横型遠心ポンプと縦型遠心ポンプ: 主な違いと選択ガイド

2 人のエンジニアが同じプロセス仕様、つまり水深 20m で 30% 硫酸 120 m3/h の化学プラントに立っています。 1 つは床ベースプレート上の水平ポンプを持って戻ります。もう 1 つは、タンク内に吊り下げられた垂直ポンプを指定します。どちらも液体を移動させますが、設置面積、起動の信頼性、メンテナンスコストは大きく異なります。水平遠心ポンプと垂直遠心ポンプの違いは、個人の好みの問題ではありません。プラントの床面積をどのように使用し、キャビテーションを回避し、将来の修理費用をどのように支払うかによって決定されます。

最も基本的なレベルでは、 縦型水中ポンプ 水平ポンプはスキッドにボルトで固定されていますが、ピットに落とすことができます。この単純な幾何学的選択は、ポンプの正味吸引ヘッド (NPSH)、シール構成、および保守のためにポンプを開く方法に影響します。

横型渦巻ポンプと縦型渦巻ポンプの構造の違い

シャフト軸から始めます。水平遠心ポンプは、地面と平行なシャフトと、ベースプレートで支持された渦巻きケーシング内に設置されたインペラを備えています。液体は片側の吸引ノズルから入り、上部の排出ノズルから出ます。立型遠心ポンプはシャフトが地面に対して垂直になっています。多くの設計では、インペラと下部ベアリング セットは液体に浸されますが、モーターは取り付けフランジの上に留まります。

IH用単段片吸込耐食渦巻ポンプ ISO2858 に準拠して設計されたこの横型ポンプは、固形物を含まない腐食性液体 (最大 105°C) を処理します。その幅広い仕様範囲と効率により、化学および石油化学サービスに最適です。 製品を見る→

この向きだけでポンプの始動方法が決まります。工業用の横型ポンプは通常、始動前にケーシングから空気を排出するための満水吸引または呼び水システムを必要とします。水中インペラを備えた垂直ポンプは、モーターの始動時に液体がすでにインペラの周囲に存在しているため、設計上自吸式です。吸引条件の悪い搬送サービスでは、その違いが決定的な要因となることがよくあります。

設置面積と床面積

床面積が不足している場合は、性能曲線を見る前に垂直ポンプが優先されます。横型ポンプには、ベースプレートの拡張領域、吸入配管を直進させるためのスペース、および整備士がベアリング ハウジングを揺動させるための側面のスペースが必要です。垂直ポンプはタンクのリップまたはサポートブラケットに直接吊り下げられるため、床の設置面積がまったく追加されません。

FY 腐食性液体用立型長軸水中ポンプ この垂直型水中ポンプは床面積を節約し、既存のサンプへの設置を簡素化します。 ISO2858 および ISO5199 に準拠し、-20°C ～ 180°C の温度に対応し、研磨固体を含まない腐食性媒体に適しています。 製品を見る→

当社の経験では、既存の堤防ベイで水平ポンプを垂直長軸ポンプに置き換えることで、ポンプセルの床面積の 60% を解放できます。この面積は、多くの場合、投与スキッドや二次格納容器を同じ筐体内に移動させるのに十分です。

垂直ポンプにはコストがかかります。回転要素を引っ張るために取り付けフランジの上にクリアランスが必要であり、ホイストにはより高い吊り上げアイが必要になることがよくあります。天井が低い屋内ポンプ室の場合、頭上高さが制約となる場合があります。

横型ポンプと縦型ポンプの NPSH と油圧性能

水平ポンプは、吸引供給がポンプの中心線より上にある場合には信頼性がありますが、液体源がポンプよりも下にある場合はキャビテーションの影響を受けやすくなります。吸引揚力が 1 メートルごとに、水のような液体の場合、利用可能な NPSH が約 10 kPa 減少します。垂直ポンプは、インペラを浸漬状態に保つことでその損失を排除します。これは、利用可能な NPSH がポンプの高さではなく液面圧力から始まることを意味します。

効率とキャビテーション性能を強化したCZ横型ケミカルポンプ DIN 24256 および ISO2858 に準拠したこの横型ポンプは、IH モデルよりも効率と NPSH が向上しています。幅広い温度範囲で清浄な液体またはわずかに汚染された液体を処理できるため、化学プロセスに多用途に使用できます。 製品を見る→

高温または揮発性の化学物質の場合、この違いは重要です。 60℃～80℃の硫酸サービスを検討してください。サンプ床の水平ポンプでは、NPSH を満たすためだけに大きなドロップ パイプとプレプライム容器が必要になる場合があります。同じサンプ内の垂直ポンプでは、吸込み側がすでに正になっているため、多くの場合、より小型のモーターを使用できます。

メンテナンスとライフサイクルコストの比較

メンテナンスアクセスは、水平ポンプが反撃する場所です。横型ポンプのシャフト、ベアリング、メカニカルシールはすべて側面と上部からアクセスできます。技術者は、フルハイトホイストを装備しなくても、ベアリングエンドカバーを取り外し、シャフトを引っ張ってシールを検査できます。垂直ロングシャフトポンプは通常、回転要素全体をタンクから持ち上げる必要があり、これは取り付けプレートのボルトを外し、専用のクレーンまたはウインチを使用することを意味します。

シールの配置も異なります。垂直ポンプのメカニカル シールはシャフトの上部近くに配置されており、下部ベアリング ハウジングに埋め込まれた水平ポンプのシールよりも攻撃的な環境に置かれません。これにより、ポンプが空運転していない限り、シールの寿命を大幅に延ばすことができます。

横型渦巻ポンプと縦型渦巻ポンプの選び方

注文する前に短い選択表を使用してください。ポンプの方向を現場の制約とプロセス化学に合わせてください。

新しい化学プラントの場合、実際的なアプローチは、地上移送サービス用の水平ポンプとサンプ、ピット、および低レベル貯蔵用の垂直ポンプを候補リストに挙げることです。タンクがすでに地上にあり、オペレーターがシールに素早くアクセスする必要がある場合は、水平ポンプを購入してください。堤防内にいるとき、腐食性化学物質を扱っているとき、またはすべての平方メートルの床を利用可能な状態に保ちたいときは、垂直ポンプを購入してください。

よくある質問

垂直遠心ポンプは水平ポンプの代わりに使用できますか?

いいえ、垂直ポンプは通常、頭上タンクからの吸入圧力が非常に低い大流量の大口径移送ラインには対応できず、メンテナンスのためにより多くのヘッドルームが必要になる場合があります。多くの地上の大流量サービスでは、水平ポンプが依然として標準です。

腐食性薬品にはどのタイプのポンプが適していますか?

垂直ポンプは、ケーシングを水中に浸したままにすることができ、蒸気相の攻撃を軽減できるため、腐食性の高い流体に適しています。ただし、接液部は媒体に適合する必要があり、フッ素樹脂でライニングされた横型ポンプも優れた選択肢となります。

横型遠心ポンプは維持費が安くなりますか?

整備士は回転要素全体を持ち上げずにコンポーネントに到達できるため、標準のベアリングとシールへのアクセスは通常「はい」です。垂直ポンプにはクレーンやホイストが必要になることが多く、修理ごとに人件費がかかる場合があります。

なぜ立型ポンプは呼び水なしで始動するのでしょうか?

羽根車はすでに液中に浸かっていますので、吸込管から液を吸い上げる必要がありません。ポンプは摩擦を克服し、吐出口を通して液体を持ち上げるだけで済みます。