軸流ポンプと遠心流ポンプ: 主な違い、効率、および選択ガイド

最初の質問: 何を、どのくらいの距離を移動しますか?

ポンプの選択は、多くの場合、プロセス データシート上の 2 つの数値、つまり必要な流量と必要な揚程から始まります。 2,500mの任務 ³ 揚程4mでの/hは軸流ジョブです。 90mの任務 ³ 揚程120mでの/hは遠心力の仕事です。どちらかのポンプをもう一方のサービスに強制的に接続しようとすると、キャビテーションが発生したり、エネルギーが無駄になったり、ポンプが必要な圧力に到達できなくなったりすることがあります。

各ポンプ タイプの名前は、インペラがどのように液体にエネルギーを加えるかを表しています。軸流ポンプは液体をポンプ シャフトに沿って直線的に押します。遠心ポンプは流れを外側に向きを変え、入口に対して垂直に排出します。この 1 つの違いが、効率、動作範囲、モーター負荷、機械設計など、他のすべてを左右します。軸流と遠心流の比較では、ポンプと配管システムを一緒に評価する必要があります。

軸流ポンプ: 低揚程で大容量

インペラーの仕組み

軸流羽根車は船のプロペラに似ています。ブレードは回転するときに揚力を生成するようにピッチ設定されており、液体はシャフトに沿って前方に移動します。流れの方向が変わらないため、軸流ポンプは比較的小さなケーシングで非常に大きな容量を処理できます。

軸流ポンプが活躍する場所

軸流ポンプは、蒸発晶析装置ループ、冷却水循環、雨水、洪水制御に最適です。また、揚程要件が低い場合のスラリー循環にも実用的です。一般的な例としては、 蒸発晶析循環ポンプ 、母液が熱交換器を通って移動し続け、固体の懸濁状態を維持するように設計されています。

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化学サービスでは、多くの場合、耐食性が油圧と同じくらい重要です。攻撃的な酸の低頭循環の場合、 フッ素ライニング軸流ポンプ 金属部品をプロセス液にさらすことなく、アキシャルマシンの高流量能力を提供します。

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軸流ポンプを制限するもの

実際の限界は頭です。ほとんどの軸流ポンプは 1 段あたり数メートルしか生産できないため、ボイラーへの供給、パイプライン移送、その他の高圧サービスには使用されません。効率曲線も設計点でピークに達します。その点のはるか外側で動作すると、動作点が効率の低い領域または不安定な領域に移動します。いずれかを選択する前に、次の内容を確認してください。 軸流ポンプの流量と性能の柔軟性 .

シーリングは多くの購入者が予想している以上に重要です。プロセス液体が腐食性の場合、シャフトシールは液体と動作圧力に適合する必要があります。これは即興でできる分野ではありません。の 軸流ポンプに使用されるシールシステム 仕様を最終決定する前に検討する価値があります。

遠心ポンプ: 安定した揚程、幅広い選択肢

遠心ポンプが圧力を生成する仕組み

遠心ポンプは、回転するインペラで液体を加速し、その速度をボリュートまたはディフューザーで圧力に変換します。液体は羽根車から放射状に排出されるため、ポンプの揚程をコンパクトに構築できます。この原理は、小型の投与ポンプから大型のウォーターポンプまで拡張できます。

化学プラントでは通常、遠心ポンプがデフォルトで使用される理由

渦巻ポンプ 広範囲の揚程と流量をカバーし、少量の固形物を許容し、メンテナンスが簡単であるため、化学プロセスでの役割を大きく左右します。標準的な化学物質移送サービスの場合、 CZ標準化学プロセスポンプ 多くの場合、効率、部品の入手可能性、コストの最適なバランスが得られます。

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サービスが厳しい場合は、 高圧および高温の性能が材料および機械設計の問題になる 単なる油圧式ではなく。遠心ポンプは、これらの任務に対処するために、重いケーシング、特殊なガスケット、および冷却装置を使用して構築できます。

遠心ポンプがあまり魅力的でない場合

遠心ポンプは、流量が非常に高く、揚程が非常に低い場合には効率が低下します。標準的な低比速度インペラは、過剰な入口サイズと再循環を行わないと大量の流量を通過させることができません。だからこそ、ポンプファミリーは習慣によって選ばれるのではなく、任務に適合する必要があります。

効率、比速度、および営業利益率

効率曲線が物語る

アキシャルポンプは、流量が大きく揚程が小さいときに最適な性能を発揮します。最高の遠心設計と同じ高い範囲で効率に達することができますが、それは最高効率点の周囲の狭いゾーンでのみです。遠心ポンプは通常、より広い有効範囲を備えており、これが可変流量のプロセスに遠心ポンプが選ばれる主な理由です。

特定の速度がポンプの形状とデューティを結び付ける

比速度は、流量、揚程、速度を組み合わせた計算です。比速度が低いということは、ラジアル遠心羽根車を示しています。高い比速度はアキシャルインペラを示しています。その中間で、斜流羽根車が移行部をカバーします。この関係を理解することで、軸流ポンプに遠心ポンプのような性能を求める、またはその逆のようなよくある間違いを防ぐことができます。

吸引条件は両方の設計に影響します

すべてのポンプには、十分な正味正味吸引ヘッドが必要です。アキシャルポンプは多くの場合、液体を高い入口速度で移動させるため、サンプの形状が不十分であったり、吸引スクリーンが崩れていたりすると、渦やキャビテーションが発生する可能性があります。遠心ポンプは、吸込揚程が高すぎる場合や液体温度が上昇した場合にもキャビテーションが発生する可能性があります。どちらの場合も、利用可能な NPSH と実際の動作点で必要な NPSH を比較します。

可変速動作により比較がより現実的になります。アキシャルポンプは速度変化に強く反応します。速度がわずかに低下すると、水頭と流量が大幅に低下する可能性があります。遠心ポンプも速度に敏感ですが、その曲線は排出バルブを使用した方が制御しやすい場合があります。これらの違いは、制御戦略とモーターの仕様に影響を与えます。

あなたの用途に適したポンプのタイプはどれですか?

この選択を専門用語を使わずに要約すると、次のようになります。

• 非常に高流量、低揚程、清浄またはわずかに汚染された液体: 軸流ポンプ。
• 懸濁液中の固体を含む晶析装置または蒸発装置の循環: 軸流ポンプ、通常は大きな目と低速の軸流ポンプ。
• 低水頭の腐食酸: ライニングされた軸流ポンプ。
• 化学物質の移送、プロセス供給、およびプラントのほとんどの業務: 遠心ポンプ。
• 高圧ボイラー供給または重石油化学サービス: 多段または強力遠心ポンプ。

この分裂は「より良い」か「より悪い」というものではありません。ポンプの油圧をプロセスに適合させることが重要です。揚程3mの大型冷却水ステーションに、在庫があるから選んだ高揚程遠心ポンプを取り付けるとエネルギーの無駄になります。このサービスの軸流ポンプは、最高効率点に近い状態で稼働し、駆動コストが削減されます。

ベンダーに問い合わせる前にポンプのデータシートに記載すべき内容

適切な推奨事項を得る最も早い方法は、完全な動作範囲を提供することです。少なくとも次のものが含まれます。

1. 通常、最小、最大流量。
2. 定格ヘッド、シャットオフヘッド、吸引圧力。
3. 液体名、比重、粘度、排気温度での蒸気圧。
4. 温度範囲と熱サイクル。
5. 固体含有量と粒子サイズ (存在する場合)。
6. 利用可能なNPSHおよび吸入配管の詳細。
7. 起動/停止頻度、連続または断続負荷、効率目標。
8. スペース、取り付け、ドライバーの好み。

ポンプが大きい場合は始動方法も含めてください。軸流ポンプでは、吐出バルブの位置を決めるときに特定の起動手順が必要になる場合があり、ベンダーはモーターの過負荷を避けるためにその情報を必要とします。

当社と同様に、軸流ポンプと遠心ポンプの両方を製造するメーカーは、単一製品に偏ることなく数値を確認できます。この種のフィードバックは、パイプ システムが使用できる以上の揚程を備えたポンプに過剰な支出をしたり、実際のピーク流量に合わせてポンプのサイズを小さくしたりすることを避けるのに役立ちます。