• Pochopení problémů s vazbou vzduchu a jak zabránit selhání odstředivého čerpadla

Odstředivá čerpadla jsou široce používána v průmyslových aplikacích, včetněsystémy zásobování vodou, chemické zpracování, těžba, výroba energie, ropa a plyn, systémy napájecí vody pro kotle a průmyslové cirkulační systémy.

Během provozu se však uživatelé mohou setkat s běžným problémem:

Motor běží normálně;

Hřídel čerpadla se správně otáčí;

Z výstupu však nevytéká žádná kapalina;

Průtok výrazně klesá;

Čerpadlo vydává abnormální hluk nebo vibrace.

V mnoha případech je tento problém způsobenvázání vzduchu v odstředivém čerpadle.

Vazba vzduchu je jedním z nejběžnějších provozních problémů u odstředivých čerpadel, zejména prohorizontální odstředivá čerpadla, vícestupňová odstředivá čerpadla, čerpadla s dělenou skříní a další konstrukce čerpadel bez -samonasávání{1}}.

 

 

1. Co je vzduchová vazba v odstředivém čerpadle?

Vzduchová vazbase týká stavu, kdy se vzduch nebo plyn zachytí uvnitř tělesa čerpadla, oblasti oběžného kola nebo sacího potrubí, což brání odstředivému čerpadlu vytvořit normální průtok a tlak.

Odstředivé čerpadlo funguje pomocí rotujícího oběžného kola k přenosu energie do kapaliny. Když kapalina vstoupí do oka oběžného kola, odstředivá síla ji tlačí směrem k výstupu oběžného kola a vytváří tlak a nepřetržitý průtok.

Když však vzduch naplní komoru čerpadla:

Vzduch má mnohem nižší hustotu než kapalina;

Oběžné kolo nemůže účinně přenášet energii do vzduchu;

Nelze vytvořit požadovaný tlakový rozdíl;

Kapalina nemůže správně vniknout do čerpadla.

V důsledku toho může čerpadlo nadále mechanicky běžet, ale nedodává kapalinu.

Mezi typické příznaky patří:

Čerpadlo běží bez vypouštění vody;

Snížený průtok a tlak;

Nestabilní provoz;

Nadměrné vibrace nebo hluk.

 

2. Hlavní příčiny vazby vzduchu u odstředivých čerpadel

2.1 Nedostatečné naplnění před spuštěním čerpadla

Nejčastější příčina

Většina konvenčních odstředivých čerpadel jenedochází k samonasávání-a před spuštěním musí být zcela naplněn kapalinou.

Před provozem je třeba zajistit následující podmínky:

Těleso čerpadla je zcela naplněno kapalinou;

Sací potrubí je naplněno kapalinou;

Veškerý zachycený vzduch je odstraněn.

Pokud uvnitř čerpadla zůstane vzduch, oběžné kolo bude místo čerpání kapaliny pouze cirkulovat vzduch.

Mezi běžné situace patří:

Čerpadlo se poprvé spustí bez řádného naplnění;

Čerpadlo ztrácí kapalinu po dlouhém odstavení;

Nožní ventil selže a kapalina teče zpět;

Během spouštění není zcela uvolněn vzduch.

 

2.2 Únik vzduchu v sacím potrubí

Sací strana odstředivého čerpadla obvykle pracuje pod podtlakem.

Proto i malá netěsnost v sacím potrubí může umožnit vnikání vnějšího vzduchu do čerpadla bez zjevného úniku vody.

Mezi běžná místa úniku vzduchu patří:

Přírubové spoje;

Poškozená těsnění;

Volné závitové spoje;

Oblasti těsnění ventilů;

Praskliny v sacích potrubích.

Jakmile vzduch vstoupí do čerpadla, může se hromadit uvnitř pláště a snížit výkon čerpadla.

Pro průmyslové čerpací systémy:

Vzduchotěsnost sacího potrubí je stejně důležitá jako pevnost tlakového potrubí.

 

2.3 Nesprávná konstrukce sacího potrubí

Správně navržený sací systém je nezbytný pro spolehlivý provoz odstředivého čerpadla.

Problémy, které mohou způsobit hromadění vzduchu, zahrnují:

Vysoké body v sacím potrubí

Vzduch má tendenci se shromažďovat v nejvyšším bodě potrubí.

Poddimenzované sací potrubí

Sací potrubí s nedostatečným průměrem může způsobit:

Vyšší rychlost proudění;

Zvýšená ztráta třením;

Nižší tlak na vstupu čerpadla;

Větší riziko vniknutí vzduchu do systému.

Nadměrné ohyby potrubí

Příliš mnoho kolen nebo komplikované rozmístění potrubí se může zvýšit:

Hydraulické ztráty;

Odolnost proti sání;

Možnost akumulace vzduchu.

 

2.4 Nízká hladina kapaliny a přívod vzduchu

Když je hladina kapaliny v nádrži nebo nádrži příliš nízká:

Sací vstup může být blízko hladiny kapaliny;

Může dojít k tvorbě víru;

Vzduch může být nasáván do sacího potrubí.

Tento problém je běžný v:

Systémy na úpravu vody;

Drenážní aplikace;

Cirkulační systémy chladicí vody.

Udržení dostatečné hloubky ponoření je důležité, aby se zabránilo strhávání vzduchu.

 

2.5 Plyn uvolněný z čerpané kapaliny

Některé kapaliny obsahují rozpuštěné plyny.

Za určitých podmínek, jako např.

Snížení tlaku;

Zvýšení teploty;

Turbulence proudění;

rozpuštěný plyn se může oddělit od kapaliny a tvořit bubliny.

Tyto bubliny se mohou hromadit v blízkosti vstupu oběžného kola a ovlivnit výkon čerpadla.

 

3. Běžné příznaky vzduchové vazby

3.1 Čerpadlo běží, ale nedodává kapalinu

Toto je nejtypičtější příznak.

Motor funguje normálně, ale:

Žádná voda nevytéká;

Výtlačný tlak zůstává nízký;

Čerpadlo nemůže dosáhnout navrženého provozního bodu.

 

3.2 Snížený průtok a tlak

Protože oběžné kolo nemůže efektivně přenášet energii do kapaliny:

Průtok klesá;

Kapky hlavy čerpadla;

Výkon systému se stává nestabilním.

 

3.3 Abnormální hluk a vibrace

Vzduch vstupující do oblasti oběžného kola narušuje kontinuální proudění kapaliny.

Možné výsledky:

Zvýšené vibrace;

Nestabilní provoz;

Abnormální provozní hluk.

 

4. Jak předcházet a řešit problémy s vazbou vzduchu

 

4.1 Správné naplnění čerpadla a odstranění vzduchu

Nejúčinnějším řešením je správné naplnění před spuštěním.

Doporučený postup:

Otevřete odvzdušňovací ventil;

Naplňte těleso čerpadla čerpanou kapalinou;

Ujistěte se, že je komora čerpadla zcela naplněna;

Odstraňte veškerý zachycený vzduch;

Zavřete odvzdušňovací ventil;

Spusťte čerpadlo.

Správný základní nátěr je zvláště důležitý pro:

Horizontální vícestupňová čerpadla;

Čerpadla napájecí vody do kotlů;

Vysokotlaká-odstředivá čerpadla;

Čerpadla s děleným pouzdrem.

 

4.2 Kontrola a oprava netěsnosti sacího potrubí

Pravidelně kontrolujte:

Přírubové spoje;

Těsnění;

Ventily;

Potrubní spoje;

Těsnící součásti.

Jakýkoli únik vzduchu by měl být okamžitě opraven, aby byl zajištěn stabilní provoz čerpadla.

 

4.3 Nainstalujte zařízení pro uvolnění vzduchu

U systémů s častou akumulací vzduchu zvažte instalaci:

Automatické odvzdušňovací ventily;

Odvzdušňovací potrubí;

Vakuové-systémy plnění.

Tato zařízení pomáhají odstranit zachycený vzduch a zlepšit spolehlivost spouštění.

 

4.4 Optimalizujte podmínky instalace čerpadla

Chcete-li snížit riziko vázání vzduchu:

✔ Udržujte sací potrubí co nejkratší;
✔ Použijte správný průměr sacího potrubí;
✔ Minimalizujte zbytečné lokty;
✔ Vyhněte se vysokým místům, kde se může hromadit vzduch;
✔ Zajistěte dostatečnou hladinu kapaliny nad sacím otvorem.

 

4.5 Vyberte správný typ čerpadla

Pokud žádost zahrnuje:

Instalace čerpadla nad hladinou kapaliny;

Časté spouštění a vypínání;

Obtížné podmínky plnění;

zvažte použití:

Samonasávací-čerpadla;

Ponorná čerpadla;

Vakuové-čerpací systémy.

Výběr správné konstrukce čerpadla může výrazně zlepšit spolehlivost systému.

 

5. Vzduchová vazba vs. kavitace: Jaký je rozdíl?

Vazba vzduchu a kavitace jsou někdy zaměňovány, protože obě zahrnují bubliny plynu uvnitř čerpadel. Jsou to však různé jevy.

Položka	Vzduchová vazba	Kavitace
Hlavní příčina	Vzduch vstupuje do čerpadla a hromadí se v něm	Odpařování kapaliny v důsledku nízkého tlaku
Zdroj plynu	Vnější vzduch nebo uvolněný plyn	Kapalná pára
Typický výskyt	Spuštění nebo poté, co vzduch vstoupí do systému	Při nepřetržitém provozu
Hlavní efekt	Čerpadlo nemůže dodávat kapalinu	Poškození oběžného kola a ztráta výkonu
Řešení	Plnění a odstranění vzduchu	Zlepšení NPSH a snížení sacích ztrát

Vzduchová vazba je způsobena předevšímvzduch, který brání čerpadlu zajistit nepřetržitý průtok kapaliny, zatímco kavitace je způsobenalokální odpařování kapaliny v důsledku nedostatečného tlaku.

 

6. Závěr

Vázání vzduchu je běžný provozní problém, který může významně ovlivnit výkon a spolehlivost odstředivého čerpadla.

Mezi hlavní příčiny patří:

Nesprávné naplnění před spuštěním;

Únik vzduchu v sacích potrubích;

Špatná konstrukce sacího systému;

Nízká hladina kapaliny způsobující nasávání vzduchu;

Hromadění plynu uvnitř čerpadla.

Abyste zabránili vázání vzduchu:

✔ Před spuštěním vždy čerpadlo naplňte;
✔ Udržujte řádně utěsněný sací systém;
✔ Správně navrhněte sací potrubí;
✔ Účinně odstraňte zachycený vzduch;
✔ Vyberte správný typ čerpadla pro danou aplikaci.

 

Zejména pro průmyslová odstředivá čerpadlahorizontální vícestupňová čerpadla, čerpadla napájecí vody kotlů, čerpadla s dělenou skříní a vysokotlaká-čerpadlaZabránění vázání vzduchu je zásadní pro zlepšení provozní účinnosti, prodloužení životnosti a snížení nákladů na údržbu.