Usisni cjevovod pumpi – ekscentrični reduktori i ravne duljine

Dizajn usisnog/ulaznog cjevovoda crpke definira rezultirajuće hidrauličke uvjete na ulazu/rotoru crpke. Ako dizajn ne uspije proizvesti ravnomjeran profil raspodjele brzine na ulazu pumpe, mnogi problemi i kvarovi pumpe mogu se pratiti. Na primjer,

• Bučan rad, turbulencija i gubici trenjem.
• Slučajne oscilacije aksijalnog opterećenja.
• Prijevremeni kvar ležaja ili brtve.
• Nedovoljan pritisak tekućine dovodi do kavitacije.
• Povremena oštećenja na ispusnoj strani zbog odvajanja tekućine.

Svaki od ovih problema može dovesti do kvara pumpe. Konstrukcija usisnog/ulaznog cjevovoda crpke uključuje odabir tipa priključka reduktora i zahtjeve za minimalnu ravnu duljinu.

• Za više detalja o pumpama, provjeriteUvod u pumpe
• Za više detalja o kavitaciji u pumpi, provjeriteUvod u kavitaciju
• Za više pojedinosti o reduktoru, provjeriteReduktori u procesnim cjevovodima

Veličina usisne cijevi pumpe

Uobičajena je praksa koristiti cjevovod na usisnoj strani za jednu ili dvije veličine veći od ulaza pumpe. Reduktor se obično koristi u usisnom cjevovodu crpke kako bi se smanjila veličina usisne cijevi kako bi odgovarala veličini krajnje usisne prirubnice crpke. Reduktor je suženje i zahtijeva pažljiv dizajn kako bi se izbjegla turbulencija i stvaranje džepova u kojima bi se mogli skupljati zrak ili para. Najbolje rješenje je korištenje ekscentričnog reduktora usmjerenog na uklanjanje mogućnosti zračnih džepova.

Zašto onda ne upotrijebimo cijev iste veličine kao i usisna mlaznica??

Zato što želimo minimalne gubitke zbog trenja u cijevi i puni protok do ušice rotora. Za istu brzinu protoka, ako povećamo veličinu voda, smanjuje se brzina fluida kao i gubici uslijed trenja. Što je veća površina cijevi, manja je brzina, manji gubici na trenje (veći NPSHa), manji je diferencijalni tlak koji stvara pumpa, a time i manja snaga potrebna motoru za pogon pumpe.

Veličina usisne cijevi nikada ne smije biti manja od veličine ulazne mlaznice pumpe.

Veličina usisne cijevi manja od veličine ulaza pumpe će povećati gubitke uslijed trenja koji će dodatno povećati snagu potrebnu motoru za pogon pumpe. Također protok koji se postiže na ulazu pumpe ili impeleru neće biti ujednačenog profila brzine što uzrokuje razne probleme o kojima se gore raspravljalo.

Prava veličina usisne cijevi pumpe je kompromis između cijene (veće cijevi su skuplje) i prekomjernog gubitka zbog trenja (male cijevi uzrokuju velike gubitke zbog trenja i utječu na rad crpke).

Ugradnja ekscentričnih reduktora

Ekscentrični reduktor preporučuje se za vodoravni protok do crpke. Ova konfiguracija sprječava nakupljanje zračnih džepova na uzvodnom kraju reduktora. Koncentrični reduktor se preporučuje za okomite ulazne (usisne) cijevi ili horizontalne instalacije gdje nema mogućnosti nakupljanja zračne pare.

Kada je izvor napajanja iznad crpke, tada se ekscentrični reduktori moraju postaviti s ravnom stranom prema dolje. Kada je izvor napajanja ispod crpke, tada se ekscentrični reduktori moraju postaviti s ravnom stranom prema gore.

U slučaju dugih vodoravnih cijevi, zračni džepovi se izbjegavaju ugradnjom ekscentričnog reduktora s ravnom stranom prema gore.

Zahtjevi za ravnu duljinu

Pumpe, a posebno centrifugalne pumpe, rade glatko i najučinkovitije kada se tekućina isporučuje glatkim, laminarnim protokom bez prenapona. Svaki oblik turbulencije smanjuje učinkovitost i povećava habanje ležajeva, brtvila i ostalih komponenti pumpe.

ANSI/HI 9.8 Američka nacionalna norma za dizajn usisne cijevi crpke (P21, 1998.) navodi: "Ne smiju biti spojevi koji ometaju protok (kao što su djelomično otvoreni ventili, T-komaci, koljena kratkog radijusa, itd.) bliže od pet promjera usisne cijevi od pumpa. Potpuno otvoreni ventili koji ne ometaju protok, koljena s lopaticama i reduktori ne smatraju se priključcima koji ometaju protok." Ovaj standard eliminira bilo kakvu referencu na moguću raspodjelu protoka koju bi mogao generirati reduktor.

Koncept je ipak jednostavan, osigurajte stabilan i ravnomjeran protok na oko rotora. To rezultira manjim brojem kvarova pumpe tijekom životnog vijeka pumpe zbog vibracija uzrokovanih turbulencijama izazvanim protokom.

U slučaju da u jednadžbu uđe nekoliko nepravilno navedenih parametara (npr. promjene viskoznosti itd.), tada bi bilo pametno ugraditi čak deset promjera usisne cijevi ravne cijevi pored ulazne prirubnice reduktora. Broj u rasponu od pet (5) do deset (10) promjera usisne cijevi ravnog toka obično je preporučena vrijednost u objavljenoj tehničkoj literaturi.

 

Ponekad zbog ograničenog prostora jednostavno nije moguće osigurati dovoljan razmak taloženja u cjevovodu prije pumpe. U tim slučajevima koristite inline flow regenerator ili ravnalo.

Više točaka na koje treba obratiti pozornost prilikom projektiranja usisnog cjevovoda pumpe

• Dovodna cijev mora biti potpuno uronjena u spremnik ili posudu. Ako je preblizu površini tekućine, usis stvara vrtlog, uvlačeći zrak (ili druge pare) u tekućinu i kroz pumpni sustav.
• Dovodna cijev ne smije biti preblizu dnu spremnika ili posude. Ako je preblizu dnu tekućine, usis može povući krutine ili mulj. Ova se situacija može poboljšati upotrebom cjedila u usisnom cjevovodu pumpe. Kao nedostatak, sita mogu stvoriti veliki pad tlaka i biti odgovorna za kavitaciju i gubitak zbog trenja.
• Svi cjevovodi, ventili i pripadajući priključci trebaju biti neovisno poduprti, kako ne bi stvarali pritisak na kućište pumpe. Također, sile i momenti nametnuti mlaznicama pumpe ne prelaze dopuštene vrijednosti koje je odredio dobavljač.
• Cijev koja se povezuje s ulaznom prirubnicom crpke mora biti točno poravnata s njom prije zatezanja vijaka.
• Pumpa mora biti smještena što bliže izvoru usisavanja kako bi se smanjio pad tlaka u sustavu.
• Crpka mora biti postavljena na takav način da visina usisne mlaznice uvijek bude ispod visine mlaznice posude ili spremnika, a usisna cijev mora biti usmjerena kako bi se spriječili džepovi u cjevovodu.
• Prema OSID- 118 (odredba Uprave za sigurnost naftne industrije) mora postojati najmanje 1 metar razmaka između pumpi e. ga mora se osigurati minimalni prostor od 1 metar između crpki i svih potencijalnih prepreka (veliki blok ventili, cjevovod parne turbine i nosač tipa T od stupnja.)