Verpackung, Installation und Inbetriebnahme von Kreiselpumpen

Jan 28, 2024

Kreiselpumpen werden häufig in vielen Dienstleistungen und Anwendungen eingesetzt. Eine übliche Kreiselpumpenkonfiguration ist die horizontale einstufige Pumpe. Der gebräuchlichste Pumpentyp ist die horizontale Zentrifugalpumpe mit Endansaugung und Obenauslass. Andere Pumpentypen, wie mehrstufige Pumpen, vertikale Pumpen und Zwischenlagerpumpen (BB-Pumpen), wurden je nach spezifischen Anforderungen auch in unterschiedlichen Anwendungen und Dienstleistungen eingesetzt. In diesem Artikel geht es um die Verpackung, Installation und Inbetriebnahme von Kreiselpumpen für einen reibungslosen und störungsfreien Betrieb.

Die Auswahl der Grundplatte für eine Pumpe ist einer der ersten Schritte bei der Pumpenverpackung. Dies ist ein wichtiger Schritt für die Zuverlässigkeit und den ordnungsgemäßen Pumpenbetrieb. Für die Grundplatte gab es unterschiedliche Konfigurationen, Typen und Materialien. Die beste Empfehlung ist eine hochbelastbare, stabile Grundplatte aus geeigneten Stahlprofilen und -profilen. Torsionssteifigkeit, Steifigkeit und Ebenheit sind wichtig für die Grundplatte einer Pumpe. Eine gefertigte Grundplatte aus Stahl sollte ausreichend schwer, ordnungsgemäß geschweißt, spannungsarm geglüht und bearbeitet sein.

Alle Pumpen erfordern einige kleine Versorgungsleitungen in der Verpackung. Beispielsweise sind einige Rohrleitungen und Anschlüsse für Schmiersysteme, Dichtungssysteme, Abflüsse oder Entlüftungen erforderlich. Es wurden Rohre (sogar aus Edelstahl), flexible Schläuche oder ähnliches verwendet, die jedoch bei verschiedenen Pumpenpaketen zu Ausfällen und Zuverlässigkeitsproblemen führten. Kleine, starre Rohrleitungen waren schon immer die beste Option. Kleine Rohrleitungen mit richtig ausgewählten Materialien und Details (richtige Anordnung von Rohren/Verbindungsstücken) sind besser als die oben genannten Rohre, Schläuche usw. Kleine Rohrleitungen sollten ordnungsgemäß abgestützt sowie ausreichend abgestützt und mit Zwickeln versehen sein, um Vibrationen und hohe Belastungen zu vermeiden Punkte oder Misserfolge. Auch bei kleinen Rohrleitungen sind Korrosion und Unfallgefahr ein Problem; Daher werden schwere Wände mit konservativen (starren) Stützen empfohlen.

Alle Kreiselpumpen sollten auf der Druckseite in der Nähe des Auslasses der Pumpe über ein Manometer verfügen. Dies ist hilfreich bei der Fehlerbehebung und Überwachung, da der genaue Förderdruck eine wichtige Information ist. Ein weiterer Diskussionspunkt sind Druckmessgeräte an der Ansaugstelle. Einerseits ist ein Manometer an der Ansaugleitung zur Überwachung hilfreich, andererseits sind die erzeugten Störungen an der Ansaugleitung keine guten Ergebnisse, da die Ansaugleitung möglichst einfach sein sollte. Daher verfügen viele Pumpen nicht über ein Manometer auf der Saugseite.

Zur ordnungsgemäßen Installation gehören in der Regel ein ordnungsgemäß ausgeführtes Fundament, geeignete Ankerbolzen, minimale Rohrlasten, ordnungsgemäße Nivellierung, ordnungsgemäße Ausrichtung und perfekte Vergussmasse. Der Einbau von Pumpen erfordert große Aufmerksamkeit. Nivellierung, richtige Positionierung und Ausrichtung sind wichtig. Als Faustregel gilt, dass die Grundplatte eines Pumpenstrangs (von Seite zu Seite, von Ende zu Ende usw.) auf 0,0002 Meter pro Meter (m pro m) bzw. 0,2 mm pro m (Millimeter pro Meter) nivelliert werden sollte Meter) – beispielsweise weniger als 0,4 mm für eine 2 m lange Pumpengrundplatte. Hinsichtlich der Verrohrung der Pumpe wird empfohlen, die Verrohrung vom Saugflansch der Pumpe zur Saugquelle zu verlegen und nicht umgekehrt.

Als grober Richtwert sollte die Fundamentmasse drei- bis viermal so groß sein wie die Masse des Kreiselpumpenpakets. Für Maschinen, einschließlich Kreiselpumpen, sollte immer Epoxidmörtel verwendet werden. Ankerbolzen sollten ausreichend stark und lang sein. Genauer gesagt sollten sie ein Längen-/Durchmesserverhältnis von 11 zu 16 aufweisen. Die Ankerbolzen sollten mit Hülsen oder einem ähnlichen Werkzeug versehen sein, um das Eindringen von Mörtel zu verhindern und eine relative Wärmeausdehnung aufgrund des Wärmeausdehnungsunterschieds zwischen dem Fundament und dem Fundament auszugleichen Grundplatte. Im Hinblick auf niedrige Rohrleitungskräfte (geringe Düsenlasten) sollten diese so niedrig sein, dass sich bei der Herstellung von Rohrleitungsflanschen an den Düsenflanschen der Pumpe keine Messuhr beim Anziehen oder Lösen der Flanschschrauben mehr als 0,04 mm bewegen darf.

Die frühzeitige Erkennung, Identifizierung und Behebung von Pumpenproblemen ist wichtig, um einen kontinuierlichen, sicheren und produktiven Betrieb zu gewährleisten. Unmittelbar nach der Inbetriebnahme sollten Förderhöhe und Fördermenge überprüft und ausgewertet werden. Die Pumpe sollte außerdem auf übermäßige Vibrationen, Geräusche, Lagerbetrieb, Betriebstemperatur und andere Betriebsdetails überprüft werden. Auch diese Schritte sollten zunächst geprüft werden; Wenn jedoch der hydraulische Betrieb der Pumpe normal erscheint, könnte die Ursache eines Problems in der Ausrichtung, dem Lager oder der Dichtung liegen.

Wenn Gas (Luft) in eine Kreiselpumpe gelangt, wird es manchmal in der Pumpe eingeschlossen (z. B. im Spiralgehäuse), was die Kapazität verringert und Vibrationen und Geräusche verursacht. Wenn eine Pumpe übermäßig laut ist und kein mechanisches Problem vorliegt, ist es wahrscheinlich, dass Gas (Luft) in der Pumpe das Problem verursacht. Eine weniger häufige Ursache könnte Kavitation sein. Kavitation erzeugt normalerweise ein deutliches Geräusch, das sich oft von dem Geräusch unterscheidet, das durch andere Fehlfunktionen entsteht. Eine andere Möglichkeit, festzustellen, ob es sich um Kavitation handelt, besteht darin, die Netto-Positiv-Saughöhe (NPSH) zu überprüfen und Schwankungen im Saug- und Förderdruck zu überwachen.

Die Rotordynamik spielt bei jeder Kreiselpumpe eine große Rolle, insbesondere bei schnelllaufenden, großen oder leistungsstarken Pumpen. Kritische Geschwindigkeiten sollten den Betriebsgeschwindigkeitsbereich nicht beeinträchtigen. Bei den meisten Pumpen handelt es sich um Maschinen mit starrer Welle, bei denen die erste kritische Drehzahl über 120 % der maximalen Betriebsdrehzahl liegt. Bei Pumpen mit variabler Drehzahlregelung (VSD) sollte die erste kritische Drehzahl über 130 % der maximalen Betriebsdrehzahl liegen. Einige große Pumpen verwenden möglicherweise flexible Wellenkonzepte. Bei diesen liegt die erste kritische Geschwindigkeit unterhalb der minimalen Betriebsgeschwindigkeit, die typischerweise im Bereich von 15 % bis 25 % liegt. Die zweite kritische Geschwindigkeit liegt üblicherweise über 130 % der maximalen Betriebsgeschwindigkeit.

Ein gutes Maß zur Beurteilung des Pumpenbetriebs und der Hydraulik sind Vibrationen. Es ist normal, dass alle Pumpen vibrieren. Selbst Pumpen unter den besten hydraulischen, mechanischen und dynamischen Betriebsbedingungen können aufgrund geringfügiger Defekte und Unvollkommenheiten gewisse Vibrationen aufweisen. Daher weist jede Pumpe ein Vibrationsniveau auf, das als normal oder inhärent angesehen werden kann. In der Betriebs- oder Zustandsüberwachungssprache wird dies als „Grundlinie“ bezeichnet. Wenn jedoch die Pumpenvibration zunimmt oder übermäßig groß wird, ist in der Regel ein Betriebsproblem oder ein mechanischer Defekt die Ursache. Normalerweise nimmt die Vibration nicht ohne Grund zu oder wird übermäßig. Hydraulikprobleme, Unwucht, Fehlausrichtung, verschlissene Lager, Lockerheit usw. können zu starken Vibrationen führen. Einige dieser Grundursachen für höhere Vibrationen als der Ausgangswert könnten bis zur nächsten größeren Überholung oder Reparatur toleriert werden. Einige von ihnen können jedoch schädlich und gefährlich sein.

Starke Vibrationen können Pumpenkomponenten wie Dichtungen oder Lager beschädigen. Als grober Anhaltspunkt sollte die ungefilterte Vibrationsgeschwindigkeit, wenn sie radial zur Welle gemessen wird (z. B. mit einem am Lagerdeckel montierten Vibrationssensor), oft nicht mehr als drei bis vier mm/Sekunde Spitze-zu-Spitze betragen.

Amin Almasi ist ein leitender Maschinen-/Mechanikberater in Australien. Er ist zugelassener Berufsingenieur von Engineers Australia (MIEAust CPEng–Mechanical) und IMechE (CEng MIMechE). Er verfügt über einen Bachelor of Science und einen Master of Science in Maschinenbau und ist ein RPEQ (Registered Professional Engineer in Queensland). Er hat mehr als 200 Aufsätze und Artikel verfasst, die sich mit Pumpen, rotierenden Geräten, mechanischen Geräten, Zustandsüberwachung und Zuverlässigkeit befassen.