Katlu barošanas ūdens sūkņu darbības principi un apkopes vadlīnijas

Katla padeves ūdens sūknis ir būtiska sastāvdaļa tvaika ražošanas sistēmās. Tās primārā funkcija ir piegādāt attīrīto barības ūdeni katlā ar nepieciešamo plūsmas ātrumu un spiedienu, pārvarot katla spiedienu un hidrauliskos zudumus padeves ūdens sistēmā.

Atšķirībā no parastajiem ūdens pārvades sūkņiem, katlu padeves ūdens sūkņi bieži darbojas zemaugsts spiediens, paaugstināta temperatūra, nepārtraukta{0}}darba apstākļi un stingras uzticamības prasības. Nepareiza sūkņa izvēle, nepietiekams NPSH, slikta ekspluatācijas prakse vai neatbilstoša apkope var izraisīt kavitāciju, vibrāciju, samazinātu efektivitāti, mehāniskā blīvējuma bojājumu vai pat negaidītu katla izslēgšanos.

Šajā rokasgrāmatā ir izskaidrots katlu padeves ūdens sūkņu darbības princips, galvenie komponenti, sūkņu veidi, darbības prasības, apkopes prakse un izplatītākās problēmu novēršanas metodes.

 

 

 

1. Kas ir katla padeves ūdens sūknis?

Katla padeves ūdens sūknis ir augstspiediena{0}}sūknis, kas paredzēts attīrīta ūdens pārvadīšanai no padeves ūdens tvertnes, deaeratora vai kondensāta sistēmas uz tvaika katlu.

Sūknim ir jārada pietiekami daudz augstuma, lai pārvarētu:

Katla darba spiediens

Statiskā augstuma atšķirība

Padeves ūdens cauruļvada berzes zudumi

Vārstu un armatūras zudumi

Spiediena zudumi caur sildītājiem un citām iekārtām

Nepieciešamā spiediena rezerve katla ieplūdē

Tāpēc pamatfunkciju var apkopot šādi:

Barošanas ūdens avots → Katla padeves sūknis → Padeves ūdens sistēma → Tvaika katls

Sūkņa uzticamība tieši ietekmē katla sistēmas nepārtrauktu darbību.

Ja padeves ūdens kļūst nepietiekams, katla ūdens līmenis var nokrist zem nepieciešamā darbības diapazona. Rūpnieciskajās tvaika sistēmās tas var izraisīt tvaika ražošanas samazināšanos, katla komponentu pārkaršanu, procesa pārtraukumus vai ar drošību saistītus izslēgšanu.

Šī iemesla dēļ katlu padeves sūkņus parasti uzskata parkritisko-darba aprīkojumu, nevis vispārējas nozīmes{1}}ūdens sūkņus.

 

2. Kā darbojas katla padeves ūdens sūknis?

Lielākā daļa rūpniecisko katlu padeves ūdens sūkņu ir centrbēdzes sūkņi, jo īpašidaudzpakāpju centrbēdzes sūkņividēja- un augsta-spiediena ierīcēm.

Darbības princips ir balstīts uz vadītāja mehāniskās enerģijas pārvēršanu hidrauliskajā enerģijā.

1. darbība: padeves ūdens ieplūst sūknī

Attīrīts padeves ūdens parasti tiek piegādāts no deaeratora, padeves ūdens tvertnes vai cita spiediena ūdens avota.

Tā kā katla padeves ūdens var būt karsts, sūkšanas apstākļi ir rūpīgi jāizvērtē, lai nodrošinātu, ka sūknim ir pietiekama pieejamā neto pozitīvā sūkšanas galva (NPSHA).

2. solis: lāpstiņritenis pievieno ūdenim enerģiju

Motors vai cits vadītājs griež sūkņa vārpstu un lāpstiņriteni.

Kad lāpstiņritenis griežas, centrbēdzes darbība palielina ūdens ātrumu un enerģiju.

3. darbība: hidrauliskie komponenti pārvērš ātrumu spiedienā

Liela ātruma{0}}ūdens iet caur difuzoru vai virzošo lāpstiņu, kur daļa no tā ātruma enerģijas tiek pārveidota spiediena enerģijā.

Daudzpakāpju sūknī šis process tiek atkārtots ar vairākiem lāpstiņriteņiem un posmiem.

4. darbība: spiediens palielinās vairākos posmos

Katrs posms dod papildu galvu.

Tāpēc daudzpakāpju centrbēdzes sūknis var sasniegt daudz augstāku izplūdes augstumu nekā salīdzināms vienpakāpes{0}}sūknis, vienlaikus saglabājot salīdzinoši kompaktu hidraulisko konstrukciju.

5. darbība: katlā{1}}ieplūst augsts spiediens

Sūknis nodrošina nepieciešamo padeves ūdens plūsmu ar spiedienu, kas ir lielāks par katla spiedienu, ļaujot ūdenim nepārtraukti iekļūt katlā.

 

3. Kāpēc daudzpakāpju sūkņi parasti tiek izmantoti katlu padevei?

Katlu sistēmām bieži ir nepieciešams ievērojami augstāks spiediens nekā parastajām ūdens apgādes sistēmām.

Zema spiediena katlu sistēmām var pietikt ar viena-pakāpes centrbēdzes sūkni, taču augstāka-spiediena sistēmām parasti ir nepieciešama daudzpakāpju konfigurācija.

Daudzpakāpju centrbēdzes sūknis satur vairākas virknē sakārtotas hidrauliskās pakāpes.

Aptuvenā attiecība ir:

Kopējais sūkņa augstums ≈ Sūkņa augstums vienā posmā × posmu skaits

Faktiskā veiktspēja ir atkarīga no sūkņa hidrauliskās konstrukcijas, darbības punkta, šķidruma īpašībām un efektivitātes.

Daudzpakāpju katlu padeves sūkņu galvenās priekšrocības ir:

Augsta spiediena / galvas spēja

Stabila nepārtraukta darbība

Augsta hidrauliskā efektivitāte

Piemērots augstspiediena katlu{0}}sistēmām

Elastīga skatuves izvēle

Laba piemērotība rūpnieciskiem lietojumiem

Šī iemesla dēļ rūpnieciskajās katlu padeves sistēmās plaši tiek izmantoti horizontālie daudzpakāpju centrbēdzes sūkņi un citas augsta spiediena daudzpakāpju{0}}konfigurācijas.

 

4. Katla padeves ūdens sūkņa galvenās sastāvdaļas

Katla padeves sūknis sastāv no vairākām kritiskām sastāvdaļām. Precīza konfigurācija ir atkarīga no sūkņa konstrukcijas, spiediena, temperatūras un pielietojuma.

4.1 Darbrats

Darbrats ir atbildīgs par mehāniskās enerģijas nodošanu šķidrumam.

Tās hidrauliskā konstrukcija ietekmē:

Plūsmas ātrums

Sūkņa galva

Efektivitāte

Enerģijas patēriņš

Kavitācijas veiktspēja

Augstas{0}}temperatūras vai augsta spiediena{1}}darbiem lāpstiņriteņa materiāla izvēle ir īpaši svarīga.

4.2 Izkliedētājs vai virzošā lāpstiņa

Difuzors vai virzošais lāpstiņš daļu ūdens kinētiskās enerģijas pārvērš spiediena enerģijā.

Tā hidrauliskā konstrukcija spēcīgi ietekmē katra sūkņa posma efektivitāti.

Slikta hidrauliskā saskaņošana var palielināt iekšējos zudumus un samazināt kopējo sūkņa efektivitāti.

4.3 Sūkņa vārpsta

Vārpsta pārnes mehānisko jaudu no vadītāja uz lāpstiņriteņiem.

Ātrgaitas-un augstspiediena-sūkņiem vārpsta:

Spēks

Stingrība

Izlīdzināšana

Materiālu izvēle

Dinamiskais līdzsvars

ir svarīgi faktori, kas ietekmē uzticamību.

4.4 Gultņi

Gultņi atbalsta rotējošo vārpstu un uztur pareizo rotora stāvokli.

Neparasta gultņu temperatūra vai vibrācija var norādīt:

Nepietiekama eļļošana

Pārmērīga slodze

Neatbilstība

Problēmas ar vārpstu

Gultņu nodilums

Rotora nelīdzsvarotība

Tāpēc regulāra uzraudzība ir būtiska.

4.5. Mehāniskais blīvējums vai blīvējums

Vārpstas blīvējuma sistēma neļauj ūdenim izplūst gar rotējošo vārpstu.

Atkarībā no sūkņa konstrukcijas un darbības apstākļiem sūknis var izmantot:

Mehāniskās blīves

Iepakojuma plombas

Specializēti augstas temperatūras{0}}blīvēšanas pasākumi

Karstam katla padeves ūdenim, izvēloties blīvējumu, jāņem vērā temperatūra, spiediens, šķidruma īpašības un darbības apstākļi.

4.6 Sūkņa korpuss

Korpuss satur hidrauliskās sastāvdaļas un iztur sūkņa radīto iekšējo spiedienu.

Augstspiediena katla pielietojuma gadījumā, projektējot sūkni, jāņem vērā korpusa izturība, spiediena reitings, materiāls un termiskā veiktspēja.

 

5. Katla padeves ūdens sūkņa galvenie darbības parametri

Katla padeves sūkņa izvēlei ir nepieciešams vairāk nekā tikai motora jaudas atbilstība.

Jāņem vērā šādi parametri.

5.1. Plūsmas ātrums

Nepieciešamo plūsmas ātrumu parasti nosaka:

Katla iztvaikošanas jauda

Tvaika ražošana

Izplūdes ātrums

Sistēmas zaudējumi

Barošanas ūdens sistēmas konfigurācija

Darbības rezerve

Sūknis jāizvēlas atbilstoši faktiskajam nepieciešamajam darbības diapazonam, nevis vienkārši jāizvēlas lielākā pieejamā plūsma.

5.2 Sūkņa galva

Sūknim ir jārada pietiekami daudz augstuma, lai pārvarētu padeves ūdens sistēmas kopējās dinamiskās prasības.

Nepieciešamā sūkņa galva var ietvert:

Nepieciešamā galva=statiskā galviņa + spiediena galva + berzes zudumi + aprīkojuma zudumi + drošības rezerve

Precīza aprēķina pamatā jābūt faktiskajam sistēmas projektam.

5.3. Padeves ūdens temperatūra

Katla padeves ūdens bieži ir ievērojami karstāks par parasto ūdeni.

Paaugstinoties ūdens temperatūrai, palielinās arī tā tvaika spiediens.

Tas tieši ietekmē pieejamo NPSH un līdz ar to arī sūkņa kavitācijas rezervi.

Augstas{0}}temperatūras barošanas ūdens rūpīgi jāizvērtē:

• NPSHA
• NPSHR
• Sūkšanas spiediens
• Ūdens temperatūra
• Sūkņa uzstādīšanas paaugstinājums
• Sūkšanas cauruļvada zudumi

 

6. NPSH un kavitācija: kritisks apsvērums

Viens no svarīgākajiem jautājumiem, darbinot katla padeves sūkni, ir kavitācija.

Kavitācija notiek, kad vietējais spiediens sūkņa iekšienē nokrītas zem šķidruma tvaika spiediena, izraisot tvaika burbuļu veidošanos un pēc tam sabrūkot augstāka{0}}spiediena apgabalos.

Tipiskas sekas ir šādas:

• Troksnis
• Vibrācija
• Samazināta plūsma
• Samazināta galva
• Darbrata erozija
• Gultņu bojājumi
• Problēmas ar mehānisko blīvējumu

NPSHA pret NPSHR

Īpaši svarīgi ir divi termini:

Pieejama NPSHA - neto pozitīva sūkšanas galva

Tas atspoguļo NPSH, ko nodrošina faktiskā sistēma.

NPSHR - Nepieciešama neto pozitīva sūkšanas galva

Tas ir minimālais NPSH, kas nepieciešams sūknim noteiktos darbības apstākļos.

Drošai darbībai:

NPSHA ir jābūt lielākam par NPSHR par atbilstošu inženiertehnisko rezervi.

Katlu barošanas ūdens lietojumiem tas kļūst īpaši svarīgi, jo ūdens var būt karsts un tuvu tā piesātinājuma stāvoklim.

Ja sūknis nav pareizi izstrādāts, sūknis, kas parasti darbojas ar aukstu ūdeni, var piedzīvot nopietnu kavitāciju, strādājot ar augstas{0}}temperatūras padeves ūdeni.

 

7. Katla padeves sūkņa palaišanas procedūra

Pareiza iedarbināšana ir būtiska sūkņa aizsardzībai.

Precīzai procedūrai vienmēr jāatbilst sūkņa ražotāja lietošanas rokasgrāmatai un iekārtas darbības procedūrām.

Tipiskā centrbēdzes katla padeves sūkņa palaišanas secība ietver:

1. Pārbaudiet sūkni un motoru

Pirms darba sākšanas pārbaudiet:

Sakabe

Eļļošana

Gultņi

Mehāniskais blīvējums

Vārsti

Instrumentācija

Pamatu un enkura skrūves

2. Pārbaudiet, vai sūknis ir piepildīts ar šķidrumu

Centrbēdzes sūkni nedrīkst darbināt sausā veidā.

Pārliecinieties, vai sūkņa korpuss un iesūkšanas līnija ir pareizi piepildīti un, ja nepieciešams, ir noņemts gaiss.

3. Pārbaudiet sūkšanas nosacījumus

Apstipriniet, ka:

Sūkšanas vārsts ir pareizi novietots

Ir pieejams barības ūdens avots

Sūkšanas spiediens ir atbilstošs

NPSH nosacījumi ir pieņemami

4. Apstipriniet pareizo rotāciju

Pārbaudiet motora griešanās virzienu saskaņā ar sūkņa ražotāja prasībām.

Nepareiza rotācija var izraisīt nepietiekamu hidraulisko veiktspēju un var sabojāt aprīkojumu.

5. Iedarbiniet sūkni

Iedarbiniet sūkni saskaņā ar ražotāja ieteikto vārstu un vadības secību.

Izvairieties no ilgstošas ​​darbības apstākļos, kas atrodas ārpus atļautā darbības diapazona.

6. Monitora darbības parametri

Tūlīt pēc palaišanas pārbaudiet:

• Izlādes spiediens
• Plūsmas ātrums
• Gultņu temperatūra
• Vibrācija
• Motora strāva
• Blīvējuma noplūde
• Nenormāls troksnis

Jebkura nozīmīga novirze ir jāizmeklē pirms nepārtrauktas darbības.

 

8. Kāpēc katla padeves sūknim nevajadzētu darboties ar ļoti zemu plūsmu?

Centrbēdzes katla padeves sūkņa nepārtraukta darbība ar ārkārtīgi zemu plūsmu var izraisīt nopietnas hidrauliskas un mehāniskas problēmas.

Iespējamās sekas ir šādas:

• Iekšējā recirkulācija
• Temperatūras paaugstināšanās
• Hidrauliskā nestabilitāte
• Paaugstināta vibrācija
• Gultņu slodze
• Blīvējuma bojājumi
• Samazināts sūkņa kalpošanas laiks

Kritiskām lietojumprogrammām sistēmai var būt nepieciešams aminimālā -plūsmas aizsardzības sistēma vai recirkulācijas līnija.

Minimālā nepārtrauktā stabilā plūsma jānosaka saskaņā ar konkrēto sūkņa konstrukciju un ražotāja veiktspējas datiem.

Tas ir svarīgs apsvērums, kas dažkārt tiek ignorēts sistēmas projektēšanas laikā.

 

9. Katla padeves ūdens sūkņa apkope

Profilaktiskā apkope ir būtiska, lai saglabātu sūkņa uzticamību.

Praktiskā apkopes programmā jāiekļauj šādas jomas.

9.1. Monitora vibrācija

Paaugstināta vibrācija var norādīt:

Rotora nelīdzsvarotība

Neatbilstība

Gultņu nodilums

Kavitācija

Pamatu problēmas

Hidrauliskā nestabilitāte

Tendenču uzraudzība bieži ir noderīgāka nekā viena mērījuma apskate.

Pakāpeniska vibrācijas palielināšanās var sniegt agrīnu brīdinājumu pirms nopietnas kļūmes.

9.2. Monitora gultņu temperatūra

Nenormālu gultņu temperatūru var izraisīt:

Nepietiekama eļļošana

Pārmērīga eļļošana

Gultņu bojājumi

Neatbilstība

Pārmērīga radiālā vai aksiālā slodze

Temperatūras tendences jāsalīdzina ar ražotāja ieteiktajām robežvērtībām.

9.3. Pārbaudiet mehāniskās blīves

Pārbaudiet:

Pārmērīga noplūde

Nenormāla temperatūra

Blīvējuma sejas bojājumi

Blīvējuma skalošanas problēmas

Piesārņojums

Neliela noplūde var būt normāla parādība noteiktiem blīvējuma veidiem, savukārt pārmērīga vai pēkšņa noplūde ir jāizmeklē.

9.4 Pārbaudiet eļļošanu

Izmantojiet tikai sūkņa ražotāja norādīto smērvielu.

Apkopes grafikā jāņem vērā:

Darbības ātrums

Gultņa tips

Temperatūra

Smērvielas veids

Darba laiks

Ražotāju ieteikumi

Pārmērīga-eļļošana var būt tikpat kaitīga kā nepietiekama eļļošana.

9.5. Pārbaudiet savienojumu un izlīdzināšanu

Sūkņa un motora izlīdzināšana ir īpaši svarīga{0}}ātrgaitas iekārtām.

Neatbilstība var izraisīt:

Paaugstināta vibrācija

Gultņu bojājums

Sakabes nodilums

Problēmas ar vārpstu

Mehāniskā blīvējuma bojājums

Vajadzības gadījumā var izmantot lāzera izlīdzināšanas aprīkojumu, lai uzlabotu izlīdzināšanas precizitāti.

9.6. Pārbaudiet lāpstiņriteņus un nodilušās sastāvdaļas

Plānotās apkopes laikā pārbaudiet hidrauliskās sastāvdaļas:

Erozija

Korozija

Mērogošana

Valkāt

Kavitācijas bojājumi

Noguldījumi

Sūkņa veiktspējas izmaiņas dažkārt var liecināt par iekšējo nodilumu pat pirms vizuālās pārbaudes.

 

10. Bieži sastopamās katla padeves sūkņa problēmas un traucējummeklēšana

1. problēma: Sūkņa izplūdes spiediens ir pārāk zems

Iespējamie cēloņi ir:

• Nepareizs sūkņa ātrums
• Nepareizs griešanās virziens
• Pārmērīgs iekšējais nodilums
• Darbrata bojājumi
• Aizsērējusi sūkšanas līnija
• Nepietiekams sūkšanas spiediens
• Pārmērīga sistēmas pretestība
• Gaiss iekļūst sūknī
• Darbība ārpus projektēšanas punkta

Ieteicamās pārbaudes:

1. Pārbaudiet sūkņa ātrumu.
2. Apstipriniet griešanās virzienu.
3. Pārbaudiet sūkšanas spiedienu un plūsmu.
4. Salīdziniet faktisko veiktspēju ar sūkņa līkni.
5. Pārbaudiet lāpstiņriteni un iekšējās atstarpes.
6. Pārbaudiet gaisa iekļūšanu.

2. problēma: pārmērīga vibrācija

Iespējamie cēloņi ir:

Neatbilstība

Gultņu bojājumi

Rotora nelīdzsvarotība

Kavitācija

Pamatu problēmas

Caurules celms

Darbība ārpus ieteicamā diapazona

Nenomainiet gultni automātiski, neizpētot galveno cēloni.

Atkārtota gultņu atteice bieži vien ir simptoms, nevis sākotnējā problēma.

3. problēma: sūknis ir trokšņains

Bieži sastopamie cēloņi ir:

Kavitācija

Gaisa iekļūšana

Gultņu bojājumi

Hidrauliskā nestabilitāte

Pārmērīga plūsma

Nepietiekams sūkšanas spiediens

Ja troksnis atgādina granti vai akmeņus, kas iet caur sūkni, nekavējoties jāizmeklē kavitācija.

4. problēma: pārmērīga blīvējuma noplūde

Iespējamie cēloņi ir:

Bojāts mehāniskais blīvējums

Vārpstas noplūde

Neatbilstība

Nepareiza blīvējuma uzstādīšana

Pārmērīga vibrācija

Nepareizi blīvējuma skalošanas apstākļi

Blīvējuma nomaiņa ir jāapvieno ar pamatcēloņu analīzi.

5. problēma: motora pārslodze

Iespējamie cēloņi ir:

Pārmērīga plūsma

Augsts šķidruma blīvums

Sūknis darbojas ārpus tā projektēšanas punkta

Mehāniskā berze

Problēmas ar gultņiem

Nepareiza sūkņa izvēle

Motora strāva jāuzrauga kopā ar plūsmu, spiedienu un sūkņa darbības apstākļiem.

 

Katla padeves ūdens sūknis ir būtiska tvaika ģenerēšanas sistēmas sastāvdaļa. Tās veiktspēja ietekmē ne tikai ūdens padevi katlam, bet arī visas tvaika sistēmas uzticamību, efektivitāti un nepārtrauktību.

Augstspiediena{0}}industriālajiem lietojumiem daudzpakāpju centrbēdzes sūkņi bieži vien ir efektīvs risinājums, jo tie var radīt vajadzīgo augstumu, izmantojot vairākus hidrauliskos posmus.

Tomēr uzticama darbība ir atkarīga ne tikai no paša sūkņa. Pareiza sūkņa izvēle, atbilstošs NPSH, pareiza palaišana, minimālā -plūsmas aizsardzība, izlīdzināšana, eļļošana, blīvējuma pārvaldība, vibrācijas uzraudzība un profilaktiskā apkope — tas viss veicina ilgtermiņa darbību.

Nepieciešams katla padeves ūdens sūknis rūpnieciskam lietojumam? Lai saņemtu tehnisko ieteikumu, sazinieties ar HNYB PUMPS, lai uzzinātu savas plūsmas ātruma, augstuma, temperatūras un katla spiediena prasības.