잠수 펌프의 수명을 개선하는 방법

잠수형 하수 펌프의 수명을 개선하기 위해 국내외 대부분 제조업체는 현재 펌프를 보호할 방법을 찾고 있습니다. 즉, 펌프가 누출되거나 과부하, 과열 및 기타 오류가 발생하면 자동으로 경보를 울리고 수리를 위해 자동으로 멈출 수 있습니다. 그러나 우리는 잠수형 하수 펌프에 보호 시스템을 설치하여 전기 펌프의 안전한 작동을 효과적으로 보호할 필요가 있다고 생각합니다.
하지만 그게 문제의 핵심은 아닙니다. 보호 시스템은 펌프 고장 시의 대책일 뿐이며, 보다 반응적인 접근 방식입니다. 문제의 핵심은 뿌리부터 시작하여 밀봉 및 과부하 측면에서 펌프의 문제를 완전히 해결하는 것입니다. 이는 보다 적극적인 접근 방식입니다. 이를 위해 우리는 보조 임펠러 유체 역학 씰 기술과 펌프의 비과부하 설계 기술을 잠수형 하수 펌프에 적용하여 펌프 씰의 신뢰성과 지지력을 크게 향상시키고 펌프의 서비스 수명을 연장합니다.
1. 보조임펠러에 대한 유체역학적 밀봉기술의 적용
소위 보조 임펠러 유체 역학 씰은 펌프의 임펠러 백 커버 뒷면 근처에 동축 방향과 반대 방향으로 개방형 임펠러를 설치하는 것을 말합니다. 펌프가 작동 중일 때 보조 임펠러는 펌프 스핀들과 함께 회전하고 보조 임펠러의 액체도 함께 회전하며 회전하는 액체는 바깥쪽 원심력을 생성하여 한편으로는 기계적 씰로 흐르는 액체를 저항하고 기계적 씰의 압력을 줄입니다. 다른 한편으로는 매체의 고체 입자가 기계적 씰의 마찰 쌍에 들어가는 것을 방지하고 기계적 씰 연삭 블록의 마모를 줄이며 서비스 수명을 연장합니다.
밀봉 효과 외에도 보조 임펠러는 축력을 줄이는 데에도 역할을 할 수 있습니다. 잠수형 하수 펌프의 축력은 주로 임펠러에 작용하는 차압력과 전체 회전부의 중력으로 구성되며, 이 두 힘의 작용 방향은 같고, 합력은 두 힘을 더하여 형성됩니다. 성능 매개변수가 정확히 같은 조건에서 잠수형 하수 펌프의 축력이 일반 수평 펌프보다 크고 밸런싱 난이도가 수직 펌프보다 더 어렵다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 잠수형 하수 펌프에서 베어링이 손상되기 쉬운 이유도 큰 축력과 관련이 있습니다.
보조 임펠러를 설치하면 보조 임펠러에 작용하는 차압력의 방향은 위의 두 힘의 합력과 반대가 되어 축력의 일부를 상쇄할 수 있으며 베어링의 수명을 연장하는 역할도 합니다. 그러나 보조 임펠러 씰링 시스템을 사용하는 데는 단점도 있습니다. 즉, 에너지의 일부가 보조 임펠러에서 소모되는데 일반적으로 약 3%이지만 설계가 합리적이라면 이 부분의 손실을 최소한으로 줄일 수 있습니다.
둘째, 펌프의 비과부하 설계기술 적용
일반 원심 펌프에서 전력은 항상 유량이 증가함에 따라 증가합니다. 즉, 전력 곡선은 유량이 증가함에 따라 상승하는 곡선으로 펌프 사용에 문제를 일으킵니다. 펌프가 설계 작업점에서 운전될 때 일반적으로 펌프의 전력은 모터의 정격 전력보다 적으므로 이 펌프를 사용해도 안전합니다. 하지만 펌프 헤드가 감소하면 유량이 증가하고(펌프 성능 곡선에서 볼 수 있듯이) 전력이 증가합니다.
유량이 설계점 유량을 초과하고 특정 값에 도달하면 펌프의 입력 전력이 모터의 정격 전력을 초과하여 모터가 과부하되어 소손될 수 있습니다. 모터가 과부하되면 시스템 동작을 보호하고 펌프의 회전을 멈추거나 보호 시스템이 고장나 모터가 소손됩니다.
펌프의 헤드는 설계 작업점 헤드보다 낮으며, 이는 실무에서 자주 마주치는 상황 중 하나이며, 펌프를 선택할 때 펌프의 헤드가 너무 높게 선택되어 펌프를 실제로 사용할 때 헤드를 줄이는 데 사용되는 상황입니다. 반면에 펌프의 작업점은 사용 시 결정하기 쉽지 않습니다. 즉, 펌프의 유량을 자주 조정해야 합니다. 펌프를 자주 위치를 변경하여 사용해야 하는 경우도 있습니다. 이 세 가지 상황은 펌프에 과부하를 일으켜 펌프의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다. 전체 헤드 특성이 없는 펌프(잠수형 하수 펌프 포함)의 경우 사용 범위가 크게 제한될 수 있다고 할 수 있습니다.