Pompe centrifuge verticale
Qu'est-ce qu'une pompe centrifuge verticale ?
Les pompes centrifuges verticales sont également connues sous le nom de pompes à turbine. Les pompes centrifuges verticales sont des pompes centrifuges à axe vertical à écoulement mixte qui comprennent des étages de bols fixes et des roues rotatives qui traitent les aubes directrices. Les pompes centrifuges verticales ont une conception compliquée et sont plus chères. La hauteur de refoulement d'une pompe centrifuge verticale dépend principalement de la longueur et de la vitesse de rotation de la roue. Une pompe centrifuge verticale fabriquée avec une seule roue ne peut pas être aussi puissante. Il est possible d'ajouter une roue en ajoutant des étages et des cuves supplémentaires.
Figure : Pompes centrifuges verticales.
Comment fonctionnent les pompes centrifuges verticales ?
Les pompes centrifuges verticales fonctionnent à l'aide d'un moteur électrique ou d'un moteur diesel. L'extrémité de la pompe centrifuge verticale comporte au moins une roue fixée à l'arbre qui sert à diriger le fluide dans le corps du diffuseur (bol). Il existe des configurations multi-étagées de pompes centrifuges verticales qui utilisent plusieurs roues sur un arbre pour créer une pression plus élevée suffisante pour soulever le fluide à travers une grande hauteur de chute. Une pompe centrifuge verticale fonctionne lorsque le fluide pénètre dans la pompe par le bas via un élément en forme de cloche appelé cloche d'aspiration. À partir de la cloche d'aspiration, le fluide se déplace vers la roue du premier étage où sa vitesse augmente. Le fluide pénètre ensuite dans le bol du diffuseur où la vitesse élevée est convertie en énergie de pression. Le bol contribue également à diriger le fluide vers la roue suivante et le processus se poursuit pour tous les autres étages de la pompe. Lorsque le fluide sort du dernier diffuseur, il passe par un long tuyau vertical qui s'élève dans le puits jusqu'à la surface. L'arbre rotatif de la colonne de tuyauterie a des supports de douilles à trois pieds d'intervalle montés dans la colonne et est lubrifié par le fluide qui se déplace à travers eux. La tête de refoulement de la pompe se trouve à la surface et permet de changer la direction du flux vers le tuyau de refoulement. Le moteur principal, qui est soit un moteur ou un moteur diesel, est fixé au-dessus de la tête de refoulement.
Types de pompes centrifuges verticales
Il existe différents types de pompes centrifuges verticales, comme indiqué ci-dessous.
Pompe centrifuge verticale à baril
Une pompe centrifuge verticale est une pompe qui fonctionne en étant installée sur le dessus d'une ouverture de tambour avec un tube étroit dans lequel est logé un arbre vertical. Cette pompe est équipée d'un petit moteur électrique qui l'alimente par l'intermédiaire d'un interrupteur. Cette pompe est portable et est destinée au transport efficace et sûr de fluides à partir de fûts, de réservoirs de stockage ou de barils.
Figure : Pompe centrifuge verticale.
Pompe centrifuge verticale en ligne
Une pompe centrifuge verticale en ligne est une pompe dynamique à un étage destinée à une installation verticale. Le refoulement et l'aspiration de cette pompe sont en ligne, ce qui lui permet d'assurer un écoulement régulier du fluide. Cette pompe est idéale pour véhiculer des fluides de faible viscosité à une large gamme de hauteurs de chute et de débits. Ce type de pompe est utilisé dans diverses applications, notamment pour le pompage de produits chimiques et d'eau.
Figure : Pompe centrifuge verticale en ligne
Pompes centrifuges à colonne verticale
Les pompes centrifuges à colonne verticale sont également connues sous le nom de pompes à immersion. Ces pompes sont utilisées dans les fosses ou les réservoirs à la place des pompes qui nécessitent un amorçage ou une aspiration noyée. Ces pompes sont immergées verticalement dans le liquide pompé, mais le moteur est séparé du liquide par un long arbre vertical. Ainsi, le moteur électrique est maintenu bien au-dessus du liquide pompé et il est relié à la pompe par un arbre vertical sur lequel sont montées les roues. Les roues sont immergées dans le liquide. Ces pompes sont idéales pour pomper le fluide d'un puits souterrain, d'un puisard, d'une cuve ou d'un réservoir. Les fabricants de pompes centrifuges à colonne verticale font en sorte que ces pompes soient capables de traiter des fluides inflammables ainsi que des fluides à haute température.
Figure : Pompe centrifuge à colonne verticale.
Pompes centrifuges verticales submersibles
Il s'agit d'une pompe à un étage. Il s'agit d'une pompe verticale sans garniture, à division radiale, équipée d'une roue à canal ou d'une roue radiale. Ce type de pompe est utilisé dans diverses applications telles que l'évacuation automatique de l'eau des fosses comme les égouts, le transfert de fluides chimiquement agressifs, les fluides caloporteurs, les réservoirs transportant des condensats, entre autres.
Figure : Pompe centrifuge verticale submersible.
Pompes centrifuges verticales pour puits profonds
Les pompes centrifuges verticales pour puits profonds sont similaires aux pompes centrifuges verticales submersibles. Ce type de pompe est utilisé pour pomper des fluides à partir de niveaux souterrains profonds. Ce type de pompe possède un arbre qui s'étend des sols profonds jusqu'à la surface du sol. La pompe est couplée à un moteur sec. Ce type de pompe est une pompe multicellulaire avec des roues à débit mixte. Une pompe centrifuge verticale pour puits profonds peut être prolongée par des sections d'arbre pour aller encore plus profond. Les grandes longueurs sont créées par des ensembles d'extension standard d'arbres intermédiaires et d'accouplements intermédiaires, d'araignées de palier et de tuyaux de colonne.
Figure : Pompe centrifuge verticale pour puits profonds
Pompes centrifuges verticales
Il s'agit d'une pompe centrifuge verticale à plusieurs roues. Il s'agit d'une pompe à arbre court dont la tuyauterie d'aspiration est reliée au manchon ou à une entrée permettant à la boîte de créer un réservoir de pompe. Cette pompe est adaptée à la suralimentation en circuit fermé. Une pompe centrifuge verticale est idéale pour les sites où il existe une tuyauterie d'aspiration plutôt qu'un réservoir ou une pompe existante.
Figure : Pompe centrifuge verticale.
Sélection d'une pompe centrifuge verticale
Le fonctionnement d'une pompe centrifuge verticale est influencé par plusieurs facteurs : le type de fluide, l'espace disponible, la température et la pression, et la hauteur positive nette d'aspiration (NPSH).
- Espace disponible. La pompe centrifuge verticale doit être choisie en fonction de l'espace disponible. Une pompe centrifuge verticale nécessite moins d'espace au sol, mais plus de hauteur libre.
- Transmission du fluide. Les pompes centrifuges verticales sont souvent destinées à soulever des fluides à des niveaux plus profonds, contrairement à d'autres pompes telles que les pompes centrifuges horizontales.
- NPSH requis. Une pompe centrifuge verticale peut fournir plus de NPSH, contrairement à d'autres pompes.
- Température et pression du fluide. Une pompe centrifuge verticale peut supporter une pression et une température plus élevées qu'une pompe centrifuge horizontale.
Avantages des pompes centrifuges verticales
- Les pompes centrifuges verticales nécessitent moins d'espace au sol pour leur installation.
- Les pompes centrifuges verticales ont moins de pièces d'usure, ce qui les rend plus économiques.
- Ces pompes sont adaptées au pompage de fluides à haute pression et température.
- Les pompes centrifuges verticales ont un débit stable, régulier et plus facile à régler.
Inconvénients des pompes centrifuges verticales
- Les pompes centrifuges verticales sont sensibles aux variations de viscosité du fluide.
- En raison de leur orientation verticale, les pompes centrifuges verticales ont besoin d'une hauteur d'élévation importante.
- Les pompes centrifuges verticales ont du mal à pomper des fluides contenant des gaz dissous. Dans ce cas, la garniture mécanique de la pompe peut être endommagée.
- La conception en porte-à-faux de la pompe, de l'arbre et du moteur pose des problèmes de poussée axiale, en particulier lorsque la pression est élevée.
- Dans une pompe centrifuge verticale à plusieurs étages, il est nécessaire de prévoir un fût et une fosse, ce qui entraîne un coût supplémentaire.
Applications des pompes centrifuges verticales
- Les pompes centrifuges verticales sont utilisées pour augmenter la pression dans les pipelines.
- Les pompes centrifuges verticales sont utilisées dans les processus de mélange et de transfert de produits en raffinerie.
- Ces pompes sont utilisées pour le transfert de produits chimiques
- Ils sont utilisés dans les tuyauteries cryogéniques
- Les pompes centrifuges verticales sont utilisées pour acheminer l'eau d'alimentation des chaudières.
- Ces pompes sont utilisées pour l'acheminement des condensats.
- Ils sont également utilisés pour pomper l'eau de mer
- Les pompes centrifuges verticales sont utilisées pour pomper les hydrocarbures légers.
- Les pompes centrifuges verticales sont utilisées pour le transfert de gaz naturel liquéfié.
Dépannage des pompes centrifuges verticales
La pression de la pompe est insuffisante
Les causes probables de ce problème et leurs solutions sont les suivantes :
- La vitesse est très faible. Dans ce cas, il faut vérifier la vitesse, la puissance et la tension du moteur et, le cas échéant, le remplacer.
- La roue est desserrée. Les pompes doivent être retirées et la roue doit être resserrée.
- Mauvaise garniture de la roue. La pompe doit être démontée et la roue remplacée.
- Cavitation. Dans ce cas, il convient d'abaisser la température du fluide pompé, d'augmenter l'immersion de la pompe, de vérifier que le carter est conforme aux recommandations de l'institut hydraulique et, le cas échéant, de modifier la conception du carter.
- Fuite dans le tuyau d'évacuation. Dans ce cas, les sections de tuyaux peuvent être changées ou les fuites colmatées.
- Anneaux d'usure. Dans ce cas, la pompe peut être retirée et l'arbre inspecté pour détecter les bavures, les anneaux usés remplacés, les matériaux abrasifs enlevés et les réglages de la roue ajustés selon les recommandations de peerless.
- Mauvaise rotation. Dans ce cas, il faut vérifier que la pompe tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme on peut le voir sur le dessus du moteur. La rotation du moteur peut alors être inversée si cela s'avère nécessaire. Pour ce faire, il suffit d'intervertir les fils dans la boîte à bornes du moteur.
La capacité est insuffisante
Voici quelques-unes des causes probables de ce problème et leurs solutions :
- Vitesse très faible. Il faut vérifier la vitesse, la tension et la puissance du moteur et, le cas échéant, le remplacer. La roue est desserrée. Les pompes doivent être retirées et la roue doit être resserrée.
- Mauvaise garniture de la roue. La pompe doit être démontée et la roue remplacée.
- La cuvette ou la roue est partiellement bouchée. Dans ce cas, il faut démonter la pompe, l'inspecter et, s'il y a des corps étrangers, les enlever, puis remonter la pompe et régler la roue sur les réglages latéraux corrects.
La pompe ne débite pas de liquide
- L'aspiration de la pompe est cassée. Dans ce cas, le niveau minimum de liquide dans le carter doit être augmenté conformément aux exigences du fabricant de la pompe centrifuge verticale.
- La vanne d'aspiration de la pompe est fermée. Dans ce cas, il faut ouvrir la vanne d'aspiration.
- La crépine est bouchée. Pour résoudre ce problème, il suffit de retirer la crépine, de l'inspecter et de la nettoyer.
La pompe produit un bruit anormal
Les causes probables du problème et la solution :
- Le moteur produit du bruit. Cela peut être dû au fait que les paliers de la pompe sont à sec. Dans ce cas, il convient de vérifier l'immersion minimale et de s'assurer que le niveau minimum de liquide se situe au-dessus de l'axe de la roue du premier étage.
- Les fixations des roulements de colonne sont cassées. Dans ce cas, il faut déposer et remplacer le palier de retenue et remplacer les roulements.
- L'arbre entourant le tube est cassé. Dans ce cas, la pompe doit être démontée et l'arbre ou le tube cassé doit être remplacé.
Résumé
Les pompes sont des machines utilisées pour transporter des fluides d'un endroit à un autre. L'un des types de pompes est la pompe centrifuge verticale. Cette pompe, comme son nom l'indique, fonctionne en position verticale. Elle est utilisée pour pomper des fluides depuis un niveau souterrain profond jusqu'à la destination souhaitée. Ces pompes peuvent être à roue unique ou à roues multiples. Les pompes centrifuges verticales à roues multiples sont plus puissantes, car plus il y a de roues, plus la puissance est élevée. Il existe plusieurs types de pompes centrifuges verticales utilisées pour le transport de fluides. Les pompes centrifuges verticales sont utilisées pour transporter des fluides verticalement. Les applications des pompes centrifuges verticales comprennent le pompage de l'eau dans les trous de forage, le pompage des eaux usées dans les niveaux souterrains, le pompage des produits chimiques, entre autres.