Удаление воздуха: критически важный этап запуска центробежного насоса

Центробежный насос работает по простому принципу: вращающееся рабочее колесо создает давление и перемещает жидкость. Для этого внутренние полости насоса должны быть полностью заполнены этой жидкостью. Однако распространенной и часто упускаемой из виду проблемой является наличие воздуха в корпусе насоса или всасывающем трубопроводе. Эта, казалось бы, незначительная деталь может привести к серьезным сбоям в работе. Спуск воздуха перед запуском центробежного насоса — это не просто рекомендация; это критически важный шаг для обеспечения бесперебойной работы, предотвращения кавитации насоса и защиты двигателя от серьезных повреждений.

Эта статья объяснит, почему в насосных системах скапливается воздух, какое разрушительное воздействие он оказывает на производительность, и какие существуют правильные процедуры для его удаления. Понимая эти основы, вы сможете внедрить эффективные советы по техническому обслуживанию насосов, которые продлят срок службы оборудования и обеспечат надежность системы.

Почему в насосных системах скапливается воздух

Воздух может проникнуть в гидравлическую систему несколькими путями. Понимание этих точек входа — первый шаг к предотвращению его накопления.

Одна из самых частых причин — плановое техническое обслуживание. Всякий раз, когда система вскрывается для ремонта, монтажа или долива жидкости, воздух неизбежно попадает в трубопровод и корпус насоса. Если его должным образом не удалить, этот воздух останется внутри, когда систему снова загерметизируют.

Утечки — еще один значительный источник попадания воздуха. Даже небольшая утечка в соединениях на всасывающей стороне, в прокладках или сальниковых уплотнениях клапанов может позволить воздуху всасываться в систему во время работы насоса или когда он простаивает. Эти утечки часто трудно обнаружить, так как они втягивают воздух внутрь, а не выпускают жидкость наружу.

Наконец, физическая конфигурация трубопровода может создавать естественные ловушки для воздуха. Высшие точки всасывающего трубопровода, где труба поднимается, а затем опускается, служат местами скопления воздушных карманов. Без надлежащего механизма вентиляции в этих высших точках воздух остается в ловушке и может быть втянут в насос при запуске.

Разрушительное воздействие воздуха на работу насоса

Когда воздух присутствует в центробежном насосе, он нарушает гидравлические принципы, на которых работает насос, что приводит к каскаду негативных последствий.

Потеря priming и сухой ход

Насос, содержащий значительное количество воздуха, не может создать необходимый перепад давления для перемещения жидкости. Рабочее колесо вращается в воздушном кармане, не выполняя полезной работы — это состояние известно как 【завоздушивание】 или 【потеря priming'а】. Это вынуждает насос работать всухую, то есть работать без жидкости, для работы с которой он был предназначен. Поскольку перекачиваемая жидкость также служит смазкой и охладителем для внутренних компонентов, сухой ход быстро приводит к перегреву и сильному механическому износу.

Кавитация и повреждение компонентов

Пузырьки воздуха, втягиваемые в насос вместе с жидкостью, являются основной причиной кавитации. Когда эти пузырьки перемещаются из зоны низкого давления на всасывающей стороне в зону высокого давления на нагнетательной стороне рабочего колеса, они схлопываются с огромной силой. Эти имплозии генерируют ударные волны, которые бьют по лопаткам рабочего колеса и корпусу насоса, скалывая металлические поверхности. Этот процесс, известный как кавитационная эрозия, может разрушить рабочее колесо за удивительно короткое время.

Вибрация и шум

Правильно функционирующий насос должен работать плавно и тихо. Присутствие воздуха нарушает стабильный поток жидкости через насос, создавая неравномерный, пульсирующий расход. Эта гидравлическая нестабильность приводит к значительной вибрации и шуму. Дребезжащие или скрежещущие звуки — явный аудиосигнал о том, что воздух нарушает работу вашей системы. Хроническая вибрация со временем может ослабить соединения, повредить подшипники и ослабить опоры трубопроводов.

Снижение эффективности

Воздух в системе резко снижает гидравлическую производительность насоса. Он не может перемещать номинальный объем жидкости или развивать расчетное давление, что приводит к неэффективной работе. Чтобы компенсировать эту потерю производительности, двигатель может потреблять больше энергии, увеличивая потребление энергии и эксплуатационные расходы, не обеспечивая желаемого результата.

Опасности запуска насоса без удаления воздуха

Игнорирование необходимости удаления воздуха из насосов перед запуском центробежного насоса может привести к немедленным и долгосрочным последствиям.

• Перегрев: Без жидкости для рассеивания тепла механические уплотнения и подшипники насоса могут выйти из строя в течение нескольких минут из-за чрезмерного трения, вызванного работой всухую.

• Механические повреждения: Мощные силы кавитации и чрезмерная вибрация могут привести к катастрофическому отказу, вызывая трещины в корпусах, поломки рабочих колес и повреждения валов.

• Операционные задержки: Насос, который не создает давление, не выполняет свою функцию, что приводит к дорогостоящим простоям в производстве или работе объекта.

• Сокращение срока службы: Даже если насос не выходит из строя немедленно, повторная работа с попавшим воздухом вызовет кумулятивные повреждения, значительно сокращая его срок службы и увеличивая частоту технического обслуживания.

Как правильно удалить воздух перед запуском

Удаление воздуха — это простая процедура, которая должна быть частью каждого контрольного списка перед запуском.

1. Откройте воздушный клапан: Найдите пробку или клапан для выпуска воздуха в самой высокой точке корпуса (спиральной камеры) насоса. Медленно откройте его, чтобы позволить захваченному воздуху выйти. Вы услышите шипящий звук, выходящего воздуха.

2. Дождитесь сплошного потока жидкости: Держите клапан открытым, пока весь воздух не будет вытеснен и не пойдет устойчивая струя жидкости без пузырьков. После этого надежно закройте пробку или клапан.

3. Проверьте всасывающий трубопровод: Убедитесь, что всасывающая линия имеет непрерывный уклон вверх по направлению к насосу, чтобы предотвратить образование воздушных карманов. Проверьте герметичность всех соединений.

4. Используйте автоматические клапаны: Для больших систем или применений, где насос часто запускается и останавливается, рассмотрите возможность установки автоматических воздухоотводчиков в высоких точках трубопровода, чтобы автоматизировать процесс удаления воздуха.

Лучшие практики для предотвращения захвата воздуха

Проактивная профилактика — это ключевой компонент эффективных советов по техническому обслуживанию насосов.

• Всегда используйте высококачественные прокладки и убедитесь, что все фланцы и соединения на всасывающей стороне должным образом затянуты для поддержания герметичности.

• Проектируйте всасывающий трубопровод так, чтобы исключить высокие точки, где может скапливаться воздух. Если высокая точка неизбежна, установите там ручной или автоматический воздухоотводчик.

• Убедитесь, что всасывающий клапан полностью открыт перед запуском насоса, чтобы избежать создания вакуума, который может затягивать воздух через мелкие утечки.

• Периодически проверяйте воздухоотводчики и пробки, чтобы убедиться, что они не засорены отложениями, что может помешать их правильной работе.

Когда и как часто следует удалять воздух из насоса

Знание того, когда удалять воздух, так же важно, как и знание того, как это делать. Эту процедуру следует выполнять:

• После любой новой установки или после вскрытия системы для технического обслуживания.

• Перед каждым запуском, если насос простаивал в течение длительного времени, так как воздух мог медленно просочиться в систему.

• Всякий раз, когда вы замечаете проблемы с производительностью, такие как необычный шум, чрезмерная вибрация или невозможность выхода на рабочее давление.

Заключение: Простой шаг для здоровья насоса

Удаление воздуха перед запуском центробежного насоса — это простая, быстрая и необходимая операция, которая защищает ваши инвестиции и обеспечивает надежность системы. Этот небольшой шаг устраняет непосредственные риски работы всухую и разрушительные долгосрочные последствия кавитации. Внедрив правильную процедуру удаления воздуха в свои стандартные операционные процедуры и следуя хорошим советам по техническому обслуживанию насосов, вы обеспечите эффективную работу, продлите срок службы оборудования и предотвратите дорогостоящие незапланированные простои. Хорошо удаленный воздух из насоса — это надежный насос.