1. Přehled incidentu

Cirkulační chladicí systém jednotky o výkonu 25 MW používá dva  čerpadla s děleným pláštěmÚdaje na typovém štítku každého čerpadla:

Průtok (Q): 3,240 XNUMX m³/h

Návrhová výška (H): 32 m

Rychlost (n): 960 ot/min

Výkon (Pa): 317.5 kW

Požadovaná NPSH (Hs): 2.9 m (≈ 7.4 m NPSHr)

Během pouhých dvou měsíců se v důsledku kavitační eroze perforovalo oběžné kolo jednoho čerpadla.

2. Terénní průzkum a diagnostika

Údaj tlaku na výtlačném manometru: ~0.1 MPa (oproti očekávanému ~0.3 MPa pro spád 32 m)

Pozorované příznaky: prudké kolísání jehly a kavitační „praskavé“ zvuky

Analýza: Čerpadlo pracovalo daleko vpravo od svého bodu nejlepší účinnosti (BEP) a dodávalo pouze ~10 m sloupce namísto 32 m.

3. Testování na místě a potvrzení hlavní příčiny

Operátoři pomalu škrtili výtlačný ventil čerpadla:

Výtlačný tlak se zvýšil z 0.1 MPa na 0.28 MPa.

Kavitační hluk ustal.

Zlepšený podtlak kondenzátoru (650 → 700 mmHg).

Teplotní rozdíl na kondenzátoru klesl z ~33 °C na <11 °C, což potvrdilo obnovení průtoku.

Závěr: Kavitace byla způsobena trvalým provozem s nízkým tlakem/nízkým průtokem, nikoli únikem vzduchu nebo mechanickou poruchou.

4. Proč funguje uzavření ventilu

Škrcení výtlaku zvyšuje celkový odpor systému a posouvá provozní bod čerpadla doleva směrem k jeho BEP – čímž se obnovuje dostatečná výška a průtok. Nicméně:

Ventil musí zůstat otevřený pouze na ~10 % – dochází k opotřebení a neefektivitě.

Nepřetržitý provoz za těchto podmínek škrcení je neekonomický a mohl by způsobit poškození ventilu.

5. Strategie a řešení managementu

Vzhledem k původním specifikacím čerpadla (výtlak 32 m) a skutečné potřebě (~12 m) nebylo možné oříznutí oběžného kola. Doporučené řešení:

Snižte otáčky motoru: z 960 ot/min → 740 ot/min.

Přepracujte geometrii oběžného kola pro optimální výkon při nižších otáčkách.

Výsledek: Eliminace kavitace a výrazné snížení spotřeby energie – potvrzeno následnými testy.

6. Získané poznatky

Vždy velikost dělené pouzdro čerpadla v blízkosti jejich BEP, aby se zabránilo poškození kavitací

Monitorujte NPSH – NPSHa musí být vyšší než NPSHr; ovládání škrticí klapky je jen náplast, nikoliv řešení.

Hlavní nápravná opatření:

Upravte velikost oběžného kola nebo rychlost otáčení (např. frekvenční měnič, řemenový pohon),

Systém pro opětovné nasazení potrubí pro zvýšení výtlačné výšky,

Zajistěte správné dimenzování ventilů a vyhněte se trvalému provozu čerpadel se škrcením

Zaveďte monitorování výkonu pro včasnou detekci provozu s nízkým tlakem a nízkým průtokem.

7. závěr

Tento případ zdůrazňuje nutnost sladění provozu čerpadla s jeho konstrukčními specifikacemi. Čerpadlo s děleným tělesem, které je nuceno pracovat daleko od své nejlepší provozní hodnoty (BEP), bude kavitovat – i když se ventily nebo těsnění zdají být v pořádku. Nápravná opatření, jako je snížení otáček a přepracování oběžného kola, nejenže odstraňují kavitaci, ale také zlepšují celkovou energetickou účinnost.