Kreiselpumpe mit hohem Durchfluss: Typen, Auswahl und Dimensionierungsleitfaden für Anlagen

Jeder, der schon einmal eine Nachtschicht neben einer Pumpenanlage verbracht hat, kennt eine einfache Wahrheit: Die Pumpen, die früh ausfallen, sind normalerweise diejenigen, die außerhalb des Zeitfensters laufen, für das sie ausgelegt sind. Wenn eine Anlage eine wirklich große Flüssigkeitsmenge bewegen muss – einen Kühlwasserkreislauf, eine Kristallisatorzirkulationsleitung, eine Transferaufgabe zwischen Tanklager und Prozess –, landet die Aufgabe normalerweise bei einer Kreiselpumpe mit hohem Durchfluss, und die Details dieser Auswahl entscheiden darüber, ob die Maschine ein Jahrzehnt lang leise ihre Arbeit verrichtet oder zu einem monatlichen Wartungsaufwand wird.

Seit den 1980er Jahren fertigen wir in Jiangsu Chemie- und Industriepumpen, und ein großer Teil der von uns gelieferten Einheiten ist für den Einsatz in großen Mengen ausgelegt. Was folgt, ist ein praktischer Blick darauf, wie sich diese Pumpen verhalten, wo ihre Grenzen liegen und wie Sie eine auswählen, mit der Sie auch Jahre nach der Inbetriebnahme noch zufrieden sind.

Was zählt als eine Kreiselpumpe mit hohem Durchfluss?

Eine Kreiselpumpe wandelt die Wellendrehung in eine Flüssigkeitsbewegung um, und Durchflussrate und Förderhöhe stehen auf der gleichen Kurve immer im Widerspruch zueinander. Schieben Sie eine Pumpe auf einen höheren Durchfluss, und die Förderhöhe, die sie entwickeln kann, sinkt; Bitten Sie ihn um mehr Förderhöhe und der Durchfluss sinkt. Es gibt keine einheitliche Zahl, bei der ein „hoher Durchfluss“ beginnt – 50 m³/h in einer Feinchemieanlage können einen schwerwiegenden Durchfluss für diesen Prozess darstellen, während ein Kühlwasserkreislauf 3.000 m³/h als Routine behandeln kann.

Allerdings erscheinen bestimmte Designmerkmale immer dann, wenn es sich um wirklich große Mengen handelt:

• Ein großes Laufradauge und breite Strömungskanäle sorgen dafür, dass die Flüssigkeit ohne übermäßige Geschwindigkeit eindringt.
• Eine geräumige Spirale oder ein Diffusor, der das aus dem Laufrad austretende Volumen aufnehmen kann.
• Ein doppelt saugendes Laufrad an vielen horizontalen Einheiten, das den Einlass in zwei Ströme aufteilt und die Sauggeschwindigkeit ungefähr halbiert.
• Welle und Lager sind für die radialen Belastungen ausgelegt, die ein großes Laufrad mit sich bringt.
• Eine bestimmte Geschwindigkeit, die die hydraulische Form in Richtung Mischströmung oder Axialströmung drückt, statt des schmalen Radiallaufrads, das für den Betrieb mit hoher Förderhöhe verwendet wird.

Spezifische Geschwindigkeit ist das Konzept, das all dies miteinander verbindet. Eine niedrige spezifische Drehzahl bedeutet ein schmales Laufrad, eine große Förderhöhe und einen mäßigen Durchfluss. Wenn die spezifische Geschwindigkeit ansteigt, wird das Laufrad zu einer Mischströmung und schließlich zu einer Axialströmung – eine Propellerform, die bei geringer Förderhöhe ein enormes Volumen liefert. Aus diesem Grund werden die größten Förderströme in einer Anlage fast immer von Propeller- oder Mixed-Flow-Hydraulikanlagen und nicht von einer Standard-Endansaugpumpe erzeugt.

Wie der Fluss tatsächlich erzeugt wird

Flüssigkeit tritt in die Saugdüse ein, gelangt zum Auge des Laufrads und wird zwischen den Flügeln aufgefangen. Wenn sich das Laufrad dreht, wird die Flüssigkeit durch die Zentrifugalwirkung mit hoher Geschwindigkeit nach außen geschleudert. Das Gehäuse – eine Spirale oder ein Ring aus Diffusorschaufeln – verlangsamt dann die Flüssigkeit, und die bei der Verlangsamung verlorene Energie wird am Auslass in Druck umgewandelt. Nichts Geheimnisvolles, aber jeder Teil des Weges muss großzügig genug für das Volumen sein, das die Pumpe transportieren soll.

Die Saugseite verdient bei hohem Durchfluss die größte Aufmerksamkeit, da dieselbe Pumpe, die bei halbem Durchfluss perfekt läuft, bei vollem Durchfluss kavitieren kann. Der erforderliche NPSH-Wert steigt schnell, wenn der Durchfluss zunimmt, während der verfügbare NPSH-Wert im System sinkt, da die Reibungsverluste mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wachsen. Ein paar praktische Gewohnheiten sorgen dafür, dass dieser Spielraum gesund bleibt: Halten Sie die Ansaugleitungen kurz und großzügig dimensioniert, vermeiden Sie Bögen unmittelbar an der Einlassdüse, drosseln Sie niemals die Ansaugseite und stellen Sie vor der Inbetriebnahme sicher, dass das Ansaugsieb sauber ist.

Arten von Kreiselpumpen mit hohem Durchfluss

Hoher Durchfluss kommt selten in einer einzigen Form vor. Welche Familie zu Ihnen passt, hängt davon ab, wie viel Förderhöhe das System benötigt und was die Flüssigkeit mit den benetzten Teilen macht.

Wenn der Förderhöhenbedarf gering, das Volumen jedoch enorm ist, ist Axialströmung meist die Lösung. Unsere Chemie-Axialpumpe ist genau für diese Kombination konzipiert, mit einem Propellerlaufrad, einem geraden Strömungsweg und einem Gehäuse, das Geschwindigkeitsverluste gering hält. Wenn Sie verstehen möchten, wie viel Flexibilität diese Familie bei sich ändernden Systemwiderständen bietet, lohnt es sich, unsere Hinweise dazu zu lesen Durchflusskapazität und Leistungsflexibilität von Axialpumpen .

Chemische Axialpumpe für Anwendungen mit hohem Volumen und geringer Förderhöhe Für Anwendungen mit geringer Förderhöhe und hohem Volumen verwendet diese Pumpe ein Propellerlaufrad und einen geraden Durchfluss sowie Materialoptionen für korrosive oder abrasive Chemikalien. Produkt anzeigen →

Abstimmung der Pumpe auf den Betriebspunkt

Die meisten enttäuschenden Pumpeninstallationen sind keine schlechten Pumpen; Es handelt sich um Pumpen, die am falschen Punkt der Kurve ausgewählt wurden. Eine Pumpe, die am Punkt ihrer maximalen Effizienz ausgewählt, aber in ein System mit einer anderen Widerstandskurve eingebaut wird, gleitet einfach auf ihrer Leistungslinie nach oben oder unten, bis sich die beiden schneiden. Wenn dieser Schnittpunkt weit rechts vom Auslegungspunkt liegt, wird der Motor überlastet, der NPSH-Spielraum verschwindet und die Vibration nimmt zu.

Ein Soundauswahlprozess läuft in der Regel über die folgenden Schritte ab:

1. Legen Sie die tatsächliche Aufgabe fest: normaler Durchfluss, maximaler Durchfluss und die Förderhöhe, die das System jeweils benötigt.
2. Zeichnen Sie die Systemkurve auf, einschließlich des statischen Auftriebs, der Reibungsverluste und etwaiger Steuerventilzugabe.
3. Wählen Sie eine Pumpe, deren bester Effizienzpunkt in der Nähe des normalen Durchflusses liegt und nicht im Extrembereich.
4. Vergleichen Sie den verfügbaren NPSH mit dem erforderlichen NPSH mit einem sinnvollen Spielraum bei maximalem Durchfluss.
5. Stellen Sie sicher, dass der Motor genügend Spielraum für den kältesten, dichtesten oder viskosesten Zustand hat, den die Anlage jemals sehen wird.
6. Überprüfen Sie die Materialien, die Dichtungsanordnung und etwaige Temperatur- oder Korrosionsanforderungen, bevor Sie die endgültige Entscheidung treffen.

Für allgemeine chemische und petrochemische Anwendungen sind horizontale einstufige Prozesspumpen nach wie vor das Arbeitstier, und das gilt auch für uns Pumpensortiment für chemische Prozesse deckt alles ab, vom Standard-CZ- und IH-Betrieb bis hin zu schwereren ZA- und ZE-Konfigurationen für Hochtemperatur- und Hochdruckströme.

CZ-Standard-Chemieprozesspumpe für allgemeine chemische Anwendungen Die horizontal nach hinten öffnende Pumpe deckt allgemeine chemische und petrochemische Anwendungen mit korrosionsbeständigen Materialien, mechanischen Dichtungen und Wartungszugang ab, ohne dass die angeschlossenen Rohrleitungen entfernt werden müssen. Produkt anzeigen →

Materialien, Dichtung und das Medium, das Sie pumpen

Die Durchflussrate ist nur die halbe Wahrheit. Eine Pumpe mit hohem Durchfluss, die Salzsäure bei 90 °C fördert, hat ganz andere Konstruktionsanforderungen als eine Pumpe für die Förderung von Kühlwasser. Unserer Erfahrung nach entscheiden drei Fragen über die meisten Materialentscheidungen: Wie hoch ist der Chloridgehalt, wie hoch ist die Betriebstemperatur und gibt es einen Feststoffgehalt, der das Gehäuse oder die Verschleißringe abnutzt?

Bei aggressiven Medien leisten mit Fluorpolymer ausgekleidete Gehäuse und Laufräder aus Fluorlegierungen – wie unsere IHF- und FSB-Reihen – gute Dienste bei Säuren, Laugen und gemischten Chemikalienströmen. Für Heißöl- und Heißwasseranwendungen ist eine Gussstahl- oder Legierungskonstruktion mit entsprechenden Wärmeausdehnungstoleranzen der übliche Weg. Die Dichtung verdient die gleiche Sorgfalt: Eine mechanische Dichtung mit einem geeigneten Spülplan bewältigt die meisten Prozessaufgaben, während eine Magnetantriebsanordnung die Dichtung vollständig entfernt und oft die bessere Lösung ist, wenn Leckagen einfach nicht akzeptabel sind.

Die Temperatur verändert auch die Viskosität und den Dampfdruck, was beides die Leistung der Pumpe verändert. Wenn Sie in der Nähe des Siedepunkts der Flüssigkeit arbeiten, betrachten Sie die NPSH-Marge als Designbeschränkung und nicht als Formalität.

Installations- und Wartungsgewohnheiten, die den Durchfluss schützen

Sobald die Pumpe auf ihrer Grundplatte steht, sorgen ein paar einfache Maßnahmen dafür, dass die hohe Durchflussleistung dort bleibt, wo sie hingehört:

• Überprüfen Sie die Wellenausrichtung, nachdem die Pumpe vergossen und die Rohrleitungen angeschlossen wurden, nicht nur auf der Werkbank.
• Stützen Sie die Saug- und Druckleitungen unabhängig voneinander, sodass das Gehäuse kein Rohrgewicht trägt.
• Halten Sie die Saugleitung frei von hohen Stellen, an denen sich Dampf ansammeln kann.
• Zeichnen Sie bei der Inbetriebnahme die Grundvibration und die Lagertemperatur auf. Trends sagen Ihnen mehr als einzelne Messwerte.
• Überprüfen Sie die Verschleißringe und Laufradspiele bei geplanten Abschaltungen – die interne Rezirkulation beeinträchtigt still und leise den Durchfluss und die Effizienz.
• Erwägen Sie eine variable Geschwindigkeitsregelung anstelle einer Auslassdrosselung, wenn der Prozessfluss stark schwankt. Es spart Energie und reduziert die Belastung der Dichtung und Lager.

Wo Kreiselpumpen mit hohem Durchfluss ihre beste Arbeit leisten

Die größten Ströme an einem typischen Chemiestandort sind in der Regel Zirkulationsabgaben. Verdampfungs- und Kristallisationsanlagen sorgen beispielsweise dafür, dass eine dichte Aufschlämmung über Jahre hinweg durch Wärmetauscher bewegt wird, und die Umwälzpumpe muss Feststoffe, Temperatur und kontinuierlichen Betrieb aushalten, ohne an Förderhöhe zu verlieren.

Unsere Verdampfungskristallisations-Umwälzpumpe wurde speziell für diese Aufgabe entwickelt und verfügt über ein hydraulisches Design, das ein gleichmäßiges Volumen gegenüber einem Spitzendruck bevorzugt. Über die Kristallisation hinaus sehen wir regelmäßig Kreiselpumpen mit hohem Durchfluss in Kühlwasserkreisläufen, der Reaktormantelversorgung, der Wäscherzirkulation, der Tanklagerübertragung, der Bewegung von Industrieabwasser und in Kreisläufen für geschmolzenes Salz.

Verdampfungskristallisations-Umwälzpumpe für Zwangsumlaufbetrieb Die Axialumwälzpumpe unterstützt die Verdampfung und Kristallisation mit hohem Kavitationswiderstand, einstellbarem Durchfluss, langsamem Betrieb und reduziertem Kristallbruch in chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelprozessen. Produkt anzeigen →

Sprechen Sie mit uns über Ihre Pflicht

Die Auswahl einer Kreiselpumpe mit hohem Durchfluss fällt leichter, wenn jemand, der sie jahrzehntelang gebaut hat, gemeinsam mit Ihnen Ihre Prozessdaten betrachtet. Teilen Sie Durchfluss, Förderhöhe, Temperatur, Medium und etwaige Feststoff- oder Korrosionsprobleme mit, und wir können Ihnen eine hydraulische Größe, Materialien und Dichtungsanordnung vorschlagen, die der Aufgabe und nicht der Katalogüberschrift entsprechen.

Jiangsu Feixiang Pump Manufacturing Co., Ltd. vereint Forschung, Design, Produktion und Service unter einem Dach und unser Team unterstützt Kunden auf Chinesisch, Englisch, Russisch und Spanisch. Ganz gleich, ob Sie eine Pumpe austauschen, die nie richtig funktioniert hat, oder Ausrüstung für eine neue Linie spezifizieren, wir freuen uns, mit Ihnen die Zahlen durchzugehen und Ihnen dabei zu helfen, eine Maschine zu finden, die einfach weiterläuft.