Центробежный насос высокой производительности: типы, руководство по выбору и размерам для установок

Любой, кто провел ночную смену возле насосной станции, знает простую истину: рано выходят из строя насосы, которые обычно работают за окном, для которого они были предназначены. Когда заводу приходится перекачивать действительно большой объем жидкости (контур охлаждающей воды, линия циркуляции кристаллизатора, перекачка между резервуарным парком и технологическим процессом), работа обычно ложится на высокопроизводительный центробежный насос, и детали этого выбора решают, будет ли машина спокойно выполнять свою работу в течение десятилетия или превратится в головную боль при ежемесячном обслуживании.

Мы производим химические и промышленные насосы в Цзянсу с 1980-х годов, и значительная часть поставляемых нами насосов рассчитана на работу в больших объемах. Далее следует практический взгляд на то, как ведут себя эти насосы, где находятся их пределы и как выбрать тот, которым вы будете довольны спустя годы после ввода в эксплуатацию.

Что считается центробежным насосом с высокой производительностью

Центробежный насос превращает вращение вала в движение жидкости, а расход и напор всегда меняются по одной и той же кривой. Подтолкните насос к более высокому потоку, и напор, который он может создать, упадет; попросите больше напора, и поток упадет. Не существует единого числа, с которого начинается «высокий расход» — 50 м³/ч на заводе тонкой химии может быть серьезным расходом для этого процесса, в то время как в контуре охлаждающей воды расход 3000 м³/ч может считаться обычным.

Тем не менее, определенные дизайнерские особенности появляются всякий раз, когда нагрузка действительно большая:

• Большая проушина рабочего колеса и широкие каналы для потока позволяют жидкости поступать без чрезмерной скорости.
• Просторная улитка или диффузор, способный принимать объем, выходящий из рабочего колеса.
• Крыльчатка двойного всасывания на многих горизонтальных агрегатах разделяет входное отверстие на два потока и снижает скорость всасывания примерно вдвое.
• Вал и подшипники рассчитаны на радиальные нагрузки, присущие большому рабочему колесу.
• Определенная скорость, которая подталкивает гидравлическую форму к смешанному потоку или осевому потоку, а не к узкому радиальному рабочему колесу, используемому для работы с высоким напором.

Удельная скорость — это концепция, которая связывает все это воедино. Низкая удельная скорость означает узкое рабочее колесо, высокий напор и умеренный расход. По мере увеличения удельной скорости рабочее колесо приобретает смешанный поток и, в конечном итоге, осевой поток — форма пропеллера, обеспечивающая огромный объем при низком напоре. Вот почему наибольшие потоки на установке почти всегда поступают от пропеллерной или смешанной гидравлики, а не от стандартного насоса с односторонним всасыванием.

Как на самом деле создается поток

Жидкость попадает во всасывающее сопло, попадает в проушину рабочего колеса и задерживается между лопатками. Когда крыльчатка вращается, центробежное действие выбрасывает жидкость наружу с высокой скоростью. Корпус — улитка или кольцо лопастей диффузора — затем замедляет эту жидкость, а энергия, потерянная при замедлении, преобразуется в давление на выходе. Ничего загадочного, но каждая часть пути должна быть достаточно просторной для того объема, который вы просите переносить насос.

Сторона всасывания заслуживает наибольшего внимания при работе с высоким расходом, поскольку тот же насос, который идеально работает при половинном расходе, может создавать кавитацию при полном расходе. Требуемый NPSH быстро возрастает по мере увеличения расхода, тогда как доступный NPSH в системе падает, поскольку потери на трение растут пропорционально квадрату скорости. Несколько практических привычек сохраняют этот запас здоровым: держите всасывающий трубопровод коротким и большого размера, избегайте изгибов непосредственно у впускного патрубка, никогда не дросселируйте сторону всасывания и перед вводом в эксплуатацию убедитесь, что сетчатый фильтр всасывания чист.

Типы центробежных насосов с высокой производительностью

Высокий поток редко имеет единую форму. Какое семейство вам подойдет, зависит от того, какой напор необходим системе и какое воздействие жидкость оказывает на смачиваемые детали.

Когда требования к напору невелики, но объем огромен, обычно ответом является осевой поток. Наш химический осевой насос создан именно для этой комбинации: оно оснащено крыльчаткой пропеллерного типа, прямоточным каналом потока и корпусом, обеспечивающим низкие потери скорости. Если вы хотите понять, какую гибкость предлагает это семейство при изменении сопротивления системы, стоит прочитать наши заметки по пропускная способность и гибкость производительности осевых насосов .

Химический осевой насос для работы в больших объемах с низким напором Для работы с низким напором и большими объемами в этом насосе используется рабочее колесо пропеллерного типа и прямоточный поток, а также варианты материалов для агрессивных или абразивных химикатов. Посмотреть продукт →

Согласование насоса с рабочей точкой

Большинство разочаровывающих насосных установок не являются плохими насосами; это насосы, выбранные не в той точке кривой. Насос, выбранный в точке максимальной эффективности, но установленный в системе с другой кривой сопротивления, будет просто скользить вверх или вниз по своей линии производительности до тех пор, пока они не пересекутся. Если это пересечение оказывается далеко справа от расчетной точки, двигатель перегружается, запас NPSH исчезает и вибрация возрастает.

Процесс выбора звука обычно состоит из следующих этапов:

1. Установите реальную нагрузку: нормальный расход, максимальный расход и напор, необходимый системе для каждого из них.
2. Постройте кривую системы, включая статическую подъемную силу, потери на трение и любые допуски на регулирующий клапан.
3. Выбирайте насос, чья точка наилучшей эффективности находится вблизи нормального расхода, а не на пределе его диапазона.
4. Сравните имеющийся NPSH с требуемым NPSH с разумным запасом при максимальном расходе.
5. Убедитесь, что у двигателя достаточно запаса мощности для работы в самых холодных, плотных и вязких условиях, которые когда-либо встречались на заводе.
6. Перед завершением работы проверьте материалы, расположение уплотнений и любые требования к температуре или коррозии.

Для общих химических и нефтехимических услуг горизонтальные одноступенчатые технологические насосы остаются «рабочей лошадкой». линейка химических технологических насосов охватывает все: от стандартных CZ и IH до более тяжелых конфигураций ZA и ZE для потоков с высокой температурой и высоким давлением.

Стандартный химический технологический насос CZ для общего химического обслуживания Горизонтальный насос с задним открытием предназначен для применения в химической и нефтехимической промышленности, имеет коррозионностойкие материалы, механические уплотнения и доступ для обслуживания без демонтажа подключенных трубопроводов. Посмотреть продукт →

Материалы, уплотнения и перекачиваемая среда

Скорость потока – это только половина дела. Насос с высоким расходом, перекачивающий соляную кислоту при температуре 90 °C, требует совершенно иной конструкции, чем насос для подачи охлаждающей воды. По нашему опыту, большинство решений по материалам решаются тремя вопросами: каково содержание хлоридов, какова рабочая температура и есть ли какие-либо твердые вещества, которые могут истирать корпус или компенсационные кольца?

Для агрессивных сред корпуса с футеровкой из фторполимера и рабочие колеса из фторсплавов, такие как наши модели IHF и FSB, хорошо справляются с кислотами, щелочами и смешанными химическими потоками. Для работы с горячим маслом и горячей водой обычно используется конструкция из литой стали или сплава с соответствующими допусками на тепловое расширение. Уплотнение заслуживает равной заботы: механическое уплотнение с надлежащим планом промывки справляется с большинством технологических задач, в то время как устройство с магнитным приводом полностью удаляет уплотнение и часто является лучшим решением там, где утечка просто недопустима.

Температура также изменяет вязкость и давление пара, которые влияют на производительность насоса. Если вы работаете вблизи точки кипения жидкости, воспринимайте запас NPSH как проектное ограничение, а не формальность.

Навыки установки и обслуживания, которые защищают поток

После того как насос установлен на опорную плиту, необходимо выполнить несколько простых действий, чтобы сохранить высокую производительность по потоку там, где она должна быть:

• Проверьте соосность вала после того, как насос залит раствором и подсоединены трубопроводы, а не только на стенде.
• Поддерживайте всасывающий и нагнетательный трубопроводы независимо друг от друга, чтобы корпус не нес на себе вес трубы.
• Следите за тем, чтобы на всасывающей линии не было высоких точек, где может собираться пар.
• Запишите базовый уровень вибрации и температуру подшипников при вводе в эксплуатацию; тенденции говорят вам больше, чем отдельные показания.
• Проверяйте компенсационные кольца и зазоры рабочего колеса при плановых остановах — внутренняя рециркуляция незаметно снижает расход и эффективность.
• Рассмотрите возможность регулирования переменной скорости вместо дросселирования нагнетания, когда технологический поток сильно варьируется; это экономит энергию и снижает нагрузку на уплотнение и подшипники.

Где центробежные насосы с высокой производительностью работают лучше всего

Крупнейшие потоки на типичном химическом объекте обычно представляют собой циркуляционные сборы. Например, установки выпаривания и кристаллизации годами поддерживают движение плотной суспензии через теплообменники, а циркуляционный насос должен выдерживать твердые частицы, температуру и непрерывную работу без потери напора.

Наш циркуляционный насос для испарительной кристаллизации был разработан именно для этой цели, его гидравлическая конструкция обеспечивает постоянный объем, а не пиковое давление. Помимо кристаллизации, мы регулярно видим высокопроизводительные центробежные насосы в контурах охлаждающей воды, подаче рубашки реактора, циркуляции скрубберов, перекачке резервуарных парков, перемещении промышленных сточных вод и контурах расплавленной соли.

Циркуляционный насос испарительной кристаллизации для принудительной циркуляции Циркуляционный насос с осевым потоком поддерживает испарение и кристаллизацию благодаря высокой устойчивости к кавитации, регулируемому потоку, работе на низкой скорости и уменьшению разрушения кристаллов в химических, фармацевтических и пищевых процессах. Посмотреть продукт →

Поговорите с нами о своих обязанностях

Выбрать центробежный насос с высокой производительностью будет проще, если кто-то, кто создавал их на протяжении десятилетий, просматривает вместе с вами данные вашего процесса. Укажите расход, напор, температуру, среду, а также любые проблемы с твердыми частицами или коррозией, и мы сможем предложить гидравлический размер, материалы и расположение уплотнений, которые соответствуют условиям эксплуатации, а не заголовку каталога.

Компания Jiangsu Feixiang Pump Manufacturing Co., Ltd. объединяет исследования, проектирование, производство и обслуживание под одной крышей, а наша команда поддерживает клиентов на китайском, английском, русском и испанском языках. Независимо от того, заменяете ли вы насос, который никогда не работал должным образом, или подбираете оборудование для новой линии, мы будем рады разобраться с вами в цифрах и помочь вам найти машину, которая просто продолжает работать.