Pompa ładunkowa (odśrodkowa, pompownia)

Co wyróżnia tę pompę

Odśrodkową pompę ładunkową w pompowni napędza się spoza przestrzeni zagrożonej wybuchem: wirnik siedzi nisko w pompowni, ale turbina parowa albo silnik elektryczny, który go obraca, stoi w maszynowni, połączony długim pionowym wałem przechodzącym przez gazoszczelną dławnicę grodziową. Ten jeden układ odróżnia ją od pompy głębinowej, w której silnik jedzie na szczycie kolumny wewnątrz zbiornika, i od pompy zatapialnej, gdzie cała jednostka jest zanurzona w ładunku. Przejście przez grodź daje łatwiejszy dostęp obsługowy do napędu, ale dokłada jeszcze jedno miejsce uszczelnienia, które zaniedbane potrafi przepuścić pary do maszynowni.

Główne elementy

Korpus i wirnik

Korpus odśrodkowy jedno- albo wielostopniowy, zwykle ze stali duplex albo austenitycznej nierdzewnej przy ładunkach korozyjnych czy agresywnych, ze stali węglowej z powłoką ochronną przy produktach czystszych. Obtoczenie wirnika (średnica i zarys łopatek) ustala punkt pracy na charakterystyce pompy.

Pionowy wał pośredni i łożyska

Długi wał, oparty na pośrednich łożyskach wału, łączy napęd z pompą. Łożyska są zwykle smarowane produktem albo wodą i są pierwszym miejscem, w którym niewspółosiowość ujawnia się jako drgania.

Dławnica grodziowa

Uszczelnienie w miejscu, gdzie wał przechodzi z pompowni do maszynowni, wykonane jako uszczelnienie mechaniczne albo dławnica sznurowa. To wyznaczona granica zagrożenia gazowego i odpowiednio się ją nadzoruje.

Napęd

Turbina parowa, częsta na starszych i większych zbiornikowcach, bo nie wymaga certyfikacji elektrycznej w pompowni, albo silnik elektryczny o zmiennej prędkości umieszczony w strefie niezagrożonej, sprzęgnięty przez ten sam pionowy wał.

Kielich ssawny i kosz ssawny

Filtr przy ssaniu ze zbiornika, który trzyma zanieczyszczenia i zgorzelinę z dala od wirnika. Układy osuszania, eżektory albo osobna pompa osuszająca, radzą sobie z resztką ładunku, której pompa główna nie podniesie po zerwaniu ssania.

Dobór i wymiarowanie

Wymiarowanie idzie od wydajności, typowo od kilkuset do znacznie ponad tysiąca metrów sześciennych na godzinę na pompę na zbiornikowcu produktowym albo do ropy surowej, od całkowitej wysokości podnoszenia względem przeciwciśnienia na manifoldzie i oporu rurociągu lądowego oraz od NPSH dostępnego przy najniższym poziomie w zbiorniku wobec NPSH wymaganego przez pompę. Ta ostatnia wartość zwykle ogranicza, jak głęboko pompa główna zdoła osuszyć zbiornik, nim trzeba przejść na eżektory. Lepkość ładunku i prężność par w temperaturze załadunku również stawiają granice: ładunek lepki albo o wysokiej prężności par potrzebuje płaszczej charakterystyki i większego zapasu NPSH, niż sugeruje wodna charakterystyka próbna pompy. Większość zbiornikowców montuje jedną pompę na grupę zbiorników ładunkowych, by rozdzielone gatunki dało się wyładowywać równolegle.

Przepisy i klasa

Pompownia jest przestrzenią zagrożoną wybuchem według SOLAS rozdz. II-2 oraz, gdzie to właściwe, Kodeksu IBC, z wentylacją mechaniczną pracującą nieprzerwanie w porcie i detekcją gazu przy wejściu oraz przy dławnicy grodziowej. Przepisy klasy wymagają okresowego przeglądu uszczelnienia wału i łożysk, a przejście przez grodź jest osobną pozycją na listach kontrolnych przeglądu rocznego i odnowieniowego. Silniki elektryczne jako napęd w maszynowni muszą i tak spełniać certyfikację odpowiednią do ich bliskości granicy strefy zagrożonej.

Typowe usterki

• Zużycie dławnicy grodziowej -- z czasem traci szczelność; następstwem jest wędrówka par do maszynowni, dlatego detekcja gazu siedzi dokładnie w tym punkcie.
• Kawitacja od niedostatecznego NPSH -- zwykle od osuszania przy zbyt niskim poziomie w zbiorniku albo od zatkanego kosza ssawnego; następstwem jest erozja wirnika i korpusu oraz gwałtowny spadek wydajności.
• Niewspółosiowość wału pośredniego -- od zużycia łożysk albo przesunięcia fundamentu; następstwem są drgania przyspieszające awarię łożysk, które z czasem mogą zarysować wał.
• Zużycie wirnika od ładunku ściernego albo korozyjnego -- następstwem jest spadek wysokości podnoszenia i wydajności, choć pompa nadal pracuje spokojnie.

Na co zwrócić uwagę u dostawcy

• Materiał korpusu i wirnika naprawdę dobrany do zestawu ładunków, jakie jednostka przewozi, a nie ogólna specyfikacja stali nierdzewnej.
• Konstrukcję uszczelnienia grodziowego o sprawdzonej historii eksploatacyjnej i z dostępnymi częściami zamiennymi.
• Udokumentowane charakterystyki pompy dla lepkości i temperatur, jakie jednostka rzeczywiście ładuje, a nie tylko charakterystyki wodne.
• Części zamienne łożysk wału pośredniego dostępne bez długiego czasu oczekiwania, bo awaria łożyska potrafi wyłączyć pompę ze służby w środku podróży.

Traktujcie dławnicę grodziową jak pozycję klasy w każdej podróży, a nie tylko przy przeglądzie -- powolny wyciek par w tym miejscu to jedna z niewielu usterek pompy ładunkowej, która zamienia się w sprawę bezpieczeństwa zamiast w robotę obsługową.