Saugleitungen für Pumpen – exzentrische Reduzierstücke und gerade Längen

Die Gestaltung der Pumpenansaug-/Einlassleitungen definiert die resultierenden hydraulischen Bedingungen am Pumpeneinlass/Laufrad. Wenn es der Konstruktion nicht gelingt, ein gleichmäßiges Geschwindigkeitsverteilungsprofil am Pumpeneinlass zu erzeugen, können viele Pumpenprobleme und -ausfälle zurückverfolgt werden. Zum Beispiel,

• Lauter Betrieb, Turbulenzen und Reibungsverluste.
• Zufällige axiale Lastschwankungen.
• Vorzeitiger Lager- oder Dichtungsschaden.
• Unzureichender Flüssigkeitsdruck führt zu Kavitation.
• Gelegentliche Schäden auf der Auslassseite durch Flüssigkeitsabscheidung.

Jedes dieser Probleme könnte zum Ausfall der Pumpe führen. Das Design der Pumpenansaug-/Einlassleitungen umfasst die Auswahl des Typs des Reduzierstücks und die Mindestanforderung an die gerade Länge.

• Weitere Informationen zu Pumpen finden Sie hierEinführung in Pumpen
• Weitere Informationen zur Kavitation in der Pumpe finden Sie hierEinführung in die Kavitation
• Weitere Informationen zu Reducer finden Sie unterReduzierstücke in Prozessrohrleitungen

Größe des Pumpensaugrohrs

Es ist üblich, saugseitige Rohrleitungen zu verwenden, die ein oder zwei Größen größer sind als der Pumpeneinlass. Ein Reduzierstück wird typischerweise in der Saugleitung einer Pumpe verwendet, um die Größe der Saugleitung zu reduzieren und sie an die Größe des Saugendflansches der Pumpe anzupassen. Ein Reduzierstück ist eine Verengung und erfordert eine sorgfältige Konstruktion, um sowohl Turbulenzen als auch die Bildung von Taschen zu vermeiden, in denen sich Luft oder Dampf ansammeln könnten. Die beste Lösung besteht darin, ein exzentrisches Reduzierstück zu verwenden, das so ausgerichtet ist, dass die Möglichkeit von Lufteinschlüssen ausgeschlossen wird.

Warum verwenden wir dann nicht ein Rohr mit der gleichen Größe wie die Saugdüse?

Weil wir minimale Reibungsverluste im Rohr und volle Bohrungsströmung zum Laufradauge wünschen. Wenn wir bei gleicher Durchflussrate die Leitungsgröße erhöhen, nehmen sowohl die Flüssigkeitsgeschwindigkeit als auch die Reibungsverluste ab. Je größer die Rohrfläche, desto geringer ist die Geschwindigkeit, desto geringer sind die Reibungsverluste (höherer NPSHa), desto geringer ist der von der Pumpe erzeugte Differenzdruck und damit auch die vom Motor zum Antrieb der Pumpe benötigte Leistung.

Die Saugrohrgröße darf niemals kleiner sein als die Einlassdüsengröße der Pumpe.

Wenn die Größe des Saugrohrs kleiner ist als die Einlassgröße der Pumpe, erhöhen sich die Reibungsverluste, wodurch sich die vom Motor zum Antrieb der Pumpe benötigte Leistung weiter erhöht. Außerdem weist die Strömung, die am Pumpeneinlass oder Laufrad erreicht wird, kein gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil auf, was zu verschiedenen oben diskutierten Problemen führt.

Die richtige Pumpensaugrohrgröße ist ein Kompromiss zwischen Kosten (größere Rohre sind teurer) und übermäßigem Reibungsverlust (kleine Rohre verursachen hohe Reibungsverluste und beeinträchtigen die Pumpenleistung).

Installation exzentrischer Reduzierstücke

Für den horizontalen Durchfluss zur Pumpe wird ein exzentrisches Reduzierstück empfohlen. Diese Konfiguration verhindert die Ansammlung von Lufteinschlüssen am stromaufwärtigen Ende des Reduzierstücks. Das konzentrische Reduzierstück wird für vertikale Einlassleitungen (Saugrohre) oder horizontale Installationen empfohlen, bei denen keine Möglichkeit einer Luftdampfansammlung besteht.

Wenn sich die Versorgungsquelle über der Pumpe befindet, müssen die Exzenterreduzierer mit der flachen Seite nach unten platziert werden. Wenn sich die Versorgungsquelle unterhalb der Pumpe befindet, müssen die Exzenterreduzierer mit der flachen Seite nach oben platziert werden.

Bei langen horizontalen Rohrstrecken werden Lufteinschlüsse vermieden, indem das Exzenterreduzierstück mit der flachen Seite nach oben eingebaut wird.

Anforderung an die gerade Länge

Pumpen und insbesondere Kreiselpumpen arbeiten am reibungslosesten und effizientesten, wenn die Flüssigkeit in einer stoßfreien, gleichmäßigen, laminaren Strömung gefördert wird. Jede Form von Turbulenzen verringert die Effizienz und erhöht den Verschleiß der Lager, Dichtungen und anderer Komponenten der Pumpe.

ANSI/HI 9.8 American National Standard for Pump Intake Design (P21, 1998) besagt: „Es dürfen keine strömungsstörenden Armaturen (z. B. teilweise geöffnete Ventile, T-Stücke, Bögen mit kurzem Radius usw.) näher als fünf Ansaugrohrdurchmesser vom entfernt sein.“ Pumpe. Vollständig geöffnete, nicht strömungsstörende Ventile, Flügelkrümmer und Reduzierstücke gelten nicht als strömungsstörende Armaturen.“ Diese Norm eliminiert jeden Hinweis auf die mögliche Strömungsverteilung, die durch das Reduzierstück erzeugt werden könnte.

Das Konzept ist jedoch einfach: Sorgen Sie für eine stabile und gleichmäßige Strömung auf dem Laufradauge. Dies führt über die Lebensdauer der Pumpe zu weniger Pumpenausfällen aufgrund von Vibrationen, die durch strömungsbedingte Turbulenzen verursacht werden.

Falls mehrere falsch spezifizierte Parameter ins Spiel kommen (z. B. Viskositätsänderungen usw.), wäre es ratsam, bis zu zehn Saugrohrdurchmesser mit geraden Rohren neben dem Einlassflansch des Reduzierstücks zu installieren. In der veröffentlichten Fachliteratur wird typischerweise ein Wert zwischen fünf (5) und zehn (10) Saugrohrdurchmessern bei gerader Rohrführung empfohlen.

 

Manchmal ist es aus Platzgründen einfach nicht möglich, in den Rohrleitungen vor der Pumpe eine ausreichende Beruhigungsstrecke vorzusehen. Verwenden Sie in diesen Fällen einen Inline-Strömungskonditionierer oder -Gleichrichter.

Weitere Punkte, die bei der Gestaltung der Pumpensaugrohre zu beachten sind

• Die Zuleitung muss vollständig in den Tank oder Behälter eingetaucht sein. Befindet es sich zu nahe an der Flüssigkeitsoberfläche, erzeugt der Sog einen Wirbel, der Luft (oder andere Dämpfe) in die Flüssigkeit und durch das Pumpsystem zieht.
• Die Zuleitung darf nicht zu nahe am Boden des Tanks oder Behälters liegen. Befindet es sich zu nahe am Flüssigkeitsboden, kann die Absaugung Feststoffe oder Schlamm ansaugen. Diese Situation kann durch den Einsatz eines Siebes in der Pumpensaugleitung verbessert werden. Als Nachteil können Siebe einen großen Druckabfall erzeugen und für Kavitation und Reibungsverluste verantwortlich sein.
• Alle Rohrleitungen, Ventile und zugehörigen Armaturen sollten unabhängig voneinander abgestützt werden, um das Pumpengehäuse nicht zu belasten. Außerdem überschreiten die auf die Pumpendüsen wirkenden Kräfte und Momente nicht die vom Hersteller angegebenen zulässigen Werte.
• Die Rohrverbindung zum Einlassflansch der Pumpe muss genau darauf ausgerichtet sein, bevor die Schrauben festgezogen werden.
• Die Pumpe muss möglichst nahe an der Saugquelle platziert werden, um den Druckabfall im System zu minimieren.
• Die Pumpe muss so platziert werden, dass die Höhe des Saugstutzens immer unter der Höhe des Behälter- oder Tankstutzens liegt, und das Saugrohr muss so verlegt werden, dass keine Taschen in der Leitung entstehen.
• Gemäß OSID- 118 (Vorgabe des Oil Industries Safety Directorate) muss zwischen den Pumpen ein Mindestabstand von 1 Meter eingehalten werden. Zwischen den Pumpen und möglichen Hindernissen (große Absperrventile, Dampfturbinenrohre und T-Stück-Unterstützung vom Gefälle) muss ein Mindestabstand von 1 Meter eingehalten werden.