Těsnění vertikálních turbínových čerpadel a podepření jejich hřídelů
Vertikální turbínová čerpadla (VTP) se používají v mnoha průmyslových odvětvích, včetně výroby energie, celulózy a papíru, hornictví a vody a odpadních vod. Šachty na těchto čerpadlech sahají mnoho stop pod zemí, někdy až 2000 stop.
Kvůli tomu a často drsným a vzdáleným podmínkám, ve kterých pracují, musí být tato čerpadla spolehlivá. Aby byly spolehlivé, musí pouzdra a technologie těsnění v nich nainstalovaná přežít po dlouhou dobu.
Správný provoz VTP a životnost mechanické ucpávky závisí na několika parametrech:
výběr správné mechanické ucpávky
zajistit, aby tyto dlouhé hřídele byly podepřeny a jakýkoli pohyb byl omezen
udržování těsnění chladného a čistého
OBRÁZEK 1: VTP se žlutými pouzdry hřídele a modrými pouzdry (obrázky s laskavým svolením SEPCO)
Výběr správných pouzder a mechanických těsnění pomáhá prodloužit životnost čerpadla a předcházet nákladným opravám.
Tento článek se zaměří na problémy s provozem a údržbou VTP a na to, jak je uživatelé mohou vyřešit kombinací technologie pro prodloužení životnosti čerpadla.
Výzvy údržby
Operace často začínají v podmínkách chodu nasucho, které se potenciálně přehřívají a poškozují tradiční pouzdra a těsnění. Je potřeba zařízení, které vydrží tento krátkodobý, ale drsný provoz. Kromě toho mohou být spolu s vodou zvednuty nečistoty, kameny a jiné nečistoty. To způsobuje opotřebení a poškození hřídele a/nebo pouzdra, pokud je materiál pouzdra neúčinný.
Dalším problémem je vychýlení hřídele nebo „ohnutí hřídele čerpadla, ke kterému dochází, když rychlost kapaliny tlačená oběžným kolem není stejná ve všech bodech kolem oběžného kola“.1 Toto vychýlení způsobuje předčasné těsnění nebo opotřebení mechanického těsnění. To má také za následek únik splachovací vody a potíže s kontrolou využití splachovací vody.
Řešení pro uložení hřídele: Samomazná pouzdra proti opotřebení
Průhyb hřídele, poškozená pouzdra a poškozená těsnění jsou problémy při použití VTP. Prvním krokem pro spolehlivý provoz je stabilizace hřídele pomocí pouzder. Některá pouzdra mohou stabilizovat hřídele v:
konstrukce s převislou hřídelí
dlouhé hřídele s malou podporou (jako u VTP)
hřídele s nadměrným házením způsobujícím předčasné selhání mechanické ucpávky a těsnění
OBRÁZEK 2: Spolehlivá pouzdra jsou samomazná a mohou fungovat i v podmínkách provozu nasucho.Pouzdra musí být použita po celé délce VTP šachty. Na obrázku 1 jsou pouzdra hřídele vedení zobrazena žlutě; pouzdra mísy jsou v modré barvě. Oba typy pouzder minimalizují průhyb hřídele.
OBRÁZEK 3: Test Standard American Society for Testing and Materials (ASTM) v podmínkách chodu nasucho bez mazání.
Se spolehlivými samomaznými pouzdry (obrázek 2) na svém místě je opotřebení sníženo i při spuštění a během provozu nasucho. Koncoví uživatelé by měli hledat průchodky, které se prokázaly jako účinné a v ideálním případě by měly projít nezávislým testováním a splňovat parametry uvedené na obrázku 3.
Těsnící výzvy
Problémy s těsněním jdou ruku v ruce s problémy s údržbou. Nečistoty, písek a kameny se přesunou do těsnicí komory/ucpávky s kapalinou. Pro zmírnění poškození těsnění je nutné řádné propláchnutí a chlazení. V mnoha aplikacích VTP může být nejlepším mazivem čistá voda. Koncoví uživatelé a odborníci na údržbu by se však měli poradit s výrobcem těsnění.
Mechanické ucpávky vytvořené pro VTP
Při výběru mechanické ucpávky je třeba vzít v úvahu následující provozní parametry:
tlak
teplota
rychlost hřídele
pH čerpaného materiálu
Pro VTP je ideální kazetová ucpávka s vysokou radiální vůlí. Instalaci zjednodušuje kazetová ucpávka, která je zcela soběstačná, předem sestavená a nastavená před odesláním. Tyto vlastnosti také podporují rychlé a snadné nastavení oběžného kola, které nenarušuje správné axiální nastavení těsnění.
Životnost těsnění závisí na výběru nejúčinnějších konstrukčních materiálů a provozního prostředí. Toto prostředí zahrnuje, jak čistá je těsnicí komora/ucpávka a jak chladné jsou čela.
U těsnění instalovaného na VTP eliminuje odvětrávaná ucpávka zadržování vzduchu a zlepšuje účinnost chlazení. Obrobené ucpávky nabízejí vynikající odolnost proti korozi a pevnost a lze je upravit podle potřeby
vybavení.
OBRÁZEK 4: Tyto plomby jsou obě pro VTP. Mechanická ucpávka pro VTP musí být přizpůsobena pro parametry každé aplikace. Levé těsnění při pohledu zepředu; pravé těsnění, pohled zezadu.