Coûts du cycle de vie des pompes sans joint, des conceptions de plaque de base et des turbines de pompe à boue
Q. Quels sont les facteurs à prendre en compte lors de la réalisation d'une évaluation du coût du cycle de vie d'une pompe rotative sans joint ?
UN. Il y a un surcoût substantiel pour les pompes rotatives sans joint. Selon le type, ce coût est un multiple d'une pompe similaire avec une garniture mécanique conventionnelle. Les dépenses d'une pompe à entraînement magnétique sont principalement associées au coût des aimants nécessaires pour transmettre le couple.
Les pompes sans joint peuvent être sélectionnées pour de nombreuses applications sur la base d'une analyse du coût du cycle de vie. Chaque demande fait l'objet d'un examen individuel, mais les domaines généraux qui peuvent être pris en compte dans une analyse des coûts du cycle de vie sont :
Négatif pour les pompes sans joint
Coût en capital initial
Instrumentation supplémentaire, si nécessaire
Efficacité d'entraînement réduite
Éléments de coûts variables basés sur l'expérience utilisateur
Différentiel de coût de maintenance (de nombreuses enquêtes ont montré que la défaillance du joint mécanique était le principal coût de maintenance de la pompe)
Coût de la perte de production associée à la fiabilité du système
Réduction des coûts d'instrumentation par rapport aux systèmes d'étanchéité complexes
Positif pour les pompes sans joint
Surveillance de l'exemption pour les émissions fugitives en vertu de la Clean Air Act
Coût de l'élimination des liquides à la suite d'une défaillance du joint
Risque associé à la perte de personnel ou d'incendie
Coût des systèmes d'étanchéité alternatifs pour répondre aux exigences de contrôle des émissions environnementales, telles que la double étanchéité et la conformité
Valeur des périodes d'exploitation prolongées entre les révisions de l'unité
Réduction de l'espace par rapport aux systèmes d'étanchéité complexes
Coûts de l'eau de refroidissement
L'économie peut être difficile à évaluer au départ tant que l'expérience des dépenses d'exploitation, d'entretien et de surveillance n'a pas été recueillie. Les enregistrements de ces considérations sont précieux pour le processus de sélection de la pompe.
Q. Quelles sont les conceptions de plaques de base et les considérations pour les pompes rotodynamiques ?
UN. Les conceptions de plaque de base pour les pompes rotodynamiques incluent le type de coulis et le type sans coulis, entre autres. La plaque de base cimentée est conçue pour permettre au coulis d'être coulé sous la base. Le coulis placé à l'intérieur de la base contribue à la rigidité et à l'amortissement installés de la plaque de base. Voir Figure 1.3.8.2.1a.
Illustration 1.3.8.2.1a. Plaque de base coulée, acier fabriqué
Les traverses utilisées sur ce type de base sont normalement conçues pour se verrouiller dans le coulis afin de résister davantage à la déviation ou aux vibrations de la plaque de base. Typiquement, la géométrie de traverse choisie pour y parvenir est une section en L (illustrée à la Figure 1.3.8.2.1a), une section en T ou une section en I.
Illustration 1.3.8.2.2. Plaque de base sans coulis
Si la plaque de base est une conception fermée (par exemple, le coulis ne peut pas être versé à l'intérieur du périmètre de la plaque de base en raison de la présence d'un bac de récupération ou d'une plaque de pont), des trous de coulis doivent être fournis pour permettre au coulis d'être placé à l'intérieur de la base.
Le coulis utilisé peut être à base de ciment ou d'époxy. La préparation de surface requise pour qu'une plaque de base adhère avec succès au coulis est différente selon le coulis qui sera utilisé. Par conséquent, le vendeur et le client doivent convenir à l'avance du type de coulis qui sera utilisé.
La plaque de base de la figure 1.3.8.2.1a est typique d'une plaque de base fabriquée. Les plaques de base en fonte sont un autre exemple. La possibilité de couler intégralement des éléments, tels que des contreventements, des trous de coulis et des surfaces inclinées, offre une solution hautement fonctionnelle et économique pour de nombreuses applications.
La plaque de base sans coulis est placée directement sur une fondation sans utiliser de coulis pour remplir l'intérieur de la base pour la verrouiller à la fondation. En raison de la perte de rigidité normalement fournie par le coulis, les bases sans coulis doivent généralement être structurellement plus rigides que les bases cimentées comparables.
Les traverses n'ont pas besoin de se verrouiller dans le coulis et, par conséquent, peuvent être sélectionnées sur la base du meilleur effet de raidissement. Pour cette raison, des sections rectangulaires creuses sont souvent utilisées dans cette conception. L'avantage de cette conception par rapport à une conception cimentée est une installation simplifiée.
La conception structurelle doit être plus rigide qu'une base de type coulis équivalente. De plus, les fréquences naturelles structurelles doivent être séparées de toutes les fréquences de fonctionnement de l'équipement. C'est parce que les effets de raidissement et d'amortissement du coulis ne sont pas disponibles.
Le type sans coulis est souvent utilisé dans les installations offshore dans lesquelles la masse de coulis et de béton doit être évitée. Ce type peut être fourni pour tous les types de pompes rotodynamiques. (Une pompe multiétagée, à joint axial et entre paliers est illustrée à la figure 1.3.8.2.2).
Pour plus d'informations sur les autres conceptions de plaques de base, y compris le pré-coulis, la semelle et les pompes autoportantes, consultez ANSI/HI 1.3 Pompes rotodynamiques (centrifuges) pour la conception et l'application.
Q. Quels types de roues sont utilisés dans les applications de pompes à boues ?
UN. Les roues semi-ouvertes et fermées sont utilisées dans les services de lisier. Le contrôle des fuites dans l'aspiration est généralement réalisé avec une combinaison d'aubes de dégagement ou d'expulsion sur la roue et des jeux axiaux étroits. Étant donné que ces jeux axiaux augmentent avec l'usure, les pompes doivent être disposées de manière à permettre des ajustements simples du jeu pour maintenir les performances. Les jeux radiaux étroits s'usent rapidement en présence de solides et ne peuvent pas être facilement corrigés avec un réglage externe et ne doivent être utilisés qu'avec de faibles concentrations de boues fines. Un agencement de jeu axial entre le diamètre d'entrée de la roue et la chemise est courant pour fournir un contrôle des fuites pour les services à forte usure.
Les méthodes de fixation de la turbine varient selon le fabricant et les exigences de service. Différentes conceptions boulonnées et conceptions filetées sont utilisées avec succès. Lors du pompage de boues très abrasives, la fixation de la turbine doit être protégée de l'usure pour optimiser sa durée de vie. Une turbine à filetage interne est généralement utilisée dans les services à forte usure pour cette protection.
Les exigences d'équilibrage pour les turbines des pompes à boues sont différentes de celles pour les liquides clairs. On s'attend à ce qu'une turbine équilibrée pour un service de liquide clair reste sensiblement en équilibre pendant la majeure partie de sa durée de vie. Au fur et à mesure que la roue d'une pompe à boue s'use, elle commencera naturellement à changer d'équilibre en raison de l'érosion du métal le long des surfaces d'usure. Par conséquent, les roulements et les arbres d'une pompe à boues doivent être conçus pour une grande quantité de déséquilibre de la roue.
En général, les turbines des pompes à boues seront équilibrées à un niveau moindre (déséquilibre résiduel plus élevé) qu'une turbine à liquide clair. Les niveaux de balourd résiduel autorisés sont déterminés par le fabricant et sont basés sur un certain nombre de facteurs opérationnels et de conception.