So dimensionieren Sie eine vertikale Turbinenpumpe für die Wasseraufnahme aus Tiefbrunnen

Bestimmen Sie die Größe einer vertikalen Turbinenpumpe mit Längswelle anhand des erforderlichen Durchflusses und des Wasserstands, der gemessen wird, während das Bohrloch mit diesem Durchfluss pumpt. Berechnen Sie dann die gesamte dynamische Förderhöhe, prüfen Sie, wo die Pumpe im Bohrloch aufgestellt werden kann, und überprüfen Sie die Belastung anhand der Kurve des Lieferanten. Eine Pumpe kann den berechneten Durchfluss und die berechnete Förderhöhe erreichen und dennoch ungeeignet sein, wenn die Behälter nicht in das Gehäuse passen oder wenn der Einlass während des Absinkens die Wassertiefe verliert. Behalten Sie die hydraulische Leistung und die physikalische Einstellung auf demselben Datenblatt bei.

Beginnen Sie mit dem Pumptest und dem erforderlichen Durchfluss

Notieren Sie den beabsichtigten Betriebsdurchfluss zusammen mit den Pumptestergebnissen des Bohrlochs. Der statische Wasserstand ist der Stand vor dem Pumpen, und der Pumpwasserstand ist der Pegel, der gemessen wird, während der Brunnen einen bestimmten Durchfluss liefert. Der Rückgang zwischen den beiden Niveaus ist Drawdown. Berücksichtigen Sie die Testdauer und den Trend des Wasserstands, insbesondere wenn der Wasserstand am Ende des Tests immer noch sinkt.

Prüfen Sie, ob der getestete Ertrag und das Pumpniveau den Anforderungen des Projekts entsprechen. Wenn ein Standort einen kurzen Spitzendurchfluss benötigt, der über seinem normalen Bedarf liegt, definieren Sie diesen Spitzenwert und wie lange er anhält. Die Nennleistung einer Pumpe beschreibt die Ausstattung. Der Brunnentest und die Standortdaten ermitteln, wie viel Wasser die Quelle unter den angegebenen Bedingungen liefern kann.

Veranschaulichende Bohrloch- und Entladungsdaten

Wenn ein Stufentest bei mehreren Durchflüssen Ergebnisse liefert, ordnen Sie jeden Fluss dem gemessenen Pumpniveau zu. Zwei Brunnen mit dem gleichen statischen Niveau können unter Last sehr unterschiedlich stark absinken. Teilen Sie dem Lieferanten bei einer Station mit nahegelegenen Produktionsbrunnen mit, welche Brunnen während des Tests in Betrieb waren und welche Kombinationen voraussichtlich in Betrieb sind. Eine unter einer Reihe von Bedingungen durchgeführte Messung gibt dem Prüfer einen nachvollziehbaren Ausgangspunkt für die Beurteilung der anderen Szenarien.

Platzieren Sie alle Höhen auf einem Bezugspunkt, beispielsweise der Oberseite des Bohrlochgehäuses. Eine Zeichnung zeigt möglicherweise den Liefertank im Verhältnis zum Endgehalt, während das Bohrlochprotokoll die Wassertiefe unterhalb des Gehäuserands angibt. Konvertieren Sie beide in dasselbe Datum, bevor Sie die Höhenunterschiede hinzufügen. Erfassen Sie das Datum in der Angebotsanfrage, damit der Lieferant die Zollberechnung reproduzieren kann.

Berechnen Sie die gesamte dynamische Förderhöhe im Entwurfsablauf

Im Beispiel vom offenen Brunnen zum offenen Tank sind die beiden Wasseroberflächen dem atmosphärischen Druck ausgesetzt und ihre Geschwindigkeiten können als vernachlässigbar angesehen werden. Der Höhenunterschied beträgt 35 m + 12 m = 47 m. Wenn man 8 m Verluste hinzufügt, ergibt sich eine dynamische Gesamtförderhöhe (TDH) von 55 m bei 100 m³/h . Diese Werte dienen der Veranschaulichung.

Wenn die Entladung einen unter Druck stehenden Verteiler speist, addieren Sie die erforderliche Druckhöhe am definierten Zielort und berücksichtigen Sie die Rohr-, Ventil- und Armaturenverluste bis zu diesem Punkt. Vereinbaren Sie mit dem Lieferanten die Kurvenreferenz und die Art und Weise, wie Spaltenverluste berücksichtigt werden, sodass jeder Verlust einmal auftritt. Berechnen Sie neu, wenn sich die Strömung ändert, da die Reibungsverluste mit der Strömung variieren. Berechnen Sie die Höhenhöhe neu, wenn sich das erwartete Pumpniveau oder das Zielniveau ändert.

Erstellen Sie anhand derselben Berechnung einen Betriebsbereich

Führen Sie die Berechnung für die Bedingungen durch, denen die Pumpe tatsächlich ausgesetzt ist. Im Beispiel ergibt ein Pumpwasserstand von 30 m unter dem Bohrlochkopf eine Gesamtförderhöhe von 50 m bei gleichen 100 m³/h, während 40 m darunter 60 m beträgt. Der Tankfüllstand und der Leitungsverlust werden bei diesen beiden Vergleichen konstant gehalten. Die resultierende Reichweite von 50–60 m beschreibt die Systemhöhe bei dem angegebenen Durchfluss. Eine Pumpe mit fester Drehzahl liefert im Allgemeinen unterschiedliche Fördermengen bei den beiden Wasserständen. Zeichnen Sie die Systemkurven auf, um diese Betriebspunkte abzuschätzen.

Wenn das Design über zwei Betriebsabläufe verfügt, bereiten Sie für jeden eine separate Zeile vor. Verwenden Sie den erwarteten Pumpwasserstand für diesen Durchfluss und berechnen Sie die Verluste durch Rohr, Ventile und Armaturen neu. Wenn der Förderdruck schwankt, notieren Sie den minimalen und maximalen erwarteten Druck und ermitteln Sie, welche Werte zusammen auftreten können. Dadurch erhält der Lieferant einen Leistungsrahmen, der den Betrieb vor Ort widerspiegelt.

Überprüfen Sie die Pumpeneinstelltiefe und den Schüsselabstand

Durch die Pumpeneinstellung werden Ansaugstutzen und Becken in der vorgesehenen Tiefe im Bohrloch platziert. Überprüfen Sie den niedrigsten erwarteten Pumpwasserstand, die vom Hersteller geforderte Mindesteintauchtiefe bei der vorgeschlagenen Durchflussmenge und die Brunnenkonstruktion. Markieren Sie die Gehäuseübergänge, den Siebabstand und den Schachtboden auf derselben Zeichnung. Überprüfen Sie die lichte Bohrung anhand der Abmessungen des Lieferanten und berücksichtigen Sie die angegebenen Einbauabstände.

Bitten Sie den Lieferanten, anzugeben, auf welchen Teil der Baugruppe sich sein Einstellmaß bezieht. Zeigen Sie die Ansaughöhe und den verfügbaren Abstand auf der Zeichnung an und bestätigen Sie dann die Wellen- und Säulenanordnung für diese Einstellung. Wenn der Brunnen in der Vergangenheit Sand produziert hat, stellen Sie die verfügbaren Wasserqualitätsdaten und Brunnenaufzeichnungen bereit, bevor Sie die Platzierung der Einlässe und die Materialien festlegen.

Überprüfen Sie gemeinsam die Eintauch- und Saugbedingungen

Unter Überflutung versteht man die Wassertiefe über dem Einlass im Betriebszustand. Eine Überprüfung der Mindesteintauchtiefe prüft die Fähigkeit des Einlasses, unter den vorgeschlagenen Bedingungen Wasser aufzunehmen. Bei einer Netto-Positiv-Saughöhenprüfung wird die am Pumpeneinlass verfügbare Förderhöhe mit dem, was die Pumpe bei diesem Durchfluss benötigt, unter Verwendung der geltenden Marge verglichen. Bitten Sie den Lieferanten, die Grundlage für beide Prüfungen anzugeben, einschließlich Durchfluss, Wassertemperatur, niedrigster erwarteter Pumpstand und Referenzhöhe des Einlasses.

Für eine einfache Geometrieprüfung zeigt ein 46 m unter dem Bohrlochkopf dargestellter Einlass 6 m Wasser darüber, wenn die Pumphöhe 40 m beträgt. Diese Berechnung sagt dem Team, was bei dieser Einstellung verfügbar ist. Vergleichen Sie es mit den Anforderungen für die vorgeschlagene Schüsselbaugruppe. Wenn zusätzliches Eintauchen erforderlich ist, überprüfen Sie eine tiefere Einstellung anhand des Gehäuseabstands, der Siebposition, des Bodenabstands und der geänderten Säulenanordnung, bevor Sie die Zeichnung ändern.

Passen Sie den Betriebspunkt an die Pumpenkurve an

Verwenden Sie 100 m³/h bei 55 m, um mögliche Schüsselbaugruppen und Stufenzahlen zu prüfen. Überprüfen Sie anhand der Kurve die Förderhöhe, den Wirkungsgrad und die Leistung im Betrieb und prüfen Sie dann, wo sich die Pumpen- und Systemkurven im erwarteten Wasserstandsbereich schneiden. Bitten Sie den Lieferanten, den zulässigen Betriebsbereich und den maximalen Leistungsbedarf innerhalb des geplanten Betriebsbereichs zu ermitteln. Wenn ein Betrieb mit variabler Geschwindigkeit geplant ist, erfragen Sie die Kurven bzw. Betriebsgrenzen für die vorgesehenen Geschwindigkeiten.

Die WY-PUMPEN Die VHS-Vertikalturbinenpumpe ist ein Beispiel für eine Reihenwellenkonfiguration mit einer Trommelbaugruppe, die mehrstufig sein kann. Für eine Projektspezifikation fordern Sie das vorgeschlagene Schüsselmodell und die Anzahl der Stufen, eine Maßzeichnung und die Kurve für die angebotene Konfiguration an.

Überprüfen Sie die ausgewählte Kurve und den ausgewählten Motor gemeinsam

Prüfen Sie, wo der Auslegungspunkt im Verhältnis zum besten Effizienzpunkt und dem für die angebotene Pumpe empfohlenen Betriebsbereich liegt. Wenn das System eine geringere Förderhöhe hat, kann sich der Schnittpunkt auf einer Kurve mit fester Geschwindigkeit in Richtung eines höheren Durchflusses verschieben. Überprüfen Sie dort die aufgenommene Leistung und prüfen Sie, ob der Brunnen den resultierenden Durchfluss aushalten kann. Wenn das System eine höhere Förderhöhe hat, prüfen Sie, ob der Durchfluss weiterhin dem Prozess dient und ob die Pumpe im zulässigen Betriebsbereich bleibt.

Die veröffentlichten Diagramme der hydraulischen Bedeckung sind hilfreich, um mögliche Bereiche zu identifizieren. Ein Angebot sollte die Kurve für das tatsächliche Trommelmodell, die Geschwindigkeit, die Laufradauswahl und die Anzahl der angebotenen Stufen enthalten. Fragen Sie nach der Leistungskurve und der Motorauswahlbasis des Lieferanten. Überprüfen Sie bei der Prüfung eines Vorschlags mit variabler Geschwindigkeit die niedrigsten und höchsten erwarteten Geschwindigkeiten anhand der tatsächlichen Systemkurven, insbesondere wenn die Station den Druck über sich ändernde Wasserstände hinweg aufrechterhalten muss.

Bereiten Sie eine Ausschreibung für eine Tiefbrunnenpumpe vor

• Erforderlicher Normal- und Spitzendurchfluss, Betriebsplan und erwartete saisonale Wasserstände.

• Pumptestdurchfluss, Wasserstände im Zeitverlauf, Testdauer und Wiederherstellungsaufzeichnungen, falls verfügbar.

• Abflusshöhe und Zieldruck, Rohr- und Ventildaten sowie die berechneten Betriebspunkte.

• Bohrlochzeichnung, lichter Innendurchmesser des Gehäuses, Gehäuseübergänge, Sieb- und Bodenhöhen sowie etwaige Ausrichtungsuntersuchungen.

• Daten zur Wassertemperatur, zu Sand oder Schwebstoffen sowie alle relevanten Wasserchemikalien.

• Stromversorgung, Steuerungsmethode, verfügbarer Hubraum und gewünschte Zeichnungs- und Kurvenlieferungen.

Übermitteln Sie Ihre Bohrlochdaten mit den beabsichtigten Durchfluss- und Abflussbedingungen, damit der Vorschlag anhand derselben Annahmen überprüft werden kann, die auch in Ihrer Berechnung verwendet wurden.

Bringen Sie die Brunnenzeichnung und die Pumpenkurve zusammen

Eine vertretbare Auswahl umfasst den Pumptest, die Förderhöhenberechnung, die vorgeschlagene Ansaughöhe und die Kurve für die tatsächlich gekaufte Pumpe. Im Beispiel 100 m³/h bei 55 m startet die Auswahl. Im weiteren Testbericht wird ermittelt, wie sich die Pumpe bei Wasserstandsänderungen verhält und ob die angebotene Baugruppe passt und unter Wasser bleibt. Wenn Sie ein Angebot von WY PUMPS prüfen oder mehrere Angebote bewerten, sollten Sie diese vier Punkte zusammenhalten. Ein Prüfer kann dann jede Auswahlannahme auf das Bohrloch, das System oder die Ausrüstung zurückführen.

Häufig gestellte Fragen

Kann der statische Wasserstand für eine erste Schätzung herangezogen werden?

Dies kann dabei helfen, die Höhenreferenz des Standorts festzulegen. Verwenden Sie für die Dimensionierung ein Pumpniveau, das an den beabsichtigten Durchfluss gebunden ist, und prüfen Sie, wie sich dieses Niveau bei längerem Betrieb oder in einer Trockenzeit ändern kann.

Wie wirkt sich eine tiefere Einstellung auf die Gesamtdynamik aus?

Wenn der Pump- und der Zielwasserstand gleich bleiben, bleibt auch der Höhenunterschied zwischen ihnen gleich. Eine längere Säule kann Reibungsverluste und die mechanische Anordnung verändern. Überprüfen Sie beides im überarbeiteten Vorschlag.

Worauf sollte ich achten, wenn ich zwei Angebote vergleiche?

Fordern Sie Kurven für die angebotene Geschwindigkeit und Stufenzahl, den Leistungsbedarf über den Betriebsbereich sowie die Abmessungen und Einstellungsannahmen an. Vergleichen Sie die Angebote bei identischen Durchfluss- und Förderhöhenbedingungen.

Bedeutet ein höherer Förderhöhenbedarf immer den Einbau einer weiteren Stufe?

Die Anzahl der Stufen ist eine Designvariable. Das Trommelmodell, die Geschwindigkeit und die Laufradauswahl wirken sich auch auf die verfügbare Förderhöhe und den Betriebsbereich aus. Bitten Sie den Lieferanten, die Konfigurationen beim tatsächlichen Durchfluss zu vergleichen, bevor er sich für eine Stufenanzahl entscheidet.