Защо центробежната помпа обръща посоката си? И каква вреда причинява това обратно въртене на оборудването на центробежната помпа?

Обръщането на центробежната помпа се отнася до ситуацията, при която, след като центробежната помпа загуби задвижващата си сила на главния двигател, средата в тръбопровода тече в обратна посока поради разликата в статичното налягане между нагнетателния тръбопровод и смукателния тръбопровод, което от своя страна кара ротора на помпата да се върти в обратна посока. По същество въртенето се причинява от обратната движеща сила, генерирана от обратния поток на средата върху ротора на помпата, което е необичайно работно състояние на центробежната помпа.

 

 

• Защо центробежната помпа се обръща?

 

Обърната последователност на захранващите фази

Точно както електрически вентилатор внезапно се върти назад, центробежната помпа също може да се обърне поради неправилна последователност на захранващите фази. Когато последователността на окабеляване на три-фазното захранване не отговаря на проектните изисквания на помпата, посоката на въртене на двигателя ще бъде обърната. Това често се случва:

По време на първоначалното пускане в експлоатация на нова помпа

По време на повторно окабеляване след поддръжка

При модификации на временни електропроводи

Прост метод за тестване: Стартирайте помпата за кратко и веднага я спрете, като наблюдавате дали посоката на въртене на работното колело съвпада с посоката, отбелязана върху корпуса на помпата.

 

Течен обратен поток по време на изключване

При определени специални условия на работа спирането на помпата може да предизвика "ефект на воден чук":

Обратен поток на-течност с високо ниво: Когато има{1}}съхранение на течност с високо ниво в изходящия тръбопровод

Няма инсталиран възвратен клапан: Или възвратният клапан е дефектен и не е сменен навреме

Внезапна промяна на налягането в системата: Флуктуации на налягането, причинени от внезапно спиране на съседно оборудване

Това обръщане често е придружено от очевиден шум от воден чук и вибрации, което ще ускори износването на механичното уплътнение с течение на времето.

 

Дефекти в дизайна на инсталацията
Някои лесно пренебрегвани подробности за инсталиране също могат да доведат до потенциални проблеми с обратното въртене:

Входящите/изходящите тръби са обърнати: Типична грешка, допускана от начинаещите.

Несъосност на съединителя: отклонение над 0,1 mm може да повлияе на посоката на въртене.

Несигурна основа: Вибрацията може да доведе до разхлабване на клемите.

Дефекти в системата за управление: Неправилни настройки на параметрите на инвертора.

Препоръчително е да маркирате правилната посока на въртене върху корпуса на помпата с маркер след всяка поддръжка за лесна ежедневна проверка.

 

• Основните опасности от обръщане на центробежната помпа към оборудването

Центробежните помпи са проектирани, структурирани и техните компоненти са избрани въз основа на основния принцип на "еднопосочно въртене и поток напред". Обратното въртене ще причини необратима повреда на оборудването от множество измерения, включително механична структура, система за уплътняване и оперативна производителност. Специфичните опасности включват:

 

Механични структурни повреди, съкращаващи живота на оборудването

1. Повреда на роторната система: Работното колело, втулката, съединителят и другите компоненти на ротора на центробежна помпа са проектирани за еднопосочно прилагане на сила. При обратно въртене посоката на ударната сила на течността върху работното колело е напълно противоположна на тази при нормални работни условия. Това води до дисбаланс на ротора, генерирайки силни вибрации и ударни натоварвания, което от своя страна причинява износване на работното колело, напукване на лопатките и разхлабване на втулката. В тежки случаи това може да доведе до огъване и счупване на вала на помпата. Едновременно с това обратното въртене нарушава точността на динамичния баланс на ротора, изостря амплитудата на вибрациите, допълнително усилва механичното износване и причинява преждевременна повреда на важни въртящи се компоненти като лагери и втулки.
2. Износване и задръстване на неподвижни компоненти: Поточните канали на неподвижни компоненти в центробежна помпа, като например корпуса на помпата, водещите лопатки и износващите се пръстени, са проектирани за поток на средата. Когато тече назад, посоката на медийния поток противоречи на проектната посока на каналите на потока, генерирайки силни вихри и турбуленция. Това води до повишена ерозия на вътрешните стени на каналите на потока и значително увеличаване на износването. Едновременно с това обратната-течаща среда носи примеси от тръбопровода, причинявайки утаяване в каналите на потока. Това води до триене и задръстване между неподвижните компоненти и компонентите на ротора, което потенциално води до блокиране на помпата и невъзможност за нормално стартиране. Освен това хлабината между работното колело и корпуса на помпата е проектирана за въртене напред; при обратно въртене хлабината става необичайно голяма, което влошава изтичането на носител и допълнително ускорява износването на компонентите.

 

Повреда на уплътнителната система, причиняваща опасности за безопасността и околната среда

Механичните уплътнения и уплътненията на центробежните помпи са предназначени за предно въртене на ротора. Смазването и охлаждането на уплътнителните повърхности разчитат на-течаща среда. Когато възникне обратно въртене, обратният поток на средата нарушава средата на смазване на уплътняващата повърхност, причинявайки рязко повишаване на температурата на уплътняващата повърхност, което води до сухо триене и изгаряне. Едновременно с това вибрациите, генерирани от обратното въртене, могат да причинят разхлабване и деформация на уплътненията, което значително намалява ефективността на уплътняването и в крайна сметка води до изтичане на среда. Ако транспортираният носител е запалим, експлозивен, токсичен, вреден или корозивен, изтичането може да причини сериозни инциденти, свързани с безопасността и околната среда, като пожари, експлозии, отравяне на персонала или замърсяване на околната среда. Дори при чиста вода, изтичането ще причини спад в системното налягане, засягайки нормалната работа на цялата система за транспортиране на течности, като същевременно увеличава разхищението на вода и разходите за поддръжка на оборудването. Освен това, някои еднопосочни механични уплътнения и плъзгащи лагери не могат да се адаптират към условията на обратно въртене, което директно води до структурни повреди и загуба на уплътнителни и поддържащи функции.

 

Влошаване на оперативната производителност, което води до верижна реакция на системни повреди

1. Внезапен спад в ефективността на помпата: При обратна скорост на въртене центробежната помпа е напълно неспособна да извършва транспортиране напред. Обратният поток на средата причинява пълна повреда на напора и дебита на помпата, предотвратявайки нормалното подаване на течност на системата и причинявайки прекъсвания в следващите производствени процеси. Едновременно с това обратното въртене значително увеличава вътрешните загуби на енергия и необичайно повишава мощността на вала, което води до загуба на енергия. Освен това температурата на тялото на помпата се повишава бързо, което потенциално причинява изпаряване на средата и кавитация, което допълнително уврежда компонентите на потока на помпата.
2. Турбуленция на налягането в системата: Обратният поток на средата може да причини внезапен спад на налягането в нагнетателния тръбопровод и необичайно покачване на налягането в смукателния тръбопровод, нарушавайки баланса на налягането на цялата система за транспортиране на течности и предизвиквайки верижна реакция от повреди като вибрации на тръбопровода, изтичане на фланец и повреда на клапана. Ако други центробежни помпи работят паралелно в системата, обратното налягане, генерирано от обратния поток, може да повлияе на нормалната работа на тези други помпи, причинявайки едновременно ненормални работни условия на множество устройства, като по този начин разширява обхвата на повредата.

 

Изключително висок риск от рестартиране, потенциално повреждане на задвижващия модул

Когато центробежна помпа работи на задна скорост, ако операторът не забележи и сляпо стартира основния двигател (като двигателя), двигателят ще бъде принуден да стартира, докато роторът на помпата се върти в обратна посока. По това време двигателят трябва да преодолее обратния инерционен въртящ момент и съпротивлението на течността, което води до рязко покачване на стартовия ток, далеч надвишаващ номиналния ток на двигателя. Това може лесно да доведе до изгаряне на двигателя и изключване на инвертора. Едновременно с това принудителното стартиране генерира огромно ударно натоварване, предавано на компоненти като съединителя и вала на помпата, причинявайки счупване на съединителя, усукване на вала на помпата и дори повреда на лагерите на двигателя, което води до вторична повреда на оборудването, увеличаване на разходите за поддръжка и престой. Освен това стартирането на асинхронен двигател в режим на обратна помпа ще доведе до удължено време за стартиране-и необичайно висока температура на двигателя, което допълнително увеличава риска от повреда на двигателя.

 

Допълнителни рискове при специални условия на работа

Когато обратната среда достигне точката си на кипене, тя може да се изпари в тялото на помпата или дроселиращото устройство-от страната на изпускане, което води до кавитация в тялото на помпата и влошава повредата на компонента. Ако транспортираната среда е смес от газ-течност, съотношението на плътността на средата ще се промени значително при скоростта на обратния поток и съотношението на скоростта на обратния поток към нормалната скорост може да се повиши до опасно ниво (пропорционално на корен квадратен от съотношението на плътността на течността-парите), което допълнително увеличава риска от повреда на оборудването.

 

• Мерки за предотвратяване на обрат

 

Избор на оборудване: Конфигуриране на специални анти{0}}компоненти за обратно завъртане

1. Инсталиране на механичен обратен ограничител: Инсталирането на механичен обратен ограничител на вала на помпата или съединителя на центробежната помпа е най-директната и ефективна мярка против -обратно въртене. Механичният ограничител на обратния ход използва-еднопосочна заключваща структура, позволяваща въртене само напред на вала на помпата. Когато средата тече назад, карайки вала на помпата да се върти в обратна посока, ограничителят на обратния ход веднага ще се заключи, предотвратявайки обръщането на вала на помпата, като по този начин напълно избягва генерирането на скорост на обратен поток. Когато избирате спирачка за обратен ход, подходящият модел трябва да бъде избран въз основа на номиналната скорост на помпата, мощността на вала и условията на работа, за да се осигури достатъчен момент на заключване и адаптивност към работната температура на помпата и характеристиките на средата. Това е особено подходящо за високо-налягане, висок-поток и паралелно-работащи центробежни помпени системи.
2. Избор на задвижващо устройство с функция против-обратно въртене: Когато избирате двигател, изберете двигател с функция против-обратно въртене (като добавяне на спирачно устройство за обратно) или задайте програма за защита срещу-обратно въртене в честотния преобразувател. Когато се открие обратно въртене на вала на помпата, захранването на двигателя незабавно се прекъсва или спирачното устройство се активира, за да предотврати бързо въртенето на вала на помпата да продължи да се върти назад, като се избягва увеличаването на скоростта на обратния поток.

 

Проектиране на тръбопроводи: Инсталирайте надеждни клапани за предотвратяване на обратния поток

1. Инсталирайте автоматични клапани за предотвратяване на обратен поток: Инсталирайте вентили с въртеливо-тип или бавно{1}}затварящи се автоматични клапани за предотвратяване на обратен поток близо до корпуса на помпата на нагнетателния тръбопровод. Това е най-широко използваната мярка за предотвратяване на обратен поток в инженерството. По време на нормална работа, средата избутва диска на клапана отворен в посока напред; когато помпата спре или загуби задвижващата си сила, средата тече в обратна посока, натискайки диска на клапана, за да се затвори бързо, прекъсвайки канала за обратен поток и предотвратявайки обръщането на вала на помпата. Изборът трябва да се фокусира върху скоростта на затваряне и ефективността на запечатване. Бавно{6}}затварящите се възвратни клапани могат да забавят скоростта на затваряне на диска на клапана, за да се избегне удар с воден чук; Системите с високо{7}}налягане и висок-поток изискват възвратни клапани с висока устойчивост на налягане и надеждно затваряне, за да се предотврати повреда на клапана.
2. Оптимизирайте оформлението на тръбопровода и конфигурацията на клапана: Избягвайте оформления, при които изпускателният тръбопровод е директно свързан с-оборудването за съхранение на течности на високо ниво. Ако това е неизбежно, трябва да се добави спирателен-вентил (като шибър или сферичен кран) към нагнетателния тръбопровод за използване заедно с възвратен клапан. След като центробежната помпа спре, първо затворете-затварящия вентил, след което изключете двигателя за двойна защита срещу обратен поток. При системи с паралелна работа нагнетателният тръбопровод на всяка помпа трябва да има отделен възвратен клапан и спирателен-вентил, за да се предотврати обратен поток и обратно въртене на други помпи, след като една помпа спре. Не използвайте бавно{8}}затварящи-затварящи се елементи, за да замените възвратните клапани, за да предотвратите обратния поток на средата през тялото на помпата.

 

Оперативни процедури: Стандартизирайте оперативните процедури и смекчете рисковете от човешка грешка.

1. Спазвайте стриктно работните процедури за изключване: Когато спирате центробежна помпа, първо затворете изпускателния -вентил, след което спрете двигателя, за да прекъснете напълно канала за обратен поток и да предотвратите обратния поток да причини обръщане на вала на помпата. За центробежни помпи, работещи паралелно, затворете изпускателния спирателен-вентил и двигателя на всяка помпа последователно, когато спирате, за да предотвратите обратен поток на среда от други помпи в спряното тяло на помпата и причиняване на обратно въртене.
2. Сляпото рестартиране на оборудването е строго забранено: Преди да стартирате центробежната помпа, проверете посоката на въртене на вала на помпата, за да се уверите, че няма обратно въртене, преди да стартирате двигателя. Ако се открие обратно въртене, проучете причината за обратния поток, напълно прекъснете пътя на обратния поток и спрете вала на помпата от обръщане, преди да стартирате помпата. Принудителното стартиране може да повреди оборудването.
3. Засилете оперативните инспекции: По време на ежедневната работа, фокусирайте се върху параметрите за наблюдение като посока на въртене на помпата, вибрации, налягане и температура. Незабавно открийте всички необичайни признаци на обратен поток или обръщане на вала на помпата и вземете превантивни мерки, за да предотвратите ескалирането на неизправността.

 

Поддръжка и управление: Редовна проверка и поддръжка, за да се гарантира надеждността на оборудването.

1. Редовно проверявайте компонентите против -обратно движение: Редовно проверявайте и поддържайте компоненти против -обратно движение, като механични предпазители за обратен поток и възвратни клапани. Проверете ефективността на заключване на предпазителя за обратен поток, плътността и гъвкавостта на затварянето на диска на възвратния клапан, незабавно почистете замърсяванията от диска на възвратния клапан и сменете износени или остарели уплътнения и части, за да предотвратите повреда на компонента, водеща до обратен поток.
2. Редовно калибрирайте защитните устройства: Редовно калибрирайте програмата за защита срещу -обратно въртене на инвертора и обратното спирачно устройство на двигателя, за да гарантирате тяхната чувствителност и надеждност, което позволява своевременно откриване и предотвратяване на обратното въртене на вала на помпата; редовно проверявайте ефективността на уплътнението и гъвкавостта на превключване на тръбопроводните вентили и незабавно ремонтирайте или сменете повредените клапани.
3. Създайте записи за работата на оборудването: Запишете работните параметри на центробежната помпа, условията на повреда и записите за поддръжка, с акцент върху записването на състоянието на поддръжка на компонентите против -обратно въртене. Чрез анализиране на работните данни предскажете тенденцията на стареене на компонентите против -обратно въртене и извършете поддръжка предварително, за да избегнете риска от обратна скорост на въртене от източника.