揚程 48 m で 1,450 m3/h の循環水量があり、吸込フランジで使用できる NPSH は 3.6 m のみで、ほとんどの片吸込の選択は見積段階前に終了します。その任務に耐えられる機械は、通常、両吸込遠心ポンプです。1 つのケーシング、1 つのインペラ、2 つの吸込口と、同じ速度では単眼インペラでは匹敵できない吸込性能曲線を備えています。
このガイドは、その決定を承認する人々、つまり低吸入圧力でトリップし続けるユニットを交換するプラント エンジニア、新しい回路のサイジングを検討するプロジェクト チーム、注文されたものを引き継ぐメンテナンス リーダーを対象に書かれています。ここでは、設計が実際に何を変更するのか、エンドサクションポンプに対する損益分岐点はどこにあるのか、どの 5 つの入力がモデル番号を決定するのか、ポンプが最初に計画されているオーバーホールに達するかどうかを決定する材料と配管の選択について説明します。
What a Double Suction Centrifugal Pump Is
両吸込遠心ポンプは、インペラが単一のハブの両側から液体を取り込み、全体の流れを 2 つの等しい流れに分割し、ケーシング出口で再び合流する遠心ポンプです。
両吸込遠心ポンプ: 1 つのインペラ、共通の入口分岐から供給される 2 つの対向する吸込口、および吐出ノズルで合流した流れを収集するケーシングを備えた回転動力ポンプ。油圧的には、1 つのシャフトと 1 組のベアリングを共有する並列の 2 つの片吸込ポンプのように動作します。
この並行比較は設計ロジックであり、マーケティングラインではありません。各目は総流量の半分を処理するため、各目での入口速度は、同等の単吸込インペラが同じ負荷で発生する速度のおよそ半分になります。入口速度が低いということは、必要な NPSH が低いことを意味します。そのため、インペラを 2 倍にすると、薄い吸引マージンが問題にならなくなります。
トレードオフは実際のものであり、価格が公開される前の比較に含まれます。二重吸引ケーシングは大きくて重く、シャフト シールが 1 つではなく 2 つ付いており、分割ジョイントは機械加工され、ガスケットが付けられ、正しくトルク設定されている必要があります。 5 m3/h の搬送速度では、どれも正当化されません。連続 900 m3/h の冷却水ループの場合、追加のケーシング質量は吸引の信頼性だけで元が取れます。
分割ケースダブルサクション設計がアキシアル推力を打ち消す理由
二重吸引ポンプの軸方向の推力は自動的に相殺されます。これは、2 つのインペラの目が同じシャフト上に背中合わせに位置し、ローターの一方のシュラウドに作用する圧力がもう一方のシュラウドに作用する圧力によって反映されるためです。
片吸込ポンプでは、全吐出圧力がインペラの後部シュラウドを押し、サイズと揚程に応じて数百から数千ニュートンの力が発生します。その力はバランスホール、バランスドラム、または意図的に大きめのスラストベアリングで管理する必要があり、これらの各部品は独自の摩耗パターンと故障モードを引き起こします。対向アイでは、残留アキシアル荷重は片吸込みの数パーセントに低下し、ベアリングはラジアル荷重のみを負担します。これが、両吸込みローターが長年の連続使用でスムーズに動作する主な理由です。
Symmetric inlet flow is not a piping detail.一方の目にもう一方の目よりも強く送り込むと、ローターに再び軸方向の負荷がかかるため、吸引ジオメトリはポンプ仕様の外側ではなく内側に属します。
メンテナンスへのアクセスが 2 番目の構造上の利点です。古典的な二重吸入配置は、水平に分割されたベアリング間ケーシングで、API 610 では BB1 として分類されます。上半分が持ち上げられ、ローターが外に出ます。吸入配管と吐出配管は所定の位置にボルトで固定されたままです。フィールドサービスでは、エンドサクションラインで 8 ～ 12 時間かかるウェアリングやベアリングの交換が、分割ケースユニットでは 3 ～ 5 時間で完了することがよくあります。これは、後で何も切断したり再調整したりする必要がないためです。およそ 40 bar を超えると、同じ油圧設計が半径方向に分割されたベアリング間ケーシング BB2 に移行し、二重吸引インペラを維持しますが、それを圧力保持バレル内に包みます。
ダブル吸引とエンド吸引：デューティポイントの一致
デューティポイントで約 300 ～ 400 m3/h を超える場合、または利用可能な NPSH が約 5 m 未満に低下する場合は、通常、二重吸引ポンプの方がリスクが低い選択です。両方のしきい値を下回ると、通常、エンドサクションポンプの方が購入価格が安くなり、取り付けが容易になり、信頼性も同様になります。
ダブルサクション
- 単一のケーシングと単一のドライバーからの大流量
- 高流量では低い NPSH が必要なため、薄いマージンでも機能します
- No thrust balancing device to wear or plug
- 分割ケーシングにより、パイプを取り外さずにローターに素早くアクセスできます
- 2 seals to flush, monitor and replace
- 設置面積が大きくなり、ベースプレートが重くなり、購入価格が高くなります
エンドサクション
- 最適値は約 5 ～ 300 m3/h です。
- 多段バージョンは 1 つのケーシング内でヘッドを拡張します
- Compact, single seal, simple alignment
- NPSH required climbs quickly as flow rises
- Axial thrust must be balanced internally
- ローター作業の為、通常は配管を外す必要があります
| 基準 | ダブルサクション (BB1 or BB2) | エンドサクション (OH1 or OH2) |
| 快適なフローバンド | 1ケーシングあたり300～3,000m3/h | 5～400m3/h |
| ステージごとのヘッド | 15～150m | 20～120m、多段化するとさらに高くなります |
| 1,200 m3/h で NPSH が必要 | 通常4～6m | 通常6～9m |
| アキシャルスラストハンドリング | 対向する羽根車の目によりキャンセルされる | バランス穴またはバランスドラム |
| ケーシングジョイント | BB1 は水平、BB2 はラジアル | ラジアル |
| シャフトシール | Two | 1 つ |
| ローターアクセス | ケーシングのトップオフ、配管は接続されたまま | 配管が正常に接続されていない |
| ベストフィット | 高流量、薄い吸引マージン、連続使用 | 一般的な移送、低流量ループ、投与 |
1 つの二重吸引ステージが 2 極速度で供給できる速度を超えてヘッドが上昇する場合、通常は流量が維持され、代わりにステージごとにヘッドが追加されます。 ZA ラインなどのプロセスポンプは、吸引配置を変更せずにそのギャップを埋めます。
API 610 アプリケーション用の ZA 石油化学プロセス ポンプ API 610 プロセス ポンプ ラインは、清浄またはわずかに粒子を含む、高温または低温、中性または腐食性の液体用です。吸引配置を変えることなく高揚程の作業に対応します。 製品を見る→ スケールの最端では、7 m で 5,000 m3/h のような負荷は、二重吸引の問題ではまったくありません。これは軸流領域であり、別の油圧ファミリーがはるかに少ない設置電力で同じ仕事を行います。
FJX 軸流蒸発器循環ポンプ リン酸塩、塩、アルミナ、苛性ソーダ産業における蒸発器強制循環、晶析装置、および反応器向けの 300 ～ 12000 m3/h を処理する大容量の低揚程軸流ポンプ。 製品を見る→ 両吸込うず巻ポンプのモデルを決める5つの入力
5 つの入力によりモデル番号が決定されます: 負荷流量と揚程、NPSH が利用可能、流体特性、構造材料、および駆動データ。データシート内のその他すべては、これら 5 つの結果です。
- 業務フローとヘッド 定格点に、プラントが実際に動作する最大および最小の動作ケースを加えたものです。
- NPSHが利用可能 実際のシステムから計算され、定格点で少なくとも 0.5 m、最大流量で 1.0 m のマージンを持つテスト済みの NPSH 要求曲線と比較されます。
- 流体の性質 流体は水力学と冶金学の両方を決定するため、比重、粘度、温度、固形分含有量、塩化物レベルが含まれます。
- 構造材料 腐食代は通常、フロー図ではなく塩化物と固体のデータに従います。
- ドライブとインストールデータ モーターの速度、電圧、カップリングの種類、ベースプレート、回転をカバーしており、これらすべてが供給できるインペラートリムを制限します。
1,200 m3/h で必要な NPSH の目安、バーが短いほど優れています
コンセプトの比較のみを目的とした例示的なスクリーニング値。選択したモデルと速度のテスト済み曲線に対してすべての数値を確認します。
1 つのルールにより、選択が正確に保たれます。つまり、デューティ ポイントは、最高効率ポイントでの流量の 80% ～ 110% の間にある必要があります。そのバンドの左側を選択すると、誰も必要としないヘッドを購入でき、内部再循環とラジアル荷重でその代金を支払います。右に選択すると、キャビテーション、シャフトのたわみが発生し、シールの寿命が短くなります。
シール計画やケーシングのスタイルなどの周囲の決定については、工場ガイドを参照してください。 石油化学プロセスポンプの選択 隣接するステップを同じ順序で通過します。
寿命を決める材質と摩耗部品
化学サービスにおける二重吸引ポンプの故障のほとんどは、油圧によるものではなく、材料とクリアランスの故障です。インペラの形状が崩れることはほとんどありません。摩耗リングが開き、シールが摩耗し、間違った場所から腐食代が失われます。
- 304 および 316L ステンレス: きれいな水、低塩化物含有量、適度な温度。
- デュプレックス 2205 およびスーパー デュプレックス 2507: 塩化物含有水、海水、および分割接合部の強度が高くなります。
- CD4MCu: 腐食と摩耗が重なる研磨剤スラリー。
- ハステロイ グレードとチタン: 攻撃的な酸、塩化物、酸化媒体では、標準的なステンレスが早期に破損します。
- 2520 耐熱合金: 隙間の熱膨張に対応する必要がある高温媒体。
ウェアリングのクリアランスは、オーバーホールシートの中で最も測定しやすい項目です。 200 mm のウェア リングのクリアランスが 0.35 mm から 0.70 mm に開くと、デューティ ポイントでのヘッドの 3 ～ 6 パーセントの低下、マッチング効率の損失、および目に見えるベアリングの振動の増加が予想されます。これは油圧に関する決定ではなく、メンテナンス上の決定であり、検査のたびに記録する価値があります。
適合した材料と維持されたクリアランスを備えた二重吸引ポンプは、上水サービスにおける大規模なオーバーホールの合間に 8 ～ 12 年間定期的に稼働します。比類のない合金を使用した同じケーシングを塩素水に入れた場合、2 年以内に故障する可能性があります。
江蘇華宇化工新材料有限公司は、江蘇省の京江から華寧ポンプ製品群を製造しており、幅広い化学ポンプカタログとともにこれらの材料オプションを搭載した S/SH 二重吸引ラインを製造しています。
S SH 石油化学プロセス用両吸込ポンプ ダブルサクション pump listed under petrochemical process pumps; suction piping layout determines whether its hydraulic advantage survives commissioning. 製品を見る→ ダブルサクションの利点を守る吸入配管ルール
吸入配管の配置によって、二重吸入の利点が試運転後に存続するかどうかが決まります。
- 流れが均一に到達するように、吸込フランジの上流でパイプ直径 5 ～ 10 の直線を維持します。
- 短半径エルボをフランジに直接ボルトで固定しないでください。 2 つのアイは不均等な流れを受け、ローターには軸方向の負荷がかかります。
- 1 つのヘッダーから両目に供給する必要がある場合は、対称ツイン入口配置を使用し、分岐の長さが一致していることを確認してください。
- 吸込配管と吐出配管を独立して支持しているため、継手トルク時に配管のひずみがケーシングに伝わりません。
- 配管を接続した後、低温および動作温度の両方でカップリングの位置を再確認してください。
- ISO 10816-3 に基づく新しい機械のゾーン A と B の境界である定格点でベアリングの振動を 2.8 mm/s rms 以下に抑えます。
一般的なカタログ プロットではなく、テストされた曲線上の予測デューティ ポイントを尋ね、保証された NPSH の必要な数値には許容誤差があると主張します。実際のデューティ、流体データ、システム NPSH を送信します。 工場 設置後の吸引問題の修正にはポンプ本体よりもはるかに高額な費用がかかるため、ご注文前に選択をご確認ください。
FAQ：両吸込渦巻ポンプの選定
二重吸引に関するほぼすべての問い合わせで以下の 4 つの質問が出されます。通常、その答えによって価格が議論される前に仕様が決まります。
実際の動作速度でテストされた曲線を選択し、カタログ値はスクリーニング値としてのみ扱います。
二重吸引ポンプには追加費用を払う価値がありますか?
購入価格ではなく、設置コストの合計を比較してください。およそ 300 ～ 400 m3/h を超えると、2 台の並列エンドサクションポンプに加えて追加の配管、バルブ、ベースプレート、および制御機器を追加すると、通常、ダブルサクションユニット 1 台よりも費用がかかり、メンテナンスにも 2 倍の手間がかかります。 300 m3/h 未満では、通常、価格と設置面積の両方でエンドサクションポンプが勝ちます。
どの NPSH マージンを指定すればよいですか?
定格点で必要な NPSH より少なくとも 0.5 m、最大動作流量で少なくとも 1.0 m のマージンを指定してください。マージンは、別のインペラトリムで測定されたカタログの性能ラインに対してではなく、テストされた曲線上のポンプの中心線でチェックする必要があります。
両吸込ポンプは固形物を含む流体にも対応できますか?
はい、制限内です。二重吸引ケーシングには、硬化処理または CD4MCu 摩耗リングと、軽いスラリー負荷用のセミオープン インペラを取り付けることができます。また、NPSH ペナルティを許容できるため、汚れた冷却水に対しては依然として優れた解決策です。固形分が重量で約 5 パーセントを超える場合は、専用のスラリー ポンプが適切な機械です。
両吸込ポンプBB1とBB2の違いは何ですか？
BB1 は軸方向に分割されたベアリング間ケーシングであるため、配管を所定の位置に置いた状態で上半分を持ち上げてローターにアクセスでき、約 40 bar までのほとんどのプロセス負荷をカバーします。 BB2 は、半径方向に分割されたベアリング間ケーシングで、通常はバレル タイプで、高圧用であり、ケーシングの接合部がシールのリスクを負ってはなりません。どちらもダブルサクションインペラを保持しており、どちらも同じ方法で軸方向推力をキャンセルします。
