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담비 송
4 years ago
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1 現代重工業株式會社 Page 1 Page1

2 펌프의 3요소 Q :: 토출유량토출유량 (m3/min) (m3/min) H :: 전양정전양정 (m) (m) N :: 회전수회전수 (rpm) (rpm) H = ( 펌프출구에서물이가지는에너지 ) -( 펌프입구에서물이가지는에너지 ) hd ; 출구에서의정압 hs ; 입구에서의정압 vd ; 출구유속 vs ; 입구유속 H = 실양정 + 관로손실수두 + 출구속도수두 Page 2

3 비교회전도 (Ns) 펌프의펌프의모양을모양을결정하는결정하는무차원무차원상수 ;; 비교회전도비교회전도 (Ns) (Ns) 가같으면같으면펌프는펌프는기하학적기하학적상사상사관계가관계가성립됨.. Q : 토출유량 (m3/min) H : 전양정 (m) N : 회전수 (rpm) 임펠러형상과비교회전도의관계 Page 3

4 펌프의분류 터보터보펌프 원심원심펌프 사류사류펌프 볼류트볼류트펌프 (Volute) 디퓨저디퓨저펌프 (Diffuser) 사류사류볼류트볼류트펌프 (Mixed (Mixed Flow Flow Volute) Volute) 사류사류펌프 (Mixed (Mixed Flow Flow Diffuser )) 축류축류펌프 (Axial (Axial Flow) Flow) 용적형용적형펌프펌프 왕복식왕복식 회전식회전식 와류와류펌프펌프 특수특수펌프펌프 제트제트펌프펌프 기포기포펌프펌프 수격수격펌프펌프 Page 4

5 펌프형식과선정도 Page 5

6 펌프성능곡선 Page 6

7 펌프의비교회전도별형식과특징 원심펌프사류펌프축류펌프 작동원리 원심력원심력 원심력원심력 + + 양력양력 양력양력 Ns ~ ~ 이상이상 특징 체절운전체절운전가능가능 Ns Ns 가작을작을수록수록체절양정이체절양정이작다작다 원심펌프와원심펌프와축류펌프의축류펌프의중간중간특성특성 체절운전체절운전불가불가 저유량저유량영역에서영역에서 STALL STALL 발생발생 Page 7

8 케이싱분류 ( 분할형식 ) 수평분할 수직분할 특징 분해점검분해점검용이용이 고온고온,, 고압에고압에적합 200, 200, 70K 70K 적용 HD, HD, MSB MSB HDR HDR Page 8

9 케이싱분류 ( 토출유로의형식 ) 사류볼류트 사류디퓨져 축류 직각직각방향방향토출 하수용하수용펌프에펌프에적합 축방향축방향토출 볼류트에볼류트에비해비해소형 소형소형 ( 원심펌프의 ( 원심펌프의1/2) 1/2) Page 9

10 케이싱분류 ( 토출유로의형식 ) 원심볼류트 원심디퓨져 일반펌프류일반펌프류 소형다단펌프소형다단펌프 Page 10

11 임펠러형상에의한분류 밀폐형 개방형 NON-CLOG 고양정고양정원심펌프 저양정저양정사류펌프 우수우수,, 하수등하수등약간의약간의이물질을포함한포함한경우에경우에적합 고형물고형물,, 섬유질섬유질이송 Page 11

12 흡입방식에의한임펠러의분류 양흡입 편흡입 임펠라임펠라좌우좌우대칭 흡입성능이흡입성능이편흡입에편흡입에비하여좋다좋다 대형펌프에대형펌프에대하여대하여경제적 유로구조가유로구조가간단간단 수직수직펌프에펌프에적합 소형소형표준표준펌프 다단다단펌프 Page 12

13 저소음펌프의설계 날개의중첩 방음케이싱 Page 13

14 축봉장치 - 패킹 슬리브의재질선정기준 누수량누수량 :: 지름당지름당 ~ cm3/min cm3/min 발열량발열량 :: 30 C 30 C Page 14

15 축봉장치 - 메카니칼씨일 구성구성 :: 습동면습동면,, 압축링압축링,, 스프링스프링,, 패킹패킹 습동부습동부 경질경질 연질연질 세라믹세라믹초경합금초경합금실리콘실리콘카바이드 카본카본 Page 15

16 메카니칼씰의분류 발란스형 언발란스형 회전형 고온고온. 고압펌프. 고압펌프 (P>20K) (P>20K) 저비등유체저비등유체 (LPG (LPG등 )) 일반일반펌프 일반일반펌프 > 패킹과패킹과호환성호환성있음.. Page 16

17 메카니칼씰의분류 정지형 멀티스프링 싱글스프링 고속고속 (20m/s (20m/s 이상이상 )) 일반일반펌프 부식성부식성유체 결정성결정성유체 Page 17

18 메카니칼씰의분류 벨로우즈씰 텐덤씰 더블씰 축패킹패킹불필요 > 고온용고온용펌프 독극물독극물 산화성산화성유체 고압고압펌프 Page 18

19 패킹과메카니칼씰비교 패킹 메카니칼씰 구조분해, 조립누설량슬리브마모수명일반적용도 간단간단 용이용이 ~ cc/hr cc/hr 큼큼 정기적정기적교환 (3~6 (3~6개월 )) 일반펌프일반펌프 복잡복잡 불편불편 3 cc/hr cc/hr 없음없음 1 ~ 2 년 고온고온, 고압, 고압,, 특수액특수액 Page 19

펌프의베어링 선정기준 베어링배열 구름베어링구름베어링수명이수명이규정치규정치이상이상 DN DN < < 500,000 500,000 PN PN < < 4,000,000 4,000,000 레이디얼레이디얼하중하중지지지지 : : 구름구름베어링베어링

스러스트스러스트베어링베어링수명이수명이기준치기준치이상이고이상이고,, DmN DmN < < 500,000 500,000 PN PN < < 4,000,000 4,000,000 레이디얼레이디얼하중하중지지지지 : : 동압동압베어링베어링 스러스트스러스트하중하중지지지지 :

20 펌프의베어링 선정기준 베어링배열 구름베어링구름베어링수명이수명이규정치규정치이상이상 DN DN < < 500, ,000 PN PN < < 4,000,000 4,000,000 레이디얼레이디얼하중하중지지지지 : : 구름구름베어링베어링 스러스트스러스트하중하중지지지지 : : 구름구름베어링베어링 구름구름베어링베어링기준한기준한레이디얼레이디얼베어링베어링수명이수명이기준치기준치이하이거나이하이거나 DN DN > > 500, ,000 스러스트스러스트베어링베어링수명이수명이기준치기준치이상이고이상이고,, DmN DmN < < 500, ,000 PN PN < < 4,000,000 4,000,000 레이디얼레이디얼하중하중지지지지 : : 동압동압베어링베어링 스러스트스러스트하중하중지지지지 : : 구름구름베어링베어링혹은혹은,, 동압동압베어링베어링 구름구름베어링베어링기준한기준한베어링베어링수명이수명이기준치기준치이하이하 DN DN > > 500, ,000 PN PN > > 4,000,000 4,000,000 레이디얼레이디얼하중하중지지지지 : : 미끄럼미끄럼베어링베어링 스러스트스러스트하중하중지지지지 : : 동압동압베어링베어링 Page 20

21 윤활방법 그리스그리스윤활 유욕법유욕법 (Oil (Oil Bath) Bath) 소 소 오일링오일링 (Oil (Oil Ring) Ring) 분무식분무식 (Pure (Pure Mist) Mist) 속도 하중 혼합식혼합식 (Purge (Purge Mist) Mist) 강제강제윤활윤활 동압동압베어링 대 대 Page 21

22 펌프의상사법칙 D1/D2 : 기하학적상사비 Q : 유량 (m3/min) H : 양정 (m) N : 회전수 (rpm) Page 22

23 펌프의성능변경 - 회전수변경 Q : 유량 (m3/min) H : 양정 (m) Υ: 비중 L : 동력 (kw) η: 펌프효율 Page 23

24 펌프의성능변경 - 외경변경 (m=1~2, n=2~3) Page 24

25 펌프의성능변경 - 임펠러 UNDER CUT Page 25

26 펌프의성능변경 - 임펠러조립각의변경 ΔQ ΔQ // Q = Δθ Δθ // θ Page 26

27 카플링 RIGID 카플링 기어카플링 추력추력베어링 ;; 구동기측구동기측 수직펌프수직펌프 저속저속,, 고토크고토크 급유급유필요 부식부식환경 Page 27

28 카플링 적층판 -Multi Disk Diaphragm 중속중속,, 중. 저토크. 저토크 고속고속,, 고토크고토크 동적동적불변성,, 형상형상안정성 Page 28

29 카플링대비표 기어디스크다이아프램 급유 필요필요 불요불요 불요불요 저속. 토크시강성 최적최적 적합적합 적합적합 허용편심량 작다작다 우수우수 우수우수 동적불변성 요주의요주의 적합적합 최적최적 형상안정성 마모마모발생 적합적합 최적최적 조립 곤란곤란 용이용이 간편간편 Page 29

30 캐비테이션 캐비테이션캐비테이션 (Cavitation) (Cavitation):: 임펠러임펠러입구부에서입구부에서유체의유체의압력이압력이포화포화증기압증기압보다낮아지면낮아지면기포가기포가발생하고발생하고고압부로고압부로이동되어이동되어소멸되는소멸되는현상현상.. 고주파진동, 소음, 침식, 성능저하 캐비테이션의종류종류 과대 과대유량 :: K2, K2, K4, K4, K5 K5 60~100% 60~100% 유량유량 :: K1 K1 50~60% 50~60% 유량유량 :: K2, K2, K6, K6, K5, K5, K1 K1 Page 30

유효흡입수두 (NPSH) NPSH available NPSH required

31 유효흡입수두 (NPSH) NPSH available NPSH required 임펠러임펠러입구입구직전의직전의유체의유체의압력이포화포화증기압보다증기압보다어느어느정도정도높은가를나타내는나타내는수치수치 캐비테이션이캐비테이션이발생하지발생하지않기않기위해펌프에서펌프에서필요한필요한최소최소압력 NPSHa = Ha - hs - hv - hl (Hsv) Ha : 대기압 (10.3m) hs : 흡입실양정 (m) hv : 포화증기압 (m) hl : 흡입관손실 (m) N : 회전수 (rpm) Q : 유량 (m³/min) S : 흡입비속도 ns < 500, S=1500 ns > 600, S=1200 케비테이션방지방지조건 :: Hsv Hsv > hsv hsv Page 31

32 (사) 유체기계공업학회 펌프의 기초이론과 CAVITATION 펌프 형식 / 유량 따른 흡입 비속도 (개략치) (전펌프 동일) Page 32 엔진 사업 본부

33 캐비테이션발생에의한성능저하 원심펌프 사류펌프 Page 33

34 축방향 THRUST T = π(γ π(γ ω ²-γ ω ²-γ s ²) s ²) (P (P m -P -P 1 )-ρqv 1 )-ρqv 1 1 Page 34

35 축추력평형방법 양흡입임펠러 발란스홀 순간적인순간적인축추력축추력잔류 축추력축추력잔류 Page 35

36 축추력평형방법 발란스관 발란스베인 축추력축추력잔류 축추력축추력감소 축동력축동력증대 Page 36

37 펌프의진동 구분원인대책 공진진동응답해석 감도평가 가진시험 수정 불평형진동 기계적불평형재발란스, Field Balance 유체적불평형운전모드변경, 재제작 저주파진동 고주파진동 유막불안정서어지등 볼베어링결함, 케비테이션등. 기타 베어링및씰계통개선주파수평가 - 기계적. 전기적 Runout - 일교차 - 열팽창, 배관력, 토출반력 ; Misalignment Page 37

38 펌프의소음 임펠러의임펠러의Vane Frequency Frequency f=nz/60 f=nz/60 f f :: 주파수주파수 (Hz) (Hz) n :: 회전수회전수 (rpm) (rpm) z z :: 날개날개매수 캐비테이션캐비테이션 난류난류 :: 설계점설계점이외에서이외에서운전시운전시 임펠러임펠러내부의내부의2 차유동유동 흡수조의흡수조의Vortex Surge Surge 기계적기계적소음 Page 38

39 Thrust 베어링구조 볼베어링 틸팅패드 유욕외부냉각수외부냉각수 자체순환자체순환윤활윤활외부냉각수외부냉각수 Page 39

40 Pit Barrel Pump - 임펠러분류 양흡입 편흡입 -NORMAL IMP. - 저 NPSH IMP. Page 40

Pit Barrel Pump - NPSH 임펠라에따른 NPSH-r NPSH-r(%) 220 200 180 160 140 120 100

41 Pit Barrel Pump - NPSH 임펠라에따른 NPSH-r NPSH-r(%) 편흡입임펠라 양흡입임펠라 SPECIAL 임펠라 Q (%) Page 41

42 틈새부식대책 구 분 대 책 1. 재료선정 - Cr x Mo > 25% - Cr x Mo + Nitrogen > 35% 2. 예민화 (427~870 크롬탄화물석출 ) - 용접에주의 ( 층간온도 175 이하 ) 3. 재료의조합 - 희생양극 (ex. 주철, 탄소강과조합 ) 4. 유속 - 1.5m/sec 이상 5. 잔류해수 - 드레인가능토록설계 6. 조립부의틈새 - 수지등으로충진 Page 42

NPSH가 펌프에서 왜 중요한가?

NPSH가 펌프에서 왜 중요한가? LG Engineering Co.,Ltd. REPORT Title : NPSH 에관하여 Department : Mechanical Prepared by: 유정헌 NPSH 가펌프에서왜중요한가? 1. NPSH 란? centrifugal pump 에서 operation 에중요한인자는 suction condition 이다. 이 suction condition 이좋지않을때,