TM.P. S.p.A. Termomeccanica Pompe V e r t i c a l mi x e d f l o w p u m p s
Il gruppo Termomeccanica Tradizione, tecnologia e innovazione Termomeccanica fu fondata in La Spezia nel 1912 come Società Cerpelli & C, divenendo successivamente negli anni 30 Termomeccanica Italiana S.p.A. Nel gennaio 1995, le attività della società Termomeccanica Italiana S.p.A., appartenente al Gruppo di Stato EFIM in liquidazione, sono state cedute a Termomeccanica S.p.A. affinché, con management privato, fossero perseguite le storiche tradizioni della società nei campi manifatturiero e impiantistico. Termomeccanica è oggi un gruppo industriale italiano tra i principali operatori nei settori dell Ecologia e della Meccanica. Leader nazionale nella produzione di grandi pompe industriali e nell impiantistica ecologica, il gruppo progetta, realizza e gestisce soluzioni tecnologiche d avanguardia. Termomeccanica svolge le sue attività in Italia ed all estero attraverso le seguenti società operative, specializzate nei rispettivi mercati di riferimento: TM.P. SpA Termomeccanica Pompe sviluppa, costruisce e commercializza pompe centrifughe ingegnerizzate per applicazioni nei settori della Produzione di Energia, Dissalazione, Movimentazione delle Acque, dell Oil & Gas ed Industria così come compressori a vite, lubrificati ed a secco, ad elevata tecnologia e innovazione per applicazioni aria e gas. TM.C. Srl Termomeccanica Compressori è un player nella progettazione e produzione di soluzioni packaggizate complete per compressione e trattamento aria, gas e fluidi tecnici per applicazioni relative ai settori General Utility, Oil & Gas e Produzione di Energia. TM.E. SpA Termomeccanica Ecologia si occupa della progettazione e costruzione di opere di ingegneria ambientale ed industriale per la Produzione di Energia (da rifiuti solidi urbani e da Fonti Rinnovabili quali biomasse, biogas, eolico e solare) e per il trattamento tecnologico delle aque ad uso civile ed industriale (potabilizzazione, dissalazione e depurazione). Termomeccanica Group Tradition, technology & innovation Termomeccanica was established in 1912 in La Spezia as Cerpelli & C. and later became a stock company in the 1930s, taking the name of Termomeccanica Italiana S.p.A.. In January 1995, further to the dissolution of EFIM, the state-owned group it belonged to, the activities and shares of Termomeccanica Italiana S.p.A. were transferred to privately-owned and -managed Termomeccanica S.p.A. with the aim to continue the company s strong heritage in the manufacturing and turn-key plants sectors. Today, Termomeccanica is an Italian industrial group which is amongst the main players of both the Environmental and Mechanical sectors. The group, national leader in the manufacturing of large industrial pumps and in environmental turn-key plant projects, designs, develops and manages cutting edge technological solutions. Termomeccanica carries out its various business activities in Italy and abroad through its operational companies, each specialized in one of the group s key market: TM.P. SpA Termomeccanica Pompe designs, manufactures and commercializes engineered centrifugal pumps for the fields of Power Generation, Desalination, Water Transmission, Oil & Gas and Heavy Industry as well as high technology & innovation lubricated and oil-free bare shaft screw compressors for air and gas applications. TM.C. Srl Termomeccanica Compressori is a player in the design and manufacturing of complete package solutions for the compression and treatment of air, gas and technical fluids for General Utility, Oil & Gas and Power Generation related applications. TM.E. SpA Termomeccanica Ecologia is a turnkey EPC contractor for Environmental & Industrial plants for the Production of Energy (Waste to Energy and Renewable Energy) and Technological Water Treatments (potabilization, desalination and waste water purification for civil and industrial uses). 2
Vertical mixed flow pumps Il pompaggio di medie e grandi masse d acqua, è parte integrante della storia della Termomeccanica, presente in questo mercato fin dalla fine degli anni 50. Durante tale periodo, la società ha consolidato la propria esperienza in molteplici settori di mercato quali: produzione di energia elettrica, dissalazione, bonifica e irrigazione, bacini di carenaggio, siderurgia e industria in genere. L accurata progettazione, la scelta appropriata dei materiali e la perfetta lavorazione dei vari componenti hanno permesso nel tempo di rendere la pompa CPP simbolo di garanzia di buon funzionamento e sicurezza di esercizio. Nell ultimo decennio, i consistenti investimenti mirati all innovazione tecnologica del prodotto ed alla ricerca sui materiali hanno permesso alla società di collocarsi di diritto fra i più importanti costruttori mondiali di questo tipo di pompe, con prestigiose e riconosciute referenze internazionali. Attualmente, le pompe CPP progettate e costruite dalla Termomeccanica funzionano in molteplici impianti sia in Italia che all estero, con piena soddisfazione degli utilizzatori, come dimostrano le numerose attestazioni ricevute. Questo prodotto si inserisce nel contesto del programma Qualità della società; infatti, Termomeccanica ha implementato un Sistema di Gestione per la Qualità, certificato UNI EN ISO 9001 dal 1996. La società ha inoltre adottato un Sistema di Gestione Ambientale, certificato UNI EN ISO 14001 dal 2008. Entrambe le certificazioni sono state rilasciate dal Lloyd s Register Quality Assurance Authority. Pumping medium and large quantities of water is an integral part of Termomeccanica s history. During the 1950s, the company consolidated its experience in numerous market sectors such as power generation, desalination, irrigation and land reclamation, dry docks, steel industry and heavy industry in general. Precise design, adequate material selection and highaccuracy machining of components have turned over the years the CPP pumps into a symbol of high performance and maximum reliability. Over the last decade, the significant investments focused on product technological innovation and research on new materials have enabled the company to place itself by full right amongst the most important world manufacturers of this type of pumps, collecting several prestigious international references. At present, the CPP pumps designed and manufactured by Termomeccanica are operating in hundreds of plants located in Italy and abroad, fully satisfying the end-users as proven by the numerous certificates received. The CPP pumps are part of Termomeccanica s Quality program; indeed, the company has implemented a Quality Management System, certified UNI EN ISO 9001 since 1996. Furthermore, Termomeccanica has adopted an Environmental Management System, certified UNI EN ISO 14001 since 2008. Both certifications have been issued by Lloyd s Register Quality Assurance Authority. 3
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Le prestazioni Performances Termomeccanica ha sviluppato una completa serie di pompe verticali a flusso misto, il modello CPP, per medie ed elevate prevalenze con portate da 300 fino a 100.000 m 3 /h. Termomeccanica has developed a complete family of vertical mixed flow pumps, the CPP model, for medium and high heads, with capacities up to 100,000 m 3 /h. 1000 8 6 5 4 3 2 100 8 6 5 4 3 2 10 8 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 56 8 100 2 3 4 5 6 81000 2 3 456 810000 2 3 456 8 10 5 2 3 456 8 10 6 La gamma completa di pompe CPP è coperta grazie a idrauliche ampiamente comprovate con velocità specifiche (Nq) che variano da 32 a 300 e includendo giranti a flusso di tipo radiale, misto e assiale. The full range of CPP pumps is covered thanks to different well proven hydraulics with specific speeds (Nq) that range from 32 to 300 and including radial-, mixedand axial-flow impeller types. Axial impeller Nq from 200 to 300 Mixed flow impeller Nq from 100 to 200 Radial impeller Nq from 32 to 100 5
Parte rotante non estraibile Non pull-out Costruttivamente queste pompe sono molto semplici. La pompa vera e propria è costituita da: campana di aspirazione, girante o giranti e diffusore. La linea d asse è guidata da cuscinetti a strisciamento che possono essere di diverso tipo in funzione del sistema di lubrificazione adottato. Il liquido pompato è utilizzato direttamente per la lubrificazione in tutti i casi in cui ne risulti la idoneità. Se il liquido contiene materiali estranei che possono danneggiare i cuscinetti, l intera linea d asse viene protetta per mezzo di una guaina concentrica alla colonna montante, e la lubrificazione si realizza iniettando acqua pulita o grasso nell intercapedine. La necessità di rispettare le prescrizioni tecniche dei più disparati servizi ha imposto di sviluppare diverse varianti alle soluzioni costruttive di base. Le varianti relative alle parti strutturali della pompa sono le seguenti: The pump assembly is quite simple. The hydraulic parts consist of: suction bell, impeller(s) and diffuser(s). The shaft line is guided by plain radial bearings which can be of different types depending on the required lubrication system. Generally, the pumped liquid can be directly used as lubricating medium. However, with liquids containing high concentration of solid particles which can damage the bearings the whole shaft is protected by an enclosing tube and lubrication is made by injection of grease or filtered clean water. The need to meet specific requirements for many different services has imposed the development of several alternatives to the basic mechanical features as described hereinafter: Stress distribution Mixed flow impeller Full impeller A1: Static Subcase, Stress Tensor, von Mises (NON LAYERED) Single blade Default. Fringe Max 1.25+002 Nd 206745 Min 4.03-001 Nd 236425 Default. Fringe Max 1.25+002 Nd 190251 Min 4.03-001 Nd 188182 Blade strains Impeller diameter 2,100 mm Mixed flow impeller Q = 49,000 m 3 /h H = 20m Motor power = 4,250 kw DefaulL Fringe Max 1.37+000 Nd 272028 MinONd11253 DefaulL Deformation Max 1.37+000 Nd 272028 6
TM.P. S.p.A.Termomeccanica Pompe Soluzione con parte rotante non estraibile Non pull-out solution Le soluzioni disponibili con parte rotante non estraibile corrispondono a qualsiasi combinazione tra 1a o 1b con 2a o 2b e con 3a o 3b. Accoppiamento al motore con giunto rigido Con accoppiamento realizzato mediante giunto rigido, la spinta idraulica e il peso del complesso rotante sono sostenuti dal cuscinetto di spinta previsto sul mezzo di comando. Questa soluzione, che si realiza nelle installazioni di pompe medie e grandi, oltre a semplificare la costruzione, a ridurre l ingombro e agevolare il montaggio della pompa, offre il vantaggio di presentare un unico cuscinetto di spinta, di ingombro ridotto, per la pompa e per il motore elettrico. La posizione del cuscinetto risulta anche più comoda per le operazioni di controllo e per la manutenzione. 1a 1b The solutions available with non pull-out rotating part correspond to any combination between 1a or 1b with 2a or 2b and with 3a or 3b. Accoppiamento al motore con giunto elastico In questa soluzione, normalmente usata per i gruppi medi e piccoli, la pompa è equipaggiata con un proprio cuscinetto di spinta che sopporta la spinta idraulica e il peso del complesso rotante. Nelle pompe di piccola potenza è normalmente previsto un cuscinetto a rotolamento e, nelle pompe più grandi, un cuscinetto a pattini oscillanti, tipo Michell. Col primo, si usa la lubrificazione a grasso o ad olio; col secondo, sempre quella ad olio. Quando è richiesto, il raffreddamento dell olio è realizzato mediante una serpentina immersa nella cassa del cuscinetto ed alimentata da apposita circolazione d acqua derivata dalla pompa o dalla rete idrica. Rigid coupling between pump and motor Thanks to the rigid coupling, the hydraulic axial thrust and the weight of the rotor are borne by the thrust bearing installed on the motor. On top of simplifying arrangement, saving space and facilitating installation, this solution, which is adopted for medium- and large-sized pumps, offers the advantage of using a single thrust bearing (of reduced size) for both the pump and electrical motor. The position of the bearing also results more convenient for inspection and maintenance related operations. Motor connection by flexible coupling With this solution, normally used for the small and medium units, the pump is equipped with its own thrust bearing, which supports the hydraulic thrust and the weight of the rotor. For low power pumps, a rolling bearing is usually provided while for the larger ones, a Michell type tilting pad bearing is usually used. In the first case, both oil and grease lubrication can be provided while in the second case, oil lubrication is always adopted. When required, oil cooling is performed by a proper coil fitted on the thrust bearing support and fed by pumped water or service water. Albero di trasmissione non protetto Non si prevedono accorgimenti protettivi dell albero di trasmissione e dei relativi cuscinetti, quando il liquido pompato non contiene particelle che possono dare inconvenienti. Unprotected pump shaft No shaft protection is recommended when the pumped fluid does not contain solid particles or impurities which can cause inconveniences. 2a 2b Albero di trasmissione protetto La protezione dell albero, a mezzo di camicia interna concentrica alla colonna è prevista quando il liquido pompato presenta caratteristiche tali da poter danneggiare la linea d asse ed i relativi cuscinetti. Protected transmission shaft The shaft protection is provided by means of a sleeve concentric to the discharge column in case the pumped fluid presents characteristics such that the shaft and related bearings can be damaged. Corpo raddrizzatore in un pezzo unico In servizi normali il corpo pompa è costituito da un solo pezzo. Pump bowl Generally the pump bowl (diffuser) is constructed as single piece casting. 3a 3b Corpo raddrizzatore in due pezzi Il corpo di pompa è costituito da due parti o quando sono presenti liquidi contenenti particelle che assoggettano il corpo a rapida usura o quando è necessario ridurre le dimensioni dei getti. Pump bowl in two pieces The pump bowl is provided in two pieces when the fluid contains abrasive particles or when it is necessary to reduce castings dimensions. 7 8
TM.P. S.p.A.Termomeccanica Pompe Soluzione con parte rotante estraibile Pull-out solution Le soluzioni disponibili con parte rotante estraibile corrispondono a qualsiasi combinazione tra 1a o 1b con 2a o 2b e con 3a o 3b. Accoppiamento al motore con giunto elastico In questa soluzione, la pompa è equipaggiata con un proprio cuscinetto di spinta che sopporta la spinta idraulica e il peso del complesso rotante. Nelle pompe di piccola potenza è, normalmente, previsto un cuscinetto a rotolamento e, nelle pompe più grandi, un cuscinetto a pattini oscillanti. Col primo, si usa la lubrificazione a grasso o ad olio; col secondo, sempre quella ad olio. Flexible coupling between pump and motor With this solution, the pump is provided with its own thrust bearing that withstands the hydraulic thrust and the rotor weight. On small-sized pumps, antifriction type thrust bearing is suggested as Termomeccanica s standard design. On large-sized pumps, tilting pad thrust bearing is usually provided. With the thrust bearing, lubrication is by grease or oil; with tilting thrust pad bearing, lubrication is always by oil. 1a 1b The solutions available with pull-out rotating part correspond to any combination between 1a or 1b with 2a or 2b and with 3a or 3b. Accoppiamento al motore con giunto rigido Con accoppiamento realizzato mediante giunto rigido, la spinta idraulica e il peso del complesso rotante sono sostenuti dal cuscinetto di spinta previsto sul mezzo di comando. Questa soluzione, che si realizza nelle installazioni di pompe medie e grandi, oltre a semplificare la costruzione,a ridurre l ingombro e agevolare il montaggio della pompa, offre il vantaggio di presentare un unico cuscinetto di spinta, di ingombro ridotto, per la pompa e per il motore elettrico. La posizione del cuscinetto risulta anche più comoda per le operazioni di controllo e per la manutenzione. Rigid coupling between pump and motor Thanks to the rigid coupling, the hydraulic axial thrust and the weight of the rotor are borne by the thrust bearing installed on the motor. On top of simplifying arrangement, saving space and facilitating installation, this solution, which is adopted for medium- and large-sized pumps, offers the advantage of using a single thrust bearing (of reduced size) for both the pump and electrical motor. The position of the bearing also results more convenient for inspection and maintenance related operations. Tubo di sospensione guidato Nelle pompe con rotore estraibile di mole maggiore, il tubo di sospensione è normalmente guidato. Shaft protection tube When pull-out design is adopted, the shaft protection tube, which bears the removable parts, is usually guided within the discharge column. 2a 2b Tubo di sospensione non guidato Con il complesso rotante estraibile, il tubo di sospensione può essere non guidato. Unprotected suspension tube With the pull-out design, the suspension tube can be unprotected Complesso rotante estraibile (pull out) Nelle macchine di medie e grandi dimensioni, per facilitare le operazioni di manutenzione, può essere prevista la soluzione che consente la estrazione dall alto del complesso rotante senza dover smontare il corpo esterno. Pull-out solution On medium- and large-sized pumps, the pull-out solution can be recommended in order to remove the rotating parts for inspection and maintenance without disconnecting the discharge flange. 3a 3b Complesso rotante estraibile (pull-out) con più alta prevalenza Nelle macchine di grandi o medie dimensioni è previsto, per facilitare le operazioni di manutenzione, lo smontaggio dall alto del complesso rotante senza dover smontare il corpo esterno. Pull-out design with higher head For large- and medium-sized pumps, rotor pull out, without removal of the outer bowl and column, is provided in order to facilitate maintenance. 9 10
Metodi di lubrificazione Lubricating methods Lubrificazione con liquido pompato è adottata questa semplice forma di lubrificazione quando nel liquido pompato non sono presenti particelle solide tali da poter danneggiare i cuscinetti di guida dell albero. Lubrication by handled fluid This lubrication system is commonly used when the handled fluid does not contain solid particles that could damage the shaft bearings. Lubrificazione con acqua pulita Quando il liquido pompato non risulta idoneo alla lubrificazione oppure non si ritiene conveniente la lubrificazione con grasso, si provvede a lubrificare i cuscinetti di guida con l iniezione di acqua pulita entro l intercapedine della camicia. I cuscinetti possono essere realizzati in gomma sintetica, fibre o altri materiali speciali. Lubrication by clean water When the handled fluid is not suitable for lubrication or lubrication by grease is not considered appropriate, shaft bearings are lubricated with filtered water injected in the gap between shaft sleeve and shaft. Bearings can be made of synthetic rubber, fibers or other special materials. 11
Metodi di lubrificazione Lubricating methods Lubrificazione con grasso Si ricorre alla lubrificazione con grasso, mediante un apposito piccolo gruppo ausiliario, quando il liquido pompato non è idoneo alla lubrificazione. Per i cuscinetti normalmente sono previsti materiali con riporto di metallo antifrizione o con altri materiali speciali. Lubrication by grease Lubrication by grease is used when the handled fluid is not suitable for lubrication. Materials with anti-friction metal or other special materials are used for bearings. Lubrificazione con grasso e acqua pulita La garanzia di una migliore distribuzione del velo di lubrificante e il buon raffreddamento dei cuscinetti fanno preferire questa soluzione nei servizi di grande impegno. I cuscinetti sono realizzati riportando metallo antifrizione o altri materiali speciali. Lubrication by grease and water This solution is preferred for heavy duty services so as to guarantee a better distribution of the lubricating veil and proper cooling of the bearings. The bearings are made of anti-friction metal or other special materials. 12
Sump intakes: Simulation Nn 8 sea water pumps Nn 3 fire water pumps Sump intakes: Vortices prediction Vortices with swirling core behind pump ducts Comparison between numerical prediction of vortices and pump sump experiment 13
Disposizione del lato aspirante Open inlet chamber with inlet bell mouth 14
Materiali Materials La selezione dei materiali più idonei è stabilita in funzione delle specifiche applicazioni e del tipo di fluido pompato. La tabella seguente illustra solo alcune delle possibili alternative suggerite. The selection of proper materials is defined by the specific applications and the type of pumped fluid. The following table only illustrates a few suggested alternatives. Item Descrizione Acqua Dolce Acqua di Mare 1170 Corpo pompa Ghisa/Acc. al Carbonio Ni-Resist/Bronzo/316AUS 12% Cromo 1310 Campana aspirazione Ghisa/Acc. al Carbonio Ni-Resist/Bronzo/316AUS 12% Cromo 2200 Girante Ghisa/12% Cromo 316AUS/Monel K 316AUS 1510 Anelli usura corpo 12% Cromo/Bronzo 316AUS/Monel K 316AUS 2310 Anelli usura girante 12% Cromo/Bronzo 316AUS/Monel K 316AUS 2150 Cuscinetto guida Gomma/Fibra Gomma/Fibra Sintetica/Polimero Sintetica/Polimero 2110 Albero Acc. al Carbonio 316AUS/Monel K 12% Cromo 1350 Colonna di mandata Acc. al Carbonio Ni-Resist/Bronzo/316AUS 1371 Gomito di mandata Acc. al Carbonio Ni-Resist/Bronzo/316AUS. 3100 Incastellatura Acc. al Carbonio Acc. al Carbonio Item Description Fresh Water Sea Water 1170 Pump casing Cast Iron/Carbon Steel Ni Resist/Bronze/316AUS 12%CHR 1310 Suction bell Cast Iron/Carbon Steel Ni Resist/Bronze/316AUS 12%CHR 2200 Impeller Cast Iron/12%CHR 316AUS 316AUS 1510 Casing wear rings 12%CHR/Bronze 316AUS/Monel K 316AUS 2310 Impeller wear rings 12%CHR/Bronze 316AUS/Monel K 316AUS 2150 Guide bearing Rubber/Synthetic Fiber Rubber/Synthetic Fiber Polymer Polymer 2110 Shaft Carbon Steel/12%CHR 316AUS/Monel K 1350 Discharge riser Carbon Steel Ni Resist/Bronze/316AUS 1371 Discharge elbow Carbon Steel Ni Resist/Bronze/316AUS 3100 Motor stool Carbon Steel Carbon Steel 15
Vertical pump: Natural Modes 3D Model First natural mode (lateral) Second natural mode (torsional) 16
3-D solid model of TMP s CPP pump type detail of pump frame with shaft seal, thrust bearing and discharge nozzle detail of hydraulics 17
TM.P. S.p.A. Termomeccanica Pompe TM.P. S.p.A. - Termomeccanica Pompe Via del molo, 3-19126 La Spezia - Italy Tel. +39 0187 5521 / Fax. +39 0187 552506 e-mail: pumps@termomeccanica.com www.tmp.termomeccanica.com TMP003W.07.14