자흡식 하수 펌프: 작동 방식, 응용 분야 및 선택 가이드

작동하기 위해 물속에 잠겨야 하는 펌프는 문제가 발생할 때마다 밀폐되고 습한 환경에서 회수하고, 건조하고, 정비해야 하는 펌프이기도 합니다. 매일 하수, 슬러지 및 폐수를 처리하는 시설 관리자, 도시 엔지니어 및 산업 운영자의 경우 이러한 절충안에는 실제 운영 비용이 발생합니다. 는 자체 프라이밍 하수 펌프 이 문제를 해결하기 위해 정확하게 개발되었습니다. 이는 하수 응용 분야에서 요구하는 고형물 처리 기능을 유지하면서 폐기물 흐름에 모터를 배치할 필요가 없는 표면 장착형 지상 대안입니다. 이 기사에서는 이러한 펌프의 작동 방식, 수중 대체 제품보다 성능이 뛰어난 시나리오, 재료 및 씰링에서 찾아야 할 사항, 응용 분야에 적합한 구성을 선택하는 방법을 다룹니다.

자체 프라이밍 하수 펌프 작동 방식

자흡식 펌프의 특징은 흡입 라인에서 공기를 배출하고 작동 사이클 사이에 수동으로 액체를 채우지 않고도 액체를 펌프 케이싱으로 끌어들이는 능력입니다. 이는 펌프 내부의 지속적인 공기-액체 혼합 및 분리 과정을 통해 발생합니다.

처음 시동하기 전에 펌프 케이스에 액체를 수동으로 채워야 합니다. 이는 일회성 프라이밍 단계입니다. 초기 용량이 확보되면 임펠러가 회전하여 입구에 저압 구역이 생성됩니다. 저장된 액체는 흡입 파이프에서 공기와 혼합되고, 혼합물은 임펠러를 통해 분리 챔버로 이동하고, 공기는 ​​배출 출구를 통해 배출되고, 나머지 액체는 임펠러 입구로 다시 재순환됩니다. 이 사이클은 흡입 라인에서 모든 공기가 제거되고 지속적인 액체 흐름이 이루어질 때까지 반복됩니다. 이 시점부터 펌프는 표준 원심 펌프로 작동합니다.

비판적으로, 정지 후 펌프의 케이싱에 액체가 남아 있습니다. . 다음 시작 시 이 유지된 볼륨을 통해 운영자 개입 없이 자체 프라이밍 주기가 자동으로 다시 시작됩니다. 이것이 바로 자체 프라이밍 펌프가 건조 정지 시마다 수동으로 재충전해야 하는 기존 프라이밍 원심 펌프와 구별되는 점입니다.

자흡식 대 잠수정: 올바른 구성 선택

두 펌프 유형 모두 하수를 효과적으로 처리하지만 서로 다른 설치 조건에 적합합니다. 장단점을 이해하면 비용이 많이 드는 잘못된 사양을 방지할 수 있습니다.

수중 하수 펌프는 폐기물 구덩이에 직접 배치되며 흡입 배관이 필요하지 않습니다. 지상 공간을 차지하지 않으며 액체 표면 아래에서 조용히 작동합니다. 제한 사항은 유지 관리 접근입니다. 모든 서비스는 작업 하수 처리장에서 제한된 공간에서 젖고 오염된 장비를 사용하여 작업하는 것을 의미하는 구덩이에서 장치를 들어 올려야 합니다. 가장 일반적인 고장 모드인 모터 씰 고장은 펌프 작동이 완전히 멈출 때까지 감지되지 않습니다.

자체 프라이밍 하수 펌프가 지면에 설치되어 있습니다. 모터는 하수와 완전히 분리되어 있으며 펌프 케이싱, 임펠러 및 흡입 파이프만 폐수와 접촉합니다. 이는 모터 측의 씰링 요구 사항이 낮고, 더 빠르고 깔끔한 유지 관리 접근이 가능하며, 작동 중 펌프를 시각적으로 모니터링할 수 있는 능력을 의미합니다. 단점은 흡입 양력이 대기압에 의해 제한되어 대부분의 구성에서 사실상 6~8미터로 제한된다는 점입니다. 액체 표면이 이보다 깊은 응용 분야의 경우 수중 펌프가 실용적인 선택입니다.

적당한 깊이, 간헐적 작동, 이동식 배치 또는 유지 관리 빈도가 높은 응용 분야(건설 현장 탈수, 산업 공정 용수, 접근 가능한 건정이 있는 도시 리프트 스테이션 및 홍수 조절 작업)의 경우 자체 프라이밍 구성은 시간이 지남에 따라 지속적으로 총 소유 비용을 낮춥니다. 지면에서 안정적인 고형물 처리가 필요한 하수 펌프 응용 분야 .

주요 애플리케이션 시나리오

자체 프라이밍 하수 펌프는 대부분의 엔지니어가 처음에 가정하는 것보다 더 넓은 범위의 매체 유형을 포괄합니다. 이들 모두의 공통점은 표준 정수 원심 펌프로 처리할 수 없는 유체입니다.

• 도시 하수 및 폐수: 하수를 수집 지점에서 처리 시설로 펌핑하는 리프트 스테이션은 가장 확립된 응용 분야 중 하나입니다. 막힘 없이 고형물, 섬유질 물질 및 유기 잔해물을 처리할 수 있는 펌프의 능력은 연속 사용 역할에서 신뢰성을 보장합니다. 자체 프라이밍 설계는 리프트 스테이션 운영자가 제한된 공간에 들어가지 않고 검사를 수행해야 하는 경우 특히 중요합니다.
• 산업 폐수: 제지 공장, 섬유 공장, 식품 가공 공장 및 화학 시설에서는 부유 물질, 섬유 및 가변 점도 유체가 포함된 공정수를 생성합니다. 자체 프라이밍 하수 펌프는 공격적인 매체에 침수되어 모터가 손상될 위험 없이 이러한 흐름을 처리합니다.
• 건설 현장 탈수: 굴착, 터널, 기초 공사로 인해 미사, 모래, 잔해가 혼합된 지하수가 축적됩니다. 자체 프라이밍 펌프는 경사면에 위치할 수 있고 위치 간에 이동하며 매번 다시 프라이밍할 필요 없이 간헐적으로 작동할 수 있습니다. 이는 활동 중인 건설 현장에서 상당한 운영상의 이점을 제공합니다.
• 슬러지 및 슬러리 이송: 침전조와 침전지의 농축된 슬러지는 막힘 없이는 수중 장치로 이동할 수 없는 경우가 많습니다. 통로가 넓은 임펠러와 강화 케이싱을 갖춘 자체 프라이밍 펌프는 이러한 고점도, 고형분 흐름을 안정적으로 처리합니다.
• 홍수 통제 및 비상 배수: 홍수 대응 시나리오에서는 신속한 배치가 중요합니다. 수중 설치에 필요한 구덩이 준비 없이 자체 프라이밍 펌프를 배치하고 흡입 호스에 연결하고 몇 분 안에 작동할 수 있습니다.

재료 및 밀봉: 장기적인 신뢰성을 결정하는 요소

하수에는 연마성 입자, 섬유질 물질 및 화학적으로 공격적인 성분이 포함되어 있습니다. 펌프 케이싱, 임펠러 및 씰링 시스템의 재료 선택에 따라 유지 관리 간격 사이에 펌프가 작동하는 기간이 직접적으로 결정됩니다.

펌프 케이싱: 주철은 일반 하수 처리 분야의 표준으로 남아 있습니다. 주철은 도시 및 산업 환경에서 우수한 내마모성, 저렴한 비용 및 입증된 내구성을 제공합니다. 부식성 폐수, 화학 폐기물 또는 연안 시설과 관련된 응용 분야의 경우 스테인리스강 케이싱(일반적으로 304 또는 316 등급)은 주철 사용 수명을 제한하는 부식 위험을 제거합니다. 스테인레스 스틸 정밀 주조 펌프 본체는 유로의 치수 일관성을 향상시켜 펌프 수명 동안 유압 효율성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

임펠러 디자인: 임펠러는 고체 입자로 인한 마모에 가장 많이 노출되는 구성 요소입니다. 통로가 넓은 단일 채널 또는 이중 채널 개방형 임펠러를 사용하면 큰 고체와 섬유질 물질이 막히지 않고 통과할 수 있습니다. 크롬철 또는 고크롬 합금 임펠러(일반적으로 경도 55HRC)는 연마성, 모래 또는 모래가 많은 하수를 사용하는 응용 분야에서 마모 수명을 크게 연장합니다. 연마제 함량이 없는 일반 도시 하수의 경우 부식 방지 코팅이 된 표준 주철 임펠러로 충분합니다.

기계적 밀봉: 메카니컬 씰은 웨트엔드와 모터 샤프트 사이의 중요한 인터페이스입니다. 자체 프라이밍 하수 펌프에서 탄화 규소 기계적 밀봉은 연마 매체에 선호되는 사양입니다. 탄화 규소 표면은 미세 입자로 인한 마모와 산성 또는 알칼리성 폐기물 흐름의 화학적 공격에 저항합니다. 오일 윤활 씰 공동은 흡입 라인이 완전히 프라이밍되기 전에 각 시동 시 발생하는 짧은 공회전 기간 동안 추가 보호 기능을 제공하여 열 축적으로 인한 조기 씰 실패를 방지합니다.

하수 처리 및 정수 압력 적용을 포함하여 더 광범위한 펌프 솔루션이 필요한 작업의 경우 자흡식 하수 펌프와 고압 정수 회로용 수평 다단 원심 펌프 동일한 시설에서 단일 공급업체의 유체 취급 요구 사항을 모두 충족합니다.

설치 및 작동 고려 사항

첫 번째 시도에서 바로 설치하면 현장에서 자흡식 펌프와 관련된 가장 일반적인 성능 문제를 피할 수 있습니다.

흡입관은 가장 중요한 요소입니다. 밀폐되어 있어야 합니다. 조인트 누출, 느슨한 커플링 또는 손상된 개스킷으로 인해 공기가 시스템으로 유입되어 자체 프라이밍 주기가 중단되어 펌프가 건조하게 작동하게 됩니다. 모든 흡입 파이프 조인트는 매체 온도 및 화학 등급에 맞는 스레드 화합물 또는 개스킷 재료로 밀봉되어야 합니다. 흡입 파이프 길이는 가능한 짧게 유지해야 합니다. 작동 시간이 길어지면 프라이밍이 완료되기 전에 펌프에서 배출해야 하는 공기량이 증가하여 시동 시간이 늘어납니다.

케이싱에 남아있는 액체가 프라이밍 예비량을 제공하기 때문에 펌프는 정상 작동을 위해 풋 밸브가 필요하지 않습니다. 그러나 긴 흡입 파이프가 가동 중단 후 상당한 배수 역류를 발생시키는 설치에서는 흡입 입구에 있는 풋 밸브가 흡입 파이프를 액체로 채워진 상태로 유지하여 다음 시동 시 재 프라이밍 시간을 줄여줍니다.

추운 기후에서는 정지 후 펌프 케이싱에 남아 있는 물을 온도가 영하로 떨어지기 전에 배수해야 합니다. 얼어붙은 갇힌 물은 주철 케이스를 깨뜨릴 만큼 충분한 힘으로 팽창합니다. 이는 방한 절차를 따르지 않을 때 발생하는 예방 가능한 고장입니다. 대부분의 펌프 설계에는 이러한 목적으로 케이싱의 가장 낮은 지점에 배수 플러그가 포함되어 있습니다.

펌프 모델에 관계없이 처음 사용하기 전에 초기 프라이밍이 필요합니다. 액체가 넘칠 때까지 프라이밍 포트를 통해 케이싱을 채운 다음 포트를 닫고 펌프를 시작하십시오. 첫 번째 프라이밍 주기가 완료되고 펌프가 흐름을 설정한 후 모든 후속 시동은 완전 자동으로 이루어집니다.

올바른 자흡식 하수 펌프 선택: 주요 매개변수

하수 응용 분야를 위한 펌프를 선택하려면 5가지 매개변수를 실제 작동 조건과 일치시켜야 하며 제품 데이터시트에 있는 최대 정격이 아닙니다.

유량과 수두가 출발점입니다. 시간당 입방미터 단위로 필요한 유량과 총 동적 수두(정적 양력과 배출 배관의 마찰 손실)를 설정합니다. 펌프의 성능 곡선은 충분한 여유를 두고 시스템 헤드에서 필요한 유량을 제공해야 합니다. 즉, 최고 효율 지점에서 떨어진 곡선의 맨 오른쪽에서 작동하면 마모가 가속화되고 에너지 소비가 증가합니다.

고형물 통로 직경은 펌프가 실제 폐기물 흐름을 처리할지 여부를 결정합니다. 도시 하수에는 일반적으로 최대 80mm의 고형물이 포함되어 있습니다. 산업 흐름은 더 큰 섬유질 물질을 운반할 수 있습니다. 펌프의 최대 고체 통과 사양은 매체에서 예상되는 최대 고체 통과량을 초과해야 합니다.

흡입 양정 요구 사항은 펌프의 정격 용량(해수면 표준 자흡식 하수 펌프의 경우 일반적으로 5~8미터) 내에 있어야 합니다. 고도는 사용 가능한 대기압을 감소시켜 달성 가능한 흡입 양력을 감소시킵니다. 1,000미터 이상의 고도에 적용하려면 경감 계수를 적용해야 합니다.

위에서 설명한 대로 매체 화학과의 재료 호환성에 따라 케이싱 및 임펠러 재료 선택이 결정됩니다. 폐기물 흐름의 pH, 온도 또는 화학적 조성이 계절에 따라 또는 생산 변화에 따라 달라지는 응용 분야의 경우 스테인리스강 구조는 주철보다 더 넓은 허용 범위를 제공합니다.

모터 보호 등급은 실외 및 습한 환경에서 중요합니다. IP55 등급은 대부분의 하수 펌프 설치에 대한 최소 등급입니다. 보호소가 없는 실외 스테이션에는 IP65를 권장합니다. 펌프 사양과 광범위한 시스템 통합을 모두 관리하는 시설의 경우 다음을 제공하는 제조업체에 문의하세요. 다양한 원심 및 하수 펌프 구성 시설의 각 회로에 펌프 유형을 일치시키는 프로세스를 단순화합니다.