Kavitation in Zentrifugalpumpen
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Kavitation in Zentrifugalpumpen ist wohl eines der grundlegendsten Konzepte im Bereich der Chemieindustrie. Doch dieses Konzept wird oft vergessen. Gestern gab es vor Ort einen Fall, bei dem die Wassertemperatur am Eingang der Zentrifugalpumpe 100 Grad betrug. Plötzlich trat Kavitation auf. Bei der Überprüfung vor Ort war zu hören, dass das Laufrad sehr laut war – es klang, als würden Feuerwerkskörper explodieren. Ich hätte jedoch eine Frage an alle: Der normale Betriebsdruck an der Ausgangsseite der Zentrifugalpumpe beträgt 2,4 MPa. Bei Kavitation schwankt der Druck zwischen 1,2 und 2,4 MPa. Der Druck sinkt, weil ein Teil der Flüssigkeit in Gas umgewandelt wird. Die Leistung der Pumpe nimmt ab, wodurch der Auslassdruck sinkt. Doch warum steigt der Druck wieder auf den ursprünglichen Betriebsdruck von 2,4 Mpa? Ich hoffe, die Seefreunde können mir Rat geben
Da sich der Druck im Pumpeninneren ständig ändert, kommt es mal zur Verdampfung, mal nicht – oder nur zu einer geringen Verdampfung. Dadurch kann der Druck am Ausgang der Pumpe ansteigen
In welcher Phase tritt Kavitation auch auf? In der Anfangsphase des Kavitationsphänomens kommt es zu starken Schwankungen bei Druck, Durchfluss und Leistung – mal ist die Situation gut, mal schlecht. Es gibt viele Zufälligkeiten. In der späteren Phase der Kavitation kann dann nichts mehr verbessert werden
Wir haben auch eine Schicht, das ist die Pumpe am Fuß des Turms, normalerweise Wachstreiböl. Bei Stillstand wird Diesel verwendet, weil Wasser im Diesel zu Pumpenverdampfung führt.
Ursachen für das Phänomen des Korrosionsverschleißes: Während der Betriebszeit der Pumpe ist der Druck im Inneren des Laufrads unterschiedlich – am Eingang ist der Druck niedriger, am Ausgang höher. Die Verdampfungstemperatur eines Flüssigkeits hängt von dem Druck ab: Je niedriger der Druck ist (oder je höher), desto niedriger ist auch die entsprechende Verdampfungstemperatur (oder desto höher). Wenn in einem bestimmten Bereich des Strömungsbereichs – in der Regel etwas hinter dem Eingang der Laufradblätter – aus irgendeinem Grund der absolute Druck der gepumpten Flüssigkeit auf den Siedepunkt der Flüssigkeit bei der jeweiligen Temperatur sinkt, beginnt die Flüssigkeit an dieser Stelle zu verdampfen. Dadurch entstehen viele Dämpfe und Blasen. Wenn die Flüssigkeit mit diesen Blasen weiter in den Hochdruckbereich innerhalb des Laufrads fließt, führt der hohe Druck des umgebenden Fluids dazu, dass die Blasen schnell schrumpfen und schließlich platzen. Der Prozess, bei dem in der Pumpe Blasen entstehen und diese wieder platzen, wodurch die durchfließenden Komponenten beschädigt werden, ist der Kavitationseffekt in der Pumpe. Erklärung der Druckschwankungen: Bei Druckschwankungen ähnelt die Situation etwas dem Turbulieren in einem Kompressor – wenn es am Eingang zu Kavitation kommt, bedeutet das, dass die Menge des einströmenden Gases unzureichend ist. Dadurch ist der Auslassdruck natürlich niedrig. In diesem Fall strömt der Druck vom Auslass wieder zurück zum Eingang, was dazu führt, dass der Eingangsdruck ansteigt. Anschließend kehrt der Auslassdruck wieder in seinen Normalzustand zurück. Danach tritt erneut Kavitation auf. Daher tritt Kavitation periodisch auf; in solchen Fällen sollte die Betriebsbedingung geändert werden
Es hat nichts mit dem Auslassdruck zu tun, sondern hängt vom Eingangstemperatur- und -druck ab. Denn diese beiden Daten Schwankungen verursachen das Problem, von dem Sie sprechen.