Centrifugal pump controlWith centri

Centrifugal pump control
With centrifugal pumps, pump speed is usually constant, and flow is generally controlled by changing the system head (pressure) with an adjustable control valve downstream of the pump. For automatic process control, generally a flowmeter transmits a signal proportional to the measured flowrate to a programmable logic controller (PLC) or distributed control system (DCS), which then sends a control signal to the valve, adjusting it to change the system head, which in turn causes the pump to achieve the desired flowrate (Figure 1). A 2009 survey of process pump users by the
author’s employer found that more than 80% of automatically controlled, centrifugal process pumps use some variation of this control scheme.
One inherent limitation of ANSI centrifugal pumps is that they generally should not be operated more than 15% away from the pumps’ best efficiency points (BEPs), a location on the pump curve that represents its highest operating efficiency. Impeller thrust causes accelerated wear on bearings and seals. Figure 2 shows a centrifugal pump whose BEP is at 300 gal/min, resulting in a (theoretical) maximum allowable control range from 255 to 345 gal/min (Δ90 gal/min, in the shaded area), which does not even allow use to the stated desired maximum flowrate of 450 gal/min. In practice, most centrifugal pumps are regularly operated over the entire length of their curves.
With that in mind, it is not surprising that in the 2009 survey of pump users, the top two stated needs were “longer pump life” and “longer lasting bearings and seals.” Figure 2 also illustrates how susceptible centrifugal pumps are to minor changes in system head. In this case, a 23-ft (10 psi) change in system head results in a 150-gal/min change in flowrate, which exceeds the pump’s maximum allowable control range of 90 gal/min. This illustrates two key problems with centrifugal process pumps: 1) the allowable control ranges are quite limited, and 2) they are very susceptible to changes in system head caused by things other than the control valve. For example, a demand from another part of the process, a change in head of the line the pump is metering into, or operating two pumps in parallel, will all greatly impact the ability to maintain the desired flowrate
into the original process. Figure 3 illustrates a third issue of controllability. The control valve response is not directly proportional to the control signal. In this case, a 1-mA
change in control signal (representing 6% of the control range) causes a 15% change in the valve’s flow coefficient (Cv), another factor contributing to the difficulty controlling this process.
An increasingly popular control option is to use variable speed drive (VSD) systems with centrifugal pumps. Increasing or decreasing speed allows a broader range of control by shifting the performance curve and BEP. But you must consider what those changes do to the pump’s performance according to the affinity laws for centrifugal pumps, because changing one variable (speed) has significant impact on other variables (flow, head and power). The affinity laws state that with impeller diameter held constant, flow is proportional to shaft speed, head is proportional to the square of shaft speed, and power is proportional to the cube of shaft speed.
Some pump manufacturers offer VSD systems that optimize pump efficiency and control. These systems are superior to simply applying an independent VSD to a centrifugal pump.

Results (Spanish) 1:

Control de la bomba centrífugaCon las bombas centrífugas, velocidad de la bomba es generalmente constante y flujo es generalmente controlado por cambiar el cabezal del sistema (presión) con una válvula de control ajustable aguas abajo de la bomba. Para el control de proceso automático, generalmente un caudalímetro transmite una señal proporcional al caudal medido a un controlador lógico programable (PLC) o sistema de control distribuido (DCS), que luego envía un control de la señal a la válvula de ajuste para cambiar la cabeza del sistema, que a su vez hace la bomba para lograr el caudal deseado (Figura 1). Una encuesta de 2009 de los usuarios de la bomba de proceso por laempleador del autor encontró que más del 80% de las bombas de proceso controlado automáticamente, centrífugas de utilizar algunas variaciones de este esquema de control.Una limitación inherente de bombas centrífugas ANSI es que ellos generalmente deben no ser operados más del 15% de los mejores puntos de la eficiencia de las bombas (BEPs), una ubicación en la curva de la bomba que representa su mayor eficiencia operativa. Causas de empuje impulsor acelerados desgaste en los cojinetes y sellos. La figura 2 muestra una bomba centrífuga cuya BEP resulta en 300 gal/min, en un rango de control permisible máxima (teórica) de 255 a 345 gal/min (Δ90 gal/min, en el área sombreada), que aún no permite aprovechar el caudal máximo deseado declarado de 450 gal/min. En la práctica, la mayoría de las bombas centrífugas funcionan regularmente en toda la longitud de sus curvas.Con esto en mente, no es de extrañar que en la encuesta de 2009 de los usuarios de la bomba, las necesidades indicadas dos principales eran "duración de la bomba" y "relavante sque y sellos. La figura 2 ilustra también bombas centrífugas como susceptibles a cambios menores en el cabezal del sistema. En este caso, un cambio de 23 pies (10 psi) en el cabezal del sistema resulta en un cambio de 150-gal/min de caudal, que excede el rango de control máximo permisible de la bomba de 90 gal/min. Esto ilustra dos problemas clave con bombas centrífugas de proceso: 1) los rangos de control permitidos son bastante limitados, y 2) son muy susceptibles a los cambios en el sistema de cabeza causada por cosas que no sea la válvula de control. Por ejemplo, una demanda de otra parte del proceso, un cambio en la cabeza de la línea de la bomba de medición en o funcionamiento dos bombas en paralelo, todos grandemente afectará la capacidad de mantener el caudal deseadoen el proceso original. La figura 3 ilustra una tercera entrega de la controlabilidad. La respuesta de la válvula de control no es directamente proporcional a la señal de control. En este caso, un 1-mAcambio en la señal de control (que representan el 6% de la gama del control) causa un cambio de 15% en el coeficiente de flujo de la válvula (Cv), otro factor que contribuye a la dificultad para controlar este proceso.Una opción de control cada vez más popular es utilizar sistemas velocidad variable (VSD) con bombas centrífugas. Aumentando o disminuyendo la velocidad permite una gama más amplia de control cambiando la curva de rendimiento y BEP. Pero usted debe considerar qué hacer esos cambios al funcionamiento de la bomba según las leyes de afinidad para las bombas centrífugas, porque cambiar una variable (velocidad) tiene un impacto significativo sobre otras variables (flujo, presión y la potencia). El afinidad leyes afirman que con el diámetro del impulsor a cabo constante, flujo es proporcional a la velocidad del eje, la cabeza es proporcional al cuadrado de la velocidad del eje, y la energía es proporcional al cubo de la velocidad del eje.Algunos fabricantes de bombas ofrecen VSD sistemas que optimizan el control y la eficiencia de la bomba. Estos sistemas son superiores a simplemente aplicando un VSD independiente a una bomba centrífuga.

Results (Spanish) 2:

Control de la bomba centrífuga
Con bombas centrífugas, velocidad de la bomba es generalmente constante, y el flujo se controla generalmente por el cambio de la cabeza del sistema (presión) con una válvula de control ajustable aguas abajo de la bomba. Para el control automático del proceso, en general, un medidor de flujo transmite una señal proporcional al caudal medido a un controlador lógico programable (PLC) o sistema de control distribuido (DCS), que luego envía una señal de control a la válvula, el ajuste para cambiar el sistema de la cabeza, que a su vez hace que la bomba para conseguir el caudal deseado (Figura 1). Una encuesta de 2009 de los usuarios de la bomba de proceso por el
empleador del autor encontró que más del 80% de control automático, proceso de bombas centrífugas utilizar alguna variación de este esquema de control.
Una limitación inherente de bombas centrífugas ANSI es que por lo general no se deben hacer funcionar más de 15 % de distancia de las mejores puntos de las bombas de eficiencia (MPA), una ubicación en la curva de la bomba que representa su más alta eficiencia operativa. Empuje del impulsor provoca un desgaste acelerado de los cojinetes y sellos. La figura 2 muestra una bomba centrífuga cuya BEP se en 300 gal / min, lo que resulta en un (teórico) máximo rango permisible de control 255 a 345 gal / min (Δ90 gal / min, en el área sombreada), que ni siquiera permite el uso al caudal máximo deseado indicado de 450 gal / min. En la práctica, la mayoría de las bombas centrífugas se operan con regularidad en toda la longitud de sus curvas.
Con esto en mente, no es de extrañar que en la encuesta de 2009 de los usuarios de bombas, los dos principales necesidades declaradas fueron "vida de la bomba ya" y "de mayor duración cojinetes y juntas ". Figura 2 también ilustra cómo las bombas centrífugas son susceptibles a cambios menores en la cabeza del sistema. En este caso, un cambio de 23 pies (10 psi) en los resultados de la cabeza en un sistema de 150 gal / min cambio en el caudal, que supera el máximo rango de control permitida de la bomba de 90 l / min. Esto ilustra dos problemas clave con bombas centrífugas de proceso: 1) los rangos de control admisibles son bastante limitadas, y 2) que son muy susceptibles a los cambios en la cabeza del sistema causadas por otras cosas aparte de la válvula de control. Por ejemplo, una demanda de otra parte del proceso, un cambio en la cabeza de la línea de la bomba dosificadora en u operar dos bombas en paralelo, será todo un gran impacto en la capacidad de mantener el caudal deseado
en el proceso original. La Figura 3 ilustra un tercer número de controlabilidad. La respuesta de la válvula de control no es directamente proporcional a la señal de control. En este caso, un 1-mA
cambio en la señal de control (que representa el 6% del rango de control) provoca un cambio de 15% en el coeficiente de flujo de la válvula (CV), otro factor que contribuye a la dificultad para controlar este proceso.
Una opción de control cada vez más popular es el uso de sistemas de accionamiento de velocidad variable (VSD) con bombas centrífugas. Aumentar o disminuir la velocidad permite una gama más amplia de control por parte desplazando la curva de rendimiento y BEP. Pero debe tener en cuenta lo que esos cambios hacer para el desempeño de la bomba de acuerdo con las leyes de afinidad para las bombas centrífugas, porque el cambio de una variable (la velocidad) tiene un impacto significativo sobre otras variables (flujo, de cabeza y de alimentación). Las leyes de afinidad afirman que con el diámetro del impulsor mantiene constante, el flujo es proporcional a la velocidad del eje, la cabeza es proporcional al cuadrado de la velocidad del eje, y la potencia es proporcional al cubo de la velocidad del eje.
Algunos fabricantes de bombas ofrecen sistemas VSD que optimizan la eficiencia de la bomba y control. Estos sistemas son superiores a la simple aplicación de un VSD independiente para una bomba centrífuga.

Results (Spanish) 3:

Bomba centrífuga bomba de control
con bombas centrífugas, la velocidad es constante, y el flujo es generalmente controlado por cambiar el sistema cabeza ajustable (presión) con una valvula de control de aguas abajo de la bomba.Para el control automático del proceso, generalmente un caudalímetro transmite una señal proporcional a la medición de caudal a un controlador lógico programable (PLC) o sistema de control distribuido (SCD),Que luego envía una señal de control de la válvula, ajustándolo a cambiar el cabezal del sistema, que a su vez provoca la bomba para alcanzar la deseada caudal (Figura 1).Un estudio de 2009 de la bomba de proceso a los usuarios por la
empleador del autor encontró que más del 80% de las bombas de proceso centrífugo controlado automáticamente, utilizar alguna variación de este régimen de control.
Una limitación inherente de ANSI bombas centrífugas es que generalmente no deben ser operados más de 15%, lejos de las bombas' mejor eficiencia puntos (BEPS), una ubicacion en la curva de la bomba que representa su mayor eficiencia operativa.Causas del empuje del impulsor desgaste acelerado sobre rodamientos y sellos.La figura 2 muestra una bomba centrifuga cuya BEP es de 300 gal / min,Resultando en una gama de control máximo permisible (teórico) de 255 a 345 gal / min (Δ 90 gal / min, en la zona de sombra), que no permite siquiera usar para el caudal de maxima deseada de 450 gal / min. En la práctica, la mayoría de las bombas centrífugas son regularmente operadas durante toda La duracion de sus curvas.
con eso en mente, no es sorprendente que en la encuesta de 2009 de los usuarios de la bomba,Los dos principales necesidades declaradas eran "más la vida de la bomba" y "Rodamientos y sellos más duradera". La figura 2 ilustra cómo las bombas centrífugas son también sensibles a pequeños cambios en el sistema de cabeza.En este caso, un 23 pies (10 psi) cambio en la cabeza los resultados en un sistema de 150 gal / min. Cambio en el caudal de la bomba, que excede la gama de control máximo permitido de 90 gal / min.Esto ilustra dos problemas clave con bombas centrífugas de proceso: 1) la cantidad de rangos de control son muy limitados, y 2) son muy sensibles a los cambios en el sistema de cabeza causado por otras cosas que la válvula de control.Por ejemplo, una demanda de la otra parte del proceso, un cambio en la cabeza de la línea de la bomba es la medición, o el uso de dos bombas en paralelo,Todos de gran impacto en la capacidad para mantener el caudal deseado
en el proceso original.La figura 3 muestra una tercera cuestión de controlabilidad.La valvula de control de respuesta no es directamente proporcional a la señal de control.En este caso, un 1 - ma
cambio en la señal de control (que representan el 6% de la gama de control) provoca un 15% de cambio en la válvula es coeficiente de caudal (CV),Otro factor que contribuye a la dificultad para controlar este proceso.
una opción cada vez más popular es el uso de control de variador de velocidad (VSD) sistemas con bombas centrífugas.Aumentando o disminuyendo la velocidad permite una gama más amplia de control mediante un desplazamiento de la curva de rendimiento y MPA.Pero debes considerar que estos cambios hacen que el rendimiento de la bomba de acuerdo a las leyes de afinidad para bombas centrifugas, porque cambiar una variable (velocidad) tiene un impacto significativo sobre otras variables (flujo, cabeza y poder).Las leyes de afinidad que con diámetro del impulsor mantiene constante, el flujo es proporcional a la velocidad del eje, la cabeza es proporcional al cuadrado de la velocidad del eje,Y el poder es proporcional al cubo de la velocidad del eje de la bomba.
algunos fabricantes ofrecen sistemas que optimizan la eficiencia de la bomba y el control.Estos sistemas son superiores a simplemente aplicando una CIV independiente a una bomba centrifuga.