inż. Marcin Ryszka

Jakie parametry cieczy i instalacji mają wpływ na dobór pompy ?

Załóżmy na potrzeby tej analizy, że wszystkie pompy mają taką samą odporność chemiczną, takie same parametry wydajności przepływu i ciśnienia. Rozważmy przypadek w którym lepkość cieczy jest na tyle niska, że może być pompowana przez pompy odśrodkowe i na tyle wysoka, że pompy wyporowe również mogą spełnić wymagania instalacji. Zapraszam.

Parametry cieczy:

  • Lepkość: 150 – 250 mPas
  • Gęstość: 890 – 1200 kg/m3
  • Temperatura pompowania: 90 °C
  • Prężność par: 70 kPa
  • cząstki stałe w cieczy: brak

Właściwości cieczy:

  • smarność: niska
  • palność: łatwo palne
  • dolna granica wybuchowości: 4%
  • krzepliwość: nie wielkie kryształki od 70 °C
  • zawartość gazów: nie

Podobne ciecze:

  • sorbitol, syrop sorbitolowy
  • Ksylitol (E967) – alkohol cukrowy
  • Kwas mrówkowy (HCOOH)
  • Polietylenoglikole (PEGi)
  • Dimetylosulfotlenek (DMSO)

Czynniki, które decydują o wyborze właściwej konstrukcji pompy są różne w zależności od pompowanej cieczy. Czasem możemy być zaskoczeni podczas użytkowania. Dlatego warto poznać szczegóły przed zakupem pompy, aby uniknąć niespodzianek. Wybierając najlepsze rozwiązanie możesz ich uniknąć, a jeżeli zdecydujesz się na rozwiązanie budżetowe, to miej świadomość, aby zabezpieczyć się na wypadek awarii.

Najważniejsze właściwości pompy. Na co zwrócić uwagę w tym przykładzie ?

Wymogi bezpieczeństwa

Taka konfiguracja parametrów i właściwości cieczy sprawia, że pompa musi posiadać certyfikat ATEX, co wyklucza część urządzeń dostępnych na rynku.

Utrzymanie temperatury

Należy wybrać pompę, która poprzez grzałki lub płaszcze grzewcze (wodne lub parowe) utrzyma właściwą i stałą temperaturę cieczy, aby uniknąć zastygnięcia cieczy w pompie.

Samozasysająca ?

Czy instalacja zapewnia odpowiedni napływ grawitacyjny do pompy, czy pompa musi poradzić sobie z zassaniem cieczy ze zbiornika umieszczonego poniżej poziomu ?

Z uszczelnieniem czy bez ?

Różnorodność konstrukcji pozwala na zastosowanie wielu rozwiązań od prostych uszczelnień mechanicznych z systemem wspomagania lub bez, ale są również pompy magnetyczne.

Certyfikaty bezpieczeństwa

Wykluczone konstrukcje:

Większość pomp ma konstrukcje, które uzyskały certyfikat dopuszczający do pracy w strefie zagrożenia wybuchem. Jednak ze względu na walory użytkowe w omawianym przykładzie nie zalecam ich użycia, do tej grupy należą pompy: śrubowe, perystaltyczne, z elastycznym wirnikiem. Są to pompy, które w dłuższej perspektywie czasu mogą okazać się drogie w eksploatacji, chociaż ich koszty zakupu mogą wydawać się atrakcyjne.

Uzasadnienie:

Organy robocze zużywają się wraz z postępem czasu, a fragmenty elementów roboczych mogą dostać się do produktu pompowanej cieczy. Jest to szczególnie ważne w instalacjach procesów głównych, gdzie nagłe zatrzymanie z powodu naturalnego zużycia organów roboczych jest niedopuszczalne.

Płaszcz grzewczy

Utrzymanie pożądanej temperatury poprzez płaszcz grzewczy jest ważnym elementem z punktu widzenia całego procesu produkcyjnego. Najczęstszym przypadkiem jest długi czas rozgrzewania pompy, lub niedostateczne rozgrzanie wszystkich przestrzeni wewnątrz pompy. Na poniższym przykładzie pompy wirowej widać jak konstrukcja pompy wpływa na zdolność do rozgrzania i utrzymania temperatury.

Na tym etapie również możemy wykluczyć takie konstrukcje jak: pompy perystaltyczne, pompy z elastycznym wirnikiem, pompy wirowe, pompy membranowe. Wykluczone pompy albo nie posiadają płaszczy grzewczych, albo ich użycie jest nieefektywne i problematyczne.

Celem obrazka jest pokazanie prawidłowego płaszcza grzewczego w pompie przemysłowej.
Prawidłowa konstrukcja płaszcza grzewczego

Porównanie płaszczy grzewczych w pompie wirowej.

  • Czerwony kolor wskazuje na obecność cieczy ogrzewającej pompę. W dobrze zaprojektowanej pompie płaszcz grzewczy rozprowadza temperaturę na całej powierzchni korpusu, co wpływa na szybszą wymianę cieplną i lepszą stabilizację.
  • Niebieskie pola to pompowana ciecz znajdująca się w komorze pompy. Prawidłowo zaprojektowany płaszcz grzewczy, okrywa wszystkie strefy i sprawia, że nie występują strefy bez ogrzewania.
płaszcz grzewczy z niewystarczającą powierzchnią grzewczą
Przykład płaszcza grzewczego, który nie spełnia swojego zadania

NPSHa i NPSHr, czyli warunki napływu do pompy. Czy pompa samozasysająca wystarczy ?

ilustracja NPSH dla pompy samozasysającej

Parametr NPSHa dotyczy warunków napływu do pompy i jest związany ze średnicą instalacji, prędkością przepływu oraz parametrami pompowanej cieczy (lepkość, prężność par).

To czy pompa musi być samozasysająca czy nie, w wielu przypadkach wynika z warunków zabudowy pompy, ale w wielu przypadkach i napływ na pompę może być nie wystarczający, a pompa samozasysająca może być dodatkowym rozwiązaniem.

NPSH dla pompy pod napływem grawitacyjnym

Warunki napływu nigdy nie są stałe. Każda zmiana temperatury ma wpływ na lepkość cieczy. Ciekawym przypadkiem jest instalacja na zakładach chemicznych, gdzie rurociągi biegną często na zewnątrz. Na jednej z takich instalacji występował sezonowy problem z pompą. Po przeprowadzeniu wizji lokalnej i analizie problemu, okazało się że duży fragment instalacji narażony jest bezpośrednio na promienie słoneczne, które w warunkach słonecznego lata podgrzewają płynącą ciecz i destabilizują proces produkcyjny. Zamontowane dodatkowe osłony termiczne rozwiązały całkowicie problem.

Pompa wirowa magnetyczna w wykonaniu standardowym
MPK – standard

Z uszczelnieniem czy bez ?

Można mieć do tej sprawy dość seksualne podejście i powiedzieć sobie wprost. Na pewnym etapie, ważne jest żeby nie przeciekło. Jaki budżet, taka pompa. Ale są momenty w życiu firmy, kiedy podejmujesz decyzję i wiesz, że bez, jest po prostu przyjemniej. Zaczynasz zapominać, że jest taka pompa, która kiedyś miała uszczelnienie, najlepiej wargowe jak do czekolady. Zapominasz, bo dzisiaj jest tam pompa ze sprzęgłem magnetycznym, bez wycieków, z mniejszym zużyciem prądu, z wydłużonym czasem bez obsługowej pracy. Zgodzę się, że to rozwiązanie jest do pewnego rodzaju cieczy, ale warto to zweryfikować. Dzięki takiej analizie można się dowiedzieć czy mnie stać na posiadanie takiego urządzenia, albo czy mnie stać na to, żeby go nie posiadać.

inż. Marcin Ryszka

Potrzebujesz zrobić coś ze swoja pompą i nie wiesz od czego zacząć ?

Zacznij od darmowej analizy techniczno-finansowej. Zrobię ją dla Ciebie, za darmo.

Bezpłatna analiza techniczna

Która forma kontaktu jest dla Ciebie najwygodniejsza ?
Gotową wycenę wyślemy e-mailem, ale czasem pojawiają się dodatkowe pytania na które będziemy potrzebowali Twojej odpowiedzi.

Dane do kontaktu