Знания о насосной системе центробежного насоса: что такое режущее рабочее колесо?

Резка рабочего колеса — это процесс механической обработки диаметра рабочего колеса (лопастей) для уменьшения количества энергии, добавляемой к жидкости в системе. Обрезка рабочего колеса может быть полезной корректировкой производительности насоса, если насос имеет слишком большие размеры из-за слишком консервативных методов проектирования насоса или изменений в нагрузках системы.

• Что такое режущее колесо?

Производительность центробежного насоса можно изменить, изменив диаметр рабочего колеса, то есть обрезав рабочее колесо.

Стандарт API610 предусматривает, что при замене рабочего колеса большего диаметра или другой гидравлической конструкции, с возможностью регулирования скорости или использования пустой ступени напор насоса должен иметь возможность увеличиваться как минимум на 5%. Иными словами, для центробежных насосов с постоянной скоростью вращения и постоянным числом ступеней не допускается применять рабочее колесо максимального диаметра, то есть требуемую производительность необходимо обеспечить за счет обрезки рабочего колеса.

Каждый стандартный центробежный насос имеет рабочее колесо максимального диаметра, установленное в корпусе/направляющем аппарате, обычно это рабочее колесо стандартной конструкции (отвечающее конкретным требованиям к производительности). Разумеется, каждый стандартный центробежный насос также имеет рабочее колесо минимального диаметра. Его называют рабочим колесом «относительного» минимального диаметра, потому что (после обрезки рабочего колеса) его производительность приемлема как для покупателя, так и для продавца.

Увеличивая или уменьшая диаметр рабочего колеса, можно увеличить или уменьшить производительность насоса. Рабочие колеса большего диаметра обеспечивают больший напор и расход, чем рабочие колеса меньшего диаметра. Изменение диаметра рабочего колеса также повлияет на эффективность насоса. Когда объем резания небольшой, эффект эффективности не очевиден; однако, когда объем резки превышает определенное значение, эффективность насоса значительно снизится. Поэтому производители насосов указывают рекомендуемый минимальный диаметр рабочего колеса для каждого центробежного насоса.

• Когда следует рассмотреть возможность резки рабочего колеса?

Конечным пользователям следует рассмотреть возможность обрезки рабочего колеса при возникновении любого из следующих условий:
1. Многие перепускные клапаны системы открыты, что указывает на поступление избыточного потока в системное оборудование.
2. Для контроля потока через систему или процесс требуется чрезмерное регулирование.
3. Высокий уровень шума или вибрации указывает на чрезмерный расход.
4. Насос работает от проектной точки (работает с малым расходом).

• Метод резки рабочего колеса

Есть три способа разрезать крыльчатку:
1. Резка одинакового диаметра. Это наиболее часто используемый метод резки.
2. Коническая резка. Обычно используется на низкоскоростных рабочих колесах одинарного всасывания.
3.V-образная резка. Обычно используется на рабочих колесах двойного всасывания.
Для центробежных насосов, независимо от того, какой метод резки используется, обычно обрезаются только лопатки рабочего колеса, а крышка сохраняется.

• Преимущества резки рабочих колес

Основным преимуществом уменьшения размера рабочего колеса является снижение затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание. Помимо экономии энергии, обрезка рабочих колес снижает износ системных трубопроводов, клапанов и опор труб. Вибрации трубопроводов, вызванные потоком, вызывают усталость сварных швов и механических соединений труб. Со временем могут возникнуть трещины в сварных швах и ослабление соединений, что приведет к утечкам и простоям на ремонт. Чрезмерная энергия жидкости также нежелательна с точки зрения конструкции. Опоры для труб обычно располагаются на расстоянии и имеют такие размеры, чтобы выдерживать статические нагрузки от веса трубопровода и жидкости, нагрузки от внутреннего давления системы и расширения, вызванные изменениями температуры в термодинамических приложениях. Вибрации от чрезмерной энергии жидкости создают неприемлемую нагрузку на систему и приводят к утечкам, простоям и дополнительному техническому обслуживанию.