahko povzročijo velike težave z recirkulacijo, kar zmanjša učinkovitost in zanesljivost. Nekatere črpalke z nizkim NPSHR so zasnovane za delovanje pri tako nizkih hitrostih, da splošna učinkovitost ni ekonomična za aplikacijo. Te črpalke z nizko hitrostjo imajo tudi nizko zanesljivost.

Za velike visokotlačne črpalke veljajo praktične omejitve na lokaciji, kot so lokacija črpalke in postavitev sesalne posode/rezervoarja, kar končnemu uporabniku preprečuje, da bi našel črpalko z NPSHR, ki ustreza omejitvam.

Pri številnih projektih prenove/preoblikovanja ni mogoče spremeniti postavitve lokacije, vendar je na lokaciji še vedno potrebna velika visokotlačna črpalka. V tem primeru je treba uporabiti črpalko za dvig tlaka.

Črpalka za dvig tlaka je črpalka z nizko hitrostjo in nižjim NPSHR. Črpalka za dvig tlaka mora imeti enak pretok kot glavna črpalka. Črpalka za dvig tlaka je običajno nameščena pred glavno črpalko.

Prepoznavanje vzroka za vibracije

Nizke stopnje pretoka (običajno manj kot 50 % pretoka BEP) lahko povzročijo številne težave z dinamiko tekočine, vključno s hrupom in vibracijami zaradi kavitacije, notranje recirkulacije in vnosa zraka. Nekatere črpalke z ločenim ohišjem se lahko uprejo nestabilnosti sesalne recirkulacije pri zelo nizkih stopnjah pretoka (včasih le 35 % pretoka BEP).

Pri drugih črpalkah se lahko sesalna recirkulacija pojavi pri približno 75 % pretoka BEP. Sesalna recirkulacija lahko povzroči nekaj poškodb in lukenj, ki se običajno pojavijo približno na polovici lopatic rotorja črpalke.

Recirkulacija na iztoku je hidrodinamična nestabilnost, ki se lahko pojavi tudi pri nizkih pretokih. To recirkulacijo lahko povzročijo neustrezne zračnosti na izhodni strani rotorja ali pokrova rotorja. To lahko povzroči tudi luknjičaste in druge poškodbe.

Parni mehurčki v toku tekočine lahko povzročijo nestabilnosti in vibracije. Kavitacija običajno poškoduje sesalno odprtino rotorja. Hrup in tresljaji, ki jih povzroča kavitacija, lahko posnemajo druge okvare, vendar lahko pregled lokacije luknjic in poškodb na rotorju črpalke običajno razkrije glavni vzrok.

Vnos plina je pogost pri črpanju tekočin blizu vrelišča ali ko kompleksne sesalne cevi povzročajo turbulenco.