1. Panoramica dell'incidente

Il sistema di raffreddamento circolante di un'unità da 25 MW utilizza due  pompe a corpo divisoDati di targa di ogni pompa:

Portata (Q): 3,240 m³/h

Altezza di progetto (H): 32 m

Velocità (n): 960 giri/min

Potenza (Pa): 317.5 kW

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

Nel giro di soli due mesi, la girante di una pompa si è perforata a causa dell'erosione da cavitazione.

2. Indagine sul campo e diagnostica

Lettura della pressione sul manometro di scarico: ~0.1 MPa (rispetto a ~0.3 MPa previsti per una prevalenza di 32 m)

Sintomi osservati: violente fluttuazioni dell'ago e suoni di cavitazione "scoppiettanti"

Analisi: la pompa funzionava molto a destra del suo punto di massima efficienza (BEP), erogando solo circa 10 m di prevalenza anziché 32 m.

3. Test in loco e conferma della causa principale

Gli operatori hanno lentamente regolato la valvola di scarico della pompa:

La pressione di mandata è aumentata da 0.1 MPa a 0.28 MPa.

Il rumore di cavitazione è cessato.

Miglioramento del vuoto del condensatore (650 → 700 mmHg).

La differenza di temperatura nel condensatore è scesa da circa 33 °C a <11 °C, confermando il ripristino della portata.

Conclusione: la cavitazione è stata causata dal funzionamento costante a bassa prevalenza/bassa portata, non da perdite d'aria o guasti meccanici.

4. Perché chiudere la valvola funziona

La limitazione della portata aumenta la resistenza complessiva del sistema, spostando il punto operativo della pompa verso il suo punto di massimo funzionamento (BEP), ripristinando una prevalenza e una portata sufficienti. Tuttavia:

La valvola deve rimanere aperta solo per circa il 10%: ciò può causare usura e inefficienza.

Lavorare ininterrottamente in queste condizioni di accelerazione è antieconomico e potrebbe danneggiare le valvole.

5. Strategia di gestione e soluzione

Considerate le specifiche originali della pompa (32 m di prevalenza) e l'effettiva necessità (~12 m), la regolazione della girante non era fattibile. La soluzione consigliata:

Ridurre la velocità del motore: da 960 giri/min → 740 giri/min.

Riprogettare la geometria della girante per prestazioni ottimali a velocità inferiori.

Risultato: la cavitazione è stata eliminata e il consumo di energia è stato significativamente ridotto, come confermato dai test successivi.

6. Lezioni apprese

Sempre taglia involucro diviso pompe vicine al loro BEP per evitare danni da cavitazione

Monitorare NPSH: l'NPSHa deve superare l'NPSHr; il controllo dell'acceleratore è un cerotto, non una soluzione

Rimedi principali:

Regolare le dimensioni della girante o la velocità di rotazione (ad esempio, VFD, trasmissione a cinghia),

Sistema di ri-tubazione per aumentare la prevalenza di scarico,

Assicurarsi che le valvole siano dimensionate correttamente ed evitare di far funzionare le pompe in modo permanentemente limitato

Implementare il monitoraggio delle prestazioni per rilevare tempestivamente il funzionamento a bassa portata e bassa prevalenza.

7. CONCLUSIONE

Questo caso evidenzia la necessità di allineare il funzionamento della pompa alle specifiche di progetto. Una pompa a corpo diviso costretta a funzionare a una distanza di sicurezza dal suo punto di equilibrio (BEP) è soggetta a cavitazione, anche se valvole o guarnizioni sembrano in perfette condizioni. Interventi correttivi come la riduzione della velocità e la riprogettazione della girante non solo eliminano la cavitazione, ma migliorano anche l'efficienza energetica complessiva.