Neuigkeiten - Welche Probleme können entstehen, wenn das Auslassventil während des Betriebs einer Kreiselpumpe geschlossen bleibt?

Halten Sie das Auslassventil währendKreiselpumpenDer Betrieb birgt zahlreiche technische Risiken.

Unkontrollierte Energieumwandlung und thermodynamisches Ungleichgewicht

1.1 Im geschlossenen Zustand wird bei steigender Mediumstemperatur nahezu die gesamte Eingangsenergie in Wärmeenergie umgewandelt. Das Medium kann die Wärme nicht abführen, wodurch die Temperatur im Pumpenraum stark ansteigt. Dauerbetrieb führt zur Verdampfung des Mediums und beschleunigt die Karbonisierung des Dichtungsmaterials.

1.2 Ausfall des Dichtungssystems In einer Umgebung mit hohen Temperaturen und Verdampfung des Mediums kommt es zu einem Überhitzungsausfall der Gleitringdichtung, die auf die Schmierung und Kühlung des Mediums angewiesen ist – die Gleitringdichtung weist Trockenreibung auf und die Dichtungsfläche verbrennt.

Abnorme mechanische Beanspruchung

2.1 Axialkraftüberschreitung Die Axialkraft des Schließventils beträgt normalerweise das 1,5- bis 5-fache der normalen Arbeitsbedingungen, und die Axiallagerbelastung kann ihre Traggrenze erreichen oder sogar überschreiten, was zur Fragmentierung des Lagerkäfigs oder zur Verformung des Käfigs führt

2.2 Vibrations- und Ermüdungsschäden Die durch hohe Temperaturen verursachte unterschiedliche Wärmeausdehnung führt zu thermischer Verformung oder thermischer Spannung, einem anormalen Spalt zwischen dem Laufrad und dem Pumpengehäuse und dem Einfluss einer unausgeglichenen hydraulischen Last, wodurch das dynamische Gleichgewicht des Rotors beschädigt wird, die Vibration zunimmt und die Teile Ermüdungsschäden erleiden.

Kavitation und Materialschäden

3.1 NPSH-Zulassung: Invertierte Mediumverdampfung [die Kavitationszulassung (NPSHa) des Geräts niedriger machen als den erforderlichen NPSHr der Pumpe], Blasenbildung, und die durch den Zusammenbruch der Blasen erzeugte Stoßwelle kann 690 MPa erreichen, was zu Lochfraß und Wabenabplatzungen des Laufrads führt

3.2 Verschlechterung der metallografischen Struktur Bei Laufrädern aus austenitischem Edelstahl kann es bei lokal hohen Temperaturen zu einer Sensibilisierung kommen, wodurch die interkristalline Korrosionsrate zunimmt und die Zugfestigkeit abnimmt. Bei Laufrädern aus Kohlenstoffstahl sind die Probleme bei hohen Temperaturen schwerwiegender, wie z. B. Oxidation und Entkohlung bei hohen Temperaturen, was zu einer Verringerung der Oberflächenfestigkeit und allgemeinen Richtlinien führt; Wenn es Verunreinigungen wie Schwefel und Phosphor enthält, kommt es bei hohen Temperaturen leicht zur Abscheidung an den Korngrenzen, was zu thermischer Sprödigkeit und leichter Rissbildung während des Betriebs führt; Bei langfristig hohen Temperaturen weist Kohlenstoffstahl eine geringe Kriechfestigkeit auf, und lokal hohe Temperaturen können die Kriechverformung beschleunigen, was schließlich zum Bruch oder Ermüdungsversagen des Laufrads führt.

Systemsicherheit und wirtschaftliche Risiken

4.1 Der Druck des Drucklagergehäuses überschreitet den Grenzwert und durch die Betätigung des Schließventils erreicht der Auslassdruck der Pumpe 120-150 % des Nennwerts. Es besteht die Gefahr, dass der eingestellte Druck des Sicherheitsventils durchbrochen wird, was zu einer Druckentlastung oder zum Reißen der Rohrleitungsschweißnaht führen kann.

4.2 Anstieg von Energieverbrauch und Wartungskosten. Der Ventilabschaltvorgang ist der „Killerzustand“ von Kreiselpumpen, der den Energieverbrauch kurzfristig erheblich erhöht und bei langfristigem Betrieb zu schweren Schäden an der Anlage führt und die Gesamtwartungskosten um das Drei- bis Zehnfache erhöhen kann.

Verschlechterung der Arbeitsbedingungen spezieller Medien

Bei flüchtigen Medien (z. B. Flüssiggas) beschleunigt der Betrieb des geschlossenen Ventils die Verdampfung der flüssigen Phase, und der Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenstrom in der Pumpenkammer führt zu plötzlichen Strömungsänderungen, die zu periodischen Schwingungen der Axialkräfte und einem beschleunigten Verschleiß der Komponenten führen.

Branchenerfahrung und Standardanforderungen

6.1 Branchenerfahrung: Gemäß den tatsächlichen technischen Anwendungserfahrungen darf die Laufzeit des Kreiselpumpenventils 2 Minuten nicht überschreiten und ist in der Regel auf 1 Minute begrenzt. Es wird empfohlen, ein Verriegelungssteuerungssystem einzurichten, das das Abschaltschutzprogramm automatisch auslöst, wenn das Auslassventil schließt und die Zeit überschreitet.

6.2 Die Standardspezifikation gemäß API 610 (12. Ausgabe) besagt, dass einige Hochenergiepumpen mit integriertem Getriebe oder mehrstufige Pumpen bei geschlossenem Auslassventil einen schnellen Temperaturanstieg aufweisen, was Tests bei geschlossenem Ventil unmöglich und/oder unsicher macht. Der Temperaturanstieg hängt eng mit der Leistungsdichte zusammen. Die Leistungsdichte PD lässt sich wie folgt approximieren:

P rated: Leistungsangabe pro Stufe bei Wasser in PS (oder MW)

D imp: Nenndurchmesser des Laufrads in Zoll (oder m)

D-Düse: Nenndurchmesser des Auslassflansches in Zoll (oder m). Bei doppelflutigen, einstufigen Pumpen ist die D-Düse der Durchmesser des Einlassflansches.

Der typische kritische Wert für PD liegt bei 0,286 hp/in.3 (13 MW/m3). Über diesem Wert wird empfohlen, die Pumpe während der Leistungsprüfung nicht mit geschlossenem Auslassventil laufen zu lassen.

Beitragszeit: 04.06.2025