Ｐａｇｅ 1976 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 建築設備フォーラムへ ┃ 会議室に戻る ┃ ＩＮＤＥＸ ┃ ≪前へ │ 次へ≫ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ▼ポンプの並列運転での不具合 moto 08/9/25(木) 21:36 ┣Re:ポンプの並列運転での不具合 masa 08/9/25(木) 23:59 ┣Re:ポンプの並列運転での不具合 EM 08/9/26(金) 9:49 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 つなぎの水道屋 08/9/26(金) 11:37 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 moto 08/9/26(金) 23:10 ┣Re:ポンプの並列運転での不具合 masa 08/9/27(土) 2:49 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 EM 08/9/27(土) 10:19 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 moto 08/9/28(日) 20:51 ┣Re:ポンプの並列運転での不具合 kojima 08/9/28(日) 21:35 ┣Re:ポンプの並列運転での不具合 masa 08/9/28(日) 23:59 ┣Re:ポンプの並列運転での不具合 EM 08/9/29(月) 19:21 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 つなぎの水道屋 08/9/29(月) 23:47 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 moto 08/9/30(火) 22:15 ┣Re:ポンプの並列運転での不具合 つなぎの水道屋 08/9/30(火) 23:02 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 kojima 08/10/1(水) 0:05 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 koshin 08/10/2(木) 19:00 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 moto 08/10/2(木) 22:50 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 kojima 08/10/3(金) 0:54 ┗Re:ポンプの並列運転での不具合 moto 08/10/3(金) 8:47 ─────────────────────────────────────── ■題名 ： ポンプの並列運転での不具合 ■名前 ： moto ■日付 ： 08/9/25(木) 21:36 -------------------------------------------------------------------------
| 従来単独で使用していた2台のポンプを並列接続したところ、片方のポンプは吸い上げているようなのですが、もう片方のポンプが吸い上げてくれないようで困っております。どなたか過去に経験がありましたら対応法についてアドバイスをください。 設備の設置状況としては、50m3の野外水槽上に片吸い込みポンプ(11kW,20m,1.4m3/minと11kw,40m,1.0m3/min スペックは正確ではないかもしれません。明日までに追記します)が2台設置されており、吸い込み側は1.5mほど水中に突っ込まれており、吸い込み口にはフート弁が付いています。吸い込み管は一台に一本ついております。 吐き出し側も1台に1本ついていて、系としてはまずチャッキ弁を設けており、5mほど垂直に配管を伸ばしてその後水平に配管して100mほど離れた工場にまでつないでおります。工場で到達したところで5m下げ、設備まで配管を引っ張っており、管径は100Aです。従来は1台のポンプが1機の設備（鋳造機）に冷却水として水を送水しておりました。 今回改造を行い、水平配管の途中20mくらいで二本を合流させ200Aにして50m先の別の水槽に配管し、同様に5m垂直に下げ、さらに水中1.5mまで配管を突っ込んであります。 運転時の状況としては、既設設備側のバルブは全閉として水が行かないようにして、二台のポンプを同時稼動させました。すると1台のポンプは吸い上げているようなのですが、ポンプについている呼び水を入れる口のバルブをあけると、既設設備に送っていた時と比較すると水が噴出す勢いが弱く、もう一台にいたっては水がまったく出ません（上述の吸い上げている、吸い上げていないの判断はこの挙動から推測）。 また、ポンプの吐き出し側に設けたチャッキ弁の2mほど上に圧力計を設けてあるのですが、既設設備側に水を送っていた時は0.3MPa程度を示していたのが、二つを接続した場合は0.1MPa程度と低く、さらにポンプを止めるとほぼ0MPaとなってしまい、水を送っていない方のポンプの呼び水の口を開けると、中が負圧になっているようで、空気を吸い込みます。 なお、送り先水槽側の配管に設けたバルブを閉じて、従来どおり既設鋳造機に水を送ると、両方のポンプともに0.3MPa程度を示し、停止状態でも0.2MPaを示します（管内残存水による圧力）。そして、一回でも水槽側に水が送られるようにバルブの開け閉めを行い、ポンプを起動、停止すると0MPaになってしまいます。 この吸い上げない状態はなぜ起きるのでしょうか。せっかく工事したのに、別の水槽に水を送るという所望の結果が得られず非常に困っております。どなたかアドバイスをお願いします。 |
| ポンプ揚程が違いすぎますね。（40m、20m） 並列運転の場合は、ポンプ揚程が違いすぎると、一方のポンプが揚水できなくなります。 |
| >なお、送り先水槽側の配管に設けたバルブを閉じて、従来どおり既設鋳造機に水を送ると、両方のポンプともに0.3MPa程度を示し、停止状態でも0.2MPaを示します（管内残存水による圧力）。そして、一回でも水槽側に水が送られるようにバルブの開け閉めを行い、ポンプを起動、停止すると0MPaになってしまいます。 従来どうりとは、配管を200Ａにしてからのことなので、200Ａで既設鋳造機に 送ったら、ということでしょうか？（途中から既設として） その状態で、低圧のポンプは、廻っているだけということは、ありませんか？ そうでなければ、受け入れ側の状況でポンプが思ったように動かない状態に なっているということでしょうか？（鋳造機と水槽の違いはなにか） ポンプの吐出側に流量計で計測という手はどうでしょう。 |
| 少しわかりづらいので質問させてください。 まず、改造後の配管でポンプ単独で運転した場合、どちらも問題なく運転できるのでしょうか。 >また、ポンプの吐き出し側に設けたチャッキ弁の2mほど上に圧力計を設けてあるのですが、既設設備側に水を送っていた時は0.3MPa程度を示していたのが、二つを接続した場合は0.1MPa程度と低く、 次に、今は100A×2と200A×1の3系統に、２台で送られているのですか？ >さらにポンプを止めるとほぼ0MPaとなってしまい、水を送っていない方のポンプの呼び水の口を開けると、中が負圧になっているようで、空気を吸い込みます。 >なお、送り先水槽側の配管に設けたバルブを閉じて、 最後に、200Aが接続されている水槽へは、通常運転時「開」ですか。 |
| >masa様 まず、ポンプのスペックを調べてきました。 ポンプ１ タカサゴポンプ ON806 0.45m3/min @ 49m 0.90m3/min @ 45m ポンプ2 エバラポンプ 80×65 FS4K611 0.50m3/min @ 39.5m 1.50m3/min @ 27.5m 比例計算で 0.90m3/minならば @ 34.7m 鋳造機側では流量計がついており、双方とも0.9m3/min程度で運用しているため、0.9m3/minで比較しました。 >EM様 簡単に系統を書くと以下のようになってます。 __________100A_________________________________________ | | | | __100A________________|合流___________ | | | | | | PI PI 200A(合流後) ValveA ValveB | | | | | ﾁｬｯｷ ﾁｬｯｷ | | | Pump1 Pump2 ValveC 鋳造機A 鋳造機B | | | ﾌｰﾄ ﾌｰﾄ 水槽(配管は水面下2mまで突っ込まれている) すなわち、バルブCを閉じ、バルブA,Bを開いて水を送ると、圧力計(PI)は0.3MPaを示し、ポンプを停止させると0.2MPaを示します。また、鋳造機側は100Aのままです。 ところで、今日、気が付いたのですが垂直配管部が5mしか上に上がっていないにもかかわらず0.2MPa示すというのは変ですね...。5mであればヘッド高さは0.05MPaのはずですから...。 水槽と鋳造機の違いとしては、水槽は水の出口が水面下2mにあること、鋳造機は内部で細い無数の配管に分岐しており、その圧力損失の高いなかを通過して、鋳造機の外に吐き出されるといった点です。 >つなぎの水道屋様 単独運転では問題ありません。しかし、今日気が付いたのですがポンプ停止後に0.2MPaとなると書きましたが時間が経つにつれて圧力が下がっており、ポンプ停止後2時間ほど（推測）で0.2→0.1MPaまで低下しておりました。ただ、この現象が改造前も生じていたかは不明です。 系統に関しては上の図のようになっています。 通常運転時＝鋳造機への送水の時は閉です |
| ポンプの並列運転が成り立つ条件は以下のとおりです。 運転状態点は、2台のポンプの性能曲線（P-Q線図）を重ね合わせた図の曲線の交差した点より流量が大なる方向にある。（交差した点より右にある） したがって、交差した点より流量が少ない点が運転状態点の場合は、揚程が低い方のポンプは空転する事になります。（厳密には、合流部でそれぞれのポンプの圧力が等しくなる事が条件となります） ポンプ1は0.9m3/minで揚程45m、ポンプ2は、0.9m3で揚程34.7mなので、運転状態点は、かならず0.9m3/minを超えた点になる必要があります。。 配管系の圧力損失と、実揚程（落差）の合計が運転曲線の交差する点の揚程より小さければ並列運転可能ですが、大きい場合は揚程の小さい方のポンプは空転する事になります。（仮に配管系の圧力損失と実揚程の合計が、0.9m3/minの流量の時、34.7m超の場合は並列運転は不可能です） |
| >簡単に系統を書くと以下のようになってます。 > __________100A_________________________________________ > | | | > | __100A________________|合流___________ | > | | | | | > PI PI 200A(合流後) ValveA ValveB > | | | | | > ﾁｬｯｷ ﾁｬｯｷ | | | >Pump1 Pump2 ValveC 鋳造機A 鋳造機B > | | | > ﾌｰﾄ ﾌｰﾄ 水槽(配管は水面下2mまで突っ込まれている) > >すなわち、バルブCを閉じ、バルブA,Bを開いて水を送ると、圧力計(PI)は0.3MPaを示し、ポンプを停止させると0.2MPaを示します。また、鋳造機側は100Aのままです。 レス違反ですが、せっかくのフロー図なので残してます。 合流のところで、ポンプ１系統にバルブ２系統にもバルブをつけてませんね。 （バルブは、A,B,Cだけの確認です） そのうえで、ポンプ１と２を同時に運転して、鋳造機Ａ、Ｂに送水しても ポンプ１と２の吐出圧が、0.3Ｍｐaをしめすということですね。 そのときに、所定の流量がＡとＢで得られていることを確認しましたか？ 合流させて、鋳造機Ａ，Ｂに送るのと、水槽に送るのは基本的に同じような 条件なので、低圧側のポンプの空運転の可能性があります。 念のため、確認がいります。流量が減っていれば、バルブ２個追加。 水槽に送る水の流量が１台のポンプで足りるなら、バルブ切替時にポンプＢ を停止したらどうですか？ これからは、想像ですが水槽へ送る２台運転時は、高圧側のポンプのせいで 低圧側のポンプは空運転、気中分離で空気を吸込む・・・？ それと、水槽の水中に入れてる配管を開放状態にしたら・・・？ |
| >masa様 二つほどご教授いただけないでしょうか。 1.masa様のご助言から考えると、私が扱っている送水系において二つのポンプを並列運転させための手段としては 1.配管系の圧力損失と実揚程の合計を何らかの方法で34.7m以下に下げる。 2.（私の推測ですが）圧の高いポンプ1の吸い込み側にバルブを設けて、実質的 なポンプ1の性能を下げる でしょうか。 2.二つのポンプのP-Q曲線が交差した点より流量が少ない点が運転状態点の場合は、揚程が低い方のポンプは空転する事になるのはなぜなのでしょうか。だいぶ思案しましたが、空転してしまう理由がどうしても思いつきません。霧吹きの原理かなとも思いましたが、それだったら高圧側の発生する負圧によって低圧側のポンプの水を押し上げる効果がアシストされて運転状態点が高流量側にシフトするような気がして、どうしてもうまく説明できる原理が思いつきません。また、その原理をもっと深く勉強したいのでよい文献をご存知でしたらご紹介いただけませんか。 >EM様 ポンプ1、2系統ともにバルブは付いていません（正確には付いているけれど、保全用であり、常に開きっぱなしです） >そのうえで、ポンプ１と２を同時に運転して、鋳造機Ａ、Ｂに送水しても >ポンプ１と２の吐出圧が、0.3Ｍｐaをしめすということですね。 その通りです。また、その時の流量は所定流量得られています。但し、鋳造機に水を送っている時の二つのポンプの合計流量は水槽側に送りたい流量よりも少ないです。従って、水槽に送る水の流量はポンプ2台分が必要です。(正確な数値はまた明日確認しますが、鋳造機に送る時の水量はポンプ1が0.8m3/min、ポンプ2が1.0m3/min（バルブA,Bの開度で調整）です。一方、水槽には2.4m3/min送る必要があります。圧損計算上はポンプから水槽まで十数m程度であるから十分いけるはずだったのですが...。） >合流させて、鋳造機Ａ，Ｂに送るのと、水槽に送るのは基本的に同じような >条件なので、低圧側のポンプの空運転の可能性があります。 >念のため、確認がいります。流量が減っていれば、バルブ２個追加。 このバルブはどこに追加すればよいのでしょうか。上でも述べましたが、高圧側のポンプの吸い込み側に抵抗としてバルブを入れたら揚程の実効値が下がってうまくいくのではないか等考えていたのですが。 また、原理的には並列運転時に低圧側のポンプの配管系が負圧になって空転してしまうのはなぜなのでしょうか。 > それと、水槽の水中に入れてる配管を開放状態にしたら・・・？ これは圧力損失をすこしでも下げて、低圧側のポンプの揚程よりも管の圧力損失を下げるためということでしょうか？ |
| 単純に考えたほうがわかりやすいのではないでしょうか。 ポンプの並列運転時は、 １台のポンプの吐出圧力は、もう一台のポンプの吐出側にもかかります。 もう一台の吐出圧力が、それに打ち勝てれば並列運転できますが、 負ければ空転していまいませんか？ |
| ポンプが空転する理由は、kojimaさんの説明のとおり、圧力が同一にならない限り合流点では、揚程の低い方のポンプは送水できないからです。 並列運転の場合の、ポンプ特性曲線の合成のしかたは、以下のリンクを参照してください。 合成のしかたは、揚程の低い方のポンプの最大揚程までは、揚程の高い方のポンプの特性曲線、そこから先は揚程の高い方のポンプの流量に、揚程の低い方のポンプの同一揚程の流量を加算していきます。 したがって、合成ポンプ特性曲線は、揚程の高いポンプの特性曲線図と合成ポンプ特性曲線の交点より流量の低い部分は揚程の高いポンプの特性そのままです。（つまり揚程の低いポンプは空転しています） http://ebw.eng-book.com/pdfs/33a4c7bccacffc6622623ff92df16e01.pdf また、今回の例では、揚程の低い方のポンプがクロス合流（90°）している為、さらに条件が悪くなっています。 特殊な合流方式を行えば改善する事は可能ですが、距離がそんなに無いのであれば、それぞれのポンプ単独で配管するのが一番簡単ではないでしょうか？ ポンプの吸込側で絞る方法は、キャビテーションの問題もあるので、やめた方が無難です。（ポンプの場合は吸込全揚程は6m前後しかありませんので、吐出圧を下げる為に吸込側で抵抗をかけても揚水不能になるだけで意味はありません） 参考書は、建築設備フォーラムの専門書店にある、「わかる!ポンプの選び方・使い方」オーム社刊や、「ポンプの上手な使い方」パワー社刊などが良いでしょう。 管路網の計算は、鉄人60号さんの、「Excelで解く配管とポンプの流れ」工業調査会刊が良いですね。 |
| >このバルブはどこに追加すればよいのでしょうか。上でも述べましたが、高圧側のポンプの吸い込み側に抵抗としてバルブを入れたら揚程の実効値が下がってうまくいくのではないか等考えていたのですが。 >また、原理的には並列運転時に低圧側のポンプの配管系が負圧になって空転してしまうのはなぜなのでしょうか。 バルブの設置は、鋳造機と水槽に水を送るのに、ほぼ同条件で送っているので、 高圧側のポンプだけで水を送っている状態なのかと思って、単独系統に戻すため のバルブが２個必要と思ったしだいです。 サクションのバルブは、masaさんの回答どうりと思います。 高圧の水と低圧の水が管内で合流すると、低圧側が押し込まれてＣＶが閉じて ポンプが空転と思ってます。 （合流後に、鋳造機Ａ．Ｂに前と同じに送水しているのがよくわかりません） バルブを締め切ってポンプを運転しても問題ないと 思いますが、あまり意味のないことなので、話で知ってる程度です。 負圧は、空転により気泡の発生があるのかなと想像したくらいです。 負圧にしないと、ポンプは水を吸い上げないので、ゲージの位置ともいまいち 微妙です。 >> それと、水槽の水中に入れてる配管を開放状態にしたら・・・？ >これは圧力損失をすこしでも下げて、低圧側のポンプの揚程よりも管の圧力損失を下げるためということでしょうか？ そうですね。出口側は、なるべく開放状態のほうがいいと思ってます。 こちらも書いたように想像範囲のことで、これでポンプ１．２が能力を 発揮までは、言い切れません。 |
| 私は現場員なので、その感覚で話をさせてください。 まず、同時運転した後、低圧のポンプを再起動したとき低圧側がエアがみなどをして、支障があるような印象を感じたので、逆止弁の挿入を考えました。 次に、場所ですが、タンク分岐部（200Ａ）の両側にと思いました。（系統図どうりでクロスにされているのであれば×） 最後に、色々な計算等をされて、ＯＫであれば、低圧側のポンプと200Ａの水槽分岐部までの縦管で通常では施工しない、スイング下向けチャッキ一ヶ所設置でも機能するように感じました。 念のため、最後の部分は、特に保証できないので行き詰まった最後の参考程度と解釈していただけると助かります。 |
| kojima様 当初から低圧側のポンプが高圧側の圧力に負けることは懸念してたのですが、必要流量の2.4m3/minでの配管系の圧力損失は十数mであるのに対し、低圧側であってもポンプの揚程は30m以上あるため、問題ないのではないかと考えました。とはいえ実際に送水できていないわけですから、計算で考慮していない圧力損失の要因があるのかもしれませんね...。 masa様 リンク・書籍の情報ありがとうございました。 対策ですが、結局のところ配管の圧力損失を下げるしかなさそうですね。まずは水槽側で水中に突っ込まれている配管を一度水面上で切ってみようと思います。一方、単独配管は200Aを100m近く引っ張る必要があり、ステーを取っている建屋の補強や、配管工事費そのものを考えると無理そうです。となると、水面上で切る方法がもしダメだったらもう手が無いですね...。 EM様 負圧になるところがやはりよくわからないところですよね。出口側の開放は今度試してみます。 つなぎの水道屋様 逆止弁ですが、合流箇所は正確に書くと以下のような感じですが（合流地点が重要になるとは思わなかったので記述が不正確ですいませんでした）、この前提だと合流直前の上流側にそれぞれﾁｬｯｷをいれればよいのでしょうか（エア噛みを解消することを考えると、”かつ”縦管部分ということですか）。 __________100A_________________________________________ | | | | __100A_______________ | ______________ | | | | | | | PI PI | | ValveA ValveB | | |____|合流 | | ﾁｬｯｷ ﾁｬｯｷ | | | Pump1 Pump2 ValveC 鋳造機A 鋳造機B | | | ﾌｰﾄ ﾌｰﾄ 水槽(配管は水面下2mまで突っ込まれている) |
| >この前提だと合流直前の上流側にそれぞれﾁｬｯｷをいれればよいのでしょうか はい、そのように、考えました。 現在の状況としては、少なくみても同時運転時は低圧側が機能していないのであれば「鋳造機A、Bと水槽」全て高圧ポンプ1台でまかなっているのではないでしょうか。 であれば、水槽配管を残して以前の状態に戻すのであれば合流部前の上流側にそれぞれ各逆止弁と思いました。 >エア噛みを解消することを考えると、 ではなく、埋設ではなく、架台に乗せて芯々300程度の2管並行配管を想像しました。であれば、下取り出しと解釈しての話でした。よく考えるとHIやVP埋設もありえるような気がしました。 >”かつ”縦管部分ということですか ではなく、逆止弁1つで施工される場合の特殊な話でした。 |
| 私なら、もっと単純に考えます。 NO1ポンプの送水はNO2ポンプの方向にも流れようとする力が働きます。 （NO2ポンプからみると逆流方向） 但し、逆止弁・フート弁によって逆流防止されますが。 NO1よりNO2の吐出圧力が弱ければNO2の送水は封じこめられたままになりませんか？ |
| 配管が鳥居配管になっているみたいですが自動エアーヌキはつけましたか ポンプの能力に見合った配管口径ですか |
| >kojima様 確かにNO1よりNO2の吐出圧力が弱ければNO2の送水は封じこめられたままになりますね。 ただ、そうすると二つの疑問が生じます（特に反論したいわけではなく、1つでも多くの対策をひねり出したいのです。もしご気分を害されたら申し訳ありません。）。 1つはNo.2側が封じ込まれたとして、なぜNo.2のポンプのケーシングが負圧になってしまうかということ。 もう1つは、後述しますが200Aで2.4m3/minを流すと流速は1.3m/s程度になります。ここから計算される配管系の圧力損失は高低差を含めても20mにも達しません。にも関わらず30m以上の揚程を持つポンプが押し込まれることはありうるのでしょうか。（但し、合流させて水槽に送った時の流量は測定したことがありません。もしかしたら極端に吐き出し流量が増えていて、圧力損失が上昇しているかもしれません。ただ、その考え方を適用しても、押し込まれる方のポンプは押し込まれて吐き出し流量が下がり、性能曲線上では作動点が左にシフトし、圧力が上昇することによってまた押し返すのではないかと考えました。） >koshin様 鳥居配管とは上がって水平に引き回して下がっている配管のことでしょうか。自動エアー抜きはつけていません。ちなみに自動エア抜きとはどういうものでしょうか？代表的なメーカーと型番をご教授いただけないでしょうか。 また、調査してみると鳥居配管に溜まるエアが圧力損失を高めるいう話が散見されますが、koshin様はこのエア溜まりが発生する圧力損失が、送水系の圧力損失を高めるために稼動点が、並列稼動ポンプの性能曲線より上にシフトして、片方のポンプが空回りするという考えということでしょうか。 なお、配管口径ですが損失は少ない方がいいだろうという考えで、流速しか考えておりません。設計流速は1.3m/sです。経験不足で他に考慮するパラメーターが思い浮かばなかったのですが、他にも配管径を選ぶ上で考慮するパラメータがあるのでしょうか。 |
| 負圧の件は、私にも分かりません。 現場を見ればわかるのかどうかもわかません? >>200Aで2.4m3/minを流すと流速は1.3m/s程度になります。ここから計算される配管系の圧力損失は高低差を含めても20mにも達しません。にも関わらず30m以上の揚程 これは、あなたが設定した条件ではありませんか？ 実際の、NO1ポンプの流量及び圧力があなたの設定した条件になっているとは限りません。 実測しなければ分からないと思います。 |
| >kojima様 たしかに実測値ではありません。一度測ってみます。ありがとうございます。 |
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