Принципи на работа и указания за поддръжка на помпи за захранваща вода на котли

Водната помпа за захранване на котела е критичен компонент в системите за генериране на пара. Неговата основна функция е да доставя пречистена захранваща вода към котела с необходимия дебит и налягане, преодолявайки налягането на котела и хидравличните загуби в системата за захранваща вода.

За разлика от обикновените помпи за пренос на вода, помпите за захранваща вода на котлите често работят подвисоко налягане, повишена температура, продължителни-условия на работа и строги изисквания за надеждност. Неправилният избор на помпа, недостатъчният NPSH, лошите работни практики или неадекватната поддръжка могат да доведат до кавитация, вибрации, намалена ефективност, повреда на механичното уплътнение или дори неочаквано спиране на котела.

Това ръководство обяснява принципа на работа, основните компоненти, видовете помпи, експлоатационните изисквания, практиките за поддръжка и общите методи за отстраняване на неизправности за водни помпи за захранване на котли.

 

 

 

1. Какво представлява водната помпа за захранване на котела?

Водната помпа за захранване на котела е помпа с високо-налягане, предназначена да пренася пречистена вода от резервоар за захранваща вода, деаератор или кондензна система в парен котел.

Помпата трябва да генерира достатъчен напор, за да преодолее:

Работно налягане на котела

Статична денивелация

Загуби от триене в тръбопровода за захранваща вода

Загуби на клапани и фитинги

Загуби на налягане чрез нагреватели и друго оборудване

Необходим резерв на налягане на входа на котела

Следователно основната функция може да се обобщи като:

Източник на захранваща вода → Захранваща помпа на котела → Система за захранваща вода → Парен котел

Надеждността на помпата пряко влияе върху непрекъснатата работа на котелната система.

Ако захранващата вода стане недостатъчна, нивото на водата в котела може да падне под необходимия работен диапазон. В промишлените парни системи това може да доведе до намалено производство на пара, прегряване на компонентите на котела, прекъсване на процеса или -изключване, свързано с безопасността.

Поради тази причина захранващите помпи за котли обикновено се третират катокритично{0}}оборудване, а не-водни помпи с общо предназначение.

 

2. Как работи водната помпа за захранване на котела?

Повечето водни помпи за промишлени котли са по-специално центробежни помпимногостъпални центробежни помпиза приложения със средно- и високо-налягане.

Принципът на работа се основава на преобразуване на механичната енергия от водача в хидравлична енергия.

Стъпка 1: Захранващата вода влиза в помпата

Обработената захранваща вода обикновено се доставя от обезвъздушител, резервоар за захранваща вода или друг източник на вода под налягане.

Тъй като захранващата вода на котела може да е гореща, условията на засмукване трябва да бъдат внимателно оценени, за да се гарантира, че помпата има достатъчна налична нетна положителна смукателна височина (NPSHA).

Стъпка 2: Работното колело добавя енергия към водата

Моторът или друг двигател завърта вала на помпата и работното колело.

Когато работното колело се върти, центробежното действие увеличава скоростта и енергията на водата.

Стъпка 3: Хидравличните компоненти преобразуват скоростта в налягане

Високо{0}}скоростната вода преминава през дифузьор или направляваща лопатка, където част от нейната скоростна енергия се преобразува в енергия под налягане.

В многостепенна помпа този процес се повтаря през множество работни колела и етапи.

Стъпка 4: Натискът се изгражда на няколко етапа

Всеки етап допринася с допълнителна глава.

Следователно, многостепенна центробежна помпа може да постигне много по-висока нагнетателна височина от сравнима едно-стъпална помпа, като същевременно поддържа сравнително компактен хидравличен дизайн.

Стъпка 5: Вода под високо-налягане влиза в котела

Помпата доставя необходимия поток на захранваща вода при налягане, по-високо от налягането на котела, което позволява на водата да влиза непрекъснато в котела.

 

3. Защо многостъпалните помпи обикновено се използват за приложения за захранване на котли?

Котелните системи често изискват значително по-високо налягане от обикновените приложения за водоснабдяване.

Едно-стъпална центробежна помпа може да е достатъчна за-котелни системи с ниско-налягане, но приложенията с по-високо{2}}налягане обикновено изискват многостепенна конфигурация.

Многостепенната центробежна помпа съдържа множество хидравлични степени, подредени последователно.

Приблизителната връзка е:

Общ напор на помпата ≈ напор на етап × Брой етапи

Действителната производителност зависи от хидравличната конструкция на помпата, работната точка, свойствата на течността и ефективността.

Основните предимства на многостъпалните захранващи помпи за котли включват:

Възможност за високо налягане/напор

Стабилна непрекъсната работа

Висока хидравлична ефективност

Подходящ за-системи с котли под високо налягане

Гъвкав избор на сцена

Добра пригодност за индустриални приложения

Поради тази причина хоризонталните многостъпални центробежни помпи и други многостепенни конфигурации с високо-налягане се използват широко в захранващи системи за промишлени котли.

 

4. Основни компоненти на водна помпа за захранване на котела

Помпата за захранване на котела се състои от няколко критични компонента. Точната конфигурация зависи от конструкцията на помпата, налягането, температурата и приложението.

4.1 Работно колело

Работното колело е отговорно за предаването на механична енергия към течността.

Неговият хидравличен дизайн засяга:

Скорост на потока

Глава на помпата

Ефективност

Консумирана мощност

Изпълнение на кавитация

За приложения с висока-температура или високо{1}}налягане изборът на материал на работното колело е особено важен.

4.2 Дифузьор или направляваща лопатка

Дифузерът или водещата лопатка преобразува част от кинетичната енергия на водата в енергия на налягането.

Неговият хидравличен дизайн оказва силно влияние върху ефективността на всяко ниво на помпата.

Лошото хидравлично съвпадение може да увеличи вътрешните загуби и да намали общата ефективност на помпата.

4.3 Вал на помпата

Валът прехвърля механичната мощност от задвижващия механизъм към работните колела.

За високо{0}}скоростни и високо{1}}налягащи помпи, вал:

Сила

Твърдост

Подравняване

Избор на материал

Динамичен баланс

са важни фактори, влияещи върху надеждността.

4.4 Лагери

Лагерите поддържат въртящия се вал и поддържат правилната позиция на ротора.

Необичайната температура или вибрациите на лагера могат да показват:

Недостатъчно смазване

Прекомерно натоварване

Разминаване

Проблеми с вала

Износване на лагери

Дисбаланс на ротора

Следователно редовното наблюдение е от съществено значение.

4.5 Механично уплътнение или опаковка

Системата за уплътнение на вала предотвратява изтичането на вода по въртящия се вал.

В зависимост от конструкцията на помпата и работните условия, помпата може да използва:

Механични уплътнения

Опаковъчни уплътнения

Специализирани високотемпературни запечатващи устройства

За захранваща вода за горещи котли изборът на уплътнение трябва да вземе предвид температурата, налягането, свойствата на флуида и работните условия.

4.6 Корпус на помпата

Корпусът съдържа хидравличните компоненти и издържа на вътрешното налягане, генерирано от помпата.

За-приложения за захранване на котли с високо налягане трябва да се вземат предвид здравината на корпуса, номиналното налягане, материалът и топлинните характеристики по време на проектирането на помпата.

 

5. Основни работни параметри на водна помпа за захранване на котела

Изборът на захранваща помпа за котела изисква повече от просто съответствие на номиналната мощност на двигателя.

Трябва да се имат предвид следните параметри.

5.1 Дебит

Необходимият дебит обикновено се определя от:

Изпарителен капацитет на котела

Производство на пара

Скорост на продухване

Системни загуби

Конфигурация на системата за захранваща вода

Оперативен марж

Помпата трябва да бъде избрана според действително необходимия работен диапазон, а не просто да изберете най-големия наличен дебит.

5.2 Глава на помпата

Помпата трябва да генерира достатъчно напор, за да преодолее общите динамични изисквания на системата за захранваща вода.

Необходимата глава на помпата може да включва:

Необходим напор=Статичен напор + Напор под налягане + Загуби от триене + Загуби на оборудване + Марж на безопасност

Точното изчисление трябва да се основава на действителния дизайн на системата.

5.3 Температура на захранващата вода

Захранващата вода за котела често е значително по-гореща от обикновената вода.

С повишаването на температурата на водата, нейното налягане на парите също се увеличава.

Това пряко засяга наличния NPSH и следователно кавитационния марж на помпата.

Захранващата-температурна вода изисква внимателна оценка на:

• NPSHA
• НПШР
• Всмукателно налягане
• Температура на водата
• Кота на инсталацията на помпата
• Загуби в смукателния тръбопровод

 

6. NPSH и кавитация: критично съображение

Един от най-важните проблеми при работа на захранваща помпа за котела е кавитацията.

Кавитация възниква, когато локалното налягане вътре в помпата падне под налягането на парите на течността, което води до образуване на мехурчета от пара и последващо свиване в области с по-високо{0}}налягане.

Типичните последствия включват:

• Шум
• Вибрация
• Намален поток
• Намалена глава
• Ерозия на работното колело
• Повреда на лагера
• Проблеми с механичното уплътнение

NPSHA срещу NPSHR

Два термина са особено важни:

NPSHA - Налична нетна положителна смукателна глава

Това представлява NPSH, предоставен от действителната система.

NPSHR - Изисква се нетна положителна смукателна височина

Това представлява минималният NPSH, изискван от помпата при определени работни условия.

За надеждна работа:

NPSHA трябва да бъде по-голям от NPSHR с подходящ инженерен марж.

За приложения с захранваща вода за котли това става особено важно, тъй като водата може да е гореща и близка до състоянието на насищане.

Помпа, която работи нормално със студена вода, може да получи сериозна кавитация, когато работи с високо{0}}температурна захранваща вода, ако условията на засмукване не са правилно проектирани.

 

7. Процедура за стартиране на захранващата помпа на котела

Правилното стартиране е от съществено значение за защитата на помпата.

Точната процедура трябва винаги да следва ръководството за експлоатация на производителя на помпата и работните процедури на инсталацията.

Типична последователност при стартиране на захранваща помпа за центробежен котел включва:

1. Проверете помпата и двигателя

Преди да започнете, проверете:

Съединител

Смазване

Лагери

Механично уплътнение

Клапани

Инструментариум

Фундамент и анкерни болтове

2. Уверете се, че помпата е пълна с течност

Центробежната помпа не трябва да работи на сухо.

Уверете се, че корпусът на помпата и смукателният тръбопровод са правилно напълнени и че въздухът е отстранен, където е необходимо.

3. Проверете условията на засмукване

Потвърдете, че:

Смукателният вентил е правилно позициониран

Наличен е източник на питателна вода

Всмукателното налягане е адекватно

Условията на NPSH са приемливи

4. Потвърдете правилното завъртане

Проверете посоката на въртене на двигателя според изискванията на производителя на помпата.

Неправилното въртене може да доведе до недостатъчна хидравлична производителност и да повреди оборудването.

5. Стартирайте помпата

Стартирайте помпата в съответствие с препоръчания от производителя клапан и контролна последователност.

Избягвайте продължителна работа при условия извън допустимия работен диапазон.

6. Наблюдавайте работните параметри

Веднага след стартиране проверете:

• Изпускателно налягане
• Скорост на потока
• Температура на лагера
• Вибрация
• Ток на двигателя
• Изтичане на уплътнение
• Ненормален шум

Всяка значителна аномалия трябва да се изследва преди продължителна работа.

 

8. Защо захранващата помпа на котела не трябва да работи при много нисък дебит?

Работата на захранваща помпа за центробежен котел непрекъснато при изключително нисък дебит може да причини сериозни хидравлични и механични проблеми.

Възможните последствия включват:

• Вътрешна рециркулация
• повишаване на температурата
• Хидравлична нестабилност
• Повишена вибрация
• Натоварване на лагера
• Повреда на уплътнението
• Намален живот на помпата

За критични приложения системата може да изисква aминимална-система за защита на потока или линия за рециркулация.

Минималният непрекъснат стабилен поток трябва да се определи в съответствие с конкретния дизайн на помпата и данните за производителността на производителя.

Това е важно съображение, което понякога се пренебрегва по време на проектирането на системата.

 

9. Поддръжка на помпата за захранваща вода на котела

Превантивната поддръжка е от съществено значение за поддържане на надеждността на помпата.

Една практическа програма за поддръжка трябва да включва следните области.

9.1 Вибрация на монитора

Увеличаването на вибрациите може да означава:

Дисбаланс на ротора

Разминаване

Износване на лагери

Кавитация

Проблеми с основата

Хидравлична нестабилност

Мониторингът на тенденциите често е по-полезен от гледането на едно измерване.

Постепенното увеличаване на вибрациите може да осигури ранно предупреждение, преди да възникне голяма повреда.

9.2 Следете температурата на лагера

Необичайната температура на лагера може да бъде причинена от:

Недостатъчно смазване

Прекомерно смазване

Повреда на лагера

Разминаване

Прекомерно радиално или аксиално натоварване

Температурните тенденции трябва да се сравняват с препоръчаните от производителя граници.

9.3 Проверете механичните уплътнения

Проверете за:

Прекомерно изтичане

Ненормална температура

Повреда на лицето на уплътнението

Проблеми с промиването на уплътнението

Замърсяване

Малко количество изтичане може да е нормално за определени уплътнения, докато прекомерното или внезапно изтичане изисква изследване.

9.4 Проверка на смазването

Използвайте само лубриканта, посочен от производителя на помпата.

Графикът за поддръжка трябва да отчита:

Скорост на работа

Тип лагер

температура

Тип смазка

Работно време

Препоръки на производителя

Прекомерното-смазване може да бъде също толкова вредно, колкото и недостатъчното смазване.

9.5 Проверете съединителя и подравняването

Подравняването на помпата и двигателя е особено важно за високоскоростно{0}}оборудване.

Несъответствието може да доведе до:

Повишена вибрация

Повреда на лагера

Износване на съединителя

Проблеми с вала

Повреда на механичното уплътнение

Оборудването за лазерно подравняване може да се използва, когато е подходящо, за да се подобри точността на подравняване.

9.6 Проверете работните колела и износващите се компоненти

По време на плановата поддръжка проверете хидравличните компоненти за:

Ерозия

Корозия

Мащабиране

Носете

Повреда от кавитация

депозити

Промените в производителността на помпата понякога могат да показват вътрешно износване дори преди визуална проверка.

 

10. Често срещани проблеми с захранващата помпа на котела и отстраняване на неизправности

Проблем 1: Изпускателното налягане на помпата е твърде ниско

Възможните причини включват:

• Неправилна скорост на помпата
• Грешна посока на въртене
• Прекомерно вътрешно износване
• Повреда на работното колело
• Запушена смукателна линия
• Недостатъчно смукателно налягане
• Прекомерно съпротивление на системата
• Влизане на въздух в помпата
• Работа извън проектната точка

Препоръчителни проверки:

1. Проверете скоростта на помпата.
2. Потвърдете посоката на въртене.
3. Проверете смукателното налягане и потока.
4. Сравнете действителната производителност с кривата на помпата.
5. Проверете работното колело и вътрешните хлабини.
6. Проверете за проникване на въздух.

Проблем 2: Прекомерна вибрация

Възможните причини включват:

Разминаване

Повреда на лагера

Дисбаланс на ротора

Кавитация

Проблеми с основата

Напрежение на тръбата

Работа извън препоръчителния диапазон

Не подменяйте автоматично лагера, без да проучите първопричината.

Повтарящата се повреда на лагера често е по-скоро симптом, отколкото първоначалния проблем.

Проблем 3: Помпата е шумна

Често срещаните причини включват:

Кавитация

Увличане на въздух

Повреда на лагера

Хидравлична нестабилност

Прекален поток

Недостатъчно смукателно налягане

Ако шумът наподобява чакъл или камъни, преминаващи през помпата, незабавно трябва да се изследва кавитацията.

Проблем 4: Прекомерно изтичане на уплътнението

Възможните причини включват:

Повредено механично уплътнение

Изтичане на вала

Разминаване

Неправилно инсталиране на уплътнението

Прекомерна вибрация

Неправилни условия за промиване на уплътнението

Смяната на уплътнението трябва да се комбинира с-анализ на първопричината.

Проблем 5: Претоварване на двигателя

Възможните причини включват:

Прекален поток

Висока плътност на течността

Помпата работи извън проектната си точка

Механично триене

Проблеми с лагера

Неправилен избор на помпа

Токът на двигателя трябва да се наблюдава заедно с дебита, налягането и работните условия на помпата.

 

Водната помпа за захранване на котела е критична част от системата за генериране на пара. Неговата производителност влияе не само на водоснабдяването на котела, но и на надеждността, ефективността и непрекъснатостта на цялата парна система.

За промишлени приложения с високо{0}}налягане многостепенните центробежни помпи често са ефективно решение, тъй като могат да генерират необходимия напор чрез множество хидравлични степени.

Но надеждната работа зависи от нещо повече от самата помпа. Правилният избор на помпа, адекватният NPSH, правилното стартиране, минималната-защита на потока, центровката, смазването, управлението на уплътнението, мониторингът на вибрациите и превантивната поддръжка допринасят за дългосрочната-производителност.

Нуждаете се от водна помпа за захранване на котел за вашето индустриално приложение? Свържете се с HNYB PUMPS с вашите изисквания за дебит, напор, температура и налягане на котела за техническа препоръка.