Aké sú bežné dôvody útlmu účinnosti dlhých čerpadiel hriadeľa

Čerpadlá sa široko používajú v systémoch vodných systémov na elektrárňach, projektoch mestských drenáž, petrochemický priemysel, ktorý cirkuluje vodné procesy a rozsiahle projekty príjmu vody. Počas dlhodobej prevádzky je spoločným problémom pre používateľov zhoršovanie účinnosti. Znížená účinnosť nielen zvyšuje spotrebu energie, ale tiež skracuje životnosť zariadenia a môže dokonca ovplyvniť celkovú stabilitu systému. Početné faktory prispievajú k degradácii účinnosti čerpadla s dlhým hriadeľom, s bežnými príčinami vrátane opotrebenia hydraulických komponentov, škálovania a poškodenia obežného kolesa, opotrebenia ložiska, vyrovnania, kavitácie a prevádzkových podmienok odchyľujúcich sa od konštrukčného bodu.

Opotrebovanie hydraulických komponentov

Hlavné hydraulické komponenty čerpadla s dlhým hriadeľom zahŕňajú obežné kolesá, vodiace lopatky a puzdro na čerpadlo. Počas dlhodobej prevádzky môžu tuhé častice, bahno a mikroskopické nečistoty v prietoku vody spôsobiť eróziu a opotrebenie týchto komponentov.

Keď sa opotrebuje povrch čepele obežného kolesa, jeho geometria sa zmení, čo spôsobuje, že zakrivenie čepele a hydraulický uhol sa odchýli od konštrukčných hodnôt, čo vedie k zníženej účinnosti konverzie energie. Prašovanie a opotrebovanie vodiacich lopatiek môže spôsobiť vírivé prúdy a zvýšené hydraulické straty, čím sa ďalej znižuje celková účinnosť čerpadla.

Opotrebenie je obzvlášť závažné v čerpacích staniciach pri príjme rieky alebo morskej vody. Počas dlhodobej prevádzky sa zvyšuje drsnosť vnútorného povrchu čerpadla, čo vedie k zvýšeniu hydraulických strát a významnému zníženiu účinnosti.

Škálovanie a poškodenie obežného kolesa

Škálovanie obežného kolesa je hlavným faktorom zníženej účinnosti čerpadiel s dlhými hriadeľmi. V podmienkach s vysokou vodou tvrdosť uhličitany vo vode ľahko vytvárajú ložiská mierky na kolesovom kolese a v priebehu času vedú povrchy lopatiek.
Stupnica mení hladkosť prietokovej cesty, bráni hladkému prietoku vody a zvyšuje straty hydraulického trenia. V závažných prípadoch môžu ložiská mierky znížiť prierez prietoku, čím sa zníži prietok čerpadla a hlava.

Okrem toho sa v niektorých korozívnych médiách môže na povrchu obežného kolesa vyvinúť jamky, praskanie alebo perforácia korózie. Toto poškodenie narúša hydraulickú štruktúru obežného kolesa, čo spôsobuje turbulencie a parazitické straty, čo vedie k zníženej účinnosti.

Opotrebenie

Čerpadlá s dlhým hriadeľom majú dlhú štruktúru shaftingu a zvyčajne vyžadujú viac ložísk. Počas dlhodobej prevádzky sú ložiská náchylné na opotrebenie v dôsledku hydraulickej nerovnováhy, vibrácií a trenia. Keď sa nosia ložiská, hriadeľ čerpadla je menej stabilný, čo spôsobuje kolísanie a nesprávne zarovnanie. To zvyšuje priepasť medzi obežným kolesom a vodiacimi lopatkami, čo vedie k väčšej strate energie. Nestabilita hriadeľa tiež spôsobuje ďalšie straty trenia, čo ďalej znižuje účinnosť čerpadla.

Najmä pri ložiskách s vodou alebo gumovým ložiskám môže nedostatočné chladenie alebo mazanie viesť k suchému treniu alebo erózii na povrchu ložiska, zrýchľujúcemu opotrebeniu a následne strate účinnosti.

Nesprávne vyrovnanie

Čerpadlá s dlhými hriadeľmi vyžadujú vysokú presnosť inštalácie a nesprávne zarovnanie medzi motorom a hriadeľom čerpadla môže priamo ovplyvniť prevádzkovú účinnosť.

Počas inštalácie alebo dlhodobej prevádzky sa môže koaxilita čerpadla a motorových hriadeľov odchýliť v dôsledku faktorov, ako je osídlenie nadácie, tepelná expanzia a kontrakcia alebo mechanický šok. Toto vyradenie spôsobuje nevyváženú operáciu spojenia, zvyšuje stratu energie hriadeľa a zrýchľuje opotrebovanie ložiska a tesnenia.

Nesprávne vyrovnanie 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.

Kavitácia

Čerpadlá s dlhými hriadeľmi sú náchylné na kavitáciu, ak sacie podmienky nespĺňajú požiadavky na konštrukciu. Kavitácia spôsobuje, že sa bubliny vytvárajú a zrútia na povrchu čepele obežného kolesa, čím sa vytvára náraz a hluk, ktorý postupne poškodzuje povrch čepele.

Hlastové poškodenie alebo jamky na povrchu čepele zvyšuje drsnosť povrchu prietoku, zvyšuje odpor prietoku tekutín a vedie k zníženiu hydraulickej účinnosti.

Vibrácie a hluk generovaný kavitáciou môžu navyše ovplyvniť stabilnú prevádzku čerpadla, zvýšiť spotrebu energie a výrazne znížiť účinnosť.

Prevádzkové podmienky odchyľujúce sa od konštrukčného bodu

Čerpadlá s dlhými hriadeľmi sa zvyčajne optimalizujú pre špecifické prietoky a hlavu počas konštrukčnej fázy. Ak sa prevádzkové podmienky odchýlia od konštrukčného bodu po dlhú dobu, účinnosť sa môže výrazne znížiť.

Pri prevádzke pri nízkych prietokoch vytvára prietok vody silný spätný tok a víry v čerpadle, čím sa zvyšuje hydraulické straty. Pri prevádzke pri vysokých prietokoch sa uhol výstupu obežného kolesa a vodiaceho uhla s lopatkou nezodpovedajú, čo vedie k ďalším hydraulickým stratám.

Dlhodobá prevádzka odchyľujúca sa od konštrukčného bodu nielen znižuje účinnosť, ale tiež zvyšuje opotrebenie obežného kolesa, vodiacich lopatiek a ložísk, čím sa urýchľuje proces degradácie účinnosti účinnosti čerpadla.

Zlyhanie tesnenia

Čerpadlá s dlhými hriadeľmi často používajú balenie alebo mechanické tesnenia. Ak tesnenie zlyhá, únik tekutiny môže spôsobiť stratu energie hriadeľa. Balenie musí počas dlhodobej prevádzky udržiavať primeranú kompresnú silu. Príliš voľný spôsobí únik, zatiaľ čo príliš tesné zvýši stratu trenia, ktoré povedú k zníženej účinnosti. Akonáhle je mechanické tesnenie opotrebované alebo slabo namazané, pár trecie