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원심 펌프 작동 중 배출 밸브를 닫아 두면 어떤 문제가 발생할 수 있습니까?

 

배출 밸브를 닫아 두십시오.원심 펌프이 작업에는 여러 가지 기술적 위험이 따릅니다.

원심 펌프

통제되지 않는 에너지 변환 및 열역학적 불균형

  1. 1.1 매체 온도 서지의 폐쇄 조건에서는 거의 모든 입력 에너지가 열에너지로 변환됩니다. 매체가 열을 흡수하지 못하여 펌프 챔버의 온도가 급격히 상승합니다. 연속 작동은 매체의 기화를 유도하여 밀봉재의 탄화를 가속화합니다.

1.2 씰 시스템 고장 고온 및 매체의 증발 환경에서 매체의 윤활 및 냉각에 의존하는 기계적 씰은 과열 고장으로 이어집니다. 기계적 씰에 건조 마찰이 발생하고 씰 표면이 타버립니다.

비정상적인 기계적 스트레스

  1. 2.1 축력 초과 폐쇄 밸브의 축력은 일반적으로 정상 작동 조건의 1.5~5배이며, 추력 베어링 하중이 베어링 한계에 도달하거나 초과하여 베어링 케이지의 파편화 또는 케이지 변형을 초래할 수 있습니다.

2.2 진동 및 피로 손상 고온으로 인한 열팽창 차이로 인해 열 변형 또는 열 응력이 발생하고 임펠러와 펌프 하우징 사이에 비정상적인 간극이 생기고 유압 부하의 불균형이 영향을 미쳐 로터의 동적 균형이 손상되고 진동이 증가하며 부품이 피로 손상됩니다.

원심 펌프

캐비테이션 및 재료 손상

 3.1 NPSH 허용치 역매체 증발 [장치의 캐비테이션 허용치(NPSHa)를 펌프의 필요 NPSHr보다 낮게 설정]로 인해 기포가 형성되고 기포 붕괴로 인해 발생하는 충격파가 690MPa에 달할 수 있으며 임펠러 러너의 피팅 및 벌집형 박리 현상이 발생할 수 있습니다.

3.2 금속 조직 열화 오스테나이트계 스테인리스강 임펠러의 경우, 국부적인 고온에서 예민화가 발생하여 입계 부식 속도가 증가하고 인장 강도가 감소할 수 있습니다. 탄소강 임펠러의 경우, 고온 산화 및 탈탄과 같은 고온 문제가 더 심각하여 표면 강도 및 일반 재질이 저하됩니다. 황, 인과 같은 불순물이 함유된 경우, 고온에서 입계에 편석되기 쉬워 열취성을 유발하고 운전 중 균열이 발생하기 쉽습니다. 탄소강은 장기간 고온에서 내크리프성이 낮고, 국부적인 고온이 크리프 변형을 가속화하여 결국 임펠러 파괴 또는 피로 파괴로 이어질 수 있습니다.

시스템 보안 및 경제적 위험

 4.1 압력베어링쉘의 압력이 한계를 초과하고 폐쇄밸브 작동으로 펌프의 출구압력이 정격압력의 120~150%에 도달하여 안전밸브의 설정압력을 돌파할 위험이 있으며, 이로 인해 압력방출이 발생하거나 파이프라인 용접부의 균열이 발생할 수 있음

4.2 에너지 소비 및 유지 보수 비용 급증 밸브 정지 운전은 원심 펌프의 "킬러 조건"으로, 단기적으로 에너지 소비를 크게 증가시키고, 장기적으로 운전하면 장비에 악성 손상을 초래하여 종합 유지 보수 비용이 3~10배까지 증가할 수 있습니다.

특수미디어 작업환경 악화

휘발성 매체(예: LPG)의 경우 닫힌 밸브를 작동하면 액상의 증발이 가속화되고, 펌프 챔버 내의 기체-액체 2상 흐름으로 인해 급격한 흐름 변화가 발생하여 축 방향 힘의 주기적 진동이 발생하고 구성 요소의 마모가 가속화됩니다.

산업 경험 및 표준 요구 사항

6.1 업계 경험 실제 엔지니어링 적용 경험에 따르면 원심 펌프 밸브의 작동 시간은 2분을 초과해서는 안 되며, 일반적으로 1분으로 제한됩니다. 출구 밸브가 닫히고 작동 시간이 초과될 때 자동으로 정지 보호 프로그램이 작동하도록 인터록 제어 시스템을 설치하는 것이 좋습니다.

6.2 표준 사양은 API 610 12th Edition 표준에서 일부 고에너지 일체형 기어 펌프 또는 다단 펌프의 출구 밸브가 닫혔을 때 온도가 급격히 상승하여 밸브가 닫힌 상태에서 테스트가 불가능하거나 안전하지 않다고 명시하도록 요구합니다. 온도 상승은 전력 밀도와 밀접한 관련이 있습니다. 전력 밀도(PD)는 다음과 같이 근사할 수 있습니다.

원심 펌프

P 정격: 물이 hp(또는 MW) 단위일 때의 단계당 전력 정격

D imp: 정격 임펠러 직경(인치 또는 m)

D 노즐: 공칭 출구 플랜지 직경(인치 또는 m). 양흡입 단단 펌프의 경우, D 노즐은 입구 플랜지 직경입니다.

PD에 대한 일반적인 임계값은 0.286 hp/in.3(13 MW/m3)이며, 이를 초과하는 임계값에서는 성능 테스트 중에 배출 밸브를 닫은 채로 펌프를 작동시키지 않는 것이 좋습니다.


게시 시간: 2025년 6월 4일