Vertikale Turbinenpumpen abdichten und ihre Wellen stützen
Vertikale Turbinenpumpen (VTPs) werden in zahlreichen Branchen eingesetzt, darunter Energieerzeugung, Zellstoff und Papier, Bergbau sowie Wasser und Abwasser. Die Schächte dieser Pumpen erstrecken sich viele Fuß unter der Erde, manchmal bis zu 2.000 Fuß tief.
Aus diesem Grund und den oft rauen und abgelegenen Bedingungen, unter denen sie arbeiten, müssen diese Pumpen zuverlässig sein. Damit sie zuverlässig funktionieren, müssen die darin verbauten Buchsen und Dichtungstechnik lange Zeit überdauern.
Der ordnungsgemäße VTP-Betrieb und die Lebensdauer der Gleitringdichtung hängen von mehreren Parametern ab:
Auswahl der richtigen Gleitringdichtung
Stellen Sie sicher, dass diese langen Wellen gestützt werden und jede Bewegung begrenzt ist
Halten Sie die Dichtung kühl und sauber
BILD 1: Ein VTP mit Wellenbuchsen in Gelb und Schalenbuchsen in Blau (Bilder mit freundlicher Genehmigung von SEPCO)
Die Auswahl der richtigen Buchsen und Gleitringdichtungen trägt dazu bei, die Lebensdauer der Pumpe zu verlängern und kostspielige Reparaturen zu vermeiden.
In diesem Artikel werden die Betriebs- und Wartungsherausforderungen von VTPs untersucht und wie Benutzer sie mit einer Kombination von Technologien für eine längere Pumpenlebensdauer lösen können.
Wartungsherausforderungen
Der Betrieb beginnt oft unter Trockenlaufbedingungen, die herkömmliche Buchsen und Dichtungen möglicherweise überhitzen und beschädigen. Es besteht Bedarf an Anlagen, die diesem kurzlebigen, aber harten Betrieb standhalten. Außerdem können Schmutz, Steine und andere Trümmer mit dem Wasser angehoben werden. Dies führt zu Verschleiß und Schäden an der Welle und/oder der Buchse, wenn das Buchsenmaterial unwirksam ist.
Ein weiteres Problem ist die Wellendurchbiegung oder „die Biegung einer Pumpenwelle, die auftritt, wenn die Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die von einem Laufrad gedrückt wird, nicht an allen Punkten um das Laufrad herum gleich ist.“1 Diese Durchbiegung verursacht einen vorzeitigen Verschleiß der Packung oder der Gleitringdichtung. Es führt auch zu einem Lecken von Spülwasser und zu Schwierigkeiten bei der Steuerung des Spülwasserverbrauchs.
Eine Lösung zur Wellenlagerung: Selbstschmierende, verschleißfeste Buchsen
Wellendurchbiegung, beschädigte Buchsen und beschädigte Dichtungen sind Probleme beim Einsatz von VTPs. Der erste Schritt für einen zuverlässigen Betrieb ist die Stabilisierung der Welle mit Buchsen. Einige Buchsen können Wellen stabilisieren in:
freitragende Wellenkonstruktionen
lange Wellen mit wenig Unterstützung (wie in VTPs)
Wellen mit übermäßigem Rundlauf, die zu vorzeitigem Versagen der Gleitringdichtung und Packung führen
BILD 2: Zuverlässige Buchsen sind selbstgeschmiert und können sogar unter Trockenlaufbedingungen betrieben werden.Buchsen müssen über die gesamte Länge einer VTP-Welle verwendet werden. In Bild 1 sind die Wellenbuchsen gelb dargestellt; Die Schalenbuchsen sind blau. Beide Arten von Buchsen minimieren die Wellendurchbiegung.
BILD 3: Standardtest der American Society for Testing and Materials (ASTM) unter Trockenlaufbedingungen ohne Schmierung.
Mit zuverlässigen, selbstschmierenden Buchsen (Bild 2) wird der Verschleiß sogar beim Anfahren und im Trockenlauf reduziert. Endbenutzer sollten nach Buchsen suchen, die sich als wirksam erwiesen haben und idealerweise unabhängige Tests erhalten haben und die in Bild 3 gezeigten Parameter erfüllen.
Dichtungsherausforderungen
Dichtungsherausforderungen gehen Hand in Hand mit Wartungsherausforderungen. Schmutz, Sand und Steine werden mit der Flüssigkeit in die Dichtungskammer/Stopfbuchse gelangen. Um Schäden an der Dichtung zu mindern, ist eine ordnungsgemäße Spülung und Kühlung erforderlich. In vielen VTP-Anwendungen kann sauberes Wasser das beste Schmiermittel sein. Endbenutzer und Wartungsfachleute sollten sich jedoch an den Dichtungshersteller wenden.
Gleitringdichtungen für VTPs
Bei der Auswahl einer Gleitringdichtung müssen folgende Betriebsparameter berücksichtigt werden:
Druck
Temperatur
Wellengeschwindigkeit
pH-Wert des gepumpten Materials
Ideal für VTPs ist eine Patronendichtung mit großem Radialspiel. Eine komplett in sich geschlossene, vormontierte und vor dem Versand voreingestellte Patronendichtung vereinfacht die Installation. Diese Merkmale unterstützen auch schnelle und einfache Laufradeinstellungen, die die korrekte axiale Einstellung der Dichtung nicht beeinträchtigen.
Die Lebensdauer der Dichtung hängt von der Auswahl der effektivsten Konstruktionsmaterialien und ihrer Betriebsumgebung ab. Diese Umgebung beinhaltet, wie sauber die Dichtungskammer/Stopfbüchse ist und wie kühl die Flächen sind.
Bei einer an einem VTP installierten Dichtung beseitigt eine belüftete Stopfbuchse Lufteinschlüsse und verbessert die Kühleffizienz. Bearbeitete Stopfbuchsen bieten überlegene Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit und können an ihre Passform angepasst werden
die Ausrüstung.
BILD 4: Diese Siegel sind beide für VTPs. Eine Gleitringdichtung für VTPs muss an die Parameter jeder Anwendung angepasst werden. Linkes Siegel, von vorne gesehen; rechtes Siegel, von hinten gesehen.