Studium przypadku: dostosowany do indywidualnych potrzeb wysokociśnieniowy, wielostopniowy system pomp-pionowych

Długoterminowy klient, który wcześniej korzystał z systemu pomp pionowych Grundfos, zwrócił się do nas z nowym i bardzo wymagającym wymaganiem. Klient zażądał rozwiązania zamiennego zdolnego zapewnić natężenie przepływu 180–200 m3/h i ciśnienie 36–40 barów, przy jednoczesnej modernizacji wszystkich zwilżanych elementów do stali nierdzewnej 316L, zapewniającej doskonałą odporność na korozję i trwałość w operacjach uzdatniania wody. Parametry te przekraczają standardowe zakresy przemysłowe, wymagające zarówno innowacji hydraulicznych, jak i wytrzymałości konstrukcyjnej.

 

Po otrzymaniu wniosku nasze zespoły badawczo-rozwojowe i techniczne przeprowadziły kompleksowy przegląd techniczny. Ustaliliśmy, że to standardpionowa wielostopniowa pompa odśrodkowanie był w stanie w pełni zaspokoić wymagań hydraulicznych. Dlatego też zaprojektowano od podstaw nowy model, bazując na naszym największym istniejącym rozmiarze ramy.

Nowy projekt obejmował zwiększenie liczby stopni dyfuzora, optymalizację geometrii wirnika w celu uzyskania lepszej wydajności, wzmocnienie wałów i sprzęgieł w celu utrzymania ciśnienia 40 barów oraz zapewnienie pełnej kompatybilności z konstrukcją ze stali nierdzewnej 316L. Taka konfiguracja zapewniła zarówno wytrzymałość mechaniczną, jak i-długoterminową odporność chemiczną do ciągłej pracy w środowiskach uzdatniania wody.

Po ukończeniu projektu hydraulicznego zespół inżynierów przeprowadził symulacje CFD i analizę naprężeń mechanicznych, aby sprawdzić wydajność systemu. Oceniono kilka kombinacji etapów, aby zapewnić optymalną równowagę pomiędzy głową a wydajnością. Po wielu rundach optymalizacyjnych sfinalizowano konfigurację osiągającą 200 m3/h przy 38 barach.

Nowy, dostosowany model został oznaczony jako CDLF200-6 + CDH200-6 i reprezentuje pionową wielostopniową pompę odśrodkową o wydajności 200 metrów sześciennych na godzinę przy maksymalnym ciśnieniu 40 barów, ze wszystkimi zwilżanymi częściami wykonanymi ze stali nierdzewnej 316L. Konstrukcja obejmowała wydłużone sekcje dyfuzora, precyzyjnie wyważone wirniki i modułowe głowice wylotowe ułatwiające konserwację. Kompletne rysunki 3D i krzywe wydajności zostały przekazane klientowi do przeglądu, a po kilku rundach weryfikacji projekt został zatwierdzony do produkcji.

Symulacje CFD i wewnętrzne obliczenia hydrauliczne potwierdziły wzrost wysokości podestu, wydajność i zachowanie NPSH.. 3Przekazano do przeglądu modele D, rysunki montażowe i krzywe wydajności. Po kilku wymianach technicznych klient zatwierdził konfigurację CDLF200-6 + CDH200-6 z następującymi docelowymi parametrami pracy: 190–200 m³/h, 38–40 barów, z marginesem NPSH większym lub równym 1,0 m.

Główne uwagi projektowe: wydłużona sekcja dyfuzora, precyzyjnie wyważone wirniki (ISO G2.5), kasetowe uszczelnienia mechaniczne (SiC/SiC, Viton) i modułowa głowica tłoczna ułatwiająca serwis. Wszystkie części zwilżane są wykonane ze stali nierdzewnej 316L.

Po zatwierdzeniu rozpoczęto produkcję przy ścisłym przestrzeganiu standardów jakości. Wszystkie materiały 316L przeszły przed obróbką testy PMI. Operacje spawalnicze przeprowadzono metodą TIG z-przedmuchaniem wstecznym argonem, aby zapobiec utlenianiu, a następnie przeprowadzono pasywację powierzchni. Dokładność obróbki utrzymywała się w granicach 0,03 mm TIR, a wszystkie zespoły obrotowe były wyważane dynamicznie zgodnie ze standardami ISO 1940 G2.5.

Elementy łożysk-ciśnieniowych zostały przetestowane hydrostatycznie przy ciśnieniu 1,5-krotności ciśnienia projektowego (60 barów). Kontrole wymiarowe i montażowe przeprowadzono w wielu punktach kontrolnych, zapewniając koncentryczność i odpowiednie luzy. Przed przystąpieniem do montażu końcowego każda pompa przeszła{{5}test obrotu bez obciążenia i kontrolę izolacji elektrycznej.

Montaż mechaniczny

• Układanie w stosy: każdy wirnik, dyfuzor i tuleja zostały zmierzone i zarejestrowane; Luz wirnik-dyfuzor ustawiono zgodnie ze specyfikacją.
• Konstrukcja wirnika: pomiary i dopasowanie pierścieni ślizgowych; skonfigurowany pływak osiowy; klucze dopasowane do tolerancji.
• Montaż łożysk: montaż z ogrzewaniem, aby uniknąć brinelowania; napięcie wstępne potwierdzone pomiarem luzów końcowych.
• Uszczelnienie mechaniczne: uszczelnienie kasetowe montowane za pomocą zacisków ustalających; zachowana możliwość płukania komory uszczelnienia.
• Głowica wyładowcza i podstawa: rama modułowa dopasowana do podstawy; uchwyty do podnoszenia sprawdzone i oznakowane.

Elektryka i sterowanie

• Okablowanie silnika: sprawdzona kolejność faz; rezystancja izolacji > 100 MΩ przy 500 V.
• Oprzyrządowanie: gwintowniki ciśnieniowe na ssaniu/tłoczeniu, PT100 na łożyskach i przetworniki wibracji zamontowane w DE/NDE.
• Logika sterowania: obsługuje pracę naprzemienną, wzmacnianie równoległe, łagodny start/VFD i blokady zabezpieczające (praca na sucho, nadmierna temperatura, nadmierne wibracje).

Wyrównanie laserowe

• Osiowanie na zimno wykonane narzędziem laserowym; przesunięcie końcowe mniejsze lub równe 0,03 mm i kątowość w granicach tolerancji.
• Kompensacja wzrostu temperatury udokumentowana dla wyrównania na gorąco na miejscu.

1) Kontrole przed testem

• Potwierdzono poziom oleju/smaru; sprzęgła osłonięte; wszystkie mierniki skalibrowane (certyfikaty identyfikowalne).
• Zalane ssanie, system odpowietrzony; rotacja zweryfikowana; przetestowany wyłącznik awaryjny.

2) Weryfikacja krzywej wydajności hydraulicznej

Każdą pionową wielostopniową pompę odśrodkową testowano w wielu punktach w celu odwzorowania krzywej H-Q. Reprezentatywne wyniki:
• Przepływ 70% (~140 m³/h): ciśnienie ≈ 41,5 bar; wydajność w przewidywanym paśmie.
• 100% przepływu (~190 m3/h): ciśnienie ≈ 38,2 bar; pobór mocy nominalny; BEP w pobliżu służby.
• Przepływ 120% (~225 m³/h): ciśnienie ≈ 34,6 bar; stabilna praca, brak wystąpienia kawitacji.
Wyniki mieściły się w granicach ±3% przewidywań projektowych.

3) Integralność ciśnienia i wyciek

• Test hydrostatyczny pod ciśnieniem 60 barów przez 30 minut na obudowie i kolektorze wylotowym-bez wycieków i trwałych odkształceń.
• Statyczne trzymanie uszczelnienia mechanicznego: sucha kontrola po teście potwierdziła brak widocznych wycieków.

4) Limity wibracji i akustyki

• Wibracje: Mniej niż lub równe 4,3 mm/s przy 100% obciążeniu (zgodnie z ISO 10816).
• Hałas: < 85 dB(A) w odległości 1 m; temperatura łożysk stabilna przez cały czas.

5) NPSH i margines kawitacji

• W przypadku testów indukowanej siły ssania i dławienia, dostępne NPSH przekracza wymagane o wartość większą lub równą 1,0 m. Brak sygnatury kawitacyjnej w widmie drgań.

6) Wytrzymałość i bieg równoległy

• Praca ciągła: 3 godziny pracy z okresowymi odczytami co 15 minut.-ciśnienia, przepływy, wibracje i temperatury łożysk są stabilne.
• Tryb równoległy: zarówno CDLF200-6, jak i CDH200-6 pracują jednocześnie; sprawdzono stabilność ciśnienia w kolektorze i podział przepływu.
• Blokady: przetestowano i zarejestrowano przy pracy na sucho, nadmiernych wibracjach, nadmiernej temperaturze i wyłączeniu awaryjnym.

Elementy dostarczane

• Raport FAT (dane H-Q, dzienniki wibracji, arkusze kalibracji miernika), filmy wideo z testów HD (montaż + wydajność) i lista kontrolna konserwacji.

Przed pakowaniem klient odwiedził naszą fabrykę w Chinach w celu-kontroli przed wysyłką. Razem z naszymi inżynierami dokonali przeglądu konstrukcji mechanicznej, wykończenia powierzchni i zapisów testów. Na miejscu- powtórzono losowe testy ciśnieniowe. Klient wyraził duże zadowolenie z jakości wykonania i kompletności dokumentacji.

 

Biorąc pod uwagę całkowitą masę (~3,5 tony) i zajmowaną powierzchnię, wysyłka pełnego montażu była niepraktyczna. Każda pionowa wielostopniowa pompa odśrodkowa została zapakowana osobno w niestandardowe drewniane skrzynie ISPM‑15 ze wzmocnionymi podstawami. Środki ochronne obejmowały opakowanie VCI, środki osuszające, wskaźniki wilgotności i monitory wstrząsów/przechyłu. Zaciski elektryczne zostały zaplombowane; wszystkie skrzynie były wyraźnie oznaczone numerami seryjnymi, wagą brutto i symbolami manipulacyjnymi. Dokumentacja-Raporty FAT, certyfikaty materiałowe, rysunki instalacyjne i instrukcje-dołączono do przesyłki.

 

Dostarczyliśmy skróconą instrukcję obsługi, listę zalecanych części zamiennych, harmonogram smarowania i instrukcje wyrównywania. W przypadku prac na miejscu oferujemy wsparcie wideo na żywo podczas ponownego montażu i pierwszego uruchomienia. SAT (Test akceptacji miejsca) może powtórzyć weryfikację punktu pracy, przełączanie równoległe i kontrole logiki alarmów.

Rozwiązanie składające się z dwóch pomp CDLF200-6 + CDH200-6 spełniało wymagane wymagania dotyczące wydajności 180–200 m³/h i ciśnienia 36–40 barów dzięki solidnej i łatwej w utrzymaniu konstrukcji. Projekt pokazuje naszą zdolność do dostarczania niestandardowych, wysokociśnieniowych, pionowych, wielostopniowych systemów pomp do zastosowań w uzdatnianiu wody.