PL194698B1 - Sposób modyfikacji napędzanego wirnika pompy diagonalnej oraz napędzany wirnik pompy diagonalnej - Google Patents

Abstract

1. Sposób modyfikacji napedzanego wirnika pompy diagonalnej dla uzyskania wybranych parametrów jej pracy, przy czym wirnik zawiera przednia tarcze wzmacniajaca i tylna tarcze wzmacniajaca, które to tarcze umieszczone sa we wzajemnym odstepie tak, ze miedzy nimi znajduja sie liczne kanaly przeplywu, oddzielone od siebie licznymi lopatkami wirnika o zewnetrznej srednicy, z których kazda ma zewnetrzna krawedz rozciagajaca sie pomiedzy przed- nia i tylna tarcza, w którym zewnetrzna krawedz lopatek wirnika przycina sie, znamienny tym, ze zewnetrzna kra- wedz (19) lopatek wirnika (15) przycina sie tak, ze ze- wnetrzna srednica (D 1) przedniej tarczy wzmacniajacej (12) jest mniejsza, niz zewnetrzna srednica (D 2) tylnej tarczy wzmacniajacej (14). 5. Napedzany wirnik pompy diagonalnej, który zawiera przednia tarcze wzmacniajaca o zewnetrznej srednicy i tylna tarcze wzmacniajaca o zewnetrznej srednicy, przy czym tarcze te umieszczone sa we wzajemnym odstepie tak, ze miedzy nimi znajduja sie liczne kanaly przeplywu, które sa rozdzielone za pomoca licznych lopatek wirnika, z których kazda ma zewnetrzna krawedz rozciagajaca sie pomiedzy przednia i tylna tarcza, znamienny tym, ze ze- wnetrzna srednica (D 1) przedniej tarczy wzmacniajacej (12) jest mniejsza niz zewnetrzna srednica (D 2) tylnej tarczy wzmacniajacej (14). PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu modyfikacji napędzanego wirnika pompy diagonalnej oraz napędzanego wirnika pompy diagonalnej stosowanego zwłaszcza, choć nie wyłącznie, w specjalnych pompach wysokoobrotowych.

Niniejszy wynalazek dotyczy szczególnie specjalnych pomp wysokoobrotowych stosowanych zazwyczaj do odsiarczania gazów spalinowych (FGD) w elektrowniach. Pompy takie są wykorzystywane w procesie wypłukiwania wapnia, w którym wyprowadzany jest szlam w celu usunięcia siarki z gazów spalinowych zanim zostanie ona wprowadzona do atmosfery. Odniesienie do tego szczególnego zastosowania nie powinno stanowić ograniczenia zakresu niniejszego wynalazku. Oczywistym będzie dla specjalistów w dziedzinie, że niniejszy wynalazek może być użyty również w innych zastosowaniach.

Pompy wymagane w procesie FGD muszą zazwyczaj charakteryzować się wysokim natężeniem przepływu przy wysokości pompowania średniej do niskiej. W celu uzyskania powyższej właściwości, mogą one na przykład być bezpośrednio połączone, co zwiększa prędkość, z którą mogą działać, w stosunku na przykład do niskoobrotowej pompy zębatej. Takie wysokoobrotowe pompy do procesów FGD mogą być także określane jako pompy wirowe diagonalne w przeciwieństwie do na przykład zwykłych niskoobrotowych pomp szlamowych typu promieniowego. Przepływ w pompie promieniowej jest głównie promieniowy, podczas gdy w pompach wirowych diagonalnych przepływ jest zarówno promieniowy jak i osiowy.

Wymagania stawiane pompom wykorzystywanym w procesie FGD są zazwyczaj wysokie, a użytkownicy wymagają od nich dużej wydajności. Aby urządzenia do przeprowadzania procesu FGD działały dokładnie i sprawnie, pompy do procesu FGD muszą pompować dokładnie ustaloną objętość szlamu wapiennego w systemie FGD. Ponieważ natężenie przepływu musi być ustalone precyzyjnie, dotyczy to także wysokości pompowania (lub ciśnienia), które taka pompa zapewnia. Zazwyczaj, właściwości pompy zgodne ze specyfikacją nie pozwalają na jakiekolwiek ujemne tolerancje, tak więc na przykład, jeżeli zgodna ze specyfikacją wysokość pompowania danej pompy wynosi 25 m, wówczas w czasie testów pompa musi wykazać wysokość 25 m lub więcej. Ta nadwyżkowa wielkość jest także zazwyczaj wyznaczona w Standardowych Testowych Kryteriach Akceptacji Pomp („Pump Test Standard Acceptance Criteria”), które są podane w umowie. Wielkość ta może wynosić na przykład +5% nadwyżkowej wysokości pompowania.

W konstrukcji pompy do zastosowania w procesie FGD należy wziąć pod uwagę wymagania wydajnościowe, zwłaszcza jeśli chodzi o wysokość pompowania, gdyż jest to wysokość, która ostatecznie decyduje o objętości przepływu szlamu w systemie FGD. W przypadku bezpośrednio napędzanej pompy wirowej diagonalnej, średnica napędzanego wirnika może być zmieniona jedynie marginalnie, aby wypełnić wymagania wydajnościowe. Skutkiem tego występować będą przypadki, gdy pompa będzie miała większą wysokość pompowania niż wyszczególniono, a w pewnych sytuacjach nawet większą niż jest to dozwolone przez górny limit określony w umowie. Gdy wysokość pompowania jest większa niż w zakresie dozwolonej tolerancji, musi ona zostać zmniejszona, tak aby końcowa testowana wysokość znalazła się w obrębie pasma tolerancji w celu wypełnienia kryteriów akceptacji.

W celu takiego zredukowania wysokości pompowania, aby znalazła się ona w obrębie dopuszczalnej tolerancji (na przykład -0% do +5%), napędzany wirnik może zostać zmodyfikowany poprzez jego przycięcie, a mianowicie wykonywana jest mała redukcja średnicy wirnika. Przycięcie w celu zredukowania wysokości pompowania zmienia także wielkość mocy pochłanianej przez pompę, a to wpływa na wydajność pompy.

Zgodnie z obecnym stanem techniki, co jest przedstawione w technicznych dokumentach i testach, należy wykonać ukośne wycięcie po stronie napędzanej lub stronie tylnej tarczy wzmacniającej wirnika. Zostało to pokazane na fig. 1. Zależnie od wielkości wycięcia (redukcji średnicy), wysokość pompowania i moc zmieniają się w różnym stopniu, co pokazano na fig. 2. Podczas gdy określenie koniecznego przycięcia jest w takim razie skomplikowane, główny problem dotyczy faktu, że redukcja wysokości pompowania i mocy nie jest zgodna z tym samym wzorem. W rezultacie, przycinanie zgodnie z tym znanym sposobem zasadniczo powoduje redukcję wysokości pompowania, mniejszą redukcję mocy, a w rezultacie spadek wydajności. Skutkiem tego, może okazać się, że wysokość pompowania i przepływ wytwarzane przez pompę są odpowiednie, ale wielkość czerpanej mocy jest większa niż wskazuje dozwolona tolerancja. W takim przypadku, pompa nie zostanie zaakceptowana.

PL 194 698 B1

Sposób według wynalazku, dotyczący modyfikacji napędzanego wirnika pompy diagonalnej dla uzyskania wybranych parametrów jej pracy, przy czym wirnik zawiera przednią tarczę wzmacniającą i tylną tarczę wzmacniającą, które to tarcze umieszczone są we wzajemnym odstępie tak, że między nimi znajdują się liczne kanały przepływu, oddzielone od siebie licznymi łopatkami wirnika o zewnętrznej średnicy, z których każda ma zewnętrzną krawędź rozciągającą się pomiędzy przednią i tylną tarczą, w którym zewnętrzną krawędź łopatek wirnika przycina się, charakteryzuje się tym, że zewnętrzną krawędź łopatek wirnika przycina się tak, że zewnętrzna średnica przedniej tarczy wzmacniającej jest mniejsza, niż zewnętrzna średnica tylnej tarczy wzmacniającej.

Korzystnie, zewnętrzną krawędź przycina się tak, że zbiega się ona do wewnątrz od zewnętrznej średnicy tylnej tarczy do zewnętrznej średnicy przedniej tarczy wzmacniającej.

Korzystnie stosunek zewnętrznej średnicy przedniej tarczy do zewnętrznej średnicy tylnej tarczy jest z zakresu od 1,0 do 0,85 włącznie.

Również korzystnie, napędzany wirnik pompy stosuje się jako pompa w procesach odsiarczania gazów fluidalnych.

Napędzany wirnik pompy diagonalnej według wynalazku, który zawiera przednią tarczę wzmacniającą o zewnętrznej średnicy i tylną tarczę wzmacniającą o zewnętrznej średnicy, przy czym tarcze te umieszczone są we wzajemnym odstępie tak, że miedzy nimi znajdują się liczne kanały przepływu, które są rozdzielone za pomocą licznych łopatek wirnika, z których każda ma zewnętrzną krawędź rozciągającą się pomiędzy przednią i tylną tarczą, charakteryzuje się tym, że zewnętrzna średnica przedniej tarczy wzmacniającej jest mniejsza niż zewnętrzna średnica tylnej tarczy wzmacniającej.

Korzystnie, stosunek zewnętrznej średnicy przedniej tarczy do zewnętrznej średnicy tylnej tarczy jest z zakresu od 1,0 do 0,85 włącznie.

Również korzystnie, zewnętrzna krawędź zbiega się do wewnątrz od zewnętrznej średnicy tylnej tarczy wzmacniającej do zewnętrznej średnicy przedniej tarczy wzmacniającej.

W korzystnym wariancie wynalazku, wirnik stanowi pompę w procesach odsiarczania gazów fluidalnych.

Sposób modyfikacji według wynalazku łagodzi wyżej opisane problemy występujące w znanych napędzanych wirnikach pomp diagonalnych.

Ku zaskoczeniu odkryto, że w takim przypadku redukcje wysokości pompowania i mocy przebiegają zgodnie z bardziej przewidywalnym wzorem i co więcej, redukcje wysokości pompowania i mocy uzyskane przy jakimkolwiek przycięciu są bardziej do siebie zbliżone. Rezultatem jest fakt, że po przycięciu wydajność pompy zmienia się w o wiele mniejszym stopniu w porównaniu ze znanym sposobem. Zatem przy zastosowaniu nowego sposobu przycinania wirnika jest bardziej prawdopodobne, że wysokość pompowania i przepływ zostaną uzyskane w zakresie tolerancji, a jednocześnie wydajność będzie podobnie akceptowalna.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schematyczny fragmentaryczny widok napędzanego wirnika, który został przycięty zgodnie ze stanem techniki; fig. 2 - wykres ilustrujący ogólną charakterystykę działania wirnika pokazanego na fig. 1; fig. 3 - schematyczny fragmentaryczny widok napędzanego wirnika, który został przycięty zgodnie z niniejszym wynalazkiem; oraz fig. 4 - wykres ilustrujący ogólną charakterystykę działania wirnika pokazanego na fig. 3, gdzie procentowe przycięcie jest określone przez stosunek 100 - (D1/D2) x 100.

Odnośnie fig. 1 do fig. 3, pokazano na nich dwa napędzane wirniki, każdy ogólnie oznaczony numerem 10, przy czym każdy z nich zawiera przednią tarczę wzmacniającą 12 i tylną tarczę wzmacniającą 14, oraz szereg łopatek 15 rozciągających się między nimi dzielących wnętrze wirnika na szereg korytarzy. Wirnik taki zawiera ponadto wlot wirnika 17 oraz szereg wylotów pomiędzy łopatkami przy krawędzi brzegowej 19 wirnika. Średnica przedniej tarczy jest oznaczona numerem D1, a średnica tylnej tarczy jest oznaczona numerem D2. Zgodnie z ustawieniem według stanu techniki pokazanym na fig. 1, przycinanie jest realizowane poprzez usunięcie fragmentu zewnętrznej brzegowej krawędzi, tak aby średnica wlotowej tarczy D1 była większa niż średnica wylotowej tarczy D2. Jak wspomniano wcześniej, zależnie od wielkości przycięcia (redukcji średnicy), wysokość pompowania i moc są zmieniane w różnym stopniu, jak to pokazano na fig. 2.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, wirnik jest przycinany poprzez usunięcie materiału, tak aby średnica przedniej tarczy była mniejsza niż średnica tylnej tarczy. Rezultat takiego przycięcia jest pokazany na fig. 4.

PL 194 698 B1

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, operacja przycinania w o wiele mniejszym stopniu wpływa na wydajność pompy niż w rozwiązaniu według stanu techniki. Wówczas jest o wiele bardziej prawdopodobne, że przy zastosowaniu sposobu według niniejszego wynalazku, uzyskana wysokość pompowania i przepływ znajdą się w zakresie tolerancji, podczas gdy jednocześnie wydajność zostanie utrzymana w akceptowalnych granicach.

Podsumowując, oczywiste jest, że możliwe jest wprowadzenie w rozmaitych konstrukcjach i układach części różnych zmian, modyfikacji i/lub dodatkowych rozwiązań bez wychodzenia poza ideę i zakres niniejszego wynalazku.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób modyfikacji napędzanego wirnika pompy diagonalnej dla uzyskania wybranych parametrów jej pracy, przy czym wirnik zawiera przednią tarczę wzmacniającą i tylną tarczę wzmacniającą, które to tarcze umieszczone są we wzajemnym odstępie tak, że miedzy nimi znajdują się liczne kanały przepływu, oddzielone od siebie licznymi łopatkami wirnika o zewnętrznej średnicy, z których każda ma zewnętrzną krawędź rozciągającą się pomiędzy przednią i tylną tarczą, w którym zewnętrzną krawędź łopatek wirnika przycina się, znamienny tym, że zewnętrzną krawędź (19) łopatek wirnika (15) przycina się tak, że zewnętrzna średnica (D1) przedniej tarczy wzmacniającej (12) jest mniejsza, niż zewnętrzna średnica (D2) tylnej tarczy wzmacniającej (14).
2. 2. Sposób, według zastrz. 1, tym, że zewnętrzną (19) przycina się tak, że zbiega się ona do wewnątrz od zewnętrznej średnicy (D2) tylnej tarczy do zewnętrznej średnicy (D1) przedniej tarczy wzmacniającej.
3. 3. Sposób, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosunek D-|/D₂ jest z zakresu od 1,0 do 0,85 włącznie.
4. 4. Sposób, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że napędzany wirnik pompy stosuje się jako pompa w procesach odsiarczania gazów fluidalnych.
5. 5. Napędzany wirnik pompy diagonalnej, który zawiera przednią tarczę wzmacniającą o zewnętrznej średnicy i tylną tarczę wzmacniającą o zewnętrznej średnicy, przy czym tarcze te umieszczone są we wzajemnym odstępie tak, że miedzy nimi znajdują się liczne kanały przepływu, które są rozdzielone za pomocą licznych łopatek wirnika, z których każda ma zewnętrzną krawędź rozciągającą się pomiędzy przednią i tylną tarczą, znamienny tym, że zewnętrzna średnica (D1) przedniej tarczy wzmacniającej (12) jest mniejsza niż zewnętrzna średnica (D2) tylnej tarczy wzmacniającej (14).
6. 6. Wirnik. według 5, znamienny tym, że stosunek D1/D2 tesS z zakresu od 1,0 do 0,85 włącznie.
7. 7. Wirnik, według z^^si^^. 5 albo 6, znamienny tym, że krawędź zbiega się do wewnątrz od zewnętrznej średnicy (D2) tylnej tarczy wzmacniającej do zewnętrznej średnicy (D1) przedniej tarczy wzmacniającej.
8. 8. Wrnik według zastrz. 5, zn^i^i^i^i^^ tym. że stanowi pompę w procesach odsiarczania gazów fluidalnych.