사례 연구: 맞춤형 고압-압 수직 다단 펌프 시스템

이전에 Grundfos 수직 펌프 시스템을 사용했던 장기-고객이 새롭고 매우 까다로운 요구 사항을 가지고 우리에게 접근했습니다. 고객은 180~200m³/h의 유속과 36~40bar의 수두를 제공할 수 있는 교체 솔루션을 요청했으며, 수처리 작업에서 뛰어난 내식성과 내구성을 위해 모든 접액 구성 요소를 316L 스테인리스 스틸로 업그레이드했습니다. 이러한 매개변수는 표준 산업 범위를 초과하므로 유압 혁신과 구조적 강도가 모두 필요합니다.

 

요청을 받은 후 당사의 R&D 및 기술 팀은 포괄적인 엔지니어링 검토를 수행했습니다. 우리는 표준을 결정했습니다.수직 다단 원심 펌프유압 요구 사항을 완전히 충족할 수 없습니다. 따라서 새로운 모델은 기존의 가장 큰 프레임 크기를 기반으로 처음부터 설계되었습니다.

새로운 설계에는 디퓨저 스테이지 수 증가, 효율성 향상을 위한 임펠러 형상 최적화, 40bar 압력을 유지하기 위한 샤프트 및 커플링 강화, 316L 스테인리스강 구조와의 완벽한 호환성 보장이 포함되었습니다. 이 구성은 수처리 환경에서 지속적인 작동을 위한 기계적 견고성과 장기적인-내화학성을 모두 제공했습니다.

유압 설계가 완료되면 엔지니어링 팀은 CFD 시뮬레이션과 기계적 응력 분석을 수행하여 시스템 성능을 검증했습니다. 헤드와 효율성 사이의 최적의 균형을 보장하기 위해 여러 단계 조합이 평가되었습니다. 여러 번의 최적화 과정을 거쳐 38bar에서 200m³/h를 달성하는 구성이 확정되었습니다.

새로운 맞춤형 모델은 CDLF200-6 + CDH200-6으로 지정되었으며, 이는 최대 40bar의 헤드에서 시간당 200m3을 공급하는 수직 다단계 원심 펌프를 나타내며 모든 습식 부품은 316L 스테인리스 스틸로 제작되었습니다. 설계에는 확장된 디퓨저 섹션, 정밀 균형 로터, 모듈식 배출 헤드가 포함되어 있어 유지 관리가 더 쉽습니다. 검토를 위해 완전한 3D 도면과 성능 곡선이 고객에게 제공되었으며 여러 차례의 확인을 거쳐 설계가 생산 승인되었습니다.

CFD 시뮬레이션과 내부 유압 계산을 통해 검증된 스테이지 헤드 이득, 효율성 및 NPSH 동작{0}}D 모델, 조립 도면 및 성능 곡선이 검토를 위해 발행되었습니다. 여러 번의 기술 교환 후 고객은 190~200m³/h, 38~40bar, NPSH 마진이 1.0m 이상인 작업 목표를 갖는 CDLF200-6 + CDH200-6 구성을 승인했습니다.

주요 설계 참고 사항: 확장된 디퓨저 섹션, 정밀 균형 로터(ISO G2.5), 카트리지 기계적 씰(SiC/SiC, Viton) 및 서비스 단순화를 위한 모듈형 배출 헤드. 모든 습식 부품은 316L 스테인리스 스틸입니다.

승인 후 품질 표준을 엄격하게 준수하여 생산이 시작되었습니다. 모든 316L 재료는 가공 전에 PMI 테스트를 거쳤습니다. 산화를 방지하기 위해 아르곤 백{3}}퍼징과 함께 TIG를 사용하여 용접 작업을 수행한 후 표면 패시베이션을 수행했습니다. 가공 정확도는 0.03mm TIR 이내로 유지되었으며 모든 회전 어셈블리는 ISO 1940 G2.5 표준에 따라 동적으로 균형을 이루었습니다.

압력-베어링 부품은 설계 압력(60bar)의 1.5배에서 정수압 테스트를 거쳤습니다. 여러 검사점에서 치수 및 조립 검사를 수행하여 동심도와 적절한 간격을 보장했습니다. 각 펌프는 최종 조립으로 이동하기 전에 무부하 회전 테스트와 전기 절연 점검을 거쳤습니다.

기계 조립

• 스테이지 스태킹: 각 임펠러, 디퓨저 및 슬리브를 측정하고 기록했습니다. 임펠러와 디퓨저 간극은 사양에 따라 설정되었습니다.
• 로터 빌드: 마모 링을 측정하고 일치시킵니다. 축방향 플로트 구성; 공차에 맞는 키.
• 베어링 설치: 브리넬링을 방지하기 위한 가열 장착; 엔드플레이 측정으로 검증된 예압.
• 기계적 밀봉: 설정 클립과 함께 설치된 카트리지 밀봉; 씰 챔버 플러싱 조항이 유지됩니다.
• 배출 헤드 및 베이스: 기준점에 맞춰 정렬된 모듈식 프레임; 리프팅 러그를 확인하고 표시했습니다.

전기 및 제어

• 모터 배선: 상 순서가 확인되었습니다. 절연 저항 > 100MΩ @ 500V.
• 계측: 흡입/배출 시 압력 태핑, 베어링의 PT100 및 DE/NDE에 장착된 진동 픽업.
• 제어 로직: 교번 듀티, 병렬 부스팅, 소프트 스타트/VFD 및 보호 인터록(공회전, 과열, 과열)을 지원합니다.

레이저 정렬

• 레이저 도구를 사용하여 콜드 정렬을 수행했습니다. 최종 오프셋은 0.03mm 이하이고 각도는 공차 내에 있습니다.
• 현장의 핫 정렬에 대한 열 성장 보상이 문서화되었습니다.

1) 사전 테스트 점검

• 오일/그리스 수준이 확인되었습니다. 커플 링 보호; 모든 게이지가 보정되었습니다(추적 가능한 인증서).
• 흡입이 넘치고 시스템이 환기됩니다. 회전이 확인되었습니다. 비상 정지 테스트를 거쳤습니다.

2) 유압성능곡선 검증

각 수직 다단계 원심 펌프는 H-Q 곡선을 매핑하기 위해 여러 지점에서 테스트되었습니다. 대표적인 결과:
• 70% 유량(~140m³/h): 수두 ≒ 41.5bar; 예측 대역 내 효율성.
• 100% 유량(~190m³/h): 수두 ≒ 38.2bar; 공칭 전력 소모; BEP가 근무 중입니다.
• 120% 유량(~225m³/h): 수두 ≒ 34.6bar; 안정적인 작동, 캐비테이션 발생 없음.
결과는 설계 예측의 ±3% 이내로 유지되었습니다.

3) 압력 무결성 및 누출

• 케이싱 및 배출 헤더에 대해 60bar에서 30분간 수압 테스트를 실시했습니다.-누출이나 영구 변형이 없습니다.
• 기계적 씰의 고정 유지: 건식 검사 후 테스트를 통해 눈에 보이는 누출이 없음을 확인했습니다.

4) 진동 및 음향 한계

• 진동: 100% 듀티에서 4.3mm/s 이하(ISO 10816 준수).
• 소음: < 85dB(A) @ 1m; 베어링 온도는 전체적으로 안정적입니다.

5) NPSH 및 캐비테이션 마진

• 유도 흡입 양정 및 조절 테스트를 통해 사용 가능한 NPSH가 1.0m 이상 요구되는 수준을 초과했습니다. 진동 스펙트럼에는 캐비테이션 특성이 없습니다.

6) 지구력 및 평행 달리기

• 연속 실행: 15분마다 정기적으로 판독하여 3시간 근무-압력, 흐름, 진동, 베어링 온도가 모두 안정적입니다.
• 병렬 모드: CDLF200-6과 CDH200-6이 동시에 작동합니다. 헤더 압력 안정성 및 흐름 공유가 확인되었습니다.
• 인터록: 공회전, 과진동, 과열 및 비상 정지를 테스트하고 기록했습니다.

결과물

• FAT 보고서(H-Q 데이터, 진동 로그, 게이지 교정 시트), HD 테스트 비디오(조립 + 성능) 및 유지 관리 체크리스트.

포장하기 전에 고객이 배송 전 검사를 위해 중국 공장을 방문했습니다.- 우리 엔지니어들과 함께 기계 구조, 표면 마감 및 테스트 기록을 검토했습니다. 무작위 압력 테스트가 현장에서 반복되었습니다.- 클라이언트는 빌드 품질과 문서 완성도에 대해 높은 만족감을 표시했습니다.

 

총 중량(약 3.5톤)과 설치 공간을 고려할 때 전체 조립 배송은 비현실적이었습니다. 각 수직 다단 원심 펌프는 베이스가 강화된 맞춤형 ISPM-15 나무 상자에 별도로 포장되었습니다. 보호 조치에는 VCI 포장, 건조제, 습도 표시기 및 충격/기울기 모니터가 포함되었습니다. 전기 단자는 밀봉되었습니다. 모든 상자에는 일련 번호, 총 중량 및 취급 기호가 명확하게 표시되어 있습니다. 문서-FAT 보고서, 재료 인증서, 설치 도면 및 설명서-가 배송과 함께 제공됩니다.

 

우리는 빠른 시작 가이드, 권장 예비품 목록, 윤활 일정 및 정렬 지침을 제공했습니다. 현장 작업의 경우 재조립 및 첫 시작에 대한 실시간 비디오 지원을 제공합니다. SAT(현장 승인 테스트)는 근무점 확인, 병렬 전환 및 경보 논리 점검을 반복할 수 있습니다.

CDLF200-6 + CDH200-6 이중 펌프 솔루션은 견고하고 유지 관리가 가능한 설계로 필수 180~200m³/h 및 36~40bar 목표를 충족했습니다. 이 프로젝트는 수처리 응용 분야를 위한 맞춤형 고압 수직 다단계 펌프 시스템을 제공할 수 있는 당사의 능력을 보여줍니다.