Das Wasserpumpe kann nicht die Nennleistung erreichen oder weist eine geringe Pumpleistung auf
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Hintergrundinformation: Ein Rohrleitungsnetz mit einem Außendurchmesser von 355 mm; die Kapazität pro Kilometer beträgt etwa 96 Kubikmeter. Die Länge des Netzwerks liegt bei etwa 170 Kilometern. Durch Zentrifugalwasserpumpen wird das Wasser aus dem Fluss in die Rohrleitungen gepumpt, um so mit dem Wasser zu arbeiten. Gleichzeitig werden Reinigungskugeln eingesetzt, um die Rohrleitungen zu reinigen, und es wird überprüft, ob es zu Verformungen der Rohrleitungen kommt ； Die Hydraulikdarstellung zeigt, dass der höchste Punkt entlang des Weges 158 m über dem Eingangspunkt liegt. Im Laufe des Betriebs wurde eine Gesamtwiderstandskraft von etwa 2,1 MPa ermittelt. Prozessablauf der Wassertransportpumpen: Es gibt insgesamt zwei Leitungen – eine in Betrieb und eine als Ersatz. Jede Leitung ist über eine Zentrifugalwasserpumpe auf einem Boot am Flussufer mit einer anderen Pumpe verbunden (im Folgenden als 1#-Wasserpumpe bezeichnet). Die Nennleistung dieser Pumpe beträgt 320 Kubikmeter pro Stunde, die Nennhubhöhe 60 Meter. Der erforderliche Überdruck gegen Kavitation beträgt 5 Meter. Die Leistung des Motors liegt bei 90 kW, die Spannung bei 380 V. Die Pumpe am Ufer ist etwa 20 Meter höher als die Pumpe auf dem Boot. Prozess zum Starten der Pumpe: Das Vorwärmen des Antriebs sowie das Entlüften erfolgen gemäß dem Standardverfahren. Zuerst wird die Pumpe Nr. 1 gestartet. Wenn das Auslassventil geschlossen ist, beträgt der Stromverbrauch 30 A. Das Auslassventil wird vollständig geöffnet. Das Eingangsventil der Pumpe Nr. 1 ist stets offen. Sobald der Eingangsdruck stabil ist, wird die Pumpe Nr. 1 gestartet. Wenn das Auslassventil geschlossen ist, bleibt der Stromverbrauch bei 28 A. Die Öffnungsgrad des Auslassventils wird langsam angepasst, wobei die Stromänderungen beobachtet werden. Der Stromverbrauch bleibt bei 35 A. Das Auslassventil wird nur zu etwa 10 Prozent geöffnet – aus Angst vor einem zu hohen Stromverbrauch wird der Öffnungsgrad nicht weiter erhöht. Zu diesem Zeitpunkt beträgt der Eingangsdruck 0,65 MPa, der Ausgangsdruck 4,9 MPa und der Druck am Ausgang 3,8 MPa. Das Steuerpult zeigt an, dass die Leistung des Pumpenmotors 540 kW beträgt. Durch Berechnung der durchschnittlichen Durchflussgeschwindigkeit im Rohr zwischen zwei Punkten mit Hilfe des Reinigungsballs (etwa 96 Kubikmeter Wasser pro Kilometer) wurde die Durchflussmenge der Pumpe in diesem Zeitraum ermittelt. Es zeigte sich, dass die Durchflussmenge der Pumpe etwa 260 Kubikmeter pro Stunde betrug – was nicht der Nennleistung von 320 Kubikmetern pro Stunde entspricht. Nach dieser Leistungsrechnung beträgt die Effizienz der Pumpe nur etwa 55 % (Effizienz = ρgQH/N). Das unterscheidet sich erheblich von den 75 %, die im technischen Vertrag des Unternehmens versprochen wurden ； Es wird vorläufig angenommen, dass die Pumpe dieses Herstellers eine geringe Effizienz aufweist; das Problem entsteht durch die Wahl eines zu kleinen Motors. Zusatz: Auch die andere, als Ersatz dienende Pumpe weist dieses Problem auf. Die Ersatzwasserpumpe (im Folgenden als 1#-Wasserpumpe bezeichnet, Nennleistung 420 m³/h, Nennhubhöhe 80 Meter; es muss ein Luftblasenreservat von 5 Metern vorhanden sein, Motorleistung 110 kW) sowie die ErsatzTransportpumpe (Nennleistung 320 m³/h, Nennhubhöhe 400 Meter; es muss ein Luftblasenreservat von 5,7 Metern vorhanden sein, Motorleistung 500 kW, Nennstrom des Motors 35,3 A, Spannung 10 kV) ； Die Messung von Vibrationen und Temperatur mit tragbaren Schwingungsmessgeräten sowie Infrarot-Thermometern funktioniert im Grunde einwandfrei ； Die Wasserpumpe ist eine dreistufige BB4-Pumpe. Frage: Zu dieser Frage stimmt der Hersteller unserer Analyse nicht zu. Er ist der Ansicht, dass der Auslass des Pumpensystems 150 mm im Durchmesser hat, während unsere Rohrleitungen einen Durchmesser von 355 mm aufweisen (mit Übergangsteilen unterschiedlicher Größe). Dadurch sei es sehr wahrscheinlich, dass die vorgesehene Durchflussmenge nicht erreicht werden kann. Wir halten diese Ansicht für völlig unbegründet. Zu dieser Frage bitte ich die Experten um Analyse und um Rat. Vielen Dank. Die üblichen Gründe für einen zu hohen Energieverbrauch der Wasserpumpe sind folgende (bitte helfen Sie dabei, herauszufinden, welche Möglichkeit am wahrscheinlichsten ist, danke): (1) Zu hohe Drehzahl der Pumpe ； (2) Die Dichte des transportierten Flüssigkeits überschreitet den ursprünglich geplanten Wert ； (3) Hohe Viskosität des zu transportierenden Flüssigkeits ； (4) Die Größe der Wasserpumpe-Radblätter ist zu groß ； (5) Der Widerstand des Rohrleitungssystems liegt über oder unter dem vorgesehenen Wert ； (6) Die Förderhöhe der Wasserpumpe ist zu niedrig, das Durchflussvolumen zu hoch. (7) Es kommt zu Reibungen zwischen den Rotorenteilen und den Statorteilen ； (8) Abnutzung oder Beschädigung der Lager ； (9) Zu hohes Druckaufkommen des mechanischen Verschlusses auf den Verschlusssockel ； (10) Riss im Auslassrohr ； (11) Verbiegung der Pumpenwelle ； (12) Ungleichmäßige Wärmeausdehnung der verschiedenen Bauteile im Pumpeninneren ； (13) Die Leistungsmessgeräte sind ungenau ； (14) Die Pumpenausgleichsvorrichtung funktioniert nicht.
Die Wahl des Pumpenmotors ist zu gering; die Rohre sind groß und es gibt wenig Widerstand. Bei derselben Betriebsstromstärke sollte daher ein höherer Durchfluss möglich sein
“„Ein bestimmter Langstreckenrohrleitung (Außendurchmesser 355 mm, Rohrkapazität pro Kilometer etwa 96 Kubikmeter). Durch die Verwendung von Reinigungskugeln konnte die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit zwischen zwei Punkten in der Rohrleitung ermittelt werden – etwa 96 Kubikmeter Wasser pro Kilometer. Auf dieser Grundlage wurde die Fördermenge der Pumpe berechnet; dabei ergab sich eine Fördermenge von etwa 260 Kubikmetern pro Stunde. Ist diese Berechnung der Fördermenge korrekt?“
Erklärung zur Berechnung des Durchflusses: Da es vor Ort keine Durchflussmessgeräte gibt, werden die vorherigen Betriebsdaten herangezogen. Dabei kann die Pumpe Nr. 1 an Bord einen Nenndurchfluss erreichen; der Nenndurchfluss beträgt etwa 120 A. Deshalb wird die Formel ρgQH=1,732U×I×cosφ×η verwendet, um Q1 zu berechnen. Dabei gilt: Q1=Q2×H2×I1×η1/(H1×I2×η2). Als Referenzpunkt wird Punkt 1 genutzt, als Nenppunkt Punkt 2. Es wird angenommen, dass η1=η2 ist – in Wirklichkeit ist η1 jedoch in der Regel nicht gleich η2
Die Anforderungen von LZ sind sehr hoch – Effizienzprüfung der Zentrifugalpumpe vor Ort! Tatsächlich erfordert die Messung – also im Grunde die Leistungsprüfung – entsprechende Messgeräte, die vor Ort nur schwer verfügbar sind. Die daraus ermittelten Werte dienen lediglich als Orientierung und können nicht zur Beurteilung der Leistung der Pumpe herangezogen werden. Werden Zentrifugalpumpen nicht bei der Auslieferung mit Leistungsprüfungen versehen? War LZ damals dabei, um zu überprüfen, ob die Effizienzwerte im Testbericht den Anforderungen entsprachen? Wenn es zu diesem Zeitpunkt nicht erreicht werden kann, kann die Abnahme verweigert werden, damit der Hersteller die Mängel behebt. Die derzeit durchgeführten Tests weisen große Fehler auf; wenn das nicht funktioniert, sollte man lieber einen Dritten beauftragen, um die Tests durchzuführen. Außerdem: Um einen Auftrag zu erhalten, erhöhen Pumpenhersteller in der Regel absichtlich die Effizienz der Pumpen bei der Ausschreibung. Es ist sehr schwierig, bei der BB4-Pumpe eine Effizienz von 75 % zu erreichen. :lol
Es gab bereits ähnliche Fälle in der Vergangenheit – Sie können es gerne noch einmal versuchen. Motoren verfügen in der Regel über eine Überlastschutzfunktion. Es ist wichtig, dass jemand die Stromstärke des Motors im Auge behält. Starten Sie die Pumpe sowie den Auslass. Bevor der Motor abgeschaltet wird, sollten Sie den Auslass weiter öffnen. Dadurch sinkt der Druck und die Durchflussmenge nimmt zu. Ab einem bestimmten Grad der Öffnung wird die Stromstärke wieder niedriger. Es handelt sich dabei um Erfahrungswerte – man sollte es auf jeden Fall ausprobieren. Oder Sie können auch selbst eine Schätzung vornehmen
Zu berücksichtigende Faktoren: Aus verschiedenen Gründen – einschließlich vor Ort liegender und herstellungsbedingter Faktoren – ist die tatsächliche Betriebseffizienz der Pumpe gering, die tatsächliche Leistung hoch, wodurch ein zu kleiner Motor ausgewählt wird.
Es wurden keine Leistungsprüfungen durchgeführt (durch solche Prüfungen könnten Probleme aufgedeckt werden; in dieser Hinsicht ist unsere Managementqualität schwach). Die in den Unterlagen des Herstellers enthaltenen Prüfungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Effizienz im Einklang mit den technischen Spezifikationen steht – doch es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass es sich um gefälschte Daten handelt.
Antwort an Ebene 6: Wir haben bereits versucht, die Öffnungsgrad der Auslassventile zu erhöhen – der Strom wurde auf 36,2 A gesteigert. Da es jedoch keine Überwachung der Temperatur des Motorgebers sowie des Motors selbst gibt (keine Schutzfunktionen), wagten wir es nicht, den Wert weiter zu erhöhen. Infolgedessen wurde der Strom im Motor auf unter den Nennwert von 35,3 A gehalten.