Care sunt motivele comune pentru atenuarea eficienței pompei lungi

Pompe cu arbori lungi sunt utilizate pe scară largă în sistemele de apă de răcire a centralelor electrice, proiecte de drenaj municipal, procese de apă care circulă pe petrochimie și proiecte de admisie de apă pe scară largă. În timpul funcționării pe termen lung, o preocupare comună pentru utilizatori este degradarea eficienței. Scăderea eficienței nu numai că crește consumul de energie, dar și scurtează durata de viață a echipamentului și poate avea chiar impact asupra stabilității generale a sistemului. Numeroși factori contribuie la degradarea eficienței pompei cu arbore lung, cu cauze comune, inclusiv uzura componentelor hidraulice, scalarea și deteriorarea rotorului, uzura rulmentului, alinierea greșită, cavitația și condițiile de funcționare care se abate de la punctul de proiectare.

Uzura componentelor hidraulice

Principalele componente hidraulice ale unei pompe cu arbore lung includ rotorul, paletele de ghidare și carcasa pompei. În timpul funcționării pe termen lung, particulele solide, siltul și impuritățile microscopice în fluxul de apă pot provoca eroziunea și uzura acestor componente.

Când suprafața lamei rotorului este purtată, geometria sa se schimbă, determinând curbura lamei și unghiul hidraulic să se abată de la valorile de proiectare, ceea ce duce la reducerea eficienței de conversie a energiei. Scurgerea și uzura paletelor de ghidare pot provoca curenți eddy și pierderi hidraulice crescute, reducând în continuare eficiența totală a pompei.

Uzura este deosebit de severă în stațiile de pompare a aportului de apă sau a apei de mare. Pe parcursul funcționării pe termen lung, rugozitatea suprafeței interioare a pompei crește, ceea ce duce la creșterea pierderilor hidraulice și la o scădere semnificativă a eficienței.

Scalare și deteriorare a rotorului

Scalarea rotorului este un factor major în eficiența redusă a pompelor cu arbori lungi. În condiții cu o duritate ridicată a apei, carbonatele din apă formează cu ușurință depozite la scară pe rotor și să ghideze suprafețele paletei în timp.
Scara modifică netezimea căii de curgere, împiedicând fluxul neted al apei și creșterea pierderilor de frecare hidraulică. În cazuri severe, depozitele la scară pot reduce secțiunea transversală a căii de curgere, reducând fluxul și capul pompei.

În plus, în unele medii corozive, se poate dezvolta pe suprafața rotorului. Această deteriorare perturbă structura hidraulică a rotorului, provocând turbulențe și pierderi parazite, ceea ce duce la o eficiență redusă.

Uzură

Pompele cu arbori lungi au o structură lungă de șef și necesită de obicei mai multe rulmenți. Pe parcursul funcționării pe termen lung, rulmenții sunt susceptibili de uzură din cauza dezechilibrului hidraulic, a vibrațiilor și a frecării. Când rulmenții se poartă, arborele pompei devine mai puțin stabil, provocând o aliniere necorespunzătoare și necorespunzătoare. Acest lucru crește decalajul dintre paletele de rotor și ghid, ceea ce duce la o mai mare pierdere de energie. Instabilitatea arborelui provoacă, de asemenea, pierderi de frecare suplimentare, reducând în continuare eficiența pompei.

În special cu rulmenții lubrifiați de apă sau cauciuc, răcirea sau lubrifierea insuficientă pot duce la frecare uscată sau eroziune pe suprafața rulmentului, accelerarea uzurii și, în consecință, pierderea de eficiență.

Aliniere necorespunzătoare

Pompele cu arbori lungi necesită o precizie ridicată de instalare, iar alinierea necorespunzătoare între motor și arborele pompei poate avea impact direct asupra eficienței de funcționare.

În timpul instalării sau funcționării pe termen lung, coaxialitatea pompei și a arborelor motorii se poate abate din cauza factorilor precum decontarea fundației, expansiunea termică și contracția sau șocul mecanic. Această aliniere necorespunzătoare provoacă o funcționare de cuplare dezechilibrată, crește pierderea de energie ale sistemului de arbore și accelerează purtarea și uzura de etanșare.

Aliniere necorespunzătoare 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.

Cavitație

Pompele cu arbore lung sunt predispuse la cavitație dacă condițiile de aspirație nu îndeplinesc cerințele de proiectare. Cavitația face ca bulele să se formeze și să se prăbușească pe suprafața lamei rotorului, generând impact și zgomot care dăunează treptat suprafața lamei.

Deteriorarea asemănătoare cu fagurele sau implicarea pe suprafața lamei crește rugozitatea suprafeței căii de curgere, crescând rezistența la flux de fluid și ceea ce duce la o scădere a eficienței hidraulice.

În plus, vibrațiile și zgomotul generat de cavitație pot afecta funcționarea stabilă a pompei, crește consumul de energie și reduce semnificativ eficiența.

Condiții de operare care se abate de la punctul de proiectare

Pompele cu arbore lung sunt de obicei optimizate pentru debitele specifice și capul în timpul fazei de proiectare. Atunci când condițiile de operare se abat de la punctul de proiectare pentru o perioadă lungă de timp, eficiența poate scădea semnificativ.

Atunci când funcționează la un debit scăzut, fluxul de apă generează un flux puternic și vortexuri în interiorul pompei, crescând pierderile hidraulice. Atunci când funcționează la un debite mari, unghiul de ieșire a rotorului și unghiul de intrare a paletei de ghidare nu se potrivesc, rezultând pierderi hidraulice suplimentare.

Operația pe termen lung care se abate de la punctul de proiectare nu numai că reduce eficiența, ci și crește uzura pe rotor, paletele de ghidare și rulmenții, accelerând procesul de degradare a eficienței pompei.

Etanșare

Pompele cu arbori lungi folosesc adesea ambalaje sau garnituri mecanice. Când un sigiliu nu reușește, scurgerea de lichide poate provoca pierderea puterii arborelui. Sigiliul de ambalare trebuie să mențină o forță de compresie rezonabilă în timpul funcționării pe termen lung. Prea desăvârșit va provoca scurgeri, în timp ce prea strâns va crește pierderea de frecare, ambele vor duce la o eficiență redusă. Odată ce sigiliul mecanic este purtat sau slab lubrifiat, perechea de frecare se va încălzi grav, ceea ce va duce și la pierderea eficienței.