Application des capteurs de température dans les pompes à haute pression multiétages

Pourquoi les pompes multiétages à haute pression ont besoin de capteurs de température

Les pompes à haute pression multiétages sont des équipements clés dans des industries telles que l'électricité, la pétrochimie et la métallurgie, avec une pression de décharge de dizaines de mégapascals et une puissance unique de centaines à milliers de kilowatts. Par rapport aux pompes centrifuges ordinaires, les pompes à haute pression multiétages ont une priorité plus élevée pour la surveillance de la température pour trois raisons ci-dessous.

1. Poussée axiale élevée
La poussée axiale cumulative générée par la connexion en série des roues multiétages peut atteindre de plusieurs tonnes à des dizaines de tonnes. Les roulements de poussée supportent des charges extrêmement élevées et le capteur de température peut refléter le paramètre le plus directement mesurable de leur état de santé. Après la défaillance du palier de poussée, le rotor peut se déplacer de plusieurs millimètres en quelques secondes, ce qui entraîne des dommages complets au joint interétage.

2. Température moyenne élevée
La température moyenne de la pompe à eau d'alimentation de chaudière est de 150 à 200 °C, la pompe principale de l'énergie nucléaire est de 280 à 320 °C et la pompe à huile de transfert de chaleur peut atteindre plus de 300 °C. Dans des conditions de température élevée, la marge de température des roulements, des joints et des enroulements du moteur est plus petite et une précision de surveillance plus élevée par capteur de température est nécessaire.

3. Risque thermique à faible débit
Dans des conditions de faible débit, la plupart de la puissance des pompes à haute pression multiétages est convertie en énergie thermique pour chauffer le milieu. Lorsque la température de sortie est supérieure à 15°C à la température d'entrée, elle peut provoquer une vaporisation moyenne, une flexion thermique du rotor et une abrasion de l'étanchéité inter-étage. Le capteur de température est le jugement central pour la protection des petits débits.

Quels sont les principaux points de surveillance du capteur de température

1.Température du métal du palier de poussée

C'est le point de mesure prioritaire le plus élevé du capteur de température pour surveiller la température du métal du roulement de poussée. Le mode de défaillance le plus dangereux de la pompe à haute pression multiétage est l'effondrement du palier de poussée. Chaque palier de poussée est équipé d'au moins deux capteurs Pt100. Pour les paliers de poussée inclinables, un capteur Pt100 doit être installé au centre de l'arrière de chaque palier actif. Pour les paliers de poussée fixes, deux à quatre capteurs Pt100 doivent être installés sur la zone portante de la surface du palier.

2. Température du métal du roulement radial

Les exigences de configuration du palier radial sont qu'un capteur de température Pt100 soit pour l'extrémité d'entraînement et l'extrémité non-entraînement. Les roulements à roulement ne sont pas recommandés pour la surveillance des capteurs de température intégrés en raison de limitations structurelles, et les capteurs de température Pt100 sont fixés à la surface extérieure du boîtier du roulement, avec des valeurs mesurées inférieures à la température de l'anneau intérieur.

3. Température du milieu à l'entrée et à la sortie du processus

Les capteurs de température surveilleront les petites hausses de température du débit et évalueront l'impact de l'expansion thermique sur l'alignement du rotor. Les exigences de configuration de la surveillance des capteurs de température sont qu'un Pt100 avec manchon de protection thermique à chaque entrée et sortie.

4. Température du fluide de rinçage du joint

Pour les pompes multiétages à haute température à température moyenne supérieure à 150°C en utilisant des capteurs de température. Il est nécessaire de surveiller la température du liquide de rinçage d'étanchéité pour éviter la vaporisation du film liquide sur la face d'extrémité d'étanchéité. Les exigences de configuration de la surveillance des capteurs de température sont d'installer des capteurs Pt100 à l'entrée et à la sortie du circuit liquide de rinçage d'étanchéité pour surveiller les différences de température. Une augmentation de la différence de température indique un chauffage accru de la face d'extrémité d'étanchéité.

5. Température de l'enroulement du moteur

Les moteurs de haute puissance supérieurs à 250 kW nécessitent un capteur de température pour surveiller la température d'enroulement du stator. Les exigences de configuration de la surveillance des capteurs de température sont d'intégrer Pt100 à l'extrémité de l'enroulement du stator, 1pc à 3pcs par phase et d'intégrer Pt100 un chacun pour l'extrémité d'entraînement et l'extrémité non-entraînement pour surveiller la température du roulement du moteur.

6. Température de la chambre d'équilibrage

C'est le point de mesure du capteur de température unique aux pompes à haute pression multiétages. Le disque d'équilibrage ou le tambour repose sur une lubrification moyenne pour le refroidissement, et le capteur de température surveillera la température de la chambre d'équilibrage. Une augmentation de la température de la chambre d'équilibrage indique une augmentation du jeu du disque d'équilibrage ou un débit de refroidissement insuffisant. Les exigences de configuration de la surveillance des capteurs de température sont que le Pt100 avec manchon de protection thermique sera installé dans le tuyau d'équilibrage. La tendance croissante de la température de la chambre d'équilibrage et la diminution de la différence de pression dans la chambre d'équilibrage signifient une usure accrue du disque d'équilibrage.

Résumé

L'application fondamentale des capteurs de température dans les pompes à haute pression multiétages ne réside pas dans la mesure du nombre de températures, mais dans trois couches de progression:

Couche 1: Connaître la température
Les pompes multiétages à haute pression intègrent Pt100 avec haute précision Classe A.

Couche 2: Prédire quelle température deviendra
Les pompes à haute pression multiétages disposent d'une prévision LSTM de 4 heures, avec une fenêtre de 4 heures au-delà de l'alarme seuil.

Couche 3: Fusion multi-paramètres pour le jugement de la cause racine
La fusion triangulaire de la température, du déplacement axial et de la pression de la chambre d'équilibre sera la seule méthode fiable pour détecter l'effondrement du roulement de poussée.

De l'alarme passive à la prédiction proactive, de la mesure en point unique à la fusion multiparamètre, c'est la base technique pour le passage de la "maintenance programmée" à la "maintenance prédictive" en utilisant des capteurs de température dans des pompes à haute pression multiétages.