Неправильна конструкція/схема трубопроводу може призвести до таких проблем, як гідравлічна нестабільність і кавітація в насосній системі. Щоб запобігти кавітації, слід звернути увагу на конструкцію всмоктувального трубопроводу та системи всмоктування. Кавітація, внутрішня рециркуляція та залучення повітря можуть призвести до високого рівня шуму та вібрації, що може пошкодити ущільнення та підшипники.

Лінія циркуляції насоса

Коли горизонтальний роздільний насос повинні працювати в різних робочих точках, може знадобитися циркуляційна лінія для повернення частини рідини, що перекачується, на сторону всмоктування насоса. Це дозволяє насосу продовжувати працювати ефективно та надійно на BEP. Повернення частини рідини витрачає деяку кількість енергії, але для невеликих насосів втрачена потужність може бути незначною.

Циркулюючу рідину слід направляти назад до джерела всмоктування, а не до лінії всмоктування чи вхідної труби насоса. Якщо його повернути у всмоктувальну лінію, це спричинить турбулентність на всмоктуванні насоса, викликаючи проблеми з роботою або навіть пошкодження. Рідина, що повертається, повинна повертатися до іншої сторони джерела всмоктування, а не до точки всмоктування насоса. Зазвичай відповідні перегородки або інші подібні конструкції можуть гарантувати, що зворотна рідина не викликає турбулентності в джерелі всмоктування.

Паралельна робота

Коли одиничний великий горизонтальний роздільний насос це неможливо, або для певних застосувань із високим потоком часто потрібно паралельно працювати кілька менших насосів. Наприклад, деякі виробники насосів можуть бути не в змозі забезпечити достатньо великий насос для великого потоку насосів. Деякі послуги вимагають широкого діапазону робочих потоків, коли один насос не може працювати економічно. Для цих служб з вищим рейтингом перемикання або робота насосів поза їх BEP створює значні витрати енергії та проблеми з надійністю.

Коли насоси працюють паралельно, кожен насос виробляє менший потік, ніж, якби він працював окремо. Коли два ідентичні насоси працюють паралельно, загальна витрата менше ніж удвічі перевищує витрату кожного насоса. Паралельна робота часто використовується як останнє рішення, незважаючи на спеціальні вимоги до програми. Наприклад, у багатьох випадках два насоси, що працюють паралельно, краще, ніж три чи більше насосів, які працюють паралельно, якщо це можливо.

Паралельна робота насосів може бути небезпечною та нестабільною. Насоси, що працюють паралельно, вимагають ретельного підбору розмірів, експлуатації та контролю. Криві (продуктивність) кожного насоса повинні бути подібними - в межах 2-3 %. Комбіновані криві насоса повинні залишатися відносно рівними (для насосів, що працюють паралельно, API 610 вимагає збільшення напору щонайменше на 10% від напору при номінальній витраті до мертвої точки).

Горизонтальний розкол Корпус насоса Трубопровід

Неправильна конструкція трубопроводу може легко призвести до надмірної вібрації насоса, проблем з підшипниками, проблем з ущільненням, передчасного виходу з ладу компонентів насоса або катастрофічної поломки.

Всмоктувальний трубопровід особливо важливий, оскільки рідина повинна мати правильні робочі умови, такі як тиск і температура, коли вона досягає всмоктувального отвору робочого колеса насоса. Плавний рівномірний потік зменшує ризик кавітації та забезпечує надійну роботу насоса.

Діаметри труб і каналів мають значний вплив на напір. За приблизною оцінкою, втрати тиску через тертя обернено пропорційні п’ятому ступені діаметра труби.

Наприклад, збільшення діаметра труби на 10% може зменшити втрату напору приблизно на 40%. Так само збільшення діаметра труби на 20% може зменшити втрату напору на 60%.

Іншими словами, втрата напору на тертя становитиме менше 40% втрати напору початкового діаметра. Важливість чистої позитивної висоти всмоктування (NPSH) у насосних застосуваннях робить конструкцію всмоктувального трубопроводу насоса важливим фактором.

Всмоктувальний трубопровід має бути максимально простим і прямим, а загальна довжина має бути мінімальною. Щоб уникнути турбулентності, відцентрові насоси зазвичай повинні мати довжину прямої лінії в 6-11 разів більше діаметра всмоктувального трубопроводу.

Часто потрібні тимчасові всмоктувальні фільтри, але постійні всмоктувальні фільтри зазвичай не рекомендуються.

Зниження НПШР

Замість того, щоб збільшити одиницю NPSH (NPSHA), інженери-технологи іноді намагаються зменшити необхідний NPSH (NPSHR). Оскільки NPSHR є функцією конструкції насоса та його швидкості, зниження NPSHR є складним і дорогим процесом з обмеженими можливостями.

Всмоктувальний отвір робочого колеса та загальний розмір горизонтального насоса з роздільним корпусом є важливими міркуваннями при проектуванні та виборі насоса. Насоси з більшими всмоктувальними отворами крильчатки можуть забезпечувати менший NPSHR.

Однак більші всмоктувальні отвори робочого колеса можуть спричинити певні проблеми з роботою та динамікою рідини, наприклад проблеми з рециркуляцією. Насоси з нижчою швидкістю зазвичай мають нижчий необхідний NPSH; насоси з більш високою швидкістю мають більший необхідний NPSH.

Насоси зі спеціально розробленими робочими колесами з великим отвором всмоктування можуть спричинити серйозні проблеми з рециркуляцією, що знижує ефективність і надійність. Деякі насоси з низьким NPSHR розроблені для роботи на таких низьких швидкостях, що загальна ефективність не є економічною для застосування. Ці низькошвидкісні насоси також мають низьку надійність.

Великі насоси високого тиску підлягають практичним обмеженням на місці, таким як розташування насоса та розташування всмоктувальної ємності/цистерни, що не дозволяє кінцевому користувачеві знайти насос із NPSHR, який відповідає обмеженням.

У багатьох проектах реконструкції/перебудови планування ділянки не можна змінити, але великий насос високого тиску все одно потрібен на місці. У цьому випадку слід використовувати підкачувальний насос.

Підвищувальний насос – це низькошвидкісний насос із меншим NPSHR. Підвищувальний насос повинен мати таку ж швидкість потоку, як і основний насос. Підвищувальний насос зазвичай встановлюється перед головним насосом.

Виявлення причини вібрації

Низька швидкість потоку (зазвичай менше 50% потоку BEP) може спричинити кілька проблем із динамікою рідини, включаючи шум і вібрацію від кавітації, внутрішньої рециркуляції та залучення повітря. Деякі насоси з роздільним корпусом здатні протистояти нестабільності рециркуляції всмоктування при дуже низьких витратах (іноді лише 35% потоку BEP).

Для інших насосів рециркуляція всмоктування може відбуватися приблизно при 75% витрати BEP. Рециркуляція всмоктування може спричинити певні пошкодження та виточки, які зазвичай виникають приблизно посередині лопатей робочого колеса насоса.

Рециркуляція на виході є гідродинамічною нестабільністю, яка також може виникати при низьких витратах. Така рециркуляція може бути викликана неправильними зазорами на стороні випуску робочого колеса або кожуха робочого колеса. Це також може призвести до виїмок та інших пошкоджень.

Бульбашки пари в потоці рідини можуть викликати нестабільність і вібрацію. Кавітація зазвичай пошкоджує всмоктувальний отвір робочого колеса. Шум і вібрація, викликані кавітацією, можуть імітувати інші несправності, але перевірка місця виїмок і пошкоджень на робочому колесі насоса зазвичай може виявити першопричину.

Залучення газу є поширеним при перекачуванні рідин, близьких до точки кипіння, або коли складні всмоктувальні труби спричиняють турбулентність.