Νέα - Ποια προβλήματα μπορούν να προκληθούν από το κλείσιμο της βαλβίδας εξόδου κατά τη λειτουργία της φυγοκεντρικής αντλίας;

Διατηρώντας κλειστή τη βαλβίδα εξόδου κατά τη διάρκειαΦυγοκεντρικές αντλίεςΗ λειτουργία συνεπάγεται πολλαπλούς τεχνικούς κινδύνους.

Ανεξέλεγκτη μετατροπή ενέργειας και θερμοδυναμική ανισορροπία

1.1 Υπό κλειστές συνθήκες απότομης αύξησης της θερμοκρασίας του μέσου, σχεδόν όλη η εισερχόμενη ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. Το μέσο δεν μπορεί να απομακρύνει τη θερμότητα, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία στον θάλαμο της αντλίας να αυξάνεται απότομα. Η συνεχής λειτουργία θα προκαλέσει εξάτμιση του μέσου, επιταχύνοντας την ενανθράκωση του υλικού στεγανοποίησης.

1.2 Βλάβη συστήματος στεγανοποίησης Σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας και εξάτμισης του μέσου, η μηχανική στεγανοποίηση που βασίζεται στη λίπανση και την ψύξη του μέσου θα οδηγήσει σε βλάβη λόγω υπερθέρμανσης – η μηχανική στεγανοποίηση θα έχει ξηρή τριβή και η επιφάνεια στεγανοποίησης θα καεί.

Μη φυσιολογική μηχανική καταπόνηση

2.1 Υπέρβαση αξονικής δύναμης Η αξονική δύναμη της βαλβίδας κλεισίματος είναι συνήθως 1,5-5 φορές μεγαλύτερη από αυτήν των κανονικών συνθηκών λειτουργίας και το φορτίο του ωστικού ρουλεμάν μπορεί να φτάσει ή και να υπερβεί το όριο ρουλεμάν του, με αποτέλεσμα τον θρυμματισμό του κλωβού ρουλεμάν ή την παραμόρφωση του κλωβού.

2.2 Ζημιές από κραδασμούς και κόπωση Η διαφορά στη θερμική διαστολή που προκαλείται από την υψηλή θερμοκρασία οδηγεί σε θερμική παραμόρφωση ή θερμική καταπόνηση, ανώμαλο διάκενο μεταξύ της πτερωτής και του περιβλήματος της αντλίας και στην επίδραση μη ισορροπημένου υδραυλικού φορτίου, που προκαλεί ζημιά στη δυναμική ισορροπία του ρότορα, αύξηση των κραδασμών και ζημιά λόγω κόπωσης στα εξαρτήματα.

Σπηλαίωση και υλικές ζημιές

3.1 Επίδομα NPSH για ανεστραμμένη εξάτμιση μέσου [κάντε το επίδομα σπηλαίωσης (NPSHa) της συσκευής χαμηλότερο από το απαραίτητο NPSHr της αντλίας], σχηματίζοντας φυσαλίδες και το κύμα κρούσης που παράγεται από την κατάρρευση των φυσαλίδων μπορεί να φτάσει τα 690MPa, με αποτέλεσμα τη δημιουργία κοιλοτήτων και την κυψελοειδή θραύση του δρομέα της πτερωτής

3.2 Επιδείνωση της μεταλλογραφικής δομής Για τις πτερωτές από ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, μπορεί να εμφανιστεί ευαισθητοποίηση σε τοπικές υψηλές θερμοκρασίες και ο ρυθμός διακρυσταλλικής διάβρωσης θα αυξηθεί και η αντοχή σε εφελκυσμό θα μειωθεί. Για τις πτερωτές από ανθρακούχο χάλυβα, τα προβλήματα σε υψηλές θερμοκρασίες είναι πιο σημαντικά, όπως η οξείδωση και η αποανθράκωση σε υψηλή θερμοκρασία, με αποτέλεσμα τη μείωση της επιφανειακής αντοχής και των γενικών πολιτικών. Εάν περιέχει ακαθαρσίες όπως θείο και φώσφορο, είναι εύκολο να διαχωριστεί στα όρια των κόκκων σε υψηλές θερμοκρασίες, προκαλώντας θερμική ευθραυστότητα και εύκολη ρωγμάτωση κατά τη λειτουργία. Υπό μακροχρόνιες υψηλές θερμοκρασίες, ο ανθρακούχος χάλυβας έχει κακή αντοχή στον ερπυσμό και η τοπική υψηλή θερμοκρασία μπορεί να επιταχύνει την παραμόρφωση του ερπυσμού, η οποία τελικά θα οδηγήσει σε θραύση της πτερωτής ή σε αστοχία λόγω κόπωσης.

Ασφάλεια συστήματος και οικονομικοί κίνδυνοι

4.1 Η πίεση του κελύφους ρουλεμάν πίεσης υπερβαίνει το όριο και η λειτουργία της βαλβίδας κλεισίματος κάνει την πίεση εξόδου της αντλίας να φτάσει το 120-150% της ονομαστικής τιμής και υπάρχει κίνδυνος να διαρρηχθεί η καθορισμένη πίεση της βαλβίδας ασφαλείας, η οποία μπορεί να προκαλέσει εκκένωση εκτόνωσης πίεσης ή ρωγμές στη συγκόλληση του αγωγού.

4.2 Κατανάλωση ενέργειας και απότομη αύξηση του κόστους συντήρησης Η διακοπή λειτουργίας των βαλβίδων είναι η «καταστροφική κατάσταση» των φυγοκεντρικών αντλιών, η οποία αυξάνει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας βραχυπρόθεσμα, ενώ η μακροπρόθεσμη λειτουργία θα οδηγήσει σε κακοήθη βλάβη στον εξοπλισμό, με αποτέλεσμα το συνολικό κόστος συντήρησης να αυξηθεί κατά 3-10 φορές.

Επιδείνωση των ειδικών συνθηκών εργασίας των μέσων ενημέρωσης

Για πτητικά μέσα (π.χ., υγραέριο), η λειτουργία της κλειστής βαλβίδας θα επιταχύνει την εξάτμιση της υγρής φάσης και η διφασική ροή αερίου-υγρού στον θάλαμο της αντλίας θα προκαλέσει απότομες αλλαγές ροής, με αποτέλεσμα περιοδικές ταλαντώσεις αξονικών δυνάμεων και επιτάχυνση της φθοράς των εξαρτημάτων.

Εμπειρία στον κλάδο και τυπικές απαιτήσεις

6.1 Εμπειρία στον κλάδο Σύμφωνα με την πραγματική εμπειρία από εφαρμογές μηχανικής, το χρονικό όριο λειτουργίας της βαλβίδας φυγοκεντρικής αντλίας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2 λεπτά και συνήθως περιορίζεται σε 1 λεπτό. Συνιστάται η εγκατάσταση ενός συστήματος ελέγχου αλληλοσύνδεσης για την αυτόματη ενεργοποίηση του προγράμματος προστασίας απενεργοποίησης όταν η βαλβίδα εξόδου κλείνει και υπερωρίες.

6.2 Η προδιαγραφή του προτύπου απαιτεί το πρότυπο API 610 12ης έκδοσης να αναφέρει ότι ορισμένες αντλίες υψηλής ενέργειας, με ενσωματωμένο μηχανισμό μετάδοσης κίνησης ή πολυβάθμιες αντλίες έχουν ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας όταν η βαλβίδα εξόδου είναι κλειστή, γεγονός που καθιστά τις δοκιμές ανέφικτη ή/και μη ασφαλή όταν η βαλβίδα είναι κλειστή. Η αύξηση της θερμοκρασίας σχετίζεται στενά με την πυκνότητα ισχύος. Η πυκνότητα ισχύος PD, η οποία μπορεί να υπολογιστεί κατά προσέγγιση ως:

Ονομαστική ισχύς P: Ονομαστική ισχύς ανά στάδιο όταν το νερό είναι σε hp (ή MW)

D imp: Ονομαστική διάμετρος πτερωτής σε ίντσες (ή m)

Ακροφύσιο D: Ονομαστική διάμετρος φλάντζας εξόδου σε ίντσες (ή m). Για μονοβάθμιες αντλίες διπλής αναρρόφησης, το ακροφύσιο D είναι η διάμετρος της φλάντζας εισόδου.

Η τυπική κρίσιμη τιμή για την PD είναι 0,286 hp/in.3 (13 MW/m3), πέραν της οποίας συνιστάται να μην λειτουργεί η αντλία με κλειστή τη βαλβίδα εξόδου κατά τη διάρκεια των δοκιμών απόδοσης.

Ώρα δημοσίευσης: 04 Ιουνίου 2025