プライミングポンプとは何ですか?定義、目的、ポンプを正しく呼び水する方法

ポンプ呼び水とは何ですか?

設置されたばかりの遠心ポンプまで歩いていくところを想像してみてください。モーターは回転し、シャフトは回転しますが、液体が出ません。数分間のトラブルシューティングの後、ポンプが呼び水なしで始動したことがわかりました。これはポンプ故障の最も一般的な原因の 1 つであり、予防するのが最も簡単な原因の 1 つでもあります。

呼び水は、ポンプで送られる流体でポンプ ケーシングと吸引ラインを満たし、すべての空気、ガス、蒸気が押し出されるプロセスです。これが完了するまで、標準的な遠心ポンプは、その下のソースから液体を引き上げるのに十分な圧力を生み出すことができません。簡単に言えば、プライミングはポンプ内の空気を実際のプロセス流体に置き換え、インペラが液体を効率的に移動させるために必要な油圧条件を作り出します。

技術的な意味でのプライミング ポンプは、プライミング自体の動作、または真空を作成してメイン ポンプに液体を引き込むために使用される小型の補助ポンプの 2 つのうちの 1 つです。工業的な実践において、呼び水ポンプとは何かと尋ねられると、通常、多くのポンプが動作する前に必要な呼び水手順を理解したいと考えます。同じ用語は、始動のたびに外部から呼び水する必要がない内蔵機構を備えた自吸式ポンプにも使用されます。

なぜポンプに呼び水をする必要があるのですか?

ほとんどの遠心ポンプは、それ自体で液体を静止状態から持ち上げるのに十分な強力な真空を作り出すことができません。インペラが回転して液体を外に吐き出しますが、ケーシング内が空気で満たされている場合、空気はポンプ内で単純に再循環されます。ポンプケーシングが空気ではなく密度の高い液体で満たされている場合にのみ、大気圧が水を吸込管に押し上げることができます。空の吸引ラインと開いたケーシングを備えたポンプは、流体を移動させずに無期限に空運転するのはそのためです。

ポンプを呼び水なしで運転すると、実際には 2 つの影響があります。まず、シール面やベアリングから熱を奪うために液体が必要となるため、ポンプが過熱する可能性があります。第 2 に、特に腐食性媒体や研磨媒体を扱うケミカル ポンプでは、空運転によりメカニカル シールが急速に損傷する可能性があります。その結果、多くの場合、多額の費用がかかるダウンタイムと時期尚早のシール交換が発生します。プライミングは任意の儀式ではありません。これはポンプとプロセスを保護するための基本的な手順です。

ポンプの設計によっては、この問題を完全に回避できるものもあります。自吸式ポンプはケーシング内の少量の液体を再循環させ、連続ストロークで真空を作り出し、液体を吸引ラインに自動的に吸い上げます。スクリューポンプなどの他の容積式ポンプは、強力な真空を生成できるため、標準の遠心ポンプよりもはるかに優れた空気混入に対処できます。しかし、一般的なエンドサクション遠心ポンプの場合、オペレータはポンプがその機能を発揮する前に外部呼び水方法を提供する必要があります。

呼び水方法と呼び水ポンプシステム

適切な呼び水方法は、ポンプのサイズ、吸引揚力、流体の特性、およびポンプの起動頻度によって異なります。継続的な産業サービスでは、オペレーターが毎日ベントプラグを開けてポンプケーシングに水を注ぎたいと思うことはほとんどありません。そこでプライミングシステムと補助プライミングポンプが重要になります。

手動プライミング

手動プライミングは最も簡単な方法です。オペレータはポンプ ケーシングまたは吐出ラインのベント バルブを開き、液体が溢れるまでケーシングに注ぎ、その後ベントを閉じてポンプを起動します。これは、吸引源がポンプの上にある場合 (正の静ヘッド)、または吸引揚力が非常に小さい場合に機能します。手動プライミングは多大な労力を必要とし、繰り返しの起動停止サイクルには適していませんが、モバイル機器や小型移送ポンプでは依然として一般的です。

真空ポンプと補助呼び水ポンプ

ポンプを自動で起動する必要がある場合や吸込揚程が大きい場合には、補助システムが使用されます。専用のプライミング ポンプ (多くの場合、小型真空ポンプまたは容積式ポンプ) がメイン ポンプの吸入ラインまたは吐出ラインに接続されます。ケーシングと吸引パイプから空気を排出し、大気圧によって液体をポンプに押し込みます。液体がポンプに到達すると、プライミングシステムが停止し、メインポンプが引き継ぎます。これらのシステムは、消防ポンプ、灌漑ブースター、産業用移送ステーションで一般的です。

多くの化学プラントでは、補助呼び水ポンプはメイン ポンプと同じ蒸気や液体を扱うため、耐食性ユニットとして設計されています。私たちの産業 ケミカルポンプの範囲 には、自吸ポンプと、適切に選択された呼び水システムと組み合わせることができる標準遠心ポンプの両方が含まれています。

自動プライミングシステム

自動プライミングシステムはポンプの状態を監視し、ポンプが始動する直前にプライミングを開始します。多くの場合、ケーシング内のレベル センサー、真空源、およびコントロール パネルが含まれています。ポンプのスイッチがオンになると、システムはまず空気を排出し、液体を検出してから、メイン ポンプの動作を許可します。これは人的エラーの要因を排除できるため、リモートまたは無人インストールにとって最も信頼性の高いアプローチです。

自吸式ポンプと非自吸式ポンプ

自吸式ポンプと非自吸式ポンプのどちらを選択するかは、システム設計における最も重要な決定事項の 1 つです。この違いは利便性だけではありません。それは配管レイアウト、始動手順、メンテナンス頻度、およびシステム全体のコストに影響します。以下の表は、主な違いをまとめたものです。

手動プライミングが現実的でない設置環境では、自吸式ポンプを使用するとすべてが簡素化されます。当社の強力な自吸式ポンプは、迅速な空気排出と安定した再起動機能を実現するように設計されており、同期排出ポンプと吸引ポンプは外部真空源を必要とせずに頻繁な起動/停止サイクルに対応します。

ポンプを正しく呼び水する方法

自吸ポンプを使用する場合でも、手動呼び水の手順を理解すると、問題を診断し、ポンプがサービスの準備ができているかを確認するのに役立ちます。以下の手順は、吸込ラインにフートバルブまたはチェックバルブを備えた従来の遠心ポンプに適用されます。

1. 液体が到着したら、ポンプが無負荷で回転しないように排出バルブを閉じます。
2. ポンプ ケーシングの上部にあるベント プラグまたはベント バルブを開いて、空気を逃がします。
3. ケーシングや吸込管内に圧送液をゆっくりと満たしていきます。目に見える気泡がなくなるまで、安定した流れが通気口から出てくるまで続けます。
4. 通気プラグをしっかりと閉めてください。特にプラスチック製ポンプや裏地付きポンプの場合は、締めすぎないでください。
5. 必要に応じて排出バルブを少しだけ開き、モーターを始動します。
6. 吐出圧力計を見てください。予想される圧力が突然上昇した場合は、ポンプが液体を吸い上げ、呼び水が完了したことを示します。
7. 数分間運転した後にポンプが呼び水を失った場合は、吸込ラインに漏れがないか検査し、フートバルブをチェックして、ポンプケーシングに空気が漏れていないことを確認してください。

ポンプが数秒以上空運転することに依存しないでください。ポンプに呼び水が入っているかどうかが不明な場合は、ポンプを停止し、液体レベルを再確認し、手順を繰り返してください。この手順を急ぐことは、メカニカル シールを損傷する最も早い方法です。

工業用化学用途におけるプライミング

化学プロセスポンプでは、液体が腐食性、有毒、揮発性、または高温になる可能性があるため、プライミングにさらなる課題が生じます。呼び水手順にわずかな誤りがあると、プロセス蒸気が放出され、キャビテーションが発生したり、ケーシング内に危険な液体が溜まってポンプが空運転状態になったりする可能性があります。このため、化学プラントでは通常、開放型手動呼び水ではなく、密閉型呼び水システム、圧力維持装置、または自吸式設計が使用されています。

ポンプを液面より下に設置すると、静的なヘッドが液体をケーシング内に押し込むため、呼び水が自然に簡単になります。しかし、化学ポンプが地表下のタンクまたはサンプから吸引する必要がある場合、呼び水システムは攻撃的な媒体を処理する必要があります。真空ポンプ、シール、内部接液部の材質の選択が重要になります。多くの場合、耐食性合金またはフッ素ポリマーのライニングが必要であり、ベントラインを蒸気収集システムに接続する必要がある場合があります。について詳しく読むことができます 腐食性および研磨性の流体に適したポンプ材料の選択 これらの選択が長期的な信頼性にどのように影響するかを理解するために。

多くの連続化学物質移送作業では、信頼性の高い外部プライミング システムを備えた標準遠心ポンプが依然として第一の選択肢です。私たちの CZ標準化学プロセスポンプ は、堅牢なケーシングと幅広い冶金を提供するため、このようなサービスで広く使用されています。化学プラント用に新しいポンプを選択する場合、呼び水方法を後付けで考えるのではなく、ポンプの油圧と同時に見直す必要があります。

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結論

プライミングは単なる起動ルーチンではありません。これは、遠心ポンプがその吸引能力を最大限に発揮できるようにするステップです。呼び水ポンプは、空気を排出する特定の補助装置である場合もあれば、ポンプの操作を容易にする内部の自吸機構を指す場合もあります。どちらの場合も原理は同じです。液体を確実に移動させる前に、空気を追い出す必要があります。

エンジニアやメンテナンス チームにとって、実践的なポイントは明らかです。標準の遠心ポンプを起動する前に、ポンプ ケーシングが液体で満たされていることを常に確認し、プロセスで頻繁に再起動が必要な場合や吸引リフトがある場合は、自吸設計を選択してください。呼び水に注意を払うことで、シール、インペラ、そして生産ライン全体が保護されます。新しいポンプの設置を評価している場合は、配管がすでに設置された後ではなく、ポンプ選択の一環として呼び水方法を検討してください。