ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการหมุนเวียนในปั๊ม
คำจำกัดความ: การหมุนเวียนคืออะไร?
การหมุนเวียน คือความไม่เสถียรของการไหลที่เกิดขึ้นในปั๊มหอยโข่งและพัดลมเมื่อทำงานที่อัตราการไหลต่ำกว่าจุดออกแบบ (จุดประสิทธิภาพสูงสุด หรือ BEP) อย่างมาก ที่อัตราการไหลต่ำ ของไหลจะกลับทิศทางบางส่วน โดยไหลย้อนกลับจากบริเวณทางออกไปยังบริเวณดูด ทำให้เกิดรูปแบบการหมุนเวียนที่ไม่เสถียรที่ทางเข้าหรือทางออกของใบพัด ปรากฏการณ์นี้ก่อให้เกิดความถี่ต่ำ การสั่นสะเทือน การเต้นเป็นจังหวะ (โดยทั่วไปความเร็วการทำงาน 0.2-0.8 เท่า) เสียงรบกวน การสูญเสียประสิทธิภาพ และอาจทำให้เกิดความเสียหายทางกลอย่างรุนแรงผ่านการโหลดแบบวนซ้ำ, การเกิดโพรงอากาศ, และการทำความร้อน.
การหมุนเวียนกลับเป็นหนึ่งในสภาวะการทำงานที่ทำลายล้างปั๊มมากที่สุด เนื่องจากแรงไฮดรอลิกที่ไม่คงที่อาจมหาศาล ส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อตลับลูกปืน ซีลเสียหาย ความล้าของเพลา และแม้แต่โครงสร้างใบพัดเสียหายในกรณีที่รุนแรง การทำความเข้าใจและป้องกันการหมุนเวียนกลับเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อความน่าเชื่อถือของปั๊ม.
ประเภทของการหมุนเวียน
1. การหมุนเวียนดูด
เกิดขึ้นที่ทางเข้าใบพัด (ด้านดูด):
- กลไก: เมื่ออัตราการไหลต่ำ ของเหลวที่เข้าสู่รูใบพัดจะมีมุมการไหลที่ไม่ถูกต้อง
- การแยก: การไหลแยกออกจากพื้นผิวดูดของใบพัด
- การไหลย้อนกลับ: ของเหลวที่แยกออกมาจะไหลย้อนกลับออกจากตาใบพัด
- จุดเริ่มต้น: โดยทั่วไปอยู่ที่ 60-70% ของการไหล BEP
- ที่ตั้ง: การรวมตัวใกล้แผ่นหุ้มใบพัด
2. การหมุนเวียนของการปล่อยทิ้ง
เกิดขึ้นที่จุดระบายใบพัด (ทางออก):
- กลไก: ของเหลวที่ระบายแรงดันสูงจะไหลย้อนกลับเข้าสู่ขอบใบพัด
- เส้นทาง: ผ่านช่องว่าง (แหวนสึกหรอ ช่องว่างด้านข้าง)
- การผสม: การไหลหมุนเวียนผสมกับการไหลหลัก ทำให้เกิดความปั่นป่วน
- จุดเริ่มต้น: โดยทั่วไปอยู่ที่ 40-60% ของการไหล BEP
- รุนแรงมากขึ้น: โดยทั่วไปจะสร้างความเสียหายมากกว่าการหมุนเวียนดูด
3. การหมุนเวียนแบบรวม
- การหมุนเวียนทั้งดูดและระบายออกเกิดขึ้นพร้อมกัน
- เกิดขึ้นที่การไหลต่ำมาก (< 40% บีอีพี)
- แรงสั่นสะเทือนที่รุนแรงที่สุดและศักยภาพในการเกิดความเสียหาย
- ควรหลีกเลี่ยงโดยการป้องกันการไหลขั้นต่ำ
ลายเซ็นการสั่นสะเทือน
รูปแบบลักษณะเฉพาะ
- ความถี่: ซับซิงโครนัส โดยทั่วไปความเร็วในการทำงาน 0.2-0.8 เท่า
- ตัวอย่าง: ปั๊ม 1750 รอบต่อนาที แสดงการเต้นเป็นจังหวะ 10-20 เฮิรตซ์
- แอมพลิจูด: สามารถลดแรงสั่นสะเทือนขณะทำงานปกติได้ 2-5 เท่า
- ไม่เสถียร: ความถี่และแอมพลิจูดแปรผัน ไม่คงที่
- ส่วนประกอบสุ่ม: บรอดแบนด์เพิ่มขึ้นจากความปั่นป่วน
การพึ่งพาการไหล
- การไหลสูง: ไม่มีการหมุนเวียน การสั่นสะเทือนต่ำ
- การไหลปานกลาง (80-100% BEP): หมุนเวียนน้อยที่สุด การสั่นสะเทือนที่ยอมรับได้
- อัตราการไหลต่ำ (50-70% BEP): การดูดเริ่มหมุนเวียน การสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้น
- อัตราการไหลต่ำมาก (< 50% บีอีพี): หมุนเวียนรุนแรง การสั่นสะเทือนสูงมาก
- ปิดเครื่อง: อัตราการหมุนเวียนสูงสุด การสั่นสะเทือนสูงสุด และอัตราความเสียหายสูงสุด
ตัวบ่งชี้เพิ่มเติม
- สูง การสั่นสะเทือนตามแนวแกน ส่วนประกอบ
- เสียงดังขึ้น (คำรามหรือคำราม)
- การสูญเสียประสิทธิภาพ (หัวและการไหลใต้เส้นโค้ง)
- อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจากการสูญเสียไฮดรอลิก
ผลที่ตามมาและความเสียหาย
ผลกระทบทันที
- การสั่นสะเทือนรุนแรง: สามารถเกินขีดจำกัดสัญญาณเตือนได้ภายในไม่กี่นาที
- เสียงรบกวน: เสียงดังปั่นป่วน
- การสูญเสียประสิทธิภาพ: การใช้พลังงานสูงสำหรับการไหลที่ส่งมอบ
- ระบบทำความร้อน: การสูญเสียไฮดรอลิกแปลงเป็นความร้อน
ความเสียหายทางกล
- ความล้มเหลวของตลับลูกปืน: ภาระแบบวงจรสูงทำให้การสึกหรอของตลับลูกปืนเร็วขึ้น
- ความเสียหายของซีล: การสั่นสะเทือนและแรงดันทำให้ซีลเสียหาย
- ความล้าของเพลา: แรงดัดสลับจากแรงไฮดรอลิก
- ใบพัดเสียหาย: รอยแตกร้าวจากความล้าของใบพัดจากการรับน้ำหนักแบบวนซ้ำ
ความเสียหายจากระบบไฮดรอลิก
- การเกิดโพรงอากาศ: โซนหมุนเวียนที่เสี่ยงต่อการเกิดโพรงอากาศ
- การกัดเซาะ: การไหลหมุนเวียนความเร็วสูงกัดกร่อนพื้นผิว
- การเกิดโพรงอากาศแบบวอร์เท็กซ์: กระแสน้ำวนในเขตหมุนเวียนจะเกิดโพรงอากาศ
การตรวจจับและการวินิจฉัย
การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน
- ค้นหาส่วนประกอบแบบซับซิงโครนัส (0.2-0.8×)
- ทดสอบที่อัตราการไหลหลายระดับ
- ระบุอัตราการไหลที่การเต้นของชีพจรเริ่มต้น (จุดเริ่มต้นของการหมุนเวียน)
- เปรียบเทียบกับการทำนายเส้นโค้งประสิทธิภาพของปั๊ม
การทดสอบประสิทธิภาพ
- วัดเส้นโค้งการไหลของเฮดจริง
- เปรียบเทียบกับเส้นโค้งการออกแบบ
- การเบี่ยงเบนที่อัตราการไหลต่ำบ่งชี้การหมุนเวียน
- การใช้พลังงานสูงกว่าการคาดการณ์เส้นโค้ง
การตรวจสอบเสียง
- เสียงคำรามอันปั่นป่วนอันเป็นเอกลักษณ์
- เสียงรบกวนบรอดแบนด์เพิ่มขึ้น
- สามารถได้ยินและรู้สึกได้ที่ตัวเรือนปั๊ม
การป้องกันและบรรเทาผลกระทบ
กลยุทธ์การดำเนินงาน
การป้องกันการไหลขั้นต่ำ
- ติดตั้งสายหมุนเวียนน้ำไหลขั้นต่ำอัตโนมัติ
- วาล์วเปิดต่ำกว่าอัตราการไหลขั้นต่ำที่ปลอดภัย (โดยทั่วไปคือ 60-70% BEP)
- หมุนเวียนการระบายกลับเข้าสู่ช่องดูดหรือถัง
- ป้องกันการทำงานในโซนหมุนเวียน
การควบคุมจุดปฏิบัติการ
- หลีกเลี่ยงการดำเนินงานที่ต่ำกว่าอัตราการไหลต่อเนื่องขั้นต่ำ
- ใช้ไดรฟ์ความเร็วแปรผันเพื่อให้ปั๊มตรงกับความต้องการ
- ปั๊มขนาดเล็กหลายตัวแทนที่จะเป็นปั๊มขนาดใหญ่ตัวเดียว (ลดแรงดันได้ดีกว่า)
- การทำงานแบบขั้นตอนของปั๊มขนาน
โซลูชั่นการออกแบบ
- ตัวเหนี่ยวนำ: ระยะทางเข้าแกนเพื่อรักษาเสถียรภาพของอัตราการดูด
- ใบพัดไหลต่ำ: การออกแบบพิเศษสำหรับการทำงานแบบไหลต่ำ
- ขนาดที่เหมาะสม: อย่าใช้ปั๊มขนาดใหญ่เกินไป (หลีกเลี่ยงการทำงานแบบอัตราการไหลต่ำเรื้อรัง)
- ช่วงการทำงานที่กว้างขึ้น: เลือกปั๊มที่มีเส้นโค้งแบนที่ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหล
การออกแบบระบบ
- ระบบออกแบบการทำงานของปั๊มใกล้ BEP
- จัดให้มีขอบเขต NPSH ที่เพียงพอเพื่อลดการเกิดโพรงอากาศในโซนหมุนเวียน
- การวางตำแหน่งวาล์วควบคุมเพื่อลดการดูดให้เหลือน้อยที่สุด
- ระบบบายพาสหรือหมุนเวียนเพื่อรับประกันอัตราการไหลขั้นต่ำ
มาตรฐานและแนวปฏิบัติด้านอุตสาหกรรม
การไหลต่อเนื่องขั้นต่ำ
- API 610: ระบุอัตราการไหลต่อเนื่องที่เสถียรขั้นต่ำสำหรับปั๊มหอยโข่ง
- ค่าทั่วไป: 60-70% ของอัตราการไหล BEP สำหรับปั๊มเรเดียล 70-80% สำหรับอัตราการไหลแบบผสม
- การพิจารณาความร้อน: ยังจำกัดด้วยการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่อัตราการไหลต่ำ
การทดสอบประสิทธิภาพ
- การทดสอบในโรงงานตรวจสอบจุดเริ่มต้นของการหมุนเวียน
- การทดสอบประสิทธิภาพภาคสนามเพื่อยืนยัน
- เกณฑ์การยอมรับการสั่นสะเทือนที่อัตราการไหลขั้นต่ำ
การหมุนเวียนกลับเป็นหนึ่งในสภาวะการทำงานที่หนักหน่วงที่สุดสำหรับปั๊มหอยโข่ง ลักษณะการสั่นสะเทือนแบบซับซิงโครนัส แอมพลิจูดการเต้นเป็นจังหวะที่รุนแรง และความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายทางกลอย่างรวดเร็ว ทำให้การทำความเข้าใจสภาวะเริ่มต้นของการหมุนเวียน การป้องกันการไหลขั้นต่ำ และการหลีกเลี่ยงการทำงานแบบอัตราการไหลต่ำเรื้อรัง เป็นสิ่งจำเป็นต่อความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานที่ยาวนานของปั๊มในการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม.
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 