Oförklarliga centrifugalpumpfel och lösningar
Vad är denna Twilight?
Jag talar om den förvrängda perioden mellan det att pumpen skickas från fabriken och den efterföljande uppstarten; Jag pratar om tid och plats mellan pumpdemontering för service och återinstallation; Jag pratar om de oförklarade förändringarna som uppstår när pumpen "A" tas bort från systemet och pumpen "B" installeras på plats.
Detta är övergångsdimensionen av det jag tidigare kallade Magins och mysteriets land. Nyligen har jag hänvisat till denna dimension som "Twilight".
1. Frånvaro av pumphjul
Problem
Vid ett stålverk i centrala Mellanvästern stoppades en matarpump med sex nivåer av pannorna för rutinunderhåll för att återställa det ursprungliga driftsutrymmet. Observera att pumpen drivs av en flerstegs ångturbin. Efter mer än åtta års kontinuerlig användning fungerade pumpen bra, men det var dags för en översyn.
OEM-servicecentret reparerade pumpen och lämnade tillbaka den till kunden. När pumpen startade den första gången gick den smidigt, men den hydrauliska prestandan minskade avsevärt. Både flöde och tryckhöjd minskade jämfört med prestandaparametrarna som publicerats av tillverkaren. Den förtvivlade kunden hävdade att reparationscentret missade flera steg av pumphjulet som inte installerades under reparationsprocessen. Pumpen var ursprungligen designad som en åttastegspump, men designades som en sexstegspump för denna kund. Det är vanligt att pumphjulet använder en konstruktion utan steg när ett lägre utloppstryck krävs. Kunden anser att den nuvarande pumpen borde vara en fyrstegspump, snarare än en sexstegspump.
Tillverkarens ingenjörer kallades till platsen för att åtgärda problemet. Han kom till platsen och utförde alla normala prestandakontroller, inklusive vibrationer, ventilkonfiguration, rotorinställning och verifiering av differenstryck och flöde. Från utseendet verkar det som om det finns en verklig möjlighet att tvåstegspumphjulet inte är installerat, men detta är osannolikt, och OEM-reparationscentret insisterar starkt på att sexstegspumphjulet är installerat.
Från prestandaindikatorerna verkar det vara problemet med låg hastighet. Kunden informerades om flera viktiga punkter i felsökningsprocessen, bland annat att de inte använde ångturbinen under stilleståndet och att det första de kontrollerade när problemet uppstod var drifthastigheten. Turbin-/pumphastigheten har verifierats med en kalibrerad stroboskopisk varvräknare (stroboskop) vid en exakt hastighet på 3 600 rpm. Som tur var hade den unge pumpingenjören stor erfarenhet av ångturbiner och stroboskop.
Lösning: Fläkthjulet saknas inte
I det första fallet har pumpanläggningsingenjören lång erfarenhet av ångturbiner, ångregulatorer och stroboskop. Han visste hur lätt det var att få en falsk avläsning från en stroboskop om du inte var ordentligt tränad. Stålverkets strobeoperatör fokuserade sin uppmärksamhet på en kopplingsbult för att mäta rotorns hastighet, som han trodde var 3 600 rpm eftersom han inte hade någon anledning att vara misstänksam. Turbinen går faktiskt med 1 800 rpm, och vad strobeoperatören ser är flera bilder (två kopplingsbultar visas som en).
För stroboskoparbete är det viktigt att alltid fånga ett unikt föremål, såsom en nyckel eller kilspår, från en axiell omkretsvinkel. Om en kopplingsbult måste användas, så bör en märkas på något sätt för att den skiljer sig från de andra bultarna (i dessa fall fungerar självlysande färg/reflekterande pasta bra).
Kunden hade inte tidigare nämnt att turbinens varvtalsreglerande ventil (W-TG-10) hade modifierats under pumpöversynen. Anläggningsingenjören som upptäckte grundorsaken hade äran att justera turbinhastighetsventilens inställningar för att få utrustningen till rätt hastighet på 3 600 rpm och återställa dess prestanda till sitt ursprungliga tillstånd.
2. Överhettning av transformatorproblemet
Scen: Ett kraftverk på östkusten. I ett 20-år gammalt kraftverk överhettades en generatorboostertransformator (GSU) kraftigt vid full kapacitet från den dag den installerades. Som ett resultat minskade enheten och körde med 85 % full kapacitet. Sedan dess har reducerade transformatorer begränsat effekten från hela kraftverket.
Snabbspola framåt 20 år, och värmebeständiga transformatorer är planerade att använda nya dielektriska oljor och helt nya brickor. Dessutom kommer alla sex transformatoroljecirkulationspumparna att eftermonteras (notera: Krafttransformatorer använder ett cirkulerande transformatoroljesystem som ett isolerande dielektrikum och ett värmeöverföringskylmedium).
Dessa pumpar expedieras till fabriksreparationsverkstaden för modifiering och returneras till platsen. Kunden kontrollerade pumpens rotationsriktning före installationen och fann att pumpens rotationsriktning var fel. Kunden bad fabriken att ge garantiersättning för att lösa problemet. Anläggningsingenjörer sa att om inte kunden hade vänt om två av de tre faserna på kraftledningen i fältet, kunde pumparna inte ha fungerat i fel riktning. Kunden sa att inga ledningar ändrades på plats.
Lösning: Kyllösning
Anläggningsingenjörer är övertygade om att transformatorpumpsmotorer är korrekt kopplade eftersom de har interna rutiner för kvalitetssäkring/kvalitetskontroll (QA/QC). Efter att ha anlänt till arbetsplatsen, till ingenjörernas förvåning, bekräftades det att pumpens rotationsriktning verkligen var fel. Faktum är att pumpen har roterat åt fel håll i 20 år.
Obs: Centrifugalpumpar som arbetar i fel riktning producerar fortfarande flöde i rätt riktning, och kundens grundläggande spegelflödesindikator kan inte skilja mellan 600 gpm och 1200 gpm flöde. Efter att rotationsriktningen för alla pumpar är korrigerad, startas kraftverket och transformatorn strömsätts. För första gången på 20 år överhettades inte transformatorn vid full belastning.
3. Rotorn har fastnat på grund av felaktig lyftning
problem
Vid ett stålverk i Mellanvästern skickades en huspump med åtta stegs segment till en reparationsverkstad för en fullständig översyn. Pumpen återlämnades och installerades. Under installationsprocessen upptäckte installatören att pumprotorn inte kunde roteras manuellt (vända). Informera pumpleverantören om att rotorn uppenbarligen har fastnat.
Pumpen skickas tillbaka till verkstaden för demontering och inspektion. Pumpleverantören hittade inga problem – de monterade ihop pumpen och skickade tillbaka den till kunden. Det är dock fortfarande inte möjligt att vrida rotorn på grund av ett uppenbart rotorstopp. Pumpen skickades tillbaka till verkstaden där den plockades isär igen och återigen upptäcktes inga problem. Pumpen återvände till kunden för tredje gången, men den här gången bestämde sig försäljningsingenjören för att gå till platsen med pumpen.
Lösning: Vad hände på fabriken?
Ingenjören följde med den återmonterade pumpen till anläggningen och bevittnade hur besättningen lyfte pumpen från lastbilen med en liten kran med två lyftband, var och en fäst vid ena änden av pumpaxeln. Eftersom pumpens fulla vikt är felaktigt koncentrerad till lyftpunkterna för de två axlarna, är segmentringhuset felinriktat, vilket låser pumprotorn. Varning: Lyft inte denna typ av segmenthuspump genom pumpaxeln!
4. Rotorn har fastnat på grund av främmande föremål
problem
I likhet med det föregående exemplet användes denna flerstegs matarpump vid en anläggning i centrala USA och har reparerats och återinstallerats på en närliggande verkstad. Pumpen gick i cirka 10 minuter innan den fastnade. Pumpen skickades tillbaka till verkstaden för att repareras och återlämnas, där samma situation inträffade igen. Vid tredje försöket tog kunden in en pumpingenjör och konsult för att övervaka.
Lösning: Rotorn har fastnat
Konsulten gick igenom systemet och rutinerna för drift och underhåll. Det tog inte lång tid att fastställa orsaken till pumpfelet.
I alla rörsystem, när en del av röret inte flyter (även känd som en död del eller fälla), blir det en plats där rost, avlagringar, smuts och skräp kan samlas och avsättas. När pumpen tas bort är pannmatarpumpens sugledning tätad (som en död sektion), men systemet fortsätter att fungera med andra parallella pumpar. Vid denna tidpunkt samlar det döda rörsegmentet främmande skräp från systemet. När pumpen återinstalleras och sugledningen öppnas kommer detta vatten som innehåller mycket skräp att komma in i pumpkroppen, och en del skräp kommer att fångas i slitringen, vilket gör att pumpen fastnar.
5. Problem orsakade av ventilfel i systemet
problem
I "oljefälten" i västra USA har vi en enstegs ANSI-pump för oljeservice i mittströmsprocessapplikationer. En lokal pumpåterförsäljare kontaktade anläggningen och sa att det fanns ett problem: pumpen skulle gå i en dag eller två, sedan fastna och fungera fel. Ta isär pumpen, se över den och sätt den i drift igen. Pumpen kommer att fungera normalt igen under några dagar innan problemet uppstår igen.
OEM-ingenjörer ber om bilder på skadade delar och mer driftsinformation. Utifrån dessa verkar det vara ett tydligt och enkelt fall att pumpen går åt fel håll. Men återförsäljarens mest erfarna servicepersonal kontrollerade personligen rotationsriktningen tre gånger och det var inga problem med rotationsriktningen. Det är dags för lite nya människor att se pumpen i arbete.
Lösning: envägs roterande pump
Mekanikern är 100% korrekt - pumpen går i rätt riktning. Den grundläggande informationen som saknas i dialogen och ritningarna är att systemet har flera pumpar parallellt. Utloppsbackventilen på denna pump kommer slumpmässigt och intermittent att fastna i öppet läge. När pumpen inte arbetar med effekt, tvingas den att arbeta i motsatt riktning av flödet eller trycket från andra pumpar. Fläkthjulet och huset fungerar nu som en vattenturbin. Eftersom de flesta ANSI-pumpar använder ett (gängat) åtdraget pumphjul, kan pumphjulet lossna (bakåt) och fastna i huset under omvänd drift.
slutsats
Dessa förhållanden visar att oerfarna personer mycket ofta skickas för att installera och driftsätta pumpar på plats - utan att noggrant läsa några installationsinstruktioner eller rådfråga någon OEM om problem före start. Nästan ingen pumpinstallation är "plug and play" - att riktas in, kontrolleras för drivrotation, ställa in mekaniska tätningar, fylla på smörjolja/fett, ha avgaskanaler osv.
