Jaké jsou běžné důvody útlumu účinnosti dlouhého hřídele

Čerpadla s dlouhým šachtem jsou široce používány v systémech chladicí vody elektrárny, městských drenážních projektech, petrochemickém průmyslu cirkulujícím vodním procesům a rozsáhlých projektech pro příjem vody. Během dlouhodobého provozu je běžným problémem pro uživatele degradace účinnosti. Snížená účinnost nejen zvyšuje spotřebu energie, ale také zkracuje životnost zařízení a může dokonce ovlivnit celkovou stabilitu systému. Četné faktory přispívají k degradaci účinnosti čerpadla s dlouhým hřídelem, s běžnými příčinami, včetně opotřebení hydraulických komponent, škálování a poškození oběžného kola, opotřebení nesoucího, nesoulad, kavitace a provozních podmínek, které se odchylují od návrhového bodu.

Opotřebení hydraulického komponenty

Mezi hlavní hydraulické komponenty čerpadla s dlouhým hřídelem patří oběžné kolo, vodicí lopatky a kryt čerpadla. Během dlouhodobého provozu mohou pevné částice, bahna a mikroskopické nečistoty v průtoku vody způsobit erozi a opotřebení těchto složek.

Když se nosí povrch čepele oběžného kola, změní se jeho geometrie, což způsobí, že se zakřivení čepele a hydraulického úhlu odchylují od hodnot návrhu, což vede ke snížení účinnosti přeměny energie. Skorring a opotřebení vodicích lopatků může způsobit vířivé proudy a zvýšené hydraulické ztráty, což dále snižuje celkovou účinnost čerpadla.

Opotřebení je obzvláště závažné v čerpacích stanicích sítí řeky nebo mořské vody. Během dlouhodobého provozu se zvyšuje drsnost vnitřního povrchu čerpadla, což vede ke zvýšeným hydraulickým ztrátám a významnému snížení účinnosti.

Škálování a poškození oběžného kola

Měřítko oběžného kola je hlavním faktorem při snížené účinnosti čerpadel s dlouhým šachtem. V podmínkách s vysokou tvrdostí vody uhličitany ve vodě snadno vytvářejí usazeniny na oběžném kole a v průběhu času vodič plochy lopatky.
Měřítko mění hladkost průtokové dráhy, brání hladkému průtoku vody a zvyšuje ztráty hydraulického tření. V závažných případech mohou vklady měřítka snížit průřez průtokové dráhy, snížit tok a hlavu čerpadla.

Kromě toho se v některých korozivních médiích může na povrchu oběžného kola vyvinout důvody, praskání nebo korozní perforace. Toto poškození narušuje hydraulickou strukturu oběžného kola, což způsobuje turbulenci a parazitické ztráty, což vede ke snížení účinnosti.

Nosné opotřebení

Čerpadla s dlouhým hřídelem mají dlouhou strukturu shab a obvykle vyžadují více ložisek. Během dlouhodobého provozu jsou ložiska náchylná k opotřebení v důsledku hydraulické nerovnováhy, vibrací a tření. Když se ložiska opotřebovávají, je hřídel čerpadla méně stabilní, což způsobuje kolísání a nesoulad. To zvyšuje mezeru mezi oběžným kočárkem a vodicími lopatkami, což vede k větší energetické ztrátě. Nestabilita hřídele také způsobuje další ztráty třecích, což dále snižuje účinnost čerpadla.

Zejména s vodou mazaná nebo gumová ložiska může nedostatečné chlazení nebo mazání vést k suchému tření nebo erozi na povrchu ložiska, zrychlení opotřebení a následně ke ztrátě účinnosti.

Nesprávné vyrovnání

Čerpadla s dlouhým hřídelem vyžadují vysokou přesnost instalace a nesprávné vyrovnání mezi hřídelem motoru a čerpadla může přímo ovlivnit provozní účinnost.

Během instalace nebo dlouhodobého provozu se může koaxialita čerpadla a motorových hřídelí odchylovat kvůli faktorům, jako je usazení nadace, tepelná rozšiřování a kontrakce nebo mechanický šok. Toto nesprávně vyrovnání způsobuje nevyvážený provoz spojování, zvyšuje ztrátu energie systému hřídele a urychluje nosné a opotřebení těsnění.

Nesprávné vyrovnání not only increases mechanical energy loss but can also cause the impeller to operate outside optimal hydraulic conditions, leading to a gradual decrease in pump efficiency.

Kavitace

Čerpadla s dlouhým hřídelem jsou náchylná k kavitaci, pokud sací podmínky nesplňují požadavky na návrh. Kavitace způsobuje, že se bubliny vytvářejí a kolapsu na povrchu lopatky oběžného kola, což vytváří dopad a hluk, který postupně poškozuje povrch čepele.

Poškození podobné voštiny nebo pití na povrchu čepele zvyšuje drsnost povrchu průtoku, zvyšuje odolnost proti průtoku tekutin a vede ke snížení hydraulické účinnosti.

Kromě toho mohou vibrace a šum generovaný kavitací ovlivnit stabilní provoz čerpadla, zvýšit spotřebu energie a výrazně snížit účinnost.

Provozní podmínky se odchylují od návrhového bodu

Čerpadla s dlouhým hřídelem jsou obvykle optimalizována pro specifické průtoky a hlavu během fáze návrhu. Když se provozní podmínky po dlouhou dobu odchylují od bodu návrhu, může se účinnost výrazně snížit.

Při provozu při nízkých průtocích generuje tok vody silné zpětné toky a víry uvnitř čerpadla, což zvyšuje hydraulické ztráty. Při provozu při vysokých průtokových rychlostech se úhel výstupu z oběžného kola a úhel vodicího lopatky neshoduje, což má za následek další hydraulické ztráty.

Dlouhodobá operace odchylující se od bodu návrhu nejen snižuje účinnost, ale také zvyšuje opotřebení oběžného kola, vodicí ložiska a ložiska, což zrychluje proces degradace účinnosti čerpadla.

Selhání těsnění

Čerpadla s dlouhým šachtem často používají balení nebo mechanická těsnění. Když těsnění selže, může únik tekutiny způsobit ztrátu napájení hřídele. Balicí těsnění musí během dlouhodobého provozu udržovat přiměřenou kompresní sílu. Příliš volné způsobí únik, zatímco příliš těsné zvýší ztrátu tření, což povede ke snížení účinnosti. Jakmile je mechanické těsnění nošeno nebo špatně namazáno, třecí pár se vážně zahřeje, což také povede ke ztrátě účinnosti.