ความเข้าใจผิดบางประการเกี่ยวกับการเลือกและการใช้งานปั๊มหอยโข่ง

การซื้อ-ปั๊มแรงเหวี่ยงคุณภาพสูงที่ตรงตามมาตรฐานการผลิตเป็นเพียงจุดเริ่มต้น ไม่ใช่เป้าหมายสุดท้าย เพื่อให้มั่นใจว่าระบบจะ-เกิดปัญหาในระยะยาว-โดยไม่มีค่าใช้จ่าย หากอุปกรณ์ไม่ได้รับการออกแบบให้เข้ากันได้กับสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ แม้แต่พารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่น่าประทับใจที่สุดก็ยังนำไปสู่ปัญหาในการปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมจริงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ปั๊มหอยโข่งแต่ละตัวมีจุดทำงานที่เหมาะสมที่สุดที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและช่วงการทำงานที่อนุญาต เมื่อสภาพการทำงานจริงเบี่ยงเบนไปจากขอบเขตการออกแบบ-ไม่ว่าจะเป็นอัตราการไหล หัวดูดสุทธิบวก (NPSH) คุณลักษณะของตัวกลาง หรือ-วิธีการสตาร์ทและปิดเครื่อง- มันจะส่งผลโดยตรงต่อความเสถียรทางไฮดรอลิกของชุดปั๊ม ความน่าเชื่อถือทางกล และอายุการใช้งาน

บทความนี้จะอธิบายและชี้แจงความเข้าใจผิดทั่วไปบางประการในการเลือกและการใช้งานปั๊มแรงเหวี่ยงตามประสบการณ์การปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ผู้ใช้ตัดสินใจเลือกผลิตภัณฑ์และการใช้งานที่ไม่ดี

 

 

• ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยในการเลือกผลิตภัณฑ์

 

ยิ่งประสิทธิภาพสูงก็ยิ่งดีเท่านั้น

"ประสิทธิภาพ" เป็นตัวบ่งชี้หลักในการวัดประสิทธิภาพไฮดรอลิกของปั๊ม และยังเป็นจุดเริ่มต้นโดยตรงที่สุดสำหรับผู้ใช้ในการมุ่งเน้นไปที่ต้นทุนการใช้พลังงาน อย่างไรก็ตาม หากเป้าหมายในการเพิ่มประสิทธิภาพปั๊มให้สูงสุดดำเนินการเพียงฝ่ายเดียว ก็มักจะต้องมีการประนีประนอมหลายประการในขั้นตอนการออกแบบ ซึ่งอาจส่งผลต่อความทนทานของอุปกรณ์และความน่าเชื่อถือของการทำงานในระยะยาว-

ประสิทธิภาพสูง ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วหมายถึงการใช้พลังงานในการทำงานที่ลดลง เป็นทั้งความคาดหวังของผู้ใช้ทั่วไปและเป็นแรงผลักดันหลักที่อยู่เบื้องหลังนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องสำหรับผู้ผลิตปั๊ม สิ่งนี้ถือเป็น "เป้าหมาย" เนื่องจากในสภาวะการทำงานที่สำคัญซึ่งต้องการ-การทำงานต่อเนื่องในระยะยาว เช่น พลังงานนิวเคลียร์ พลังงานความร้อน และโรงงานปิโตรเคมี ความปลอดภัยและเสถียรภาพ (กล่าวคือ ความน่าเชื่อถือ) ของชุดปั๊มเป็นสิ่งสำคัญที่สุดเสมอ

การออกแบบประสิทธิภาพสูง-มักเกี่ยวข้องกับคุณลักษณะทางเทคนิคหลายประการ: ระยะห่างในการทำงานน้อยลง (วงแหวนสวม กลไกการปรับสมดุล ฯลฯ) เพลาปั๊มที่ยาวและยืดหยุ่นมากขึ้น ข้อกำหนดความทนทานที่เข้มงวด และโปรไฟล์เส้นทางการไหลที่ราบรื่นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แม้ว่าการออกแบบเหล่านี้จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพไฮดรอลิกได้ในระดับหนึ่ง แต่ยังทำให้อุปกรณ์มีความไวต่อความสะอาดของตัวกลาง ความผันผวนของสภาพการทำงาน และการจัดตำแหน่งการติดตั้งมากขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความถี่ในการบำรุงรักษา เพิ่มอุปสรรคทางเทคนิค และเพิ่มต้นทุนอะไหล่สำหรับผู้ใช้

ผู้ผลิตซึ่งอิงตามตำแหน่งทางการตลาดและกลยุทธ์ผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน มีจุดมุ่งเน้นที่แตกต่างกันในปรัชญาการออกแบบปั๊มของตน: บางรายให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพการใช้พลังงาน บางรายมองว่าความน่าเชื่อถือเป็นหลักการสำคัญ และบางรายมีอายุการใช้งานยาวนานเป็นพิเศษ-ภายใต้สภาวะการทำงานที่หนักหน่วง ในช่วงทศวรรษ 1980 ตลาดการผลิตไฟฟ้าพลังความร้อนของจีนพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยดึงดูดซัพพลายเออร์ปั๊มสำหรับโรงไฟฟ้าที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติจำนวนมาก ผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือเป็นอุปสรรคทางเทคนิค แต่มีบริษัทต่างชาติรายหนึ่งเข้าสู่ตลาดโดยมี "ประสิทธิภาพสูงสุดในอุตสาหกรรม" เป็นข้อได้เปรียบที่สร้างความแตกต่าง แม้ว่าประสิทธิภาพการตรวจวัดเบื้องต้นจะสูงกว่าคู่แข่ง 1% ถึง 2% ก็ตาม แต่บ่อยครั้งก็ประสบอุบัติเหตุเพลาแตกหลังการทดสอบเดินเครื่อง และในที่สุดก็ถูกขับออกจากตลาดพลังงานของจีน กรณีนี้แสดงให้เห็นอย่างลึกซึ้งว่าปั๊มแบบแรงเหวี่ยงไม่จำเป็นต้องดีกว่าเสมอไปหากประสิทธิภาพสูงขึ้น กลยุทธ์การออกแบบที่เสียสละความน่าเชื่อถือเพื่อประสิทธิภาพนั้นเทียบเท่ากับการดื่มยาพิษเพื่อดับกระหายในสภาวะการทำงานที่สำคัญ

 

ยิ่งหัวดูดสุทธิบวก (NPSH) ของปั๊มที่ต้องการยิ่งต่ำก็ยิ่งดี

สำหรับผู้ใช้ ยิ่งหัวดูดสุทธิบวก (NPSHR) ของปั๊มที่ต้องการต่ำเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น เนื่องจากสามารถลดความสูงของการติดตั้งได้อย่างมาก (เช่น หัวดูดสุทธิบวก NPSHA) และลดต้นทุนการลงทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในระบบปั๊มส่วนใหญ่ NPSHA มีแนวโน้มที่จะลดลงตามอัตราการไหลที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ NPSHR มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นตามอัตราการไหลที่เพิ่มขึ้น ดังนั้น ก่อนการออกแบบระบบ ควรพิจารณาคำแนะนำของผู้ผลิตปั๊มและประสบการณ์การใช้งาน และควรจัดให้มีระยะขอบด้านความปลอดภัยที่เพียงพอภายในอัตราการไหลของการทำงานที่คาดหวังทั้งหมด ในเวลาเดียวกัน เมื่อพิจารณาหัวดูดสุทธิบวก ผู้ซื้อและผู้ขายควรชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลต่อเนื่องขั้นต่ำที่คงที่และความเร็วเฉพาะของการดูดของปั๊ม โดยทั่วไป อัตราการไหลต่อเนื่องขั้นต่ำที่เสถียรของปั๊มจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วเฉพาะของการดูดที่เพิ่มขึ้น... เมื่อเลือกความเร็วเฉพาะของการดูดและขอบเขตความปลอดภัยของ NPSH ควรพิจารณามาตรฐานอุตสาหกรรมที่มีอยู่และประสบการณ์ของผู้ผลิต

ที่ความเร็วและอัตราการไหลเท่ากัน ยิ่ง NPSHR ต่ำ ความเร็วจำเพาะในการดูดของปั๊มก็จะยิ่งสูงขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับการออกแบบปั๊มที่มีความเร็วเฉพาะในการดูดต่ำกว่า ปั๊มที่มีความเร็วเฉพาะในการดูดสูงกว่ามีแนวโน้มที่จะพบกับการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนที่ไม่พึงประสงค์มากกว่า และช่วงการทำงานที่อนุญาตก็จะแคบลงด้วย เกี่ยวกับผลกระทบของความเร็วเฉพาะในการดูดต่อความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานของปั๊มแรงเหวี่ยง คู่แข่งจากต่างประเทศมีประสบการณ์การใช้งานด้านวิศวกรรมอย่างกว้างขวาง และได้ให้ขีดจำกัดสูงสุดสำหรับความเร็วเฉพาะของการดูด ซึ่งสามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการเลือกปั๊มได้ ขีดจำกัดสำหรับความเร็วจำเพาะการดูดที่ระบุใน UOP 5-11-7 [2] ได้รับการยอมรับและนำไปใช้อย่างกว้างขวางทั่วโลก และมีข้อกำหนดดังต่อไปนี้: ความเร็วจำเพาะการดูดของปั๊มจะต้องไม่เกิน 13000 (m3/h, rpm m); เมื่อตัวกลางในการสูบคือน้ำหรือสารละลายที่มีปริมาณน้ำเกิน 50% และกำลังใบพัดขั้นเดียวของปั๊มเกิน 75 kW ความเร็วจำเพาะในการดูดจะต้องไม่เกิน 11000 (m3/h, rpm, m) ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ปัจจุบันมีหลายวิธีในการปรับปรุงประสิทธิภาพการดูดของปั๊มแรงเหวี่ยงโดยไม่ต้องเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางทางเข้าของใบพัด และขีดจำกัดความเร็วเฉพาะของการดูดก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย หลังจากศึกษาผลิตภัณฑ์ของบริษัทข้ามชาติหลายแห่ง (เช่น EBARA, KSB, ITT เป็นต้น) ผู้เขียนพบว่าประเภท BB2 ซึ่งออกแบบโดยใช้วิธีการออกแบบสมัยใหม่ (แทนที่จะใช้วิธีดั้งเดิมในการเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางทางเข้าของใบพัด) สามารถบรรลุขีดจำกัดความเร็วเฉพาะในการดูดที่ประมาณ 14,400 (m3/h, rpm, m)

ดังนั้น ผู้ใช้ไม่ควรติดตาม "NPSH3 ต่ำ" อย่างสุ่มสี่สุ่มห้าโดยไม่พิจารณาสภาพการทำงานจริง แต่ควรทำงานร่วมกับผู้ผลิตเพื่อให้มีระยะห่างที่เพียงพอและสมเหตุสมผลระหว่างหัวดูดสุทธิบวก (NPSHA) ของยูนิตกับหัวดูดสุทธิบวก (NPSH3) ที่ต้องการของปั๊ม ขณะเดียวกันก็ประเมินความเสี่ยงด้านความมั่นคงในการปฏิบัติงานอย่างระมัดระวังซึ่งอาจเกิดจากการออกแบบความเร็วเฉพาะในการดูดสูง

 

ยิ่งความเร็ววิกฤติของปั๊มอยู่ห่างจากความเร็วจริงมากเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น

ความเร็ววิกฤตหมายถึงความเร็วลักษณะเฉพาะที่ระบบโรเตอร์สะท้อนกลับ และค่าของมันขึ้นอยู่กับความแข็งของโรเตอร์ ความแข็งของส่วนรองรับ และการกระจายมวล ในกระบวนการประมูลทางวิศวกรรมจริง เนื่องจากการหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากเสียงสะท้อนมากเกินไป ผู้ซื้อมักจะกำหนดให้-ความเร็ววิกฤติตามขวางลำดับแรกอยู่ห่างจากความเร็วพิกัดของปั๊มมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (เช่น เอกสารประกวดราคาในช่วงแรกสำหรับปั๊มน้ำป้อนเกาะแบบธรรมดาในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์กำหนดว่า "ความเร็ววิกฤตอันดับแรกของระบบเพลาปั๊มในน้ำควรสูงกว่า 125% ของความเร็วที่สอดคล้องกับจุดปฏิบัติการที่กำหนด") ไม่กี่ปีต่อมา เปอร์เซ็นต์นี้เพิ่มขึ้นเป็น 135% และในการประกวดราคาครั้งล่าสุด ยังจำเป็นต้องเพิ่มเป็น 150% ในขณะที่ยังคงเป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพพลังงานในปัจจุบัน

 

จากมุมมองของไดนามิก การเพิ่มความเร็ววิกฤติไปยังจุดที่ห่างจากช่วงความเร็วในการทำงานนั้นเป็นไปได้โดยสิ้นเชิง เพียงแค่เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางเพลา ลดระยะห่าง หรือเพิ่มความแข็งในการรองรับ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้นำไปสู่น้ำหนักโรเตอร์ที่เพิ่มขึ้น ความยากในการทรงตัวที่เพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และความขัดแย้งโดยตรงกับเป้าหมายด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: ภายใต้สภาวะเดียวกัน ยิ่งความเร็ววิกฤติสูงขึ้น ระบบเพลาก็จะหนาขึ้น และการสูญเสียแรงเสียดทานทางกลและการสูญเสียแรงเสียดทานของจานก็จะยิ่งมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพของปั๊มจะลดลง

 

ดังนั้น การเลือกความเร็ววิกฤตจึงเป็นการแลกเปลี่ยน-ระหว่าง "ความปลอดภัยแบบไดนามิก" และ "เศรษฐกิจแบบไฮดรอลิก" อัตราส่วนระหว่างความเร็ววิกฤตและความเร็วที่กำหนดของปั๊มควรถูกกำหนดอย่างสมเหตุสมผลโดยพิจารณาจากประเภทปั๊มและสภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน

 

ปั๊มหอยโข่งสามารถรองรับการไหลของก๊าซ-ของเหลวสอง-เฟสได้

การทำงานของก๊าซละลายของปั๊มแรงเหวี่ยงเกี่ยวข้องกับการไหลของก๊าซ-ของเหลวสองเฟส-ที่ซับซ้อนสูง ซึ่งได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางโดยนักวิจัยทั้งในประเทศและต่างประเทศ ประสบการณ์ได้แสดงให้เห็นว่าด้วยการออกแบบใบพัดแบบพิเศษ (เช่น ฝาครอบด้านหลังใบพัดแบบกึ่ง-ที่มีรูส่งคืนใกล้กับทางเข้าใบพัดบนช่องการไหลของใบพัด) ปั๊มหอยโข่งสามารถรักษาการทำงานที่มั่นคงแม้จะมีปริมาณก๊าซ 10% (โดยปริมาตร) ปั๊มหอยโข่งทั่วไปสามารถรองรับของเหลวที่มีก๊าซจำนวนเล็กน้อย (1% ถึง 2% โดยปริมาตร) การมีก๊าซจำนวนเล็กน้อยในของเหลวสามารถกันกระแทกผลกระทบของฟองอากาศคาวิเทชั่นที่พังทลายลง และลดเสียงรบกวน การสั่นสะเทือน และความเสียหายจากการกัดเซาะที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม เมื่อปริมาณก๊าซถึง 6% ปั๊มแรงเหวี่ยงธรรมดาอาจประสบกับปรากฏการณ์โพรงอากาศและการล็อคก๊าซ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลงอย่างมาก (อัตราการไหล ส่วนหัว และประสิทธิภาพ)

 

• ความเข้าใจผิดบางประการในการสมัคร

 

ช่วยให้สามารถดำเนินการระยะยาว-ได้ต่ำกว่าอัตราการไหลต่อเนื่องขั้นต่ำที่เสถียร

มาตรฐาน ANSI/API 610 กำหนดอัตราการไหลของสถานะคงที่ต่อเนื่องขั้นต่ำ- (MCSF) เป็นอัตราการไหลขั้นต่ำที่ปั๊มสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่เกินขีดจำกัดการสั่นสะเทือนที่ระบุไว้ในมาตรฐาน กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากปั๊มทำงานต่ำกว่าอัตราการไหลนี้เป็นระยะเวลานาน มันจะกระตุ้นชุดของกระบวนการทางกายภาพที่ไม่พึงประสงค์ทันที รวมถึงการไหลย้อนกลับภายใน การเกิดโพรงอากาศ แรงในแนวรัศมีเพิ่มเติม (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เห็นในปั๊มรูปก้นหอยเดี่ยว-) และอุณหภูมิของของเหลวที่เพิ่มขึ้น สิ่งเหล่านี้สามารถกระตุ้นให้เกิดห่วงโซ่ของโหมดความล้มเหลว เช่น การโก่งตัวของเพลา การสึกหรอของแหวนสึกหรอ การแยกหน้าด้านปลายของซีลเชิงกล และแบริ่งที่ร้อนเกินไปผิดปกติ ผลที่ตามมาคือการสั่นสะเทือนทางกลและเสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งสามารถลดอายุการใช้งานของซีลและแบริ่งเชิงกลลงอย่างมาก หรือแม้กระทั่งนำไปสู่การแตกหักของเพลาและความเสียหายอย่างรุนแรงต่อโรเตอร์และส่วนประกอบการผสมพันธุ์

 

ในการใช้งานจริง มีความเข้าใจผิดในการปฏิบัติงานทั่วไปสองประการเกิดขึ้น: ประการแรก ผู้ใช้บางรายเนื่องจากขาดความเข้าใจในคู่มือการปฏิบัติงานและการบำรุงรักษาระหว่างการทดสอบเดินเครื่อง จึงเข้าใจผิดว่าปั๊มแรงเหวี่ยงสามารถทำงานได้เป็นระยะเวลานานภายใต้สภาวะใด ๆ (รวมถึงอัตราการไหลที่ต่อเนื่องขั้นต่ำที่เสถียรขั้นต่ำหรือแม้แต่การไหลเป็นศูนย์) ประการที่สอง เนื่องจากความเข้าใจผิดในเงื่อนไขการรับประกัน ผู้ใช้จำนวนหนึ่งจึงพยายามสร้างสภาวะการทำงานที่รุนแรงอย่างเทียมในระหว่างขั้นตอนการว่าจ้างเพื่อตรวจสอบ "ความทนทาน" ของอุปกรณ์ การดำเนินการดังกล่าวถือเป็นการทดสอบแบบทำลายล้างสำหรับปั๊มแรงเหวี่ยง ซึ่งอาจก่อให้เกิดไม่เพียงแต่การทำงานผิดพลาดในทันที แต่ยังทำให้เกิดข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ เช่น รอยแตกจากความเมื่อยล้า และต้องถูกห้ามโดยเด็ดขาด

 

การสตาร์ทปั๊มโดยที่วาล์วทางออกเปิดจนสุดหมายถึงการสตาร์ทปั๊มเมื่อวาล์วทางออกเปิดจนสุด

ในหลายระบบที่ต้องการการทำงานต่อเนื่องยาวนาน- (เช่น ระบบโรงไฟฟ้า) โดยปกติแล้วจะติดตั้งปั๊มสำรองและพร้อมที่จะสตาร์ทเสมอ (ปั๊มเต็มไปด้วยตัวกลาง ส่วนระบบเสริม เช่น ซีล น้ำหล่อเย็น และน้ำมันหล่อลื่นก็ทำงานได้) หากปั๊มหลักล้มเหลว ปั๊มสำรองจะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ ดังนั้นวาล์วทางออกของปั๊มจะต้องเปิดอยู่ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า "เปิดวาล์วสตาร์ท"

 

ผู้ซื้อหรือผู้ใช้จำนวนมากมีความเข้าใจผิดเกี่ยวกับการสตาร์ทวาล์วแบบเปิด: พวกเขาเชื่อว่านั่นหมายถึงการเริ่มต้นด้วยการเปิดวาล์วทางออกจนสุด นี่ไม่ถูกต้อง! "การสตาร์ทวาล์วแบบเปิด" จริงๆ แล้วหมายถึงการสตาร์ทด้วยวาล์วทางออกที่อัตราการไหลที่ระบุ (เช่น อัตราการไหลที่กำหนด) โดยทั่วไป อัตราการไหลที่วาล์วทางออกของปั๊มในระบบสามารถจัดการได้จะมากกว่าอัตราการไหลที่กำหนดของปั๊มมาก หากวาล์วทางออกเปิดจนสุด ปั๊มจะทำงานที่อัตราการไหลสูงเกินไป อาจทำให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น โพรงอากาศ การสั่นสะเทือน มอเตอร์โอเวอร์โหลด หรือความล้มเหลวในการสตาร์ทเครื่อง

 

ขั้นตอนที่ถูกต้องมีดังนี้:ขึ้นอยู่กับกราฟประสิทธิภาพของปั๊มและกราฟความต้านทานของระบบ ให้ตั้งค่าการเปิดวาล์วทางออกล่วงหน้าไปที่ตำแหน่งใกล้กับอัตราการไหลของการทำงานที่สอดคล้องกัน จากนั้น{0}}ปรับแต่งอย่างละเอียดตามการอ่านเกจความดันและแอมมิเตอร์หลังจากที่ปั๊มสตาร์ท

 

สามารถเปลี่ยนซีลบรรจุได้โดยตรงด้วยซีลเชิงกล

ยกตัวอย่างปั๊มแรงเหวี่ยงประเภท OH1/OH2 ความแตกต่างระหว่างซีลบรรจุภัณฑ์และซีลเชิงกลไม่เพียงแต่อยู่ที่ประเภทการซีลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความแตกต่างพื้นฐานในรูปแบบโครงสร้างโดยรวมด้วย สำหรับซีลบรรจุ เพื่อให้มีพื้นที่ตามแนวแกนเพียงพอเพื่อรองรับการอัด แหวนบรรจุ ต่อมบรรจุ และพื้นที่สำหรับการทำงานแบบแมนนวลอย่างง่ายดาย ผู้ผลิตปั๊มจะต้องวางใบพัดให้ห่างจากแบริ่ง ส่งผลให้ช่วงคานยื่นของใบพัดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อปั๊มสตาร์ทหรือเพลาเบี่ยงเบนเนื่องจากแรงในแนวรัศมีสูงสุด การอัดตัวเนื่องจากความแข็งในการรองรับในแนวรัศมีที่แน่นอน จึงทำหน้าที่เป็นแบริ่งเสริม กลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบแบริ่งและให้การสนับสนุน

 

เพียงถอดซีลบรรจุภัณฑ์ออกและแทนที่ด้วยซีลเชิงกลโดยไม่ต้อง-ตรวจสอบไดนามิกของโรเตอร์อีกครั้งจะนำไปสู่ความเสี่ยงต่อไปนี้:

 

ขาดการสนับสนุน:ซีลเครื่องกลไม่มีหน้าที่บรรจุซีลเป็น "ส่วนหนึ่งของระบบรองรับเพลา" เมื่อการหน่วงและความแข็งที่ได้จากบรรจุภัณฑ์หายไป เมื่อปั๊มเริ่มทำงานหรือเพลาโก่งตัว การโก่งตัวของปลายเพลาอาจเกินขีดความสามารถต่อไปนี้ของซีลเชิงกล ซึ่งนำไปสู่การแยกหน้าซีล การรั่วไหล และการสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมออย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งจะช่วยลดอายุการใช้งานของส่วนประกอบและอาจทำให้เกิดความเสียหายหรือความล้มเหลวของอุปกรณ์ได้

การรบกวนเชิงพื้นที่:เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของกล่องบรรจุ (ช่องปิดผนึก) ในซีลบรรจุภัณฑ์มักจะเล็กกว่าขนาดของช่องที่ซีลเชิงกลกำหนด พื้นที่แคบนี้ไม่เพียงพอสำหรับซีลเชิงกลที่จะใช้แรงเหวี่ยงเหวี่ยงเพื่อเหวี่ยงอนุภาคของแข็งออกจากพื้นผิวซีล และยังไม่สามารถให้ระยะห่างในการระบายความร้อนที่เพียงพอ ซึ่งนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไป ถ่านโค้ก หรือความล้มเหลวของพื้นผิวซีลก่อนเวลาอันควร

 

ดังนั้น สำหรับ-ปั๊มหอยโข่งดูดส่วนปลาย เมื่อพิจารณาถึงการเปลี่ยนมาใช้ซีลเชิงกล จะต้องดำเนินการประเมินไดนามิกของโรเตอร์ก่อนเพื่อคำนวณอัตราส่วน L³/D⁴ โดยที่ L คือระยะห่าง (นิ้วหรือมิลลิเมตร) ระหว่างศูนย์กลางของลูกปืนด้านในและศูนย์กลางของใบพัด D คือเส้นผ่านศูนย์กลางเพลา (นิ้วหรือมิลลิเมตร) ที่บูชซีลเชิงกล ค่านี้ควรน้อยกว่า 60 (หน่วย US) หรือน้อยกว่า 2.0 ในหน่วยเมตริก ซึ่งถือว่าอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้สำหรับการโก่งตัวของปลายเพลาของซีลเชิงกล

 

อนุญาตให้กลับรายการ

ในการใช้งานปั๊มแรงเหวี่ยงที่สำคัญหลายๆ ประเภท โดยทั่วไปผู้ใช้ต้องการให้ปั๊มสามารถทนทานต่อการหมุนย้อนกลับในระยะสั้น-ได้ เมื่อเกิดสภาวะต่างๆ เช่น วาล์วทางออกขัดข้องหรือเช็ควาล์วทำงานผิดปกติ และความเร็วถอยหลังที่ยอมรับได้นั้นถึงความเร็วที่กำหนด จากมุมมองของระยะขอบของแรงบิดไดนามิกของโรเตอร์ สิ่งนี้เป็นไปได้ในทางทฤษฎี โดยมีการตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางเพลา จุดต่อกุญแจ และน็อตล็อคกับแรงบิดถอยหลังสูงสุด อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริงทางวิศวกรรม เนื่องจากข้อจำกัดจากปัจจัยหลายประการ เช่น ต้นทุน ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ ระบบซีลเชิงกล และสภาวะการทำงาน มักเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุประสิทธิภาพการทำงานไปข้างหน้าที่เหมาะสมที่สุดไปพร้อมๆ กัน ในขณะที่จัดหาอุปกรณ์ที่มีความทนทานต่อการย้อนกลับที่แข็งแกร่ง

 

นอกจากนี้ "การกลับรายการ" ซึ่งเป็นสภาพข้อบกพร่อง/อุบัติเหตุโดยทั่วไป มักไม่ใช่เหตุการณ์เดี่ยวๆ แต่มักมาพร้อมกับสถานการณ์ที่รุนแรงซ้อนทับกัน:

"พาวเวอร์สลิป" การกลับตัวแบบย้อนกลับด้วยตนเอง-เริ่มต้น:เมื่ออุปกรณ์สูญเสียพลังงาน วาล์วทางออกจะทำงานพร้อมกัน และปั๊มอยู่ในการหมุนย้อนกลับด้วยความเร็วสูง- หากแหล่งจ่ายไฟกลับคืนมาอย่างกะทันหันภายในระยะเวลาอันสั้น (เช่น มอเตอร์เร่งความเร็วอีกครั้ง) จะเทียบเท่ากับการสตาร์ทชุดปั๊มกะทันหันในระหว่างกระบวนการหมุนย้อนกลับ ในเวลานี้ โรเตอร์ปั๊มจะต้องอยู่ภายใต้ตำแหน่งเวกเตอร์ซ้อนทับของแรงบิดเชิงบวกและแรงบิดเฉื่อยย้อนกลับ และจะเผชิญกับโหลดกระแทกที่เกือบสองเท่าของแรงบิดพิกัด ซึ่งอาจทำให้เพลาแตกหักหรือฉีกขาดได้ง่ายขององค์ประกอบยืดหยุ่นของคัปปลิ้ง

การชะล้างซีลเชิงกลล้มเหลว:สำหรับโครงสร้างซีลเชิงกลที่มีวงแหวนสูบน้ำ (กระแสน้ำวน) ทิศทางการสูบจะเป็นทิศทางเดียวอย่างเคร่งครัด ภายใต้การทำงานแบบย้อนกลับ วงแหวนปั๊มอาจล้มเหลวในการสร้างการไหลชะล้าง หรือแม้แต่สร้างความแตกต่างของแรงดันย้อนกลับ ซึ่งนำไปสู่การหยุดชะงักของของเหลวชะล้างซีลเชิงกล ในทางกลับกัน ทำให้เกิดแรงเสียดทานแบบแห้งและการแตกร้าวจากความร้อนบนพื้นผิวซีล ส่งผลให้อายุการใช้งานของซีลเชิงกลสั้นลงอย่างมาก ดังนั้น เมื่อปั๊มกลับทิศทาง จะต้องถอดประกอบและตรวจสอบซีลเชิงกลหลังการปิดเครื่อง และควรเปลี่ยนวงแหวนซีลแบบไดนามิกและแบบอยู่กับที่หากจำเป็น

ความล้มเหลวของกลไกป้องกันการคลาย-:หากตัวยึดบนโรเตอร์ (เช่น น็อตใบพัดและน็อตล็อคแบริ่ง) ไม่มีการออกแบบป้องกันการหลวม-ที่เชื่อถือได้ (เช่น ใช้แรงบิดเสียดทานเพียงอย่างเดียวโดยไม่มีโครงสร้างการล็อคทางกล) แรงบิดกระแทกที่เกิดขึ้นทันทีที่เกิดจากการหมุนย้อนกลับอาจทำให้ชิ้นส่วนคลาย เคลื่อนตัว หรือแม้แต่เสียหายได้

 

• สรุป

ตามความเสี่ยงข้างต้น แนะนำให้ใช้กลยุทธ์การควบคุมแบบเป็นชั้น: สำหรับสภาวะการทำงานที่ไม่-วิกฤติ หรือสำหรับสถานการณ์วิกฤติที่สามารถหลีกเลี่ยงการหมุนย้อนกลับได้ผ่านการประสานกระบวนการ ไม่แนะนำให้บังคับปั๊มให้มีความทนทานต่อการหมุนย้อนกลับ สำหรับปั๊มสำคัญที่ต้องทนต่อการหมุนย้อนกลับ ควรระบุดัชนีแรงบิดย้อนกลับอย่างชัดเจนในขั้นตอนการออกแบบ และผู้ผลิตควรทำการตรวจสอบความแข็งแรงของเพลาแบบพิเศษและการรับรองการป้องกันการคลาย-ของตัวยึดเพื่อให้มั่นใจถึงระดับความปลอดภัย

 

ความสมเหตุสมผลของการเลือกและการใช้งานปั๊มหอยโข่งจะกำหนดต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน-และความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานของระบบปั๊มโดยตรง จากการวิเคราะห์ข้างต้น สรุปสาระสำคัญได้ดังนี้

• ประสิทธิภาพที่สูงกว่าไม่ได้ดีกว่าเสมอไป การออกแบบที่มีประสิทธิภาพสูง-มักต้องแลกมาด้วยการสูญเสียระยะห่างของวงแหวนสึกหรอ ขอบเส้นผ่านศูนย์กลางเพลา และความเรียบของช่องการไหล ความน่าเชื่อถือควรได้รับการจัดลำดับความสำคัญในสภาวะการทำงานที่สำคัญ
• NPSH ที่ต้องการที่ต่ำกว่าไม่ได้ดีกว่าเสมอไป – NPSH3 ต่ำมักจะมาพร้อมกับความเร็วเฉพาะในการดูดสูง ส่งผลให้มีช่วงการทำงานที่แคบลงและเพิ่มความเสี่ยงในการสั่นสะเทือน การเลือกปั๊มควรตรงกับ NPSH ของระบบ และความเร็วเฉพาะของการดูดควรถูกจำกัดตามมาตรฐาน เช่น UOP และ HI
• ควรตั้งค่าความเร็ววิกฤตอย่างสมเหตุสมผล ไม่ใช่เพิ่มขึ้นแบบสุ่มสี่สุ่มห้า - การเพิ่มความเร็ววิกฤตมีความสัมพันธ์เชิงลบกับประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ควรเลือกอัตราความเร็ววิกฤตสำหรับโรเตอร์แบบเปียกอย่างสมเหตุสมผลตามประเภทและมาตรฐานของปั๊ม (เช่น API 610) เพื่อหลีกเลี่ยง-การออกแบบที่มากเกินไป
• ปั๊มหอยโข่งทั่วไปมีความทนทานต่อตัวกลางที่เป็นก๊าซต่ำมาก – เฉพาะปั๊มที่ออกแบบเป็นพิเศษเท่านั้นที่สามารถรองรับปริมาณก๊าซได้ 10% ปั๊มทั่วไปประสบกับประสิทธิภาพการทำงานที่ลดลงมากกว่า 2% และอาจพบปัญหาแอร์ล็อกมากกว่า 6%
• ห้ามใช้งานเป็นเวลานานโดยต่ำกว่าอัตราการไหลต่อเนื่องขั้นต่ำที่คงที่โดยเด็ดขาด – ต้องกำหนดค่ามาตรการป้องกันการไหลขั้นต่ำ (เช่น บายพาสหรือวาล์วหมุนเวียนอัตโนมัติ)
• เปิดวาล์วสตาร์ท-ขึ้น ≠ เริ่มต้นวาล์วทางออกเต็ม- – ระดับการเปิดที่กำหนดไว้ล่วงหน้าควรตรงกับอัตราการไหลที่กำหนดเพื่อหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดและการเกิดโพรงอากาศ ● ไม่สามารถแทนที่ซีลบรรจุด้วยซีลเชิงกลได้โดยตรง – ต้องคำนวณการโก่งตัวของโรเตอร์ (L³/D⁴) และต้องประเมินผลกระทบแบบไดนามิกของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างรองรับ
• การหมุนกลับด้านควรได้รับการจัดการด้วยความระมัดระวัง - ไม่จำเป็น เว้นแต่จำเป็นจริงๆ หากจำเป็น ควรทำการตรวจสอบความแข็งแรงเฉพาะและ-การออกแบบป้องกันการคลายตัว
• น้ำบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมไม่เหมาะเป็นสื่อทำความเย็นสำหรับปั๊มที่มีอุณหภูมิสูง- แนะนำให้ใช้น้ำอ่อนหรือไอน้ำ และควรปรับปรุงการจัดการและบำรุงรักษาคุณภาพน้ำ

 

มีเพียงการละทิ้งกรอบความคิดในการเลือก "อำนาจสูงสุดของพารามิเตอร์" และสร้างการตัดสินใจทางวิทยาศาสตร์-สร้างกรอบงานของ "การปรับระบบ การจับคู่สภาพการทำงาน และการแลกเปลี่ยน-วงจรชีวิตทั้งหมด" เท่านั้นที่สามารถหลีกเลี่ยง-ความเข้าใจผิดที่กล่าวมาข้างต้นได้โดยพื้นฐาน และบรรลุการทำงานของระบบปั๊มแรงเหวี่ยงที่มีประสิทธิภาพ เสถียร และยาวนาน-ได้