8.13 Kondens Pompalarında Kavitasyon

Kondens pompaları, sıvının pompalanması amacıyla özel olarak tasarlanmıştır. Sonuç olarak, daha düşük yoğunluklu bir buharın taşınması göreviyle karşı karşıya kalırsa, pompanın çok az etkisi olacak ve buhar hareket etmeyecektir.

Yoğuşma pompalarında kavitasyon meydana geldiğinde ortaya çıkan sorun budur. Kavitasyon, pompalanan sıvının içinde buhar boşluklarının oluşmasını ifade eder ve bu da daha düşük yoğunluklu bir sıvı ve gaz karışımı ile sonuçlanır. Fazların bu şekilde karıştırılması, pompalama verimliliğini düşürür, pompanın sıvıyı pompalama kabiliyetini tehlikeye atar ve daha fazla komplikasyona davetiye çıkarır. Buhar dünyasında, kavitasyon sorunları genellikle elektrikli yoğuşma geri kazanım pompalarında bulunabilir.

Kavitasyon, özellikle pompanın içindeki yoğuşmanın bir buhara dönüşmesini içerir ve pompanın dışından giren buhar akışlarının neden olduğu sorunlarla karıştırılmamalıdır. Bununla birlikte, bu bölüm, pompanın içindeki sıvıdan buhara faz değişim mekanizmasına, faz değişiminin nedenlerine ve kavitasyonu önlemek için pratik yöntemlere daha yakından bakacaktır.

Su kaynama noktasına yaklaştığında, sıvının bir kısmı fazı buhara dönüşür. Bir pompalama sisteminde bu, pompa içindeki nispeten daha düşük basınçlı bölgelerde meydana gelebilir. Tipik olarak, pompanın pervanesinin dönmesiyle düşük basınçlı bir bölge oluşturulur. Daha yüksek hız, buna göre statik basınçta bir düşüşe neden olur ve yoğuşma hızı arttıkça basınç azalır. Bu, sıcak yoğuşmanın buhara dönüşmesine ve bir buhar boşluğu veya boşluğu oluşturmasına neden olur.

Net Pozitif Emiş Kafasına (NPSH) göre yanıp sönmeyi kötüleştirebilecek birkaç olası faktör vardır:

• Yüksek yoğuşma sıcaklıkları, pompanın içinde daha fazla parlamaya neden olur
• Daha yüksek hızlı pompalar, çarkta daha yüksek yoğuşma hızı üretir ve bu nedenle daha yüksek yerel basınç kayıplarına neden olur (ör. 3.500 RPM’ye karşı 1.750 RPM)
• Pompa girişindeki yetersiz doldurma yüksekliği parlamayı önleyemez (salyangozdaki kondense yeterli statik basma yüksekliği sağlayamaz)
• Bazı nadir durumlarda, kısıtlı giriş borusu boyutu, pompa girişinde önemli ölçüde basınç düşüşüne neden olabilir

Bu gibi durumlarda, yerel flaş buhar hacmi yüksektir, ancak karışımın toplam kütlesine göre gizli ısı içeriği düşüktür. Daha sonra, ani buhar yoğuşma ile karışmaya devam ettikçe, sıvı içinde oluşan flaş buhar boşlukları çöker ve önemli bir kuvvetle hızla patlar. Hızlı patlamalar, duyulabilir seslerle sonuçlanan şok dalgaları yaratır. Bu sesler genellikle tesis personeli için kavitasyonun meydana geldiğinin ilk göstergesidir.

Kavitasyon sesleri, pompanın dışından algılanabilen, dahili pompa hasarının meydana gelebileceğinin bir işareti olarak işlev görür. Bu sesler genellikle bir kavanozda çakıl taşlarını sallarken çıkan sese benzer olarak tanımlanır. Kavitasyon sadece pompanın kendisine değil, aynı zamanda borulara ve diğer ilgili ekipmanlara da zarar verebilir.

Kavitasyon yoluyla oluşan buhar boşluklarının hızlı oluşumu ve patlaması, pompaların ve boruların iç yüzeylerine zarar vererek, çarkların ve pompa gövdesinin aşınmasına ve incelmesine neden olur. Ek olarak, etkili bir şekilde pompalanmadığında, yoğuşma suyu yedeklenir ve korozyonun meydana gelmesi için ideal ortamı yaratır. Yoğuşma suyunun geri yüklenmesi ve pervane ile diğer pompa bileşenlerinin aşınması nedeniyle boru ve ekipman korozyonu, pompanın dışından her zaman gözlemlenemeyen iki tür hasar oluşturur. Neyse ki, bu tür gizli sorunlardan kaçınmak için önlemler alınabilir.

Muhtemelen zaten farkında olduğunuz gibi, havalandırma delikleri veya diğer gaz giderme ekipmanlarının takılması kavitasyonun önlenmesine yardımcı olmayacaktır, çünkü bu ürünler sistemin dışından giren gazları uzaklaştırmak içindir ve kavitasyonun temel nedenini ele almayacaktır. Kavitasyonu önlemek için, pompa içinde buhar boşluklarının oluşmasını önlemek esastır.

Pompaya giren yoğuşma suyunun sıcaklığı kaynama koşullarının yeterince altında olsa bile, sıvının bir kısmının yanıp sönmesi nedeniyle kavitasyon riski hala yüksek olabilir. Buhar basıncının modülasyonu olduğunda, birden fazla ekipman parçası ortak bir yoğuşma başlığına boşaldığında, baypas vanaları açıldığında veya buhar kapanı sızıntıları düzeltilmediğinde, hafif bir sıcaklık artışı veya basınç düşüşü nedeniyle yanıp sönme meydana gelebilir.

Mevcut Net Pozitif Emme Yüksekliğinin (NPSHA) hesaplanması ve uyumlu bir Net Pozitif Emme Kafası Gerekliliğine (NPSHR) sahip pompaların dikkatli seçimi, kavitasyon örneklerini ve bunun sonucunda ortaya çıkan hasarı azaltmaya yardımcı olabilir, ancak yine de düşük maliyetli elektrikli pompa ürünleri için bunu önlemek için yeterli NPSHA’nın olmadığı birçok uygulama vardır. Yoğuşma sıcaklığındaki bir artış, mevcut NPSH(A) gereken NPSH(R)’den düşük olduğunda herhangi bir merkezkaç kuvveti pompasında kavitasyonun meydana gelmesine neden olabilir, bu nedenle dikkate alınması gereken birden fazla nedensel öğe vardır.

Bu makale, elektrikli yoğuşma pompalarının tahliye tarafı ile ilgilenmez, ancak uygun Toplam Tahliye Basıncına (TDP) sahip bir pompanın seçilebilmesi için sistem için Toplam Dinamik Basma Yüksekliğinin (TDH) yakından hesaplanması ile ilgili gereklilik de vardır. Genellikle, NPSHA tarafından iyi bir seçim olan pompa, TDH’nin değişkenliği için en iyisi değildir, ancak bu belki de farklı bir buhar teorisi makalesinin konusudur.

Neyse ki, elektrikle çalışan bir pompanın aksine buhar veya hava ile çalışan bir mekanik pompa kullanılarak kavitasyon tamamen ortadan kaldırılabilir.

Orijinal Kaynak: https://www.tlv.com/en-de/steam-info/steam-theory

• Daha fazla bilgi için bizimle iletişime geçin