Sigillatura di pompe a turbina verticali e supporto dei loro alberi
Le pompe a turbina verticale (VTP) sono utilizzate in numerosi settori, tra cui produzione di energia, cellulosa e carta, miniere, acqua e acque reflue. I pozzi di queste pompe si estendono per molti piedi sotto terra, a volte fino a 2.000 piedi.
Per questo motivo e per le condizioni spesso difficili e remote in cui operano, queste pompe devono essere affidabili. Affinché siano affidabili, le boccole e la tecnologia di tenuta installate al loro interno devono sopravvivere per lunghi periodi.
Il corretto funzionamento del VTP e la durata della tenuta meccanica dipendono da diversi parametri:
selezionando la tenuta meccanica corretta
assicurando che questi lunghi alberi siano supportati e qualsiasi movimento sia limitato
mantenendo il sigillo fresco e pulito
IMMAGINE 1: Un VTP con boccole dell'albero di linea in giallo e boccole della tazza in blu (immagini per gentile concessione di SEPCO)
La scelta delle boccole e delle tenute meccaniche adeguate aiuta a prolungare la vita della pompa e prevenire costose riparazioni.
Questo articolo esaminerà le sfide operative e di manutenzione dei VTP e come gli utenti possono risolverle con una combinazione di tecnologia per una durata prolungata della pompa.
Sfide di manutenzione
Le operazioni spesso iniziano in condizioni di funzionamento a secco, che potenzialmente si surriscaldano e danneggiano le boccole e le guarnizioni tradizionali. Sono necessarie risorse in grado di resistere a questa operazione di breve durata ma dura. Inoltre, sporco, rocce e altri detriti possono essere sollevati con l'acqua. Ciò provoca usura e danni all'albero e/o alla boccola se il materiale della boccola è inefficace.
Un altro problema è la deflessione dell'albero o "la flessione dell'albero di una pompa che si verifica quando la velocità del liquido spinto da una girante non è uguale in tutti i punti attorno alla girante".1 Questa flessione provoca l'usura prematura della baderna o della tenuta meccanica. Ne risultano anche perdite d'acqua di scarico e difficoltà nel controllare l'utilizzo dell'acqua di scarico.
Una soluzione per il supporto dell'albero: boccole autolubrificanti e antiusura
La flessione dell'albero, la boccola danneggiata e le guarnizioni danneggiate sono problemi quando si utilizzano i VTP. Il primo passo per operazioni affidabili è stabilizzare l'albero con boccole. Alcune boccole possono stabilizzare gli alberi in:
disegni di alberi a sbalzo
alberi lunghi con poco supporto (come nei VTP)
alberi con eccentricità eccessiva che causano la tenuta meccanica prematura e il guasto della baderna
IMMAGINE 2: Le boccole affidabili sono autolubrificanti e possono funzionare anche in condizioni di funzionamento a secco.Le boccole devono essere utilizzate lungo l'intera lunghezza di un albero VTP. Nell'immagine 1, le boccole dell'albero di linea sono mostrate in giallo; le boccole della ciotola sono in blu. Entrambi i tipi di boccole riducono al minimo la flessione dell'albero.
IMMAGINE 3: Test ASTM (Standard American Society for Testing and Materials) in condizioni di funzionamento a secco senza lubrificazione.
Con le boccole autolubrificanti affidabili (immagine 2) in posizione, l'usura è ridotta anche all'avvio e durante le condizioni di funzionamento a secco. Gli utenti finali dovrebbero cercare boccole dimostrate efficaci e, idealmente, aver ricevuto test indipendenti e soddisfare i parametri mostrati nell'immagine 3.
Sfide di tenuta
Le sfide di tenuta viaggiano di pari passo con le sfide di manutenzione. Sporcizia, sabbia e rocce si sposteranno nella camera di tenuta/stoppa con il liquido. Per mitigare i danni alla guarnizione, è necessario un lavaggio e un raffreddamento adeguati. In molte applicazioni VTP, l'acqua pulita può essere il miglior lubrificante. Tuttavia, gli utenti finali e i professionisti della manutenzione dovrebbero consultare il produttore della tenuta.
Tenute meccaniche costruite per VTP
Quando si seleziona una tenuta meccanica, è necessario considerare i seguenti parametri operativi:
pressione
temperatura
velocità dell'albero
pH del materiale pompato
Una tenuta a cartuccia con giochi radiali elevati è l'ideale per i VTP. Una guarnizione a cartuccia completamente autonoma, preassemblata e preimpostata prima della spedizione semplifica l'installazione. Queste caratteristiche supportano anche regolazioni della girante facili e veloci che non interferiscono con la corretta regolazione assiale della tenuta.
La vita del sigillo dipende dalla scelta dei materiali di costruzione più efficaci e dal suo ambiente operativo. Questo ambiente include quanto è pulita la camera di tenuta/il premistoppa e quanto sono fresche le facce.
Per una tenuta installata su un VTP, un premistoppa ventilato elimina l'intrappolamento dell'aria e migliora l'efficienza di raffreddamento. I pressacavi lavorati offrono resistenza e resistenza alla corrosione superiori e possono essere modificati per adattarsi
l'equipaggiamento.
IMMAGINE 4: Questi sigilli sono entrambi per VTP. Una tenuta meccanica per VTP deve essere personalizzata per i parametri di ciascuna applicazione. Guarnizione sinistra, vista frontalmente; sigillo di destra, visto dal retro.