Pionowe pompy turbinowe: misy, wał liniowy i konstrukcja kolumny opisuje wielostopniową pompę odśrodkową, zawieszoną pionowo w studni, studzience, zbiorniku lub wilgotnej niecce, z wirnikami zanurzonymi, a napędem zamontowanym na poziomie terenu.
W przeciwieństwie do poziomej pompy odśrodkowej, która zaciąga ciecz przez rurę ssącą, pompa turbinowa pionowa jest opuszczana bezpośrednio do cieczy, co eliminuje problem podnoszenia ssącego. Jest to standardowy wybór dla studni głębinowych, studzienek poniżej poziomu terenu lub dużych odkrytych niecek.
Wilgotny koniec pompy to zespół mis: odlewane misy, każda mieszcząca jeden wirnik i łopatki dyfuzora, przykręcone do kolumny stopni. Każdy stopień dodaje wysokość tłoczenia w taki sam sposób jak w każdej wielostopniowej maszynie odśrodkowej, więc duże obniżenie poziomu można zrekompensować przez dodanie mis zamiast zmiany średnicy wirnika.
Wirniki mogą być zamknięte lub półotwarte, osadzone na wspólnym wale za pomocą wpustów. Dzwon ssący lub kosz ssawny na dole chroni wirnik pierwszego stopnia przed zanieczyszczeniami. Ponieważ misy znajdują się poniżej powierzchni cieczy, pompa zawsze pracuje przy zalanym ssaniu z dodatnim ciśnieniem, co jest powodem jej dominacji w zastosowaniach ze studniami głębinowymi i studzienkami.
Dwa układy przeniesienia mocy korzystają z tej samej konstrukcji mis:
Jednostki z wałem liniowym nadają się do instalacji o dużym przepływie i dobrej dostępności, takich jak stacje p.poż. i pompy wody chłodzącej. Jednostki z silnikiem zatapialnym dominują w studniach głębokich lub krętych.
Rura kolumnowa transportuje ciecz na powierzchnię i, w konstrukcjach z wałem liniowym, mieści wał oraz obudowy łożysk, w odcinkach dopasowanych do głębokości zabudowy. Głowica tłoczna na górze przekierowuje przepływ do instalacji rurowej i stanowi miejsce montażu napędu.
Kluczową różnicą w stosunku do pomp poziomych jest miejsce absorpcji siły osiowej. Hydrauliczny docisk osiowy ze wszystkich stopni, wraz z ciężarem zespołu wirującego, przenoszony jest przez pojedyncze łożysko osiowe w napędzie (jednostki z wałem liniowym) lub w silniku (jednostki zatapialne). Łożysko to dobierane jest na pełne obciążenie osiowe, zwykle stanowi element ograniczający trwałość i jego obciążenie jest ściśle śledzone w monitoringu stanu technicznego.
| Zastosowanie | Typowe umiejscowienie | Konfiguracja | Kluczowy czynnik projektowy |
|---|---|---|---|
| Zaopatrzenie w wodę ze studni głębinowej | Obudowa studni | Silnik zatapialny, małe misy | Średnica otworu, spadek poziomu, piasek |
| Studzienka / wody opadowe | Studzienka poniżej poziomu terenu | Wał liniowy, smarowanie medium pompowanym | Obsługa osadów, zmienny poziom |
| Woda pożarowa | Zbiornik lub basen | Wał liniowy, smarowanie olejowe | Niezawodność, zgodność z NFPA 20 |
| Woda chłodząca | Konstrukcja poboru | Wał liniowy, duży przepływ | Duży przepływ przy umiarkowanej wysokości tłoczenia |
Ponieważ wirnik pierwszego stopnia jest zanurzony, dostępne NPSH (zob. NPSH: dodatnia wartość netto na ssaniu (net positive suction head)) określane jest przez głębokość cieczy nad okiem wirnika, a nie przez obliczenie podnoszenia ssącego. Producent określa minimalne zanurzenie, aby dostępne NPSH przewyższało wymagane NPSH i zapobiec tworzeniu się wirów, które zasysają powietrze do dzwonu ssawnego i powodują hałas, drgania oraz erozję typu kawitacyjnego.
Głębokość montażu balansuje minimalne zanurzenie, spodziewane obniżenie poziomu oraz margines nad dnem, aby uniknąć osadów. W studniach pompę instaluje się poniżej dynamicznego poziomu wody przy maksymalnym obniżeniu, z dala od sita studni.
Pionowe pompy turbinowe i poziome pompy odśrodkowe (zob. centrifugal vs positive displacement pump ) oba wykorzystują stopniowanie rotodynamiczne, ale rozwiązują kwestię ssania inaczej. Pompa pozioma wymaga zalanego ssania lub podnoszenia ssącego mieszczącego się w marginesie NPSH, montowana jest na poziomie terenu obok źródła.
Pompa turbinowa pionowa unika podnoszenia ssącego przez zanurzenie pierwszego stopnia, kosztem wyższej konstrukcji i mniej wygodnego dostępu do osi (zob. wyrównanie sprzęgła ). Dla studni głębinowej lub zbiornika z dużymi wahaniami poziomu, pompa turbinowa pionowa jest zwykle jedyną praktyczną opcją.
Pionowe pompy turbinowe zawodzą inaczej niż maszyny poziome: zużycie łożysk wału liniowego, przeciążenie łożyska osiowego, zużycie mis przez piasek lub żwir oraz, w jednostkach zatapialnych, degradacja izolacji kabla. Ponieważ zespół wirujący jest ukryty poniżej poziomu terenu, odczyty drgań, temperatury łożyska osiowego i prądu silnika mają większe znaczenie diagnostyczne niż w pompach łatwo dostępnych.
Dokumentowanie historii demontaży i inspekcji w systemie CMMS pozwala utrzymać luzy pierścieni zużycia i wymiany łożyska osiowego według udokumentowanego harmonogramu zamiast działań reaktywnych. Fabrico łączy rejestry aktywów pompy, napędu i zespołu kolumny z historią inspekcji i zleceń roboczych w jednym miejscu.
Zarezerwuj demo Fabrico , aby zobaczyć, jak sprawdza się dla floty pionowych pomp turbinowych.
Pompa z wałem liniowym ma napęd nad poziomem terenu połączony z zanurzonym zespołem mis poprzez wał prowadzony wewnątrz rury kolumnowej, smarowany olejem lub pompowanym medium. Pompa zatapialna ma uszczelniony silnik zamontowany razem z misami, z jedynie kablem zasilającym do powierzchni.
Producent określa minimalną głębokość zanurzenia ponad dzwonem ssawnym, wyprowadzoną z wymaganej NPSH przy projektowym przepływie oraz wymagań tłumienia wirów. Głębokość montażu musi utrzymać poziom cieczy powyżej tej wartości nawet przy maksymalnym obniżeniu poziomu.
Hydrauliczny docisk osiowy ze wszystkich stopni, oraz ciężar wału i wirników, działają w dół na zespół wirujący. Jedno łożysko osiowe, w napędzie lub w silniku zatapialnym, przenosi to obciążenie i zwykle jest najbardziej monitorowanym elementem.
Jeśli poziom spadnie poniżej minimalnego zanurzenia, najpierw występuje napowietrzenie i tworzenie wirów, a dalsza praca powoduje uszkodzenia typu kawitacyjnego i może wyłączyć jednostkę przez zabezpieczenie przed niskim poziomem, zanim nastąpi rzeczywisty suchy bieg.
Zaloguj
Blog
