Kasusstudie: Tilpasset-høytrykks vertikal flertrinns pumpesystem

En lang-kunde som tidligere brukte et Grundfos vertikalpumpesystem henvendte seg til oss med et nytt og svært krevende krav. Kunden ba om en erstatningsløsning som kan levere en strømningshastighet på 180–200 m³/t og en fallhøyde på 36–40 bar, samtidig som alle fuktede komponenter oppgraderes til 316L rustfritt stål for overlegen korrosjonsmotstand og holdbarhet i vannbehandlingsoperasjoner. Disse parameterne overskrider standard industrielle områder, og krever både hydraulisk innovasjon og strukturell styrke.

 

Etter å ha mottatt forespørselen, gjennomførte våre FoU- og tekniske team en omfattende ingeniørgjennomgang. Vi bestemte at en standardvertikal flertrinns sentrifugalpumpekunne ikke tilfredsstille de hydrauliske kravene fullt ut. Derfor ble en ny modell designet fra grunnen av, basert på vår største eksisterende rammestørrelse.

Den nye designen innebar å øke antallet diffusertrinn, optimalisere impellergeometrien for bedre effektivitet, forsterke aksler og koblinger for å opprettholde et trykk på 40 bar, og sikre full kompatibilitet med 316L rustfritt stålkonstruksjon. Denne konfigurasjonen ga både mekanisk robusthet og langsiktig-kjemikaliebestandighet for kontinuerlig drift i vannbehandlingsmiljøer.

Når det hydrauliske designet var fullført, gjennomførte ingeniørteamet CFD-simuleringer og mekanisk spenningsanalyse for å validere systemets ytelse. Flere trinnkombinasjoner ble evaluert for å sikre optimal balanse mellom hode og effektivitet. Etter flere optimaliseringsrunder ble konfigurasjonen som oppnådde 200 m³/t ved 38 bar fullført.

Den nye tilpassede modellen ble betegnet som CDLF200-6 + CDH200-6, som representerer en vertikal flertrinns sentrifugalpumpe som leverer 200 kubikkmeter i timen med en maksimal trykkhøyde på 40 bar, med alle fuktede deler laget av 316L rustfritt stål. Designet inkluderte utvidede diffusorseksjoner, presisjonsbalanserte rotorer og modulære utløpshoder for enklere vedlikehold. Komplette 3D-tegninger og ytelseskurver ble levert til oppdragsgiver for gjennomgang, og etter flere runder med bekreftelse ble designet godkjent for produksjon.

CFD-simuleringer og interne hydrauliske beregninger validerte trinnhøydeforsterkning, effektivitet og NPSH-adferd. 3D-modeller, monteringstegninger og ytelseskurver ble utstedt for gjennomgang. Etter flere tekniske utvekslinger godkjente klienten CDLF200-6 + CDH200-6-konfigurasjonen med følgende mål ved tjeneste: 190–200 m³/t, 38–40 bar, med NPSH-margin Større enn eller lik 1,0 m.

Viktige designmerknader: utvidet diffuserseksjon, presisjonsbalanserte rotorer (ISO G2.5), mekaniske tetninger (SiC/SiC, Viton) og et modulært utløpshode for å forenkle service. Alle fuktede deler er 316L rustfritt stål.

Etter godkjenning startet produksjonen med streng overholdelse av kvalitetsstandarder. Alle 316L-materialer gjennomgikk PMI-testing før maskinering. Sveiseoperasjoner ble utført ved bruk av TIG med argon tilbake-spyling for å forhindre oksidasjon, etterfulgt av overflatepassivering. Maskineringsnøyaktigheten ble holdt innenfor 0,03 mm TIR, og alle roterende sammenstillinger ble dynamisk balansert til ISO 1940 G2.5-standarder.

Trykk-lagerkomponenter ble hydrostatisk testet ved 1,5× designtrykket (60 bar). Dimensjons- og monteringsinspeksjoner ble utført ved flere sjekkpunkter, for å sikre konsentrisitet og riktige klaringer. Hver pumpe gjennomgikk en rotasjonstest uten-belastning og elektrisk isolasjonssjekk før de ble flyttet til sluttmontering.

Mekanisk montering

• Trinnstabling: hver impeller, diffusor og hylse ble målt og registrert; løpehjul-til-diffusor-klaring ble satt per spesifikasjon.
• Rotorkonstruksjon: sliteringer målt og matchet; aksial flottør konfigurert; nøkler tilpasset toleranse.
• Lagerinstallasjon: oppvarmet montering for å unngå brinelling; forhåndsbelastning bekreftet ved sluttspillmåling.
• Mekanisk tetning: patronforsegling installert med innstillingsklips; forseglingskammerspyling beholdt.
• Utløpshode og base: modulær ramme justert til datum; løfteører verifisert og merket.

Elektrisk og kontroller

• Motorkabling: fasesekvens verifisert; isolasjonsmotstand > 100 MΩ @ 500 V.
• Instrumentering: trykkuttak ved sug/utløp, PT100 på lagre, og vibrasjonspickuper montert på DE/NDE.
• Kontrolllogikk: støtter alternerende drift, parallell forsterkning, mykstart/VFD og beskyttende forriglinger (tørrkjøring, overtemperatur, overvibrasjon).

Laserjustering

• Kaldjustering utført med laserverktøy; sluttforskyvning Mindre enn eller lik 0,03 mm og vinkelgrad innenfor toleranse.
• Termisk vekstkompensasjon dokumentert for varm justering på stedet.

1) Kontroller før test

• Olje-/fettnivåer bekreftet; koblinger bevoktet; alle målere kalibrert (sporbare sertifikater).
• Suget oversvømmet, systemet ventilert; rotasjon verifisert; nødstopp testet.

2) Hydraulisk ytelseskurveverifisering

Hver vertikal flertrinns sentrifugalpumpe ble testet over flere punkter for å kartlegge H-Q-kurven. Representative resultater:
• 70 % strømning (~140 m³/t): trykkhøyde ≈ 41,5 bar; effektivitet innenfor forventet bånd.
• 100 % strømning (~190 m³/t): trykkhøyde ≈ 38,2 bar; strømtrekk nominell; BEP nær vakt.
• 120 % strømning (~225 m³/t): trykkhøyde ≈ 34,6 bar; stabil drift, ingen kavitasjonsutbrudd.
Resultatene holdt seg innenfor ±3 % av designforutsigelser.

3) Trykkintegritet og lekkasje

• Hydrostatisk test ved 60 bar i 30 minutter på foringsrør og utløpshode -ingen lekkasje eller permanent deformasjon.
• Statisk hold på mekanisk tetning: tørr inspeksjon etter test bekreftet null synlig siver.

4) Vibrasjons- og akustiske grenser

• Vibrasjon: Mindre enn eller lik 4,3 mm/s ved 100 % bruk (ISO 10816-kompatibel).
• Støy: < 85 dB(A) @ 1 m; lagertemperaturer stabile hele veien.

5) NPSH & kavitasjonsmargin

• Med indusert sugeløft og strupede tester, overskredet tilgjengelig NPSH nødvendig med mer enn eller lik 1,0 m. Ingen kavitasjonssignatur i vibrasjonsspekteret.

6) Utholdenhet og parallellløping

• Kontinuerlig kjøring: 3 timer ved jobb med periodiske avlesninger hvert 15. minutt-trykk, strømninger, vibrasjoner, lagertemperaturer alt stabile.
• Parallell modus: både CDLF200-6 og CDH200-6 operert samtidig; topptrykkstabilitet og flytdeling verifisert.
• Forriglinger: tørrkjøring, overvibrasjon, overtemperatur og nødavstengning testet og registrert.

Leveranser

• FAT-rapport (H‑Q-data, vibrasjonslogger, målekalibreringsark), HD-testvideoer (montering + ytelse) og vedlikeholdssjekkliste.

Før pakking besøkte kunden fabrikken vår i Kina for inspeksjon før-forsendelse. Sammen med våre ingeniører gjennomgikk de mekanisk konstruksjon, overflatefinish og testposter. Tilfeldige trykktester ble gjentatt på-siden. Oppdragsgiver uttrykte stor tilfredshet med byggekvaliteten og dokumentasjonens fullstendighet.

 

Gitt totalvekten (~3,5 tonn) og fotavtrykket, var full monteringsforsendelse upraktisk. Hver vertikale flertrinns sentrifugalpumpe ble pakket separat i tilpassede ISPM-15 trekasser med forsterkede baser. Beskyttende tiltak inkluderte VCI-innpakning, tørkemidler, fuktighetsindikatorer og sjokk-/tiltmonitorer. Elektriske terminaler ble forseglet; alle kasser var tydelig merket med serienummer, bruttovekt og håndteringssymboler. Dokumentasjon-FAT-rapporter, materialsertifikater, installasjonstegninger og manualer- fulgte med forsendelsen.

 

Vi leverte en hurtigstartguide, anbefalt reservedelsliste, smøreplan og justeringsinstruksjoner. For arbeid på stedet tilbyr vi live videostøtte for remontering og første start. SAT (Site Acceptance Test) kan gjenta duty-point-verifisering, parallell svitsjing og alarmlogikksjekker.

CDLF200-6 + CDH200-6 dual-pumpe-løsningen møtte de nødvendige målene på 180–200 m³/t og 36–40 bar med en robust, vedlikeholdbar design. Prosjektet demonstrerer vår evne til å levere tilpassede, høytrykks vertikale flertrinnspumpesystemer for vannbehandlingsapplikasjoner.