Algunos artículos de reflexión sobre cuestiones a las que se debe prestar atención en el diseño de bombas de agua

Algunos artículos de reflexión sobre cuestiones a las que se debe prestar atención en el diseño de bombas de agua

Las bombas de agua ocupan una posición importante en la producción industrial moderna, pero durante su uso, varios problemas afectarán su funcionamiento normal. operación. Este artículo comienza con los requisitos y la determinación del tamaño de las tuberías de succión de agua, el método de instalación de las tuberías de agua, la selección de los materiales de las tuberías de succión de agua y los métodos de desviación de agua, el tipo, método de tendido y método de soporte de las tuberías de agua a presión, y el diseño de Se discuten los requisitos sobre los métodos de soporte de tuberías para el diseño de pilares y contrafuertes de lastre y se analiza brevemente el cálculo del golpe de ariete y la protección de las bombas de agua, para mejorar aún más el nivel de diseño de las bombas de agua en mi país.

1 Factores que afectan la eficiencia operativa de la bomba

1.1 Selección de bombas

Durante el funcionamiento de la estación de bombeo, el La eficiencia operativa es igual al producto de la eficiencia hidráulica, la eficiencia volumétrica de la bomba y la eficiencia mecánica. Por lo tanto, la eficiencia operativa de la bomba de agua determina la eficiencia operativa de toda la estación de bombeo. Si la calidad de la bomba de agua seleccionada no está calificada al comienzo del diseño, empeorará la cavitación del impulsor de la bomba de agua. Si el espacio entre el anillo de sellado de la bomba de agua es demasiado grande o demasiado pequeño durante la fabricación, el problema. Se reducirá la eficiencia de trabajo y la vida útil de la bomba de agua.

1.2 Vibración de las palas de las bombas de agua

Las palas de las bombas de agua son generalmente palas de una sola etapa. Para mejorar mejor las características de funcionamiento de la bomba, el diámetro de la parte del rotor. de la bomba es generalmente más larga que es mucho más pequeña que el diámetro de las palas del impulsor de la bomba, lo que hace que la masa desequilibrada y el momento de inercia generado por el ventilador de frecuencia variable se concentren en las palas del impulsor. Por lo tanto, durante el diseño, las palas del impulsor se diseñan generalmente para que tengan una estructura simétrica. Sin embargo, debido al error de fabricación de las palas, generalmente es difícil que las palas del impulsor sean completamente simétricas. Además, a veces la bomba tiene que funcionar a alta velocidad, lo que provocará un enorme momento de inercia. El momento de inercia transmitido a las palas y al cigüeñal provocará una vibración excesiva del ventilador de frecuencia variable.

1.3 Falta de lubricación en el interior de la bomba

Las características de funcionamiento de la bomba hacen que el trabajo de la bomba no quede completamente fijo, y solo se utiliza un cigüeñal para minimizar la carga en La bomba. El diseño de la máquina es inestable y este desnivel puede provocar una pérdida de energía. Durante el funcionamiento prolongado de la maquinaria giratoria dentro de la bomba, la falta de lubricación provocará una fricción severa entre la maquinaria giratoria. Esta fricción no solo daña el equipo mecánico, sino que también reduce en gran medida la eficiencia de la bomba de agua.

2 Requisitos de diseño para tuberías de succión de agua

2.1 Selección del material de la tubería

Los materiales de las tuberías de succión de agua deben tener buenas propiedades de sellado de aire, fuerte resistencia a la corrosión, seguridad y confiabilidad. , etc., por lo que se debe considerar su rendimiento integral al seleccionar materiales de tuberías absorbentes de agua. Las tuberías de acero inoxidable tienen las ventajas de alta resistencia mecánica, paredes delgadas, gravedad específica pequeña y baja pérdida de presión. Además, son fáciles de instalar, reparar y reemplazar, por lo que se utilizan ampliamente en proyectos de estaciones de bombeo. Sin embargo, la vida útil de las tuberías de acero inoxidable es generalmente de sólo 20 a 30 años. Cuando la vida útil de las tuberías está a punto de expirar, deben ser reemplazadas y reparadas a tiempo. Las tuberías de caucho también son materiales de tuberías de absorción de agua de uso común. Las tuberías de absorción de agua de estaciones de bombeo permanentes o a largo plazo utilizan principalmente tuberías de acero inoxidable, mientras que las estaciones de bombeo temporales generalmente utilizan tuberías de goma.

2.2 Requisitos para tuberías de entrada de agua

(1) No acumulación de gas. El principio de funcionamiento de la tubería de succión de agua es formar un efecto de absorción de agua basado en la diferencia de presión (grado de vacío) dentro y fuera de la tubería de agua cuando la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la tubería de succión de la bomba de agua se reduce a un. cierto nivel, los gases disueltos en el agua continuarán separándose debido al pequeño vacío que sale de la tubería. Si el impacto de este factor en la tubería no se considera cuidadosamente durante el diseño, se producirá acumulación de aire en una determinada sección de la tubería de absorción de agua, formando una bolsa de aire, afectando así la absorción normal de agua de la tubería.

(2) Sin fugas de aire. La tubería de succión depende de la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la tubería de agua para hacer circular el agua. Una vez que se produce una fuga de aire en la tubería de succión, provocará una gran pérdida de presión en la tubería de agua, provocando fallas graves en el funcionamiento normal. de la bomba de agua. Al mismo tiempo, se produce una fuga de aire en la tubería de agua, el agua de la tubería sale y el aire exterior ingresa a la tubería de agua, la salida de agua de la bomba de agua se reducirá y es posible que la bomba de agua ni siquiera pueda succionar. agua. Generalmente, las tuberías de succión de agua utilizan tuberías de acero con interfaces soldables y de alta resistencia. Las tuberías de acero enterradas profundamente en el suelo deben recubrirse con revestimientos anticorrosión.

(3) No inhalar.

Si la entrada de agua de la tubería de succión no se sumerge lo suficientemente profundo, se generará un gran vórtice en la entrada de la tubería de succión y el vórtice traerá una gran cantidad de aire a la tubería de succión. En casos severos, afectará. la absorción de agua normal de la bomba de agua. Para evitar vórtices en la superficie del agua del pozo de succión (edificio) y reducir la cantidad de aire que ingresa al puerto de succión, la profundidad de inmersión de la tubería de succión en el nivel más bajo del agua debe ser superior a 0,6 m. Si las condiciones ambientales no cumplen con la profundidad mínima de inmersión, la cantidad de aire entrante se puede reducir instalando una partición horizontal al final de la entrada del tubo de succión.

2.3 Selección del método de desviación de agua

(1) Cuando la estación de bombeo está cerca de la fuente de agua, el contenido de sedimentos de la fuente de agua es bajo y el rango de cambio del nivel del agua es de la fuente de agua básicamente no cambia. Al mismo tiempo, la estación de bombeo Cuando el flujo de desvío de agua de la estación no es grande, se puede utilizar el método de desvío de agua por tubería. Cuando la pendiente del banco de la fuente de agua es suave, se utiliza el método de desviación de agua con tubería de varilla inclinada; cuando la pendiente del banco de la fuente de agua es pronunciada, se utiliza el método de desviación de agua con tubería recta.

(2) Cuando la estación de bombeo está cerca de la fuente de agua, el contenido de arena de la fuente de agua es grande y la pendiente del banco de la fuente de agua es pronunciada, se puede utilizar el método de desviación de agua de alcantarilla para la toma de agua. operaciones.

(3) Cuando la pendiente del banco es suave y los edificios de toma de agua, como las estaciones de bombeo, están lejos de la fuente de agua, el agua se puede extraer a través de canales excavados. La excavación de canales puede acortar la longitud de uso de las tuberías de presión y mejorar los beneficios económicos del proyecto.

　2.4 Selección de formas de conexión de tuberías a pared.

(1) Conexión flexible. La instalación flexible es mejorar la flexibilidad de la instalación. Para las estaciones de bombeo donde la bomba de agua y la máquina eléctrica están por encima del nivel de inundación calibrado, para reducir el impacto del estrés por impacto y el estrés por temperatura, generalmente se usan conexiones flexibles para conectar las tuberías de la pared. Esto garantiza que los tubos pasamuros instalados puedan expandirse y contraerse libremente y resistir eficazmente cargas de impacto y tensiones térmicas.

(2) Conexión rígida. Al conectar tuberías, se deben considerar plenamente las similitudes y diferencias entre las conexiones roscadas y las conexiones bridadas. La conexión roscada es relativamente simple. Se puede lograr un mejor efecto de sellado conectando a través de roscas de tubería y sellando con cinta de materia prima. Al realizar conexiones de roscas de tuberías, es necesario comprobar la estanqueidad de las roscas. Al apretar previamente con la mano, asegúrese de que las roscas de las tuberías tengan cierto movimiento después de apretarlas. Cuando utilice una llave ajustable para un ajuste secundario, preste atención a la fuerza de preapriete y evite dañar las roscas debido a un ajuste excesivo. Si las condiciones lo permiten, se puede utilizar una llave dinamométrica para apretar y garantizar que la fuerza de preapriete cumpla con los requisitos. Las cintas de linaza y materias primas expuestas deben retirarse después de las conexiones roscadas, y las tuberías propensas a la corrosión deben tratarse con tratamientos anticorrosivos.

3 Requisitos de diseño para tuberías de agua a presión

La tubería de agua a presión se refiere a la tubería de salida entre la bomba de agua y el edificio de almacenamiento de agua. Esta parte de la tubería es un factor importante en. asegurando el funcionamiento normal de la bomba de agua. Las tuberías de agua a presión de las estaciones de bombeo presurizadas y las estaciones de bombeo de riego de gran elevación generalmente exceden el rango de las tuberías de agua normales, lo que hace que las tuberías de agua a presión representen una gran proporción del costo total de inversión de la estación de bombeo. Para el funcionamiento normal de la estación de bombeo, la longitud y el diámetro de la tubería de agua a presión tienen un gran impacto en el sistema. En particular, la presión del golpe de ariete en la tubería de agua puede incluso tener un impacto fatal en la estación de bombeo. Fortalecimiento de la gran elevación El diseño de tuberías de agua a presión en estaciones de bombeo y estaciones de bombeo presurizadas es muy necesario.

3.1 Requisitos para tuberías de agua a presión

(1) Garantizar la resistencia de la tubería en sí y sus juntas, y garantizar un rendimiento de sellado confiable

(2) Asegurar la presión El consumo de energía y la inversión causada por la tubería son mínimos

(3) Asegurar la estabilidad de la tubería de agua a presión durante el funcionamiento normal de la estación de bombeo

(4; ) Durante el proceso de llenado o vaciado de la tubería para garantizar que el medio pueda entrar y salir libremente de la tubería de agua a presión

(5) Garantizar la seguridad de la sala de bombas después de una ruptura repentina de la tubería;

(6) Posibilidad de ventilar la tubería durante el mantenimiento para garantizar el mantenimiento. El trabajo se desarrolló sin problemas.

3.2 Selección de materiales para tuberías de agua a presión

(1) La pérdida de presión por circulación de agua y el consumo de energía de las tuberías de agua a presión son pequeños, lo que garantiza que la bomba de agua pueda funcionar de acuerdo con el funcionamiento estándar. condiciones bajo diversas circunstancias, reduciendo así los costos de mantenimiento de las tuberías de agua a presión;

(2) Satisfacer los diferentes requisitos de agua de la estación de bombeo y garantizar que el flujo de diseño correspondiente pueda pasar bajo diferentes condiciones de presión de las tuberías de agua;

(3 ) Garantizar que las tuberías puedan funcionar de forma independiente en entornos relativamente hostiles sin causar cambios de desplazamiento, daños por golpes de ariete, deslizamientos, etc.

(4) Los materiales de las tuberías de agua deben ser fáciles; transportar, revisar, instalar y mantener y gestionar para garantizar un mantenimiento fluido de las tuberías de agua a presión.

(5) Ahorre acero, cemento, madera y otros materiales para garantizar el menor costo de inversión de todo el proyecto; .

3.3 Instalación de tuberías de agua a presión

(1) Principios de instalación. Las tuberías de agua a presión en las estaciones de bombeo utilizan principalmente tuberías de acero, por lo que se debe prestar atención a los siguientes puntos durante la instalación: (1) Al soldar tuberías de acero, preste atención a si el sellado de la soldadura es confiable una vez completada la soldadura. Utilice una amoladora angular para pulir la soldadura. (2) El ajuste de la pendiente de la tubería de agua a presión debe cumplir con los requisitos de diseño y las normas nacionales, y garantizar que la pendiente establecida cumpla con los requisitos de uso. (3) Las desviaciones permitidas de coordenadas y elevaciones, el error de verticalidad de las tuberías verticales y los errores de flexión longitudinal y transversal de las tuberías horizontales deben cumplir con las especificaciones. (4) Al realizar conexiones de bridas, limpie el óxido y otros aceites y polvo de las roscas internas y las cubiertas de las bridas para garantizar la suavidad de la superficie de la brida durante la conexión. Limpie la línea central de sellado en la bobina de sellado y ajuste la posición entre la línea central de la brida roscada de la tubería y la línea central de la tubería para asegurarse de que sean perpendiculares entre sí.

(2) Método de instalación. Los métodos de instalación de tuberías de agua a presión se pueden dividir en cuatro tipos: instalación radial, instalación en paralelo, instalación en serie e instalación en paralelo. Con la instalación radial, la línea central de la tubería disminuye a medida que se aleja gradualmente del centro. La instalación en paralelo significa que la línea central de la tubería de agua a presión siempre se mantiene en un valor constante. Para estaciones de bombeo con tuberías cortas y poca elevación, las tuberías de agua a presión generalmente se disponen en una dirección paralela al eje vertical de la sala de máquinas de la estación de bombeo, simplificando así la estructura de la tubería y asegurando un funcionamiento confiable de las tuberías de agua a presión. La instalación en serie es un método para instalar tuberías de agua a presión sin edificios entre estaciones de bombeo adyacentes. Para las estaciones de bombeo de gran elevación, si no hay una plataforma entre las estaciones de bombeo que afecte la instalación de la estación de bombeo, la tubería de agua a presión se puede conectar a la tubería de agua del siguiente nivel en serie. La instalación paralela significa que varias bombas de agua utilizan una tubería de agua a presión, lo que reduce en gran medida el uso de tuberías de agua a presión y reduce el costo de construcción de las estaciones de bombeo. Se utiliza principalmente en la construcción de estaciones de bombeo con unidades de bombas múltiples de gran elevación. y largos oleoductos. Sin embargo, la instalación paralela aumentará en gran medida la construcción de soporte y, cuando se inspeccione la tubería principal, todas las tuberías secundarias deben dejar de funcionar.

4 Requisitos de diseño para los métodos de soporte de tuberías

4.1 Diseño de lastre

Los pilares de lastre se utilizan para fijar tuberías de agua a presión. Según el tipo de estructura, se dividen. en muelles abiertos y muelles cerrados. Los pilares abiertos son fáciles de reparar, pero debido a que la estructura abierta se ve muy afectada por influencias externas, es fácil causar tensión desigual en la pared de la tubería. Por lo tanto, esta estructura se utiliza principalmente para fijar tuberías de agua de baja presión; La estructura es relativamente simple y no se ve afectada por influencias externas. Más pequeña, pero no es fácil de reparar. El muelle de lastre es una estructura que depende de su propia gravedad para mantener su propia estabilidad. Por lo tanto, sus requisitos de diseño y contenido son básicamente los mismos que otras estructuras de gravedad, es decir, es necesario calcular el antideslizamiento y el antivuelco. estabilidad de la estructura del pilote de lastre en condiciones extremas, y la estabilidad del sexo de la cimentación. En situaciones reales, generalmente no ocurren varias situaciones extremas desfavorables al mismo tiempo. Por lo tanto, la combinación de carga de la estructura del muelle debe basarse en las diferentes condiciones de funcionamiento de la bomba de agua para garantizar que la resistencia y estabilidad del muelle puedan hacer frente. con las situaciones más adversas. El diseño normal de la bomba consiste en realizar un análisis de carga de acuerdo con tres condiciones: operación estable, parada normal y parada repentina, teniendo en cuenta los cambios de temperatura y diversas resistencias de fricción, para garantizar que el diseño pueda lograr las mejores condiciones operativas de la bomba. bomba.

4.2 Diseño del contrafuerte

El contrafuerte debe soportar la carga en la parte media de la tubería de agua a presión y reducir la deformación por pandeo de la tubería de agua a presión bajo la influencia de diversas cargas. Para las tuberías de agua a presión, para adaptarse al impacto del estrés del ciclo térmico causado por los cambios de temperatura en la resistencia de la tubería de agua a presión, la tubería de agua a presión se puede usar para moverse libremente sobre los pilares a lo largo del eje de la tubería para compensar el desplazamiento. causado por el estrés térmico. Los contrafuertes sólo soportan la fuerza normal perpendicular al eje de la tubería, y la fuerza horizontal la soportan principalmente los pilares de lastre.

5 Conclusión

Las bombas son equipos muy importantes en el proceso productivo y juegan un papel importante en la automatización tecnológica del país y el desarrollo de los niveles industriales modernos. Sin embargo, durante el uso de la bomba, pueden ocurrir varias fallas debido a factores como el entorno operativo o los operadores. Al diseñar una bomba, se deben tener en cuenta en la medida de lo posible los factores que afectan su funcionamiento para evitar fallas en el equipo y garantizar que la bomba esté en funcionamiento normal y estable. ;