Разумевање рециркулације у пумпама
Дефиниција: Шта је рециркулација?
Рециркулација је нестабилност протока која се јавља код центрифугалних пумпи и вентилатора када раде при протоцима знатно испод пројектоване тачке (тачка најбоље ефикасности или BEP). При малим протоцима, флуид делимично мења смер, текући уназад од подручја испуштања назад ка усисавању, стварајући нестабилне обрасце рециркулације на улазу или испуштању импелера. Овај феномен генерише нискофреквентне звуке вибрација пулсације (обично 0,2-0,8× брзина рада), бука, губитак ефикасности и могу изазвати озбиљна механичка оштећења услед цикличног оптерећења, кавитација, и грејање.
Рециркулација је један од најразорнијих радних услова за пумпе јер нестабилне хидрауличне силе могу бити огромне, што може изазвати кварове лежајева, оштећења заптивача, замор вратила, па чак и структурни квар импелера у тешким случајевима. Разумевање и спречавање рециркулације је кључно за поузданост пумпе.
Врсте рециркулације
1. Рециркулација усисавања
Јавља се на улазу у импелер (усисна страна):
- Механизам: При малом протоку, течност која улази у отвор импелера има погрешан угао протока
- Раздвајање: Проток се одваја од усисних површина лопатица
- Обрнути ток: Одвојена течност тече уназад из отвора импелера
- Почетак: Типично на 60-70% протока BEP-а
- Локација: Концентрисано близу поклопаца импелера
2. Рециркулација испуштања
Јавља се на излазу из импелера:
- Механизам: Флуид под високим притиском тече назад у периферију импелера
- Путања: Кроз зазоре (хабајући прстенови, бочни зазори)
- мешање: Рециркулисани ток се меша са главним током, стварајући турбуленцију
- Почетак: Типично на 40-60% протока BEP-а
- Озбиљније: Генерално штетније од рециркулације усисавања
3. Комбинована рециркулација
- И рециркулација усисавања и испуштања присутна је истовремено
- Јавља се при веома малим протоцима (< 40% БЕП)
- Најјаче вибрације и потенцијал за оштећења
- Треба избегавати заштитом од минималног протока
Вибрациони потпис
Карактеристични образац
- Учесталост: Субсинхроно, обично 0,2-0,8× брзина трчања
- Пример: Пумпа од 1750 обртаја у минути показује пулсације од 10-20 Hz
- Амплитуда: Може бити 2-5× нормалне радне вибрације
- Нестабилно: Фреквенција и амплитуда варирају, нису константне
- Случајна компонента: Повећање широкопојасног интернета услед турбуленције
Зависност од протока
- Висок проток: Без рециркулације, ниске вибрације
- Умерен проток (80-100% BEP): Минимална рециркулација, прихватљиве вибрације
- Низак проток (50-70% BEP): Почиње рециркулација усисавања, вибрације се повећавају
- Веома низак проток (< 50% БЕП): Јака рециркулација, веома високе вибрације
- Искључење: Максимална рециркулација, максимална стопа вибрација и оштећења
Додатни индикатори
- Високо аксијалне вибрације компонента
- Повећање буке (букање или тутњава)
- Губитак перформанси (напор и проток испод криве)
- Повећање температуре услед хидрауличних губитака
Последице и штета
Тренутни ефекти
- Јаке вибрације: Може прекорачити границе аларма за неколико минута
- Бука: Гласна турбулентна бука
- Губитак ефикасности: Висока потрошња енергије за испоручени проток
- Грејање: Хидраулични губици претворени у топлоту
Механичка оштећења
- Квар лежаја: Висока циклична оптерећења убрзавају хабање лежајева
- Оштећење печата: Вибрације и пулсације притиска оштећују заптивке
- Замор вратила: Наизменично напрезање савијања од хидрауличних сила
- Оштећење импелера: Пуцање лопатица услед замора услед цикличног оптерећења
Хидраулична штета
- Кавитација: Зоне рециркулације склоне кавитацији
- Ерозија: Рециркулациони ток велике брзине еродира површине
- Вртложна кавитација: Вртлози у зонама рециркулације кавитирају
Детекција и дијагноза
Анализа вибрација
- Потражите субсинхроне компоненте (0,2-0,8×)
- Тестирајте при више брзина протока
- Идентификујте брзину протока где почињу пулсације (почетак рециркулације)
- Упоредите са предвиђањима криве перформанси пумпе
Тестирање перформанси
- Измерите стварну криву протока
- Упоредите са кривуљом пројектовања
- Одступање при ниском протоку указује на рециркулацију
- Потрошња енергије већа од предвиђене криве
Акустично праћење
- Карактеристични турбулентни звук тутњаве
- Повећање шума широкопојасног интернета
- Може се чути и осетити на кућишту пумпе
Превенција и ублажавање
Оперативне стратегије
Заштита минималног протока
- Инсталирајте аутоматску линију за рециркулацију минималног протока
- Вентил се отвара испод безбедног минималног протока (типично 60-70% BEP)
- Рециркулише испуштање назад у усисавање или резервоар
- Спречава рад у зони рециркулације
Контрола оперативне тачке
- Избегавајте рад испод минималног континуалног протока
- Користите погон са променљивом брзином да бисте прилагодили пумпу потреби
- Више мањих пумпи уместо једне велике пумпе (боље смањење напора)
- Постепени рад паралелних пумпи
Дизајнерска решења
- Индуктор: Аксијални улазни степен за стабилизацију усисног протока
- Импели са малим протоком: Специјални дизајни за рад са малим протоком
- Правилно одређивање величине: Немојте превелико димензионисати пумпу (избегавајте хронични рад са малим протоком)
- Шири оперативни опсег: Изаберите пумпе са равним кривама које толеришу варијације протока
Дизајн система
- Систем пројектовања за рад пумпе у близини БЕП-а
- Обезбедити адекватну маргину NPSH-а како би се смањила кавитација у зонама рециркулације
- Постављање контролног вентила за минимизирање пригушивања усисавања
- Бајпасни или рециркулациони системи за обезбеђивање минималног протока
Индустријски стандарди и смернице
Минимални континуирани проток
- АПИ 610: Одређује минимални континуирани стабилни проток за центрифугалне пумпе
- Типичне вредности: 60-70% за BEP проток за радијалне пумпе, 70-80% за мешовити проток
- Термичко разматрање: Такође ограничено порастом температуре при малом протоку
Тестирање перформанси
- Фабрички тестови потврђују тачку почетка рециркулације
- Тестови перформанси на терену ради потврде
- Критеријуми прихватања за вибрације при минималном протоку
Рециркулација представља један од најтежих радних услова за центрифугалне пумпе. Њен карактеристичан потпис субсинхроних вибрација, јаке амплитуде пулсирања и потенцијал за брза механичка оштећења чине разумевање услова почетка рециркулације, примену заштите минималног протока и избегавање хроничног рада са малим протоком неопходним за поузданост и дуговечност пумпе у индустријској употреби.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 