Nyheter - Vilka problem kan orsakas av att hålla utloppsventilen stängd under drift av centrifugalpumpen?

Att hålla utloppsventilen stängd underCentrifugalpumpardriften medför flera tekniska risker.

Okontrollerad energiomvandling och termodynamisk obalans

1.1 Under stängt tillstånd vid en ökning av mediets temperatur omvandlas nästan all inmatningsenergi till värmeenergi. Mediet kan inte ta bort värmen, vilket gör att temperaturen i pumpkammaren stiger kraftigt. Kontinuerlig drift kommer att orsaka förångning av mediet, vilket accelererar förkolningen av tätningsmaterialet.

1.2 Fel på tätningssystem I miljöer med hög temperatur och förångning av mediet kommer den mekaniska tätningen, som är beroende av mediets smörjning och kylning, att överhettas och att den inte fungerar – den mekaniska tätningen kommer att få torrfriktion och tätningsytan kommer att brännas.

Onormal mekanisk stress

2.1 Axialkraftöverskridning Stängningsventilens axialkraft är vanligtvis 1,5–5 gånger högre än vid normala driftsförhållanden, och axiallagrets belastning kan nå eller till och med överskrida dess lagergräns, vilket resulterar i fragmentering av lagerhållaren eller deformation av hållaren.

2.2 Vibrations- och utmattningsskador Skillnaden i termisk expansion orsakad av hög temperatur leder till termisk deformation eller termisk stress, onormalt mellanrum mellan pumphjulet och pumphuset, och påverkan av obalanserad hydraulisk belastning, vilket orsakar att rotorns dynamiska balans skadas, vibrationerna ökar och delarna utmattningsskador.

Kavitation och materiella skador

3.1 NPSH-ersättning vid inverterad mediumförångning [gör enhetens kavitationstillstånd (NPSHa) lägre än pumpens nödvändiga NPSHr], vilket bildar bubblor, och den chockvåg som genereras av bubblornas kollaps kan nå 690 MPa, vilket resulterar i gropfrätning och bikakeformad splittring av impellerlöparen

3.2 Försämring av metallografisk struktur För impeller av austenitiska rostfria stål kan sensibilisering uppstå vid lokala höga temperaturer, och den intergranulära korrosionshastigheten ökar och draghållfastheten minskar. För impeller av kolstål är problemen vid höga temperaturer mer betydande, såsom högtemperaturoxidation och avkolning, vilket resulterar i en minskning av ytstyrkan och allmänna poleringar. Om det innehåller föroreningar som svavel och fosfor är det lätt att segregera vid korngränserna vid höga temperaturer, vilket orsakar termisk sprödhet och lätt sprickbildning under drift. Vid långvarig hög temperatur har kolstål dålig krypmotståndskraft, och lokal hög temperatur kan accelerera krypdeformation, vilket så småningom leder till impellerbrott eller utmattningsbrott.

Systemsäkerhet och ekonomiska risker

4.1 Trycket i trycklagerskalet överskrider gränsen och stängningsventilens funktion gör att pumpens utloppstryck når 120–150 % av nominellt värde, och det finns risk för att säkerhetsventilens inställda tryck bryts igenom, vilket kan utlösa tryckavlastning eller sprickbildning i rörledningens svetsfog.

4.2 Energiförbrukning och underhållskostnader Stängning av ventilen är centrifugalpumpars "dödsfall", vilket avsevärt ökar energiförbrukningen på kort sikt, och långvarig drift leder till allvarliga skador på utrustningen, och den totala underhållskostnaden kan öka med 3–10 gånger.

Försämring av arbetsförhållandena för särskilda medier

För flyktiga medier (t.ex. gasol) kommer driften av den stängda ventilen att accelerera förångningen av vätskefasen, och det tvåfasiga gas-vätskeflödet i pumpkammaren kommer att orsaka plötsliga flödesförändringar, vilket resulterar i periodiska svängningar av axiella krafter och accelererar slitage på komponenter.

Branscherfarenhet och standardkrav

6.1 Branscherfarenhet Enligt faktisk erfarenhet från tekniska tillämpningar bör centrifugalpumpens ventils gångtid inte överstiga 2 minuter, och den är vanligtvis begränsad till 1 minut. Det rekommenderas att konfigurera ett förreglingssystem som automatiskt utlöser avstängningsskyddsprogrammet när utloppsventilen stängs och överskrider drifttiden.

6.2 Standardspecifikationen kräver att API 610 12:e upplagan anger att vissa högenergipumpar, integrerat utväxlade eller flerstegspumpar har en snabb temperaturökning när utloppsventilen är stängd, vilket gör testning ogenomförbar och/eller osäker när ventilen är stängd. Temperaturökningen är nära relaterad till effekttätheten. Effekttätheten PD, som kan approximeras som:

P-märkt: Effekt per steg vid vatten i hk (eller MW)

D imp: Nominell impellerdiameter i tum (eller m)

D-munstycke: Nominell utloppsflänsdiameter i tum (eller m). För dubbelsugningspumpar med en stegsdiameter är D-munstycket inloppsflänsens diameter.

Det typiska kritiska värdet för PD är 0,286 hk/tum³ (13 MW/m³), och över detta rekommenderas det att pumpen inte körs med stängd utloppsventil under prestandatestning.

Publiceringstid: 4 juni 2025