Pompă verticală în mai multe trepte: principiul de funcționare și aplicații

O pompă verticală cu mai multe trepte este proiectată pentru aplicații care necesită o presiune relativ ridicată, dar care nu au mult spațiu disponibil. Este folosit în mod obișnuit pentru alimentarea cu apă a clădirilor, creșterea presiunii industriale, tratarea apei, alimentarea cazanelor, irigații, sisteme de răcire și proiecte selectate de răcire cu lichid-centre de date.

Principala diferență dintre această pompă și o pompă centrifugă cu o singură treaptă{0}}este numărul de rotoare. O pompă cu mai multe trepte are mai multe rotoare dispuse în serie. Pe măsură ce lichidul trece de la o etapă la alta, presiunea acestuia crește.

Acest lucru face ca pompa să fie potrivită pentru sarcini în care o pompă cu o singură treaptă{0}}nu poate produce suficientă înălțime. Cu toate acestea, o presiune mai mare nu înseamnă automat o performanță mai bună. Pompa trebuie să se potrivească cu debitul real, rezistența sistemului, condițiile de admisie și proprietățile lichidului.

A pompa verticala multietapataeste o pompă centrifugă fără{0}}auto--amorsare, cu motorul, arborele și etapele hidraulice dispuse vertical.

Într-o pompă tipică CDL sau CDLF, motorul antrenează arborele pompei printr-un cuplaj. Rotoarele și difuzoarele sunt instalate în interiorul unui cilindru de presiune. Racordurile de aspirație și refulare sunt situate în partea de jos a pompei, de obicei la același nivel orizontal. Acest aranjament face ca pompa să fie relativ ușor de conectat la o conductă existentă.

Termenul de pompă verticală în mai multe trepte este descrierea tehnică standard. Cumpărătorii pot căuta, de asemenea, pompă verticală cu mai multe etape sau pompă verticală, deși aceste forme sunt mai puțin frecvente în documentația tehnică.

Deoarece pompa nu este auto-amorsabilă, trebuie umplută cu lichid înainte de a porni. De asemenea, admisia trebuie să rămână inundată sau sub presiune pozitivă suficientă. Funcționarea uscată a pompei poate deteriora etanșarea mecanică într-un timp scurt.

Lichidul intră în centrul primului rotor. Când motorul rotește arborele, rotorul transferă energie lichidului și îl deplasează în exterior prin forța centrifugă.

Lichidul trece apoi printr-un difuzor. Difuzorul încetinește și redirecționează fluxul, transformând o parte din viteza sa în presiune înainte de a-l ghida în următorul rotor.

Același proces se repetă în fiecare etapă. Debitul rămâne în general continuu, în timp ce înălțimea generată de fiecare rotor este adăugată la înălțimea totală a pompei. După etapa finală, lichidul sub presiune intră în camera de refulare și curge în sistem.

Creșterea numărului de etape crește în mod normal capul disponibil. Nu crește neapărat debitul nominal. Mai multe etape afectează, de asemenea, puterea motorului, înălțimea pompei, sarcina axială și presiunea maximă de lucru, astfel încât numărul de rotoare ar trebui să fie selectat din punctul de lucru necesar, mai degrabă decât tratat ca o măsură generală a calității pompei.

Construcția principală

O pompă multietajată verticală CDL/CDLF constă în mod normal dintr-un motor, cuplaj, arbore de pompă, etanșare mecanică, cilindru de presiune, rotoare, difuzoare, rulmenți și o cameră combinată de aspirație și refulare.

Catalogul specifică un motor cu doi-poli, complet închis, răcit cu ventilator, cu protecție IP55 și izolație clasa F. Curbele de performanță standard de 50 Hz se bazează pe viteze de aproximativ 2.900 sau 2.950 rpm.

Pentru un proiect de export, frecvența și tensiunea trebuie confirmate înainte de selecție. O pompă selectată dintr-o curbă de 50 Hz nu ar trebui să fie pur și simplu conectată la o sursă de 60 Hz. Modificarea vitezei va afecta debitul, înălțimea, puterea absorbită și NPSH.

De asemenea, etanșarea mecanică merită atenție. Pentru apa curată obișnuită, etanșarea standard poate fi suficientă. Apa fierbinte, amestecurile de glicol, apa sărată, substanțele chimice de curățare și alte lichide speciale pot necesita o etanșare sau un elastomer diferit.

Principala diferență dintre pompele CDL și CDLF este construcția secțiunii umede.

Modelele CDL combină, în general, rotoare, difuzoare și cilindri de presiune din oțel inoxidabil cu camere de aspirație, camere de refulare, capete sau baze din fontă-, în funcție de dimensiunea pompei. Sunt destinate în principal lichidelor curate, ne-corozive.

Modelele CDLF folosesc mai mult oțel inoxidabil în secțiunea umedă și sunt mai potrivite pentru curățarea lichidelor cu proprietăți corozive ușoare, cu condiția ca materialele să fi fost verificate în raport cu lichidul real.

Materialele comune din catalog includ oțel inoxidabil AISI 304 pentru rotoare, difuzoare și cilindri de presiune. În funcție de model, arborele poate fi AISI 304, AISI 316L sau o altă calitate specificată.

Pentru aplicații mai solicitante, componentele umede pot fi oferite din oțel inoxidabil duplex SS304, SS316 sau 2205. Alegerea corectă depinde de temperatură, pH, conținut de clorură, concentrație chimică, presiune și timpul de funcționare.

În practică, cuvintele „pompă din oțel inoxidabil” nu ne spun suficient. Încă trebuie să cunoaștem materialul camerei de aspirație, al camerei de refulare, al arborelui, al etanșării mecanice și al elastomerilor. Acest lucru este deosebit de important pentru apa sărată, apa de mare și apa tratată chimic.

• Alimentarea cu apă a clădirilor și creșterea presiunii

Pompele verticale cu mai multe trepte sunt utilizate pe scară largă în clădiri rezidențiale, hoteluri, spitale, clădiri de birouri și alte facilități în care presiunea rețelei disponibilă nu este suficientă.

Acestea pot fi instalate în seturi de-amplificatoare de presiune constantă, sisteme de alimentare cu rezervoare-de acoperiș și zone de presiune din clădiri-înalte.

Înălțimea necesară trebuie calculată din înălțimea statică, pierderile din conductă, rezistența echipamentului și presiunea necesară la ieșirea finală. Selectarea unei pompe numai din numărul de etaje duce adesea la presiune prea mare sau prea mică.

Dacă cererea sistemului se modifică considerabil în timpul zilei, două sau mai multe pompe mai mici cu control-variabil al vitezei sunt adesea o alegere mai bună decât o pompă mare.

• Apa industrială și creșterea presiunii

Sarcinile industriale tipice includ alimentarea cu apă de proces-, creșterea-liniei de producție, spălarea echipamentelor, alimentarea-sistemului de filtrare și curățarea la-înaltă presiune.

Aceste sisteme au adesea mai multe condiții de funcționare. O linie de curățare, de exemplu, poate necesita un debit mare pentru perioade scurte, dar un debit mult mai mic în timpul producției normale. În astfel de cazuri, pompa trebuie verificată la punctul normal de funcționare, precum și la cererea maximă.

Dacă debitul necesar este mare, dar înălțimea este relativ scăzută, vom compara în mod normal pompa cu mai multe trepte cu o pompă de aspirație cu o singură treaptă-inline sau de capat-. O pompă cu mai multe trepte nu este automat cea mai eficientă alegere pentru fiecare sistem industrial de apă.

• Sisteme de tratare a apei și membrane

Pompele verticale cu mai multe trepte sunt utilizate în mod obișnuit în filtrare, ultrafiltrare, echipamente cu apă pură-, sisteme de-osmoză inversă și alte procese de-tratare a apei.

Pompa poate fi utilizată pentru alimentarea filtrelor, menținerea presiunii înaintea unei secțiuni de membrană sau pentru a circula apa printr-o parte a sistemului de tratare.

Sarcina sa depinde de debitul de tratament necesar și de rezistența filtrelor, supapelor, modulelor cu membrană și conductelor.

Rezistența filtrului nu rămâne constantă. Pe măsură ce un filtru colectează contaminarea, căderea sa de presiune crește. Prin urmare, pompa trebuie verificată atât pentru condițiile de filtrare curate, cât și pentru cele murdare. Monitorizarea presiunii-diferențiale este utilă deoarece arată când este necesară curățarea sau înlocuirea.

Pentru desalinizarea apei de mare, pompele CDL/CDLF pot fi luate în considerare pentru alimentarea pretratării, circulația auxiliară sau alimentarea cu membrană, acolo unde presiunea și materialele sunt adecvate. Nu se presupune că un model standard este potrivit pentru osmoza inversă cu apă de mare-înaltă presiune. Salinitatea ridicată, concentrația de clorură, presiunea de funcționare și serviciul continuu necesită o evaluare separată a materialului și a presiunii.

• Apa sarata si apa sarata din piscina

O pompă verticală cu mai multe trepte poate gestiona apa sărată a piscinei dacă materialele, etanșarea mecanică și condițiile de funcționare sunt adecvate.

Informațiile de care avem nevoie în mod normal includ salinitatea, concentrația de clorură, pH-ul, temperatura apei, dezinfectanții și orele de funcționare. Părul, nisipul, fibrele și alte resturi trebuie îndepărtate înainte ca apa să ajungă la pompă.

Un filtru sau o membrană poate proteja pompa de particule, dar nu previne coroziunea clorurii. SS304 poate fi acceptabil în unele aplicații cu conținut scăzut de-clorură, dar nu este o alegere universală pentru apa sărată. Poate fi necesar oțel inoxidabil SS316, 2205 duplex sau alt material, în funcție de analiza efectivă a apei.

• Alimentarea cazanului, apă caldă și condens

Gama CDL/CDLF poate fi utilizată pentru anumite sarcini de alimentare-cazanului, apă caldă-și condens.

Catalogul oferă o gamă de temperatură a lichidului de -15 grade până la 70 de grade pentru versiunile standard și -15 grade până la 120 de grade pentru versiunile cu apă caldă. Limita exactă depinde încă de modelul selectat, etanșare, presiune și condițiile de admisie.

Apa caldă necesită o atenție deosebită deoarece presiunea sa de vapori este mai mare. O pompă poate atinge presiunea de refulare necesară și totuși poate cavita dacă presiunea de intrare este prea mică. Pentru aplicațiile de alimentare-cazanului și de condens, NPSH și presiunea minimă de admisie trebuie întotdeauna verificate.

• HVAC și răcire industrială

Pompele verticale cu mai multe trepte pot fi utilizate în sistemele de răcire-apă, circuite de-aer condiționat, bucle de schimb-de căldură și alte sisteme cu rezistență relativ mare.

Într-un circuit închis, pompa depășește în principal pierderile de presiune și frecarea echipamentelor. De obicei, nu trebuie să ridice apa pe toată înălțimea clădirii. Tratarea înălțimii clădirii ca cap de pompă într-o buclă închisă poate duce la o supradimensionare serioasă.

Pentru un circuit de răcire cu debit mare-, joasă-presiune, o pompă cu o singură treaptă-ar putea fi cea mai bună opțiune. Curba sistemului ar trebui să decidă tipul pompei.

• Răcire lichidă a centrului de date AI

Unele sisteme de răcire cu lichid-centre de date au suficientă pierdere de presiune pentru a justifica o pompă verticală cu mai multe trepte. Sarcinile posibile includ circulația CDU, bucle de schimbător de căldură cu plăci-, curse lungi de țeavă, creșterea presiunii în ramificație de rack-și seturi de pompe de răcire redundante.

Pompa face în mod normal parte dintr-un circuit mai mare care conține CDU-uri, schimbătoare de căldură, plăci reci, filtre, supape de control, furtunuri și conectori rapidi. Pierderea de presiune prin toate aceste componente trebuie inclusă în calcul. Pentru ramificații paralele cu cremalieră, trebuie verificată și cea mai nefavorabilă ramificație hidraulic.

Proprietățile lichidului de răcire sunt la fel de importante ca debitul și capul. Amestecurile de apă-glicol au o vâscozitate mai mare decât apa, în special la temperatură scăzută. Aceasta crește rezistența conductei și poate modifica atât performanța pompei, cât și cererea de putere a motorului.

Apa deionizată și lichidele de răcire dielectrice introduc diferite întrebări despre coroziune, conductivitate, etanșări și elastomeri. Prin urmare, pentru un proiect de răcire cu lichid-nu trebuie specificată o pompă de apă curată-standard, fără a revizui lichidul de răcire real.

Fiabilitatea este un alt aspect important. Instalațiile critice pot necesita redundanță N+1 sau 2N, schimbarea automată a pompei, controlul-vitezei variabile, detectarea scurgerilor și comunicarea cu sistemul de management al clădirii sau al centrului de date.

• Serviciul Irigatii si Industriale Generale

Gama poate fi folosită și pentru irigarea terenurilor agricole, sisteme de aspersoare, irigare prin picurare, alimentare cu apă a echipamentelor și alte sarcini cu lichide curate-.

Apa care conține nisip, fibre sau solide în suspensie semnificative trebuie filtrată înainte de a intra în pompă. Pompele standard CDL/CDLF nu sunt pompe de canalizare și nu trebuie utilizate pentru lichide abrazive sau puternic contaminate.

Conform catalogului CDL/CDLF, pompa standard este destinată lichidelor curate, subțiri, ne-inflamabile și ne-explozive, fără particule solide sau fibre.

Limitele generale sunt:

• Temperatura standard a lichidului: -15 grade până la 70 grade;
• Versiune cu apă caldă: de la -15 la 120 de grade ;
• Temperatura ambientala maxima: 40 grade;
• Altitudine standard de instalare: până la 1.000 m.
• Peste 40 de grade temperatura ambiantă sau 1.000 m altitudine, densitatea redusă a aerului afectează răcirea motorului. Este posibil ca motorul să fie necesar să fie redus sau înlocuit cu o unitate cu o valoare mai mare-.

Presiune maximă de lucru

Nu există un singur nivel de presiune pentru întreaga gamă CDL/CDLF.

În funcție de model și de aranjamentul de conectare, catalogul listează presiuni maxime de lucru de 16, 20, 25 sau 30 bar. Unele valori mai mari prezentate între paranteze necesită o configurație specială.

Când verificați presiunea sistemului, presiunea de admisie și presiunea{0}}generată de pompă trebuie luate în considerare împreună. De asemenea, trebuie incluse-capul de oprire și supratensiunile temporare de presiune.

Acest lucru contează în sistemele de răcire cu membrană și lichid-, deoarece filtrele, carcasele cu membrană, CDU-urile, schimbătoarele de căldură, plăcile reci, furtunurile și conectorii rapidi pot avea o presiune mai mică decât pompa în sine.

NPSH și condițiile de admisie

Cavitația apare atunci când presiunea la intrarea rotorului devine prea scăzută pentru temperatura lichidului. Poate cauza zgomot, vibrații, debit instabil, înălțime redusă și deteriorarea rotorului sau a etanșării mecanice.

Riscul este mai mare atunci când:

• Lichidul este fierbinte;
• Pompa se aspiră dintr-un rezervor cu nivel scăzut-;
• Conducta de admisie este lungă sau prea mică;
• Pompa funcționează aproape de capătul-debitului mare al curbei sale;
• Instalatia este la mare altitudine;
• Un filtru este blocat;
• Lichidul are o vâscozitate mai mare decât apa.

O conductă de admisie scurtă, de dimensiuni adecvate, cu cât mai puține restricții posibil, oferă de obicei condiții de admisie mai bune. Filtrele trebuie monitorizate pentru căderea presiunii, astfel încât blocarea progresivă să nu înfometeze pompa.

O selecție fiabilă începe cu debitul necesar și cu înălțimea totală. Acolo unde cererea se modifică, este mai bine să se asigure debitul minim, normal și maxim în loc de o cifră de vârf.

Pentru un sistem deschis, înălțimea totală include în mod normal ridicarea statică, frecarea țevii, pierderile de supape și fitinguri, rezistența echipamentului și presiunea de ieșire necesară. Într-o buclă închisă, calculul se bazează în principal pe rezistența conductelor și a echipamentului.

Evitați să adăugați cap în exces „pentru siguranță”. O pompă supradimensionată funcționează adesea cu o supapă cu clapetă, consumă mai multă energie și funcționează departe de regiunea cu cea mai bună-eficiență.

Apoi, lichidul trebuie definit corect. Pe lângă numele său, avem nevoie de temperatură, densitate, vâscozitate, pH, concentrație chimică și conținut de solide. Pentru apa sărată, concentrația de clor este esențială. Pentru răcirea cu lichid, trebuie furnizate tipul și concentrația de glicol sau alt lichid de răcire.

În cele din urmă, punctul de lucru propus ar trebui verificat pe curba actuală a pompei. Fluxul și capul singure nu sunt suficiente. Ar trebui de asemenea revizuite eficiența, puterea absorbită, NPSH,-capul de oprire și intervalul de funcționare permis.

Probleme comune de selecție

Mai multe greșeli apar în mod repetat în întrebările pompei:

• Selectarea prin puterea motorului în loc de debit și cap;
• Presupunând că mai multe etape înseamnă întotdeauna o pompă mai bună;
• Ignorarea presiunii de intrare și a NPSH;
• Tratarea tuturor claselor de oțel inoxidabil ca echivalent;
• Aplicarea unei curbe de 50 Hz unui proiect de 60 Hz;
• Presupunând că un filtru va rezolva o problemă de coroziune;
• Ignorarea creșterii presiunii peste un filtru murdar;
• Selectarea numai pentru cererea de vârf;
• Uitând de presiunea produsă la oprire-;
• Folosind o configurație standard de pompă de apă-pentru un lichid de răcire necunoscut.

Cele mai multe dintre aceste probleme pot fi evitate dacă datele de funcționare a sistemului și de lichid sunt furnizate înainte de alegerea modelului de pompă.

Informații de inclus într-o anchetă

Pentru o aplicare normală cu apă, vă rugăm să furnizați:

• Debitul și capul necesar;
• Temperatura lichidului și de funcționare;
• Presiunea de admisie sau condițiile de aspirație;
• Presiunea maximă a sistemului;
• Tensiune și frecvență;
• Materiale preferate;
• Dimensiunea conexiunii și standard;
• Instalare în interior sau exterior;
• Funcționare continuă sau intermitentă;
• Cerințe de-viteză variabilă sau de pompe multiple-.

Pentru aplicațiile de răcire cu apă sărată, membrană, chimică sau lichid-, furnizați, de asemenea, compoziția lichidului, conținutul de clorură, vâscozitatea, pierderea de presiune a filtrului, orele de funcționare, cerințele de control și redundanța necesară.

A pompa verticala multietapatacreează presiune prin trecerea lichidului prin mai multe rotoare în serie. Amprenta sa compactă și capacitatea de-cap mare îl fac o alegere practică pentru aprovizionarea clădirilor, amplificarea industrială, tratarea apei, serviciul de apă caldă-, irigare, răcire și proiecte selectate de desalinizare sau centre de date.

Pompele CDL sunt în general destinate lichidelor curate, ne-corozive. Pompele CDLF folosesc mai mult oțel inoxidabil în secțiunea umedă și pot manipula lichide ușor corozive atunci când compatibilitatea materialului a fost confirmată. În funcție de aplicație, poate fi luat în considerare oțel inoxidabil duplex SS304, SS316 sau 2205.

Decizia finală ar trebui să se bazeze pe punctul de lucru real și pe condițiile de funcționare. Debitul, înălțimea, temperatura, presiunea de intrare, NPSH, materialele, datele motorului și presiunea maximă a sistemului trebuie să fie în acord cu curba pompei selectată.

Această abordare oferă de obicei un rezultat mai bun decât alegerea unei pompe din puterea motorului, dimensiunea conductei sau numai numărul de trepte.