Esettanulmány: Testreszabott nagynyomású{0}}, függőleges, többlépcsős szivattyúrendszer

Egy hosszú távú{0}}ügyfelünk, aki korábban egy Grundfos függőleges szivattyúrendszert használt, új, nagy igényeket támasztó igénnyel keresett meg bennünket. Az ügyfél olyan cseremegoldást kért, amely 180–200 m³/h áramlási sebességet és 36–40 bar nyomást képes szállítani, miközben az összes nedvesített alkatrészt 316 literes rozsdamentes acélra fejleszti a kiváló korrózióállóság és vízkezelési műveletek tartóssága érdekében. Ezek a paraméterek meghaladják a szabványos ipari tartományokat, és mind hidraulikai innovációt, mind szerkezeti szilárdságot igényelnek.

 

A kérés kézhezvétele után K+F és műszaki csapataink átfogó mérnöki felülvizsgálatot végeztek. Megállapítottuk, hogy ez szabványfüggőleges többfokozatú centrifugálszivattyúnem tudta maradéktalanul kielégíteni a hidraulikai igényeket. Ezért az alapoktól kezdve egy új modellt terveztünk, a meglévő legnagyobb vázméretünk alapján.

Az új kialakítás magában foglalta a diffúzor fokozatok számának növelését, a járókerék geometriájának optimalizálását a jobb hatékonyság érdekében, a tengelyek és tengelykapcsolók megerősítését a 40 bar nyomás fenntartása érdekében, valamint a 316 literes rozsdamentes acél szerkezettel való teljes kompatibilitás biztosítását. Ez a konfiguráció mechanikai robusztusságot és hosszú távú vegyszerállóságot is biztosított a vízkezelési környezetben való folyamatos működéshez.

A hidraulikus tervezés befejezése után a mérnöki csapat CFD-szimulációkat és mechanikai feszültségelemzést végzett a rendszer teljesítményének ellenőrzésére. Számos szakaszkombinációt értékeltek, hogy biztosítsák az optimális egyensúlyt a fej és a hatékonyság között. Többszöri optimalizálási kör után véglegesítették a 38 bar nyomáson 200 m³/h-t elérő konfigurációt.

Az új, testreszabott modellt CDLF200-6 + CDH200-6-nak nevezték el, amely egy függőleges, többfokozatú centrifugálszivattyú, amely óránként 200 köbmétert szállít, maximum 40 bar nyomáson, és minden nedves alkatrész 316 literes rozsdamentes acélból készült. A kialakítás kiterjesztett diffúzorrészeket, precíziósan kiegyensúlyozott rotorokat és moduláris ürítőfejeket tartalmazott a könnyebb karbantartás érdekében. A teljes 3D-s rajzokat és a teljesítménygörbéket áttekintésre átadtuk az ügyfélnek, majd több megerősítési kör után a tervet gyártásra jóváhagyták.

A CFD-szimulációk és a belső hidraulikus számítások validálták a színpadmagasság-növekedést, a hatékonyságot és az NPSH-viselkedést{0}}A D-modelleket, összeállítási rajzokat és teljesítménygörbéket áttekintésre kiadtuk. Többszöri műszaki csere után az ügyfél jóváhagyta a CDLF200-6 + CDH200-6 konfigurációt a következő üzemi célokkal: 190–200 m³/h, 38–40 bar, NPSH rés 1,0 m vagy annál nagyobb.

Főbb tervezési megjegyzések: kiterjesztett diffúzorrész, precíziós kiegyensúlyozott rotorok (ISO G2.5), patronos mechanikus tömítések (SiC/SiC, Viton) és moduláris ürítőfej a szervizelés egyszerűsítésére. Minden nedves alkatrész 316 literes rozsdamentes acél.

A jóváhagyást követően a gyártás megkezdődött a minőségi előírások szigorú betartásával. Minden 316L-es anyag PMI-vizsgálaton esett át a megmunkálás előtt. A hegesztési műveleteket AWI-vel végeztük, argon vissza{3}}öblítéssel az oxidáció megelőzése érdekében, majd a felület passziválását. A megmunkálási pontosságot 0,03 mm TIR-en belül tartották, és az összes forgó egység dinamikusan kiegyensúlyozott az ISO 1940 G2.5 szabvány szerint.

A nyomástartó-elemeket hidrosztatikusan tesztelték a tervezett nyomás 1,5-szeresével (60 bar). A méret- és összeállítás-ellenőrzéseket több ellenőrzőponton végezték el, biztosítva a koncentrikusságot és a megfelelő távolságokat. Minden szivattyú terhelés nélküli forgási teszten és elektromos szigetelési ellenőrzésen esett át, mielőtt a végső összeszerelésre kerülne.

Mechanikai összeállítás

• A színpad egymásra rakása: minden járókereket, diffúzort és hüvelyt felmértek és feljegyeztek; a járókerék és a diffúzor közötti hézag specifikáció szerint lett beállítva.
• Rotor felépítése: kopógyűrűk mérve és illeszkedve; axiális úszó konfigurálva; tűréshatárhoz illesztett kulcsok.
• Csapágybeépítés: fűtött szerelés a szikrázósodás elkerülése érdekében; előtöltés végjáték méréssel igazolva.
• Mechanikus tömítés: beállító kapcsokkal szerelt patronos tömítés; tömítéskamra öblítési rendelkezés megmaradt.
• Nyomófej és alap: moduláris keret a nullaponthoz igazítva; emelőfülek ellenőrzött és jelzett.

Elektromos és vezérlők

• Motor huzalozás: fázissorrend ellenőrizve; szigetelési ellenállás > 100 MΩ @ 500 V.
• Műszerek: nyomócsapok szívó/ürítéskor, PT100 a csapágyakon és vibrációs hangszedők a DE/NDE helyeken.
• Vezérlési logika: támogatja a váltakozó üzemet, a párhuzamos erősítést, a lágyindítást/VFD-t és a védőreteszeléseket (száraz futás, túlmelegedés, túlvibráció).

Lézeres igazítás

• Hideg igazítás lézeres szerszámmal; végső eltolás Legfeljebb 0,03 mm, és a szög a tűréshatáron belül van.
• Dokumentált termikus növekedés kompenzáció a helyszíni meleg beállításhoz.

1) Teszt előtti ellenőrzések

• Megerősített olaj-/zsírszint; csatlakozók őrzött; minden mérőműszer kalibrálva (nyomon követhető tanúsítványok).
• Szívás elárasztott, rendszer légtelenített; forgás igazolt; vészleállítás tesztelve.

2) A hidraulikus teljesítménygörbe ellenőrzése

Minden függőleges többfokozatú centrifugálszivattyút több ponton teszteltek a H-Q görbe feltérképezéséhez. Reprezentatív eredmények:
• 70% áramlás (~140 m³/h): magasság ≈ 41,5 bar; hatékonyság az előre jelzett sávon belül.
• 100% áramlás (~190 m³/h): magasság ≈ 38,2 bar; névleges teljesítményfelvétel; BEP szolgálat közelében.
• 120% áramlás (~225 m³/h): magasság ≈ 34,6 bar; stabil működés, nincs kavitáció.
Az eredmények a tervezési előrejelzések ±3%-án belül maradtak.

3) Nyomás integritása és szivárgás

• Hidrosztatikus teszt 60 bar nyomáson 30 percig a burkolaton és a nyomófejen -nincs szivárgás vagy maradandó deformáció.
• Statikus tartás a mechanikus tömítésen: a száraz ellenőrzés a teszt utáni ellenőrzést igazolta, hogy nincs látható szivárgás.

4) Rezgés és akusztikai határértékek

• Rezgés: 4,3 mm/s vagy egyenlő 100%-os terhelés mellett (ISO 10816-nak megfelelő).
• Zaj: < 85 dB(A) @ 1 m; a csapágyhőmérséklet végig stabil.

5) NPSH és kavitációs határ

• Indukált szívóemelés és fojtásos tesztek esetén a rendelkezésre álló NPSH meghaladja az előírt értéket 1,0 m vagy annál nagyobb értékkel. Nincs kavitációs jel a rezgési spektrumban.

6) Kitartás és párhuzamos futás

• Folyamatos működés: 3 óra üzemidőben, 15 percenkénti időközönkénti leolvasással, a nyomások, áramlások, vibráció, csapágyhőmérséklet stabil.
• Párhuzamos üzemmód: a CDLF200-6 és a CDH200-6 egyidejűleg működik; a fejléc nyomásstabilitása és áramlásmegosztása ellenőrizve.
• Reteszelések: szárazonfutás, túlvibráció, túlmelegedés és vészleállítás tesztelve és rögzítve.

Szállítandók

• FAT jelentés (H‑Q adatok, rezgésnaplók, mérő kalibrációs lapok), HD tesztelési videók (összeállítás + teljesítmény) és karbantartási ellenőrző lista.

Csomagolás előtt az ügyfél felkereste kínai gyárunkat a szállítás előtti-ellenőrzés céljából. Mérnökeinkkel együtt áttekintették a mechanikai felépítést, a felületkezelést és a vizsgálati jegyzőkönyveket. A véletlenszerű nyomásteszteket a helyszínen megismételték-. Az ügyfél nagyon elégedett a kivitelezés minőségével és a dokumentáció teljességével kapcsolatban.

 

Tekintettel a teljes tömegre (~3,5 tonna) és a lábnyomra, a teljes összeszerelés szállítása nem volt praktikus. Minden függőleges többfokozatú centrifugálszivattyút külön csomagoltak egyedi ISPM-15 faládákba, megerősített talppal. A védőintézkedések közé tartozott a VCI-csomagolás, a szárítószerek, a páratartalom-jelzők és az ütés-/dőlésfigyelők. Az elektromos kapcsokat lezárták; minden ládán egyértelműen fel voltak tüntetve a sorozatszámok, a bruttó tömeg és a kezelési szimbólumok. Dokumentáció-FAT-jelentések, anyagtanúsítványok, szerelési rajzok és kézikönyvek-kísérték a szállítmányt.

 

Megadtuk a gyors üzembe helyezési útmutatót, az ajánlott pótalkatrészek listáját, a kenési ütemtervet és a beállítási utasításokat. A helyszíni munkához élő videós támogatást kínálunk az összeszereléshez és az első indításhoz. A SAT (Site Acceptance Test) meg tudja ismételni a munkapont ellenőrzését, a párhuzamos kapcsolást és a riasztási logikai ellenőrzéseket.

A CDLF200-6 + CDH200-6 kétszivattyús megoldás robusztus, karbantartható kialakítással teljesítette a szükséges 180–200 m³/h és 36–40 bar nyomást. A projekt bizonyítja, hogy képesek vagyunk testreszabott, nagynyomású függőleges többlépcsős szivattyúrendszereket szállítani vízkezelési alkalmazásokhoz.