1. Prehľad incidentu

Cirkulačný chladiaci systém jednotky s výkonom 25 MW používa dva  čerpadlá s deleným plášťomÚdaje na typovom štítku každého čerpadla:

Prietok (Q): 3,240 XNUMX m³/h

Návrhová výška (H): 32 m

Rýchlosť (n): 960 ot./min

Výkon (Pa): 317.5 kW

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

V priebehu iba dvoch mesiacov sa obežné koleso jedného čerpadla perforovalo v dôsledku kavitačnej erózie.

2. Terénny prieskum a diagnostika

Údaj tlaku na výtlačnom manometri: ~0.1 MPa (oproti očakávanému ~0.3 MPa pre výtlačný tlak 32 m)

Pozorované príznaky: prudké kolísanie ihly a kavitačné „pukavé“ zvuky

Analýza: Čerpadlo pracovalo ďaleko vpravo od svojho bodu najvyššej účinnosti (BEP) a dodávalo iba ~10 m výtlačku namiesto 32 m.

3. Testovanie na mieste a potvrdenie základnej príčiny

Operátori pomaly škrtili výtlačný ventil čerpadla:

Výtlačný tlak sa zvýšil z 0.1 MPa na 0.28 MPa.

Kavitačný hluk ustal.

Zlepšil sa vákuum kondenzátora (650 → 700 mmHg).

Teplotný rozdiel na kondenzátore klesol z ~33 °C na <11 °C, čo potvrdilo obnovenie prietoku.

Záver: Kavitácia bola spôsobená konzistentnou prevádzkou s nízkym tlakom/nízkym prietokom, nie únikom vzduchu alebo mechanickou poruchou.

4. Prečo funguje zatvorenie ventilu

Škrtenie výtlaku zvyšuje celkový odpor systému, čím sa prevádzkový bod čerpadla posúva doľava smerom k jeho najväčšej výkonovej hladine (BEP) – čím sa obnovuje dostatočný tlak a prietok. Avšak:

Ventil musí zostať otvorený iba na ~10 % – spôsobuje opotrebovanie a neúčinnosť.

Nepretržitá prevádzka za týchto škrtených podmienok je neekonomická a mohla by spôsobiť poškodenie ventilu.

5. Stratégia a riešenie riadenia

Vzhľadom na pôvodné špecifikácie čerpadla (výtlak 32 m) a skutočnú potrebu (~12 m) nebolo možné orezať obežné koleso. Odporúčané riešenie:

Znížte otáčky motora: z 960 ot./min → 740 ot./min.

Prepracovaná geometria obežného kolesa pre optimálny výkon pri nižších otáčkach.

Výsledok: Eliminácia kavitácie a výrazné zníženie spotreby energie – potvrdené následným testovaním.

6. Získané poznatky

Vždy veľkosť delené puzdro čerpadlá v blízkosti ich BEP, aby sa predišlo poškodeniu kavitáciou

Monitorujte NPSH – NPSHa musí prekročiť NPSHr; ovládanie škrtiacej klapky je len náplasť, nie riešenie.

Hlavné nápravné opatrenia:

Upravte veľkosť obežného kolesa alebo rýchlosť otáčania (napr. frekvenčný menič, remeňový pohon),

Systém prepojenia potrubí na zvýšenie výtlačnej výšky,

Uistite sa, že ventily sú správne dimenzované a zabráňte trvalému spusteniu čerpadiel so škrtením.

Implementujte monitorovanie výkonu na včasné odhalenie prevádzky s nízkym tlakom a nízkym prietokom.

7. Záver

Tento prípad zdôrazňuje potrebu zosúladenia prevádzky čerpadla s jeho konštrukčnými špecifikáciami. Čerpadlo s deleným krytom, ktoré je nútené pracovať ďaleko od svojej BEP, bude kavitovať – aj keď sa ventily alebo tesnenia zdajú byť v poriadku. Nápravné opatrenia, ako je zníženie otáčok a prepracovanie obežného kolesa, nielenže odstraňujú kavitáciu, ale zlepšujú aj celkovú energetickú účinnosť.