Un carico di acqua circolante di 1.450 m3/h a 48 m di prevalenza, con solo 3,6 m di NPSH disponibili sulla flangia di aspirazione, pone fine alla maggior parte delle selezioni di aspirazione singola prima della fase di preventivo. La macchina che sopravvive a questo compito è normalmente una pompa centrifuga a doppia aspirazione: un corpo, una girante, due occhielli di aspirazione e una curva delle prestazioni di aspirazione che una girante a occhio singolo non può eguagliare alla stessa velocità.
Questa guida è scritta per le persone che approvano tale decisione: ingegneri dell'impianto che sostituiscono un'unità che continua a scattare a causa della bassa pressione di aspirazione, team di progetto che dimensionano un nuovo circuito e responsabili della manutenzione che ereditano qualunque cosa sia stata ordinata. Copre ciò che cambia effettivamente il progetto, dove si trova il punto di pareggio rispetto a una pompa di aspirazione finale, quali cinque input fissano il numero di modello e le scelte di materiali e tubazioni che decidono se la pompa raggiunge la prima revisione pianificata.
Cos'è una pompa centrifuga a doppia aspirazione
Una pompa centrifuga a doppia aspirazione è una pompa centrifuga la cui girante aspira il liquido da entrambi i lati di un unico mozzo, suddividendo il flusso totale in due flussi uguali che si ricongiungono all'uscita del corpo.
Pompa centrifuga a doppia aspirazione: una pompa rotodinamica dotata di una girante, due bocche di aspirazione contrapposte alimentate da un ramo di aspirazione comune e una cassa che raccoglie i flussi fusi in corrispondenza della bocca di scarico. Idraulicamente si comporta come due pompe ad aspirazione singola in parallelo che condividono un albero e un set di cuscinetti.
Questo confronto parallelo è la logica del design, non una linea di marketing. Ciascun occhio gestisce la metà del flusso totale, quindi la velocità di ingresso in ciascun occhio è circa la metà di quella che vedrebbe una girante equivalente a singola aspirazione nello stesso servizio. Una velocità di ingresso inferiore significa un NPSH inferiore richiesto, motivo per cui i margini di aspirazione sottili smettono di rappresentare un problema una volta raddoppiata la girante.
I compromessi sono reali e rientrano nel confronto prima dell'apertura dei prezzi. Un corpo a doppia aspirazione è più grande e più pesante, trasporta due guarnizioni dell'albero invece di una e il giunto diviso deve essere lavorato, provvisto di guarnizioni e serrato correttamente. Per un carico di trasferimento di 5 m3/h nulla di tutto ciò è giustificato; per un circuito continuo dell'acqua di raffreddamento da 900 m3/h, la massa aggiuntiva dell'involucro si ripaga solo in termini di affidabilità dell'aspirazione.
Perché il design a doppia aspirazione con custodia divisa annulla la spinta assiale
La spinta assiale in una pompa a doppia aspirazione si annulla, perché i due occhi della girante si trovano uno contro l'altro sullo stesso albero e la pressione che agisce su una copertura del rotore è rispecchiata dalla pressione che agisce sull'altro.
In una pompa ad aspirazione singola, la pressione di scarico completa spinge contro la copertura posteriore della girante e produce una forza che va da diverse centinaia a diverse migliaia di newton a seconda delle dimensioni e della prevalenza. Quella forza deve essere gestita con fori di bilanciamento, un tamburo di bilanciamento o un cuscinetto reggispinta deliberatamente sovradimensionato, e ciascuna di queste parti introduce il proprio modello di usura e modalità di guasto. Con gli occhi opposti, il carico assiale residuo scende a una piccola percentuale del valore della singola aspirazione e i cuscinetti sopportano solo il carico radiale, il che è uno dei motivi principali per cui i rotori a doppia aspirazione funzionano senza problemi per anni in servizio continuo.
Il flusso di ingresso simmetrico non è un dettaglio della tubazione. Alimentando un occhio più forte dell'altro, il rotore verrà nuovamente caricato assialmente, quindi la geometria di aspirazione rientra nelle specifiche della pompa, non al di fuori di esse.
L’accesso per la manutenzione è il secondo vantaggio strutturale. La classica disposizione a doppia aspirazione è l'involucro diviso orizzontalmente tra i cuscinetti, classificato come BB1 secondo API 610. La metà superiore si solleva, il rotore esce e le tubazioni di aspirazione e scarico rimangono imbullonate in posizione. Nell'assistenza sul campo, la sostituzione di un anello di usura o di un cuscinetto che richiede dalle 8 alle 12 ore su una linea di aspirazione finale viene spesso completata in 3-5 ore su un'unità a custodia divisa, semplicemente perché nulla deve essere tagliato e riallineato in seguito. Al di sopra dei 40 bar circa, lo stesso design idraulico si sposta in un involucro diviso radialmente tra i cuscinetti, BB2, che mantiene la doppia girante di aspirazione ma la avvolge in un barile contenente la pressione.
Doppia aspirazione vs Fine aspirazione: corrispondenza del punto di lavoro
Al di sopra di circa 300-400 m3/h nel punto di lavoro, o ogni volta che l'NPSH disponibile scende al di sotto di circa 5 m, una pompa a doppia aspirazione è normalmente la scelta a basso rischio. Al di sotto di entrambe le soglie, una pompa di aspirazione finale è solitamente più economica da acquistare, più facile da installare e altrettanto affidabile.
Doppia aspirazione
- Flusso elevato da un unico involucro e un unico driver
- È richiesto un basso NPSH a un flusso elevato, quindi i margini sottili funzionano ancora
- Nessun dispositivo di bilanciamento della spinta da indossare o tappare
- L'involucro diviso consente un rapido accesso al rotore senza rimuovere il tubo
- Due guarnizioni da lavare, monitorare e sostituire
- Ingombro maggiore, piastra base più pesante, prezzo di acquisto più elevato
Terminare l'aspirazione
- Miglior valore tra circa 5 e 300 m3/h
- Le versioni multistadio estendono la testa all'interno di un involucro
- Compatto, tenuta singola, allineamento semplice
- L'NPSH richiedeva aumenti rapidi all'aumentare del flusso
- La spinta assiale deve essere bilanciata internamente
- Di solito le tubazioni devono staccarsi per il funzionamento del rotore
| Criterio | Doppia aspirazione (BB1 or BB2) | Terminare l'aspirazione (OH1 or OH2) |
| Comoda fascia di flusso | Da 300 a 3.000 m3/h per carcassa | Da 5 a 400 m3/h |
| Capo per fase | da 15 a 150 mt | Da 20 a 120 m, più alta in caso di multistadio |
| NPSH richiesto a 1.200 m3/h | Tipicamente da 4 a 6 m | Tipicamente da 6 a 9 m |
| Gestione della spinta assiale | Annullato dagli occhi della girante contrapposti | Fori di equilibrio o tamburo di equilibrio |
| Giunto dell'involucro | Orizzontale per BB1, radiale per BB2 | Radiale |
| Tenute dell'albero | Due | Uno |
| Accesso al rotore | L'involucro viene chiuso e le tubazioni rimangono collegate | Tubazioni normalmente scollegate |
| La migliore vestibilità | Flusso elevato, margine di aspirazione sottile, servizio continuo | Trasferimento generale, circuiti a basso flusso, dosaggio |
Quando la prevalenza supera ciò che un doppio stadio di aspirazione può fornire a una velocità bipolare, il flusso viene normalmente mantenuto e la prevalenza viene invece aggiunta per stadio. Una pompa di processo come la linea ZA colma tale lacuna senza modificare la disposizione di aspirazione.
Pompa di processo petrolchimico ZA per applicazioni API 610 Linea di pompe di processo API 610 per liquidi puliti o leggermente carichi di particelle, caldi o freddi, neutri o corrosivi; si adatta a compiti con prevalenza più elevata senza modificare la disposizione di aspirazione. Visualizza il prodotto → All'estremità della scala, un servizio come 5.000 m3/h a 7 m non è affatto una questione di doppia aspirazione. Questo è il territorio del flusso assiale, dove una diversa famiglia idraulica svolge lo stesso lavoro con una potenza installata molto inferiore.
Pompa di circolazione dell'evaporatore a flusso assiale FJX Pompa assiale a bassa prevalenza e di grande capacità in grado di gestire 300–12.000 m3/h per evaporatori a circolazione forzata, cristallizzatori e reattori nelle industrie di fosfato, sale, allumina e soda caustica. Visualizza il prodotto → Cinque input che decidono il modello di pompa centrifuga a doppia aspirazione
Cinque input fissano il numero del modello: portata e prevalenza, NPSH disponibile, proprietà del fluido, materiale di costruzione e dati di azionamento. Tutto il resto nella scheda tecnica è una conseguenza di questi cinque.
- Portata e prevalenza al punto nominale, più i casi operativi massimi e minimi che l'impianto effettivamente funzionerà.
- NPSH disponibile calcolato dal sistema reale, rispetto a una curva richiesta NPSH testata con un margine di almeno 0,5 m nel punto nominale e 1,0 m al flusso massimo.
- Proprietà dei fluidi inclusi peso specifico, viscosità, temperatura, contenuto di solidi e livello di cloruro, perché il fluido decide sia l'idraulica che la metallurgia.
- Materiale di costruzione e tolleranza alla corrosione, che solitamente seguono i dati relativi al cloruro e ai solidi piuttosto che alla cifra del flusso.
- Dati di guida e installazione che coprono la velocità del motore, la tensione, il tipo di accoppiamento, la piastra di base e la rotazione, tutti fattori che vincolano il rivestimento della girante che può essere fornito.
NPSH indicativo richiesto a 1.200 m3/h, è preferibile una barra più corta
Valori di screening illustrativi solo per confronto concettuale. Confermare ogni cifra rispetto a una curva testata per il modello e la velocità selezionati.
Una regola mantiene onesta la selezione: il punto di lavoro dovrebbe trovarsi tra l'80% e il 110% della portata nel punto di massima efficienza. Selezionando bene a sinistra di quella fascia si acquista prevalenza che non serve a nessuno e la si paga con ricircolo interno e carico radiale; la selezione a destra favorisce la cavitazione, la flessione dell'albero e una breve durata della tenuta.
Per le decisioni circostanti, compresi i piani di tenuta e lo stile dell'involucro, consultare la guida di fabbrica selezione della pompa per il processo petrolchimico cammina attraverso i gradini adiacenti nello stesso ordine.
Materiali e parti soggette ad usura che determinano la durata
La maggior parte dei guasti alle pompe di aspirazione doppie nei servizi chimici sono dovuti a guasti dei materiali e degli spazi vuoti, non a guasti idraulici. Le giranti raramente perdono la loro forma; gli anelli di usura si aprono, le guarnizioni si usurano e il margine di corrosione scompare dal posto sbagliato.
- Acciaio inossidabile 304 e 316L: acqua pulita, basso contenuto di cloruro, temperatura moderata.
- Duplex 2205 e super duplex 2507: acqua contenente cloruri, acqua di mare e maggiore resistenza al giunto diviso.
- CD4MCu: fanghi abrasivi in cui corrosione e usura si sovrappongono.
- Qualità Hastelloy e titanio: acidi aggressivi, cloruri e mezzi ossidanti laddove l'acciaio inossidabile standard si deteriora precocemente.
- Lega resistente al calore 2520: mezzi caldi in cui la crescita termica deve essere contenuta negli spazi liberi.
Il gioco dell'anello di usura è l'elemento più misurabile su qualsiasi foglio di revisione. Quando il gioco dell'anello antiusura di 200 mm si apre da 0,35 mm a 0,70 mm, si prevede un calo della prevalenza dal 3 al 6% nel punto di lavoro, una corrispondente perdita di efficienza e un aumento visibile delle vibrazioni del cuscinetto. Si tratta di una decisione di manutenzione, non idraulica, e vale la pena registrarla ad ogni ispezione.
Una pompa di aspirazione doppia con materiali abbinati e distanze mantenute funziona regolarmente da 8 a 12 anni tra una revisione importante e l'altra nel servizio di acqua pulita. Lo stesso involucro con una lega ineguagliabile in acqua clorata può guastarsi entro due anni.
Jiangsu Huanyu Chemical New Materials Co., Ltd., che costruisce la gamma di pompe Huaning da Jingjiang nella provincia di Jiangsu, produce una linea di doppia aspirazione S/SH che porta queste opzioni di materiali insieme al suo più ampio catalogo di pompe chimiche.
S SH Doppia pompa di aspirazione per processi petrolchimici Doppia aspirazione pump listed under petrochemical process pumps; suction piping layout determines whether its hydraulic advantage survives commissioning. Visualizza il prodotto → Regole per le tubazioni di aspirazione che tutelano il doppio vantaggio dell'aspirazione
La disposizione delle tubazioni di aspirazione decide se il vantaggio della doppia aspirazione sopravvive alla messa in servizio.
- Mantenere un tratto rettilineo di cinque-dieci diametri di tubo a monte della flangia di aspirazione in modo che il flusso arrivi in modo uniforme.
- Non imbullonare mai un gomito a corto raggio direttamente sulla flangia; i due occhi riceveranno un flusso disuguale e il rotore verrà caricato assialmente.
- Utilizzare una disposizione simmetrica a doppia entrata laddove entrambi gli occhi devono essere alimentati da un collettore e verificare che le lunghezze dei rami corrispondano.
- Supportare le tubazioni di aspirazione e di scarico in modo indipendente in modo che nessuna tensione del tubo raggiunga l'involucro quando il giunto viene serrato.
- Ricontrollare l'allineamento del giunto dopo aver collegato la tubazione, sia a freddo che a temperatura di esercizio.
- Mantenere le vibrazioni del cuscinetto al di sotto di 2,8 mm/s rms nel punto nominale, il confine tra le zone da A a B per le nuove macchine secondo la norma ISO 10816-3.
Richiedere il punto di lavoro previsto su una curva testata piuttosto che su un grafico generico del catalogo e insistere sul fatto che la cifra richiesta dell'NPSH garantito abbia una tolleranza. Inviare il servizio effettivo, i dati sui fluidi e l'NPSH del sistema la fabbrica per una verifica della scelta prima dell'ordine, perché correggere un problema di aspirazione dopo l'installazione costa molto di più della pompa stessa.
FAQ: Selezione della pompa centrifuga a doppia aspirazione
Le quattro domande seguenti vengono poste in quasi tutte le domande sulla doppia aspirazione e le risposte solitamente determinano le specifiche prima che venga discusso il prezzo.
Selezionare la curva testata alla velocità operativa reale e considerare qualsiasi valore di catalogo solo come cifra di screening.
Una doppia pompa di aspirazione vale il costo aggiuntivo?
Confronta il costo totale di installazione anziché il prezzo di acquisto. Al di sopra di circa 300-400 m3/h, due pompe di aspirazione parallele più tubazioni, valvole, piastra di base e apparecchiature di controllo aggiuntive costano solitamente più di un'unità di aspirazione doppia e richiedono il doppio dell'attenzione per la manutenzione. Al di sotto di 300 m3/h, la pompa di aspirazione finale normalmente vince sia in termini di prezzo che di ingombro.
Quale margine NPSH devo specificare?
Specificare almeno 0,5 m di margine sopra l'NPSH richiesto nel punto nominale e almeno 1,0 m al flusso operativo massimo. Il margine deve essere controllato sulla linea centrale della pompa su una curva testata, non rispetto a una linea di prestazioni del catalogo misurata su un diverso rivestimento della girante.
Una pompa a doppia aspirazione può gestire fluidi contenenti solidi?
Sì, entro i limiti. Un corpo a doppia aspirazione può essere dotato di anelli di usura temprati o CD4MCu e di una girante semiaperta per carichi leggeri di fanghi, e rimane la risposta migliore per l'acqua di raffreddamento sporca perché tollera la penalità NPSH. Al di sopra del 5% circa di solidi in peso, una pompa per liquami dedicata è la macchina corretta.
Qual è la differenza tra le pompe a doppia aspirazione BB1 e BB2?
BB1 è un involucro diviso assialmente tra cuscinetti, quindi la metà superiore si solleva per consentire l'accesso al rotore con le tubazioni in posizione e copre la maggior parte delle attività di processo fino a circa 40 bar. BB2 è un involucro diviso radialmente, tra cuscinetti, solitamente del tipo a botte, per pressioni più elevate e dove il giunto dell'involucro non deve costituire un rischio di tenuta. Entrambi mantengono la doppia girante aspirante ed entrambi annullano allo stesso modo la spinta assiale.
