高温用温水水中ポンプの選定

高温水中浸没式泵は、モーターと油圧部品の両方が高温の液体に囲まれた状態で運転する必要があります。この負荷は、標準的な冷水ポンプよりも過酷です。なぜなら、熱はモーターの絶縁材、ベアリング、メカニカルシール、エラストマー、ケーブル、腐食率、および蒸気発生のリスクに影響を与えるからです。

用途には、地熱井戸、温泉、地域暖房、工業プロセス用水、ボイラー関連システム、熱水供給、高温排水などが含まれます。流量と揚程が一致するからといって、標準的なポンプが適していると仮定してはなりません。

実際の温度範囲を定義する

ポンプ設置場所での通常、最低、最高、および短時間の異常温度を指定してください。水源の温度は、モーター周辺や吐出部の温度と異なる場合があります。

サプライヤーに、連続液温定格と、それ以上の温度に対する時間制限を明記するように依頼してください。「温水ポンプ」のような一般的な記述では不十分です。見積もりには、定格でカバーされる正確なモデル、モーター、ケーブル、シール、およびエラストマーを特定する必要があります。

モーターの冷却を理解する

電気的損失はモーター内部で熱を発生させます。冷水では、周囲の液体が容易に熱を運び去ります。液温が上昇すると、冷却に利用できる温度差が減少します。モーターは、負荷の軽減、特殊な巻線絶縁材、冷却ジャケット、または表面上の指定された流速を必要とする場合があります。

深井戸モーターは、モーターケーシングに沿った水の流れに依存することがよくあります。大口径の井戸、タンク、または開放型貯水池に設置した場合、水がモーターを迂回する可能性があります。流速スリーブは、ポンプに入る前に、ポンプで汲み上げられた水をモーターを通過するように強制することができます。

最低流速、最低潜水深さ、許容設置姿勢、1時間あたりの最大起動回数、および可変速運転が冷却要件を変更するかどうかを確認してください。

温度定格の絶縁材とケーブルを選択する

モーター巻線絶縁材には熱クラスがありますが、モーター全体の温度限界は、設計、負荷、冷却、および周囲液温に依存します。ケーブルとケーブル導入部シールも、指定された温度での連続浸漬に耐える必要があります。

標準的なケーブルコンパウンドは、温水で軟化、硬化、膨潤、または絶縁寿命の低下を起こす可能性があります。導体サイズ、ジャケット材質、接続方法、および温度定格を確認してください。長いケーブル配線では、特に起動時の電圧降下を確認する必要があります。

メカニカルシールとエラストマーを見直す

メカニカルシール面、二次シール、潤滑剤、およびスプリングは、液温と化学的性質に耐える必要があります。熱はエラストマーの硬度と圧縮挙動を変化させます。一般的なエラストマーは、温度、蒸気、油、および化学物質に対する耐性が異なります。

サプライヤーに、実際のシール面組み合わせとエラストマーグレードを確認するように依頼してください。オイルチャンバー付きのデュアルメカニカルシールは追加の保護を提供できますが、オイルとチャンバーの設計も温度に適している必要があります。

熱サイクルは、定常温度と同様に重要である可能性があります。繰り返し加熱および冷却すると、接合部、シール、ケーブル、およびファスナーで膨張と収縮が発生します。

材料を水質に合わせる

温水は腐食率を増加させることがよくあります。地熱水には、塩化物、溶解ガス、鉱物、または硫化物が含まれる場合があります。ボイラー水およびプロセス水には、処理薬品が含まれる場合があります。可能な場合は、pH、塩化物、総溶解固形物、および関連する汚染物質を含む水分析を取得してください。

鋳鉄、304ステンレス鋼、316ステンレス鋼、二相ステンレス鋼、ブロンズ、および特殊合金は、それぞれ適切な環境と不適切な環境があります。ステンレス鋼は普遍的に耐食性があるわけではありません。材料選択は、ケーシング、インペラ、シャフト、ファスナー、ディフューザー、シールハードウェア、および吐出部品をカバーする必要があります。

鉱物スケールは、通路を狭め、インペラのバランスを崩し、熱伝達を低下させ、分解を困難にする可能性があります。システムには、定期的な清掃または水処理が必要になる場合があります。

温度での油圧負荷を計算する

必要な流量と全揚程（標高、出口圧力、摩擦損失を含む）を決定してください。水の特性は温度とともに変化しますが、多くの水用途では基本的な揚程計算への影響はわずかです。より重要な問題は蒸気圧です。

温水は蒸気圧が高いため、沸騰またはキャビテーションまでの余裕が少なくなります。インペラ入口付近の低圧領域では、バルク液が 대기 沸点以下であっても蒸気泡を形成する可能性があります。十分な潜水深さと入口圧力は不可欠です。

メーカーの入口要件を確認し、不必要な制限を避けてください。井戸の場合、汲み上げ水位、季節的な水位低下、井戸の収量、およびポンプ設置深度を考慮してください。

完全なポンプ曲線を使用する

正確な速度、周波数、インペラ、および段数に対する性能曲線上の運転点を特定してください。最大流量と最大揚程を組み合わせないでください。モーター出力には、許可される全運転範囲に対する必要な余裕を含める必要があります。

遮断近くでの運転は、追加の熱と内部循環を発生させる可能性があります。過剰な流量はモーターを過負荷にしたり、好ましくない入口条件を作成したりする可能性があります。温水では、冷却余裕が限られているため、許容運転範囲が狭くなる場合があります。

制御および保護要件

温度監視は特に価値があります。ポンプのサイズに応じて、巻線温度センサー、ベアリング温度センサー、過負荷保護、相故障保護、水分検出、シール漏れセンサー、および空転保護を使用してください。

レベル制御は、必要に応じてポンプを水没させたままにする必要があります。可変周波数ドライブは、流量を調整し、エネルギー消費を削減できますが、最低冷却速度とモーター絶縁要件を尊重する必要があります。インバーターシステムでの長いモーターケーブルには、出力フィルターまたはサプライヤーが推奨するその他の対策が必要になる場合があります。

設置に関する考慮事項

ポンプが垂直、水平、または両方の向きで運転できるか確認してください。冷却流のための十分なクリアランスを確保し、堆積物が吸込口をブロックしないようにしてください。ポンプと高温サービス環境に対応した定格のリフティング機器を使用してください。電気ケーブルで持ち上げないでください。

吐出配管は熱膨張に対応する必要があります。逆止弁、隔離弁、ガスケット、フレキシブルコネクタ、およびサポートには、適切な圧力と温度定格が必要です。シャットダウン中または減圧中に温水が蒸気にフラッシュする可能性がある場合、システムには慎重なエンジニアリングレビューが必要です。

試運転と監視

ベースラインの流量、揚程、電圧、電流、絶縁抵抗、温度、振動、および騒音を記録してください。長時間の運転前に回転を確認してください。センサー機能とアラーム設定値を確認してください。

サービス中は、モーター電流、吐出性能、巻線温度、および運転時間を傾向分析してください。電流の上昇は、固着またはスケールを示している可能性があります。流量の低下は、摩耗、堆積物、水位の低下、または配管の詰まりを示している可能性があります。絶縁抵抗またはシールチャンバーの状態の変化は、迅速な調査が必要です。

メーカーへの質問

連続および短時間の最高液温、必要な冷却速度、モーター絶縁の詳細、ケーブルタイプ、シール面、エラストマー、ベアリング配置、材料、性能曲線、許容運転範囲、最低潜水深さ、許容設置姿勢、センサーリスト、および推奨メンテナンス間隔を尋ねてください。

水分析、温度プロファイル、流量、全揚程、井戸またはタンクの図面、水位、運転時間、電源、ケーブル長、配管データ、制御方法、および現場標高を提供してください。

結論

高温水中浸没式ポンプは、温度定格システムとして選択する必要があります。油圧性能は依然として重要ですが、長期的な信頼性は、モーターの冷却、絶縁材、ケーブル、シール、エラストマー、材料、入口圧力、および保護に同等に依存します。完全な運転プロファイルにより、メーカーは、熱的余裕またはサービス寿命を犠牲にすることなく、必要な負荷を提供するポンプを選択できます。

一般的な仕様エラー

平均水温のみを指定しないでください。通常の状態用に選択されたポンプは、起動時、プロセス異常時、季節的なピーク時、または低流量循環中に故障する可能性があります。モーターの絶縁クラスラベルを、ポンプ全体が液温定格であることの証明として使用しないでください。ケーブル、シール、ベアリング、オイル、および冷却装置を含める必要があります。

別の間違いは、現場標高とシステム圧力を無視することです。高標高での低い大気圧と低い入口圧力は、温水が気化するまでの余裕を減らす可能性があります。レビューのために正確な設置条件を提供してください。

よくある質問