Вертикална вишестепена пумпа: принцип рада и примена

Вертикална вишестепена пумпа је дизајнирана за апликације које захтевају релативно висок притисак, али немају довољно простора на поду. Обично се користи у водоснабдевању зграда, повећању индустријског притиска, третману воде, напајању бојлера, наводњавању, системима за хлађење и одабраним пројектима за течно-хлађење центара података.

Главна разлика између ове пумпе и једностепене{0}}центрифугалне пумпе је број радних кола. Вишестепена пумпа има неколико радних кола распоређених у серији. Како течност прелази из једне фазе у другу, њен притисак се повећава.

Ово чини пумпу погодном за послове где једностепена-пумпа не може да произведе довољан притисак. Међутим, већи притисак не значи аутоматски боље перформансе. Пумпа и даље мора да одговара стварном протоку, отпору система, улазним условима и својствима течности.

A вертикална вишестепена пумпаје центрифугална пумпа која није-самоусисна- са мотором, вратилом и хидрауличним степеницама постављеним вертикално.

У типичној ЦДЛ или ЦДЛФ пумпи, мотор покреће осовину пумпе кроз спојницу. Радно коло и дифузори су уграђени унутар цилиндра под притиском. Усисни и испусни прикључци налазе се на дну пумпе, обично на истом хоризонталном нивоу. Овај распоред чини пумпу релативно лаком за повезивање на постојећи цевовод.

Термин вертикална вишестепена пумпа је стандардни технички опис. Купци такође могу тражити вертикалну вишестепену пумпу или пумпу вертикалног степена, иако су ови облици мање уобичајени у техничкој документацији.

Пошто пумпа није самоусисна{0}}, мора да се напуни течношћу пре него што почне. Улаз такође треба да остане поплављен или под довољним позитивним притиском. Рад пумпе на суво може оштетити механички заптивач у кратком времену.

Течност улази у центар првог радног кола. Када мотор ротира осовину, радно коло преноси енергију течности и помера је напоље помоћу центрифугалне силе.

Течност затим пролази кроз дифузор. Дифузор успорава и преусмерава проток, претварајући део његове брзине у притисак пре него што га усмери у следеће радно коло.

Исти процес се понавља у свакој фази. Проток остаје углавном континуиран, док се глава коју генерише свако радно коло додаје укупној глави пумпе. Након завршне фазе, течност под притиском улази у комору за пражњење и тече у систем.

Повећањем броја фаза обично се повећава расположива глава. То не мора нужно да повећа називни проток. Више степени такође утиче на снагу мотора, висину пумпе, аксијално оптерећење и максимални радни притисак, тако да број радних кола треба да буде изабран на основу захтеване радне тачке, а не да се третира као општа мера квалитета пумпе.

Главна конструкција

ЦДЛ/ЦДЛФ вертикална вишестепена пумпа се обично састоји од мотора, спојнице, вратила пумпе, механичког заптивача, цилиндра под притиском, радних кола, дифузора, лежајева и комбиноване усисне и испусне коморе.

Каталог наводи потпуно затворен, вентилатор{0}}хлађен, двополни-мотор са ИП55 заштитом и изолацијом класе Ф. Стандардне криве перформанси од 50Хз су засноване на брзинама од приближно 2.900 или 2.950 о/мин.

За извозни пројекат, фреквенцију и напон треба потврдити пре избора. Пумпа изабрана са криве од 50Хз не би требало једноставно да буде повезана на напајање од 60Хз. Промена брзине ће утицати на проток, висину, апсорбовану снагу и НПСХ.

Механички заптивач такође заслужује пажњу. За обичну чисту воду, стандардни печат може бити довољан. Топла вода, мешавине гликола, слана вода, хемикалије за чишћење и друге посебне течности могу захтевати другачију заптивку или еластомер.

Главна разлика између ЦДЛ и ЦДЛФ пумпи је конструкција влажног дела.

ЦДЛ модели генерално комбинују радна кола од нерђајућег челика, дифузоре и цилиндре под притиском са усисним-коморама од ливеног гвожђа, коморама за пражњење, главама пумпе или базама, у зависности од величине пумпе. Углавном су намењени чистим,-некорозивним течностима.

ЦДЛФ модели користе више нерђајућег челика у влажном делу и погоднији су за чишћење течности са благим корозивним својствима, под условом да су материјали проверени у односу на стварну течност.

Уобичајени каталошки материјали укључују нерђајући челик АИСИ 304 за импелере, дифузоре и цилиндре под притиском. У зависности од модела, осовина може бити АИСИ 304, АИСИ 316Л или друге одређене класе.

За захтевније примене, влажне компоненте се могу понудити од нерђајућег челика СС304, СС316 или 2205. Тачан избор зависи од температуре, пХ, садржаја хлорида, концентрације хемикалија, притиска и времена рада.

У пракси нам речи „пумпа од нерђајућег челика“ не говоре довољно. Још увек морамо да знамо материјал усисне коморе, коморе за пражњење, вратила, механичког заптивача и еластомера. Ово је посебно важно за слану воду у базену, морску воду и хемијски третирану воду.

• Снабдевање водом у зградама и повећање притиска

Вертикалне вишестепене пумпе се широко користе у стамбеним зградама, хотелима, болницама, пословним зградама и другим објектима где расположиви притисак мреже није довољан.

Могу се инсталирати у-сетове за повишење притиска, кровне{1}}системе за снабдевање резервоарима и зоне притиска у високим-зградама.

Потребну висину треба израчунати на основу статичке висине, губитака у цевима, отпорности опреме и притиска потребног на крајњем излазу. Одабир пумпе само од броја спратова често резултира превеликим или премалим притиском.

Ако се системска потражња значајно промени током дана, две или више мањих пумпи са променљивом{0}}контролом брзине су често бољи избор од једне велике пумпе.

• Индустријска вода и повећање притиска

Типичне индустријске обавезе обухватају процесно{0}}снабдевање водом,{1}}појачавање производне линије, прање опреме, напајање филтера-система и чишћење под високим{3}}притиском.

Ови системи често имају више радних услова. Линија за чишћење, на пример, може захтевати висок проток за кратке периоде, али много мањи проток током нормалне производње. У таквим случајевима, пумпу треба проверити на нормалној радној тачки као и на максималној потражњи.

Ако је потребан проток висок, али је напон релативно низак, обично бисмо упоредили вишестепену пумпу са једностепеном инлине или крајњом{1}}усисном пумпом. Вишестепена пумпа није аутоматски најефикаснији избор за сваки индустријски систем воде.

• Системи за пречишћавање воде и мембрански системи

Вертикалне вишестепене пумпе се обично користе у филтрацији, ултрафилтрацији, опреми за чисту{0}}воду, системима реверзне{1}}осмозе и другим процесима{2}}пречишћавања воде.

Пумпа се може користити за напајање филтера, одржавање притиска пре мембранског дела или циркулацију воде кроз део система за третман.

Његова функција зависи од потребног протока третмана и отпорности филтера, вентила, мембранских модула и цевовода.

Отпор филтера не остаје константан. Како филтер сакупља контаминацију, његов пад притиска расте. Због тога треба проверити да ли пумпа има и чист и прљав филтер. Праћење диференцијалног-притиска је корисно јер показује када је потребно чишћење или замена.

За десалинизацију морске воде, ЦДЛ/ЦДЛФ пумпе се могу размотрити за снабдевање предтретман, помоћну циркулацију или мембранско напајање где су притисак и материјали погодни. Не треба претпоставити да је стандардни модел погодан за реверзну осмозу морске воде високог{1}}притиска. Висок салинитет, концентрација хлорида, радни притисак и континуирани рад захтевају посебан преглед материјала и притиска.

• Слана и слана вода базена

Вертикална вишестепена пумпа може да управља сланом водом у базену ако су материјали, механички заптивач и услови рада одговарајући.

Информације које су нам обично потребне укључују салинитет, концентрацију хлорида, пХ, температуру воде, дезинфекциона средства и радно време. Косу, песак, влакна и друге остатке треба уклонити пре него што вода стигне до пумпе.

Филтер или мембрана могу заштитити пумпу од честица, али не спречавају хлоридну корозију. СС304 може бити прихватљив у неким апликацијама са мало-хлорида, али није универзалан избор за слану воду. Можда ће бити потребан СС316, 2205 дуплекс нерђајући челик или други материјал у зависности од стварне анализе воде.

• Напајање бојлера, топла вода и кондензат

Опсег ЦДЛ/ЦДЛФ може да се користи за изабране послове -напајања, топле-воде и кондензата.

Каталог даје опсег температуре течности од -15 степени до 70 степени за стандардне верзије и -15 степени до 120 степени за верзије са топлом водом. Тачна граница и даље зависи од изабраног модела, заптивке, притиска и услова улаза.

Топла вода захтева посебну пажњу јер је њен парни притисак већи. Пумпа може да испуни потребни притисак пражњења и да и даље ствара кавитацију ако је улазни притисак пренизак. За апликације за напајање-котлова и кондензата, увек треба проверити НПСХ и минимални улазни притисак.

• ХВАЦ и индустријско хлађење

Вертикалне вишестепене пумпе могу да се користе у системима за хлађење-воде,{1}}круговима за климатизацију,-петљама измењивача топлоте и другим системима са релативно високим отпором.

У затвореном кругу, пумпа углавном превазилази трење и губитке притиска опреме. Обично није потребно подизање воде кроз пуну висину зграде. Третирање висине зграде као главе пумпе у затвореној петљи може довести до озбиљних превеликих димензија.

За расхладни круг великог -протока, ниског-притиска, једностепена-пумпа може бити боља опција. Системска крива треба да одреди тип пумпе.

• АИ центар података течно хлађење

Неки системи за течно{0}}хлађење центара података имају довољан губитак притиска да оправдају вертикалну вишестепену пумпу. Могуће дужности укључују циркулацију ЦДУ-а, плочасте измењиваче топлоте{2}}петље, дугачке цевоводе, подизање притиска у рацк-огранцима и редундантне расхладне пумпе.

Пумпа је обично део већег кола које садржи ЦДУ, измењиваче топлоте, хладне плоче, филтере, контролне вентиле, црева и брзе конекторе. Губитак притиска кроз све ове компоненте мора бити укључен у прорачун. За паралелне регалне гране треба проверити и хидраулички најнеповољнију грану.

Својства расхладне течности су једнако важна као и проток и висина. Мешавине воде{1}}гликола имају већи вискозитет од воде, посебно на ниским температурама. Ово повећава отпор цеви и може да промени и перформансе пумпе и потражњу за снагом мотора.

Дејонизована вода и диелектричне расхладне течности уводе различита питања о корозији, проводљивости, заптивкама и еластомерима. Стандардна пумпа за чисту{1}}воду стога не би требало да се наводи за пројекат хлађења течности{2}}без прегледа стварне расхладне течности.

Поузданост је још један важан фактор. Критични објекти могу захтевати Н+1 или 2Н редундантност, аутоматску промену пумпе, контролу променљиве-брзине, детекцију цурења и комуникацију са системом управљања зградом или центром података.

• Наводњавање и опште индустријске услуге

Асортиман се такође може користити за наводњавање пољопривредног земљишта, системе прскалица, наводњавање кап по кап, снабдевање опреме водом и друге чисте{0}}течности.

Воду која садржи песак, влакна или значајне суспендоване материје треба филтрирати пре него што уђе у пумпу. Стандардне ЦДЛ/ЦДЛФ пумпе нису пумпе за канализацију и не би требало да се користе за абразивне или јако контаминиране течности.

Према ЦДЛ/ЦДЛФ каталогу, стандардна пумпа је намењена за чисте, танке, незапаљиве и не-експлозивне течности без чврстих честица или влакана.

Општа ограничења су:

• Стандардна температура течности: -15 степени до 70 степени;
• Верзија топле{0}}воде: -15 степени до 120 степени;
• Максимална температура околине: 40 степени;
• Стандардна висина инсталације: до 1000м.
• Изнад 40 степени амбијенталне температуре или 1000 м надморске висине, смањена густина ваздуха утиче на хлађење мотора. Можда ће мотор морати да се смањи или да се замени јединицом више{4}}назив.

Максимални радни притисак

Не постоји јединствена оцена притиска за комплетан опсег ЦДЛ/ЦДЛФ.

У зависности од модела и распореда прикључака, у каталогу су наведени максимални радни притисци од 16, 20, 25 или 30 бара. Неке веће вредности приказане у заградама захтевају посебну конфигурацију.

Приликом провере притиска система, улазни притисак и притисак који{0}}генерише пумпа морају се узети у обзир заједно. Такође треба укључити-главу за искључивање и привремене скокове притиска.

Ово је важно у мембранским и течним{0}}системима за хлађење јер филтери, мембранска кућишта, ЦДУ, измењивачи топлоте, хладне плоче, црева и брзи конектори могу имати ниже оцене притиска од саме пумпе.

НПСХ и услови улаза

Кавитација настаје када притисак на улазу радног кола постане пренизак за температуру течности. Може изазвати буку, вибрације, нестабилан проток, смањену главу и оштећење радног кола или механичког заптивача.

Ризик је већи када:

• Течност је врућа;
• Пумпа црпи из ниског{0}}резервоара;
• Доводна цев је дуга или премала;
• Пумпа ради близу{0}}краја високог протока своје криве;
• Инсталација је на великој надморској висини;
• Филтер је блокиран;
• Течност има већи вискозитет од воде.

Кратка улазна цев одговарајуће величине са што мање ограничења колико је то практично обично даје боље услове за улаз. Филтере треба пратити због пада притиска како прогресивна блокада не би изгладњивала пумпу.

Поуздан избор почиње са потребним протоком и укупним напоном. Тамо где се потражња мења, боље је обезбедити минимални, нормалан и максимални проток уместо једне вршне бројке.

За отворени систем, укупна глава обично укључује статичко подизање, трење цеви, губитке вентила и фитинга, отпор опреме и потребан излазни притисак. У затвореној петљи, прорачун се углавном заснива на отпору цеви и опреме.

Избегавајте додавање превелике главе „ради безбедности“. Пумпа превелике величине често ради са пригушеним вентилом, троши више енергије и ради далеко од свог-регија са најбољим степеном ефикасности.

Течност тада треба правилно дефинисати. Поред имена, потребни су нам температура, густина, вискозитет, пХ, хемијска концентрација и садржај чврстих материја. За слану воду, концентрација хлорида је неопходна. За течно хлађење, мора се обезбедити врста и концентрација гликола или другог расхладног средства.

Коначно, предложену радну тачку треба проверити на стварној кривој пумпе. Само проток и глава нису довољни. Ефикасност, апсорбовану снагу, НПСХ,-главу за искључивање и дозвољени радни опсег такође треба прегледати.

Уобичајени проблеми избора

Неколико грешака се понавља у упитима о пумпи:

• Одабир по снази мотора уместо протока и главе;
• Под претпоставком да више степени увек значи бољу пумпу;
• Занемаривање улазног притиска и НПСХ;
• Третирање свих врста нерђајућег челика као еквивалентних;
• Примена криве од 50Хз на пројекат од 60Хз;
• Под претпоставком да ће филтер решити проблем корозије;
• Игнорисање пораста притиска на прљавом филтеру;
• Одабир само због највеће потражње;
• Заборављање притиска произведеног при{0}}искључењу;
• Коришћење стандардне{0}}конфигурације водене пумпе за непознату расхладну течност.

Већина ових проблема се може избећи ако су подаци о раду система и течности дати пре него што се изабере модел пумпе.

Информације које треба укључити у упит

За нормалну примену воде, наведите:

• Потребан проток и глава;
• Течност и радна температура;
• Улазни притисак или услови усисавања;
• Максимални системски притисак;
• Напон и фреквенција;
• Преферирани материјали;
• Величина прикључка и стандард;
• Унутрашња или спољашња инсталација;
• Континуирани или повремени рад;
• Захтеви за променљиву{0}}брзину или више{1}}пумпа.

За апликације за хлађење слане воде, мембране, хемикалије или течно{0}}, такође наведите састав течности, садржај хлорида, вискозитет, губитак притиска у филтеру, радне сате, захтеве за контролу и потребну редундантност.

A вертикална вишестепена пумпаствара притисак пропуштањем течности кроз неколико радних кола у серији. Његов компактни отисак и могућност велике{1}}главе чине га практичним избором за снабдевање зградама, појачање индустрије, третман воде, услуге топле-воде, наводњавање, хлађење и одабране пројекте десалинизације или центара података.

ЦДЛ пумпе су генерално намењене за чисте, не{0}}корозивне течности. ЦДЛФ пумпе користе више нерђајућег челика у влажном делу и могу да поднесу благо корозивне течности када је компатибилност материјала потврђена. У зависности од примене, може се узети у обзир СС304, СС316 или 2205 дуплекс нерђајући челик.

Коначна одлука треба да буде заснована на стварном радном месту и условима рада. Проток, висина, температура, улазни притисак, НПСХ, материјали, подаци о мотору и максимални системски притисак морају да се слажу са изабраном кривом пумпе.

Тај приступ обично даје бољи резултат од избора пумпе само на основу снаге мотора, величине цеви или броја степени.