HORA Pumpenschutz: Pumpenfreilaufventil oder getrennte Mindestmengenleitung – was wofür

Eine Kesselspeisepumpe darf nie längere Zeit gegen ein geschlossenes oder fast geschlossenes Ventil fördern. Sinkt der Speisewasserbedarf beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb unter die Mindestmenge der Pumpe, erwärmt sich das Wasser im Pumpengehäuse, und es drohen Ausdampfung, Teillastkavitation und Schäden an Laufrad, Spaltringen und Gleitringdichtung. Ein Pumpenfreilaufventil löst das mit einer einzigen Armatur am Druckstutzen. Die Alternative ist eine getrennte Mindestmengenleitung mit eigenem Regelventil. Welche Lösung wofür passt, hängt von Temperatur, Differenzdruck, Betriebsweise und vorhandener Leittechnik ab. Dieser Beitrag ordnet die Varianten anhand des Programms von HORA Holter Regelarmaturen ein, das Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H. exklusiv für Österreich vertritt.

Warum eine Kesselspeisepumpe eine Mindestmenge braucht

Eine Kreiselpumpe setzt die zugeführte Antriebsleistung nur zum Teil in Förderhöhe um. Der Rest wird als Wärme an das Fördermedium abgegeben. Bei Nennförderstrom trägt das durchfließende Wasser diese Wärme ohne Weiteres ab. Wird der Förderstrom kleiner, verteilt sich dieselbe Verlustwärme auf immer weniger Wasser. Bei einer Speisepumpe, die Wasser nahe der Sättigungstemperatur aus dem Speisewasserbehälter ansaugt, ist der Abstand zum Verdampfen gering: Schon wenige Kelvin Erwärmung genügen, damit sich in der Pumpe Dampf bildet.

Dazu kommt die Hydraulik. Unterhalb eines bestimmten Förderstroms entstehen am Laufradeintritt Rückströmungen und Wirbel, die Teillastkavitation, Schwingungen und erhöhte Lagerkräfte verursachen. Deshalb gibt jeder Pumpenhersteller einen Mindestförderstrom an, der im Dauerbetrieb nicht unterschritten werden darf. Je nach Pumpe liegt er häufig im Bereich von zehn bis dreißig Prozent des Nennförderstroms. Verbindlich ist immer der Wert im Datenblatt der konkreten Pumpe.

Im Kraftwerk und in der Industrie ist dieser Betriebszustand keine Ausnahme. Beim Anfahren, im Schwachlastbetrieb, beim Warmhalten eines Kessels oder wenn die Speisewasserregelung den Durchfluss zum Kessel stark drosselt, braucht der Kessel weniger Wasser, als die Pumpe mindestens fördern muss. Die Differenz muss irgendwohin, und zwar zuverlässig und ohne dass jemand eingreift.

Drei Wege zum Pumpenschutz

In der Praxis haben sich drei Lösungen durchgesetzt, die sich in Aufwand, Energiebedarf und Einsatzgrenzen unterscheiden:

• Dauerbypass mit Drosselblende: Eine feste Leitung führt ständig die Mindestmenge zurück in den Speisewasserbehälter. Einfach, aber die Pumpe fördert diese Menge auch bei Volllast im Kreis, und die Blende muss den vollen Differenzdruck abbauen.
• Automatisches Pumpenschutzventil, auch Pumpenfreilaufventil, Freilaufrückschlagventil oder Mindestmengenventil genannt: eine Armatur in der Druckleitung, die Rückschlagfunktion und Bypass vereint und den Bypass nur öffnet, wenn der Hauptstrom unter die Mindestmenge fällt.
• Getrennte, geregelte Mindestmengenleitung: Durchflussmessung, ein eigenes Mindestmengenregelventil in der Rückführleitung und ein Rückschlagventil im Hauptstrang. Mehr Bauteile, dafür nicht an die Druck- und Temperaturgrenzen einer eigenmediengesteuerten Armatur gebunden.

Der Dauerbypass ist bei kleinen Pumpen und niedrigen Drücken vertretbar. Bei Kesselspeisepumpen mit hohem Förderdruck läuft die Wahl in aller Regel auf eine der beiden anderen Lösungen hinaus. Genau dort liegt die eigentliche Entscheidung.

Das Pumpenfreilaufventil: Rückschlag und Bypass in einem Gehäuse

Ein Pumpenfreilaufventil sitzt unmittelbar am Druckstutzen der Pumpe. Im Hauptstrang arbeitet ein federbelasteter Rückschlagkegel, der sich je nach Förderstrom mehr oder weniger weit öffnet. Seine Hubstellung ist zugleich das Maß für den Durchfluss: Fällt der Förderstrom unter den eingestellten Wert, schließt der Kegel weiter und öffnet über die Steuerung im Ventil den Bypassausgang. Die Mindestmenge fließt dann über eine Drosselstufe zurück in den Speisewasserbehälter. Steigt der Bedarf wieder, schließt der Bypass in dem Maß, in dem der Hauptstrom zunimmt.

Das Ventil arbeitet eigenmediengesteuert, also ohne Hilfsenergie, ohne Durchflussmessung und ohne Anbindung an die Leittechnik. Es übernimmt drei Aufgaben auf einmal: Es verhindert den Rückfluss vom Kessel in die stehende Pumpe, es sichert die Mindestmenge, und es baut den Druck im Bypass ab.

HORA führt dafür das automatische Pumpenschutzventil. Laut Herstellerangaben ist es für Wasser, Öl und weitere Medien in den Nennweiten DN 32 bis DN 250 (NPS 1¼ bis NPS 10) ausgelegt, für Druckstufen bis PN 320 bzw. Class 2500 und für Temperaturen von −10 °C bis 200 °C. Der Kvs-Wert reicht bis 1.414 m³/h, die Sitzleckage entspricht Klasse IV nach EN 1349, angeschlossen wird über Flansche nach EN oder ASME in Durchgangsform. Als Gehäusewerkstoffe nennt HORA 1.0619+N, 1.7357 und 1.4408 bzw. SA-216 WCB, SA-217 WC6 und SA-351 CF8M. Wo HORA im Vergleich zu den anderen vertretenen Fabrikaten steht, zeigt unser Überblick Welcher Armaturen-Hersteller wofür.

Die Stärken liegen auf der Hand: eine Armatur statt mehrerer, kein Kabel, kein Regelkreis, kurze Baulänge. Die Grenzen ebenso: Die Temperatur endet bei 200 °C, und der Druckabbau im Bypass erfolgt in einer kompakten Drosselstufe. Bei sehr hohem Differenzdruck zwischen Pumpendruckseite und Speisewasserbehälter kann diese Stufe an ihre Grenze kommen. Dann ist ein mehrstufiger Druckabbau gefragt.

Getrennte Mindestmengenleitung mit Regelventil

Bei großen Kesselspeisepumpen im Kraftwerk ist die getrennte Mindestmengenleitung der übliche Aufbau. Eine Durchflussmessung in der Druckleitung meldet den Förderstrom an die Leittechnik. Unterschreitet er den Grenzwert, öffnet ein Regelventil in der Rückführleitung zum Speisewasserbehälter. Ein separates Rückschlagventil im Hauptstrang verhindert den Rückfluss, Absperrventile vor und nach dem Regelventil machen die Strecke wartbar.

Das Mindestmengenregelventil ist die anspruchsvollste Armatur der ganzen Speisewasserstrecke. Es muss praktisch den vollen Pumpendruck auf den Druck im Speisewasserbehälter abbauen, und das bei Wasser nahe der Siedetemperatur. In einer einzigen Drosselstelle würde das Wasser dabei teilweise verdampfen und wieder kondensieren, mit Kavitation, Lärm und Erosion an Sitz und Kegel als Folge. Deshalb wird der Druck in mehreren Stufen abgebaut, etwa über Lochkäfige oder Labyrinthgarnituren.

HORA nennt genau diese Anwendung bei der Baureihe Severe Duty: Die Ventile dienen unter anderem als Mindestmengenregelventile für Hochleistungspumpen. Die Herstellerdaten der Reihe: Druckdifferenz bis 450 bar, Temperaturen von −10 °C bis 630 °C, Nennweiten DN 15 bis DN 600, Druckstufen PN 250 bis PN 630 bzw. Class 1500 bis 4500, bis zu zehn Druckreduzierstufen, davon bis zu acht geregelt, Sitzleckage Klasse VI. Antrieb elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder manuell, Anschluss über Flansch oder Schweißende. Das gesamte Spektrum finden Sie bei unseren Regelventilen.

Der Aufwand ist größer: Messung, Regelventil mit Antrieb und Stellungsregler, Rückschlagventil, Absperrventile, Verkabelung und ein Regelkreis in der Leittechnik. Dafür ist die Lösung bei Druck, Temperatur und Differenzdruck nach oben offen, der Sollwert der Mindestmenge lässt sich ohne Umbau anpassen, und der Zustand ist in der Warte sichtbar.

Speisewasser-Regelventil mit integriertem Pumpenfreilauf

Zwischen beiden Welten liegt eine dritte Bauform, die im Regelventil-Programm von Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H. als besondere Ausführung geführt wird: das Speisewasser-Regelventil mit integriertem Pumpenfreilauf. Hier übernimmt die Armatur, die ohnehin den Durchfluss zum Kessel regelt, zusätzlich die Rückführung der Mindestmenge. Das spart eine Armatur und Platz in der Rohrleitung, setzt aber voraus, dass Regelaufgabe und Freilaufmenge sauber aufeinander abgestimmt sind. Ob diese Variante für eine bestimmte Anlage sinnvoll ist, lässt sich nur mit den Betriebsdaten von Pumpe und Kessel beurteilen.

Pumpenfreilaufventil oder Mindestmengenleitung: die Entscheidung in fünf Fragen

1. Wie heiß ist das Speisewasser an der Pumpe? Liegt die Temperatur über 200 °C, scheidet das automatische Pumpenschutzventil von HORA nach Herstellerangaben aus. Darunter ist es eine echte Option.

2. Wie groß ist der Differenzdruck im Bypass? Entscheidend ist nicht allein die Druckstufe, sondern der Druck, der zwischen Pumpendruckseite und Speisewasserbehälter abgebaut werden muss. Je höher er ist und je näher das Wasser an der Siedetemperatur liegt, desto eher braucht es einen mehrstufigen Druckabbau, wie ihn ein Mindestmengenregelventil bietet.

3. Wie oft läuft die Pumpe in Teillast? Fährt die Anlage häufig im Schwachlastbereich oder mit vielen Starts, arbeitet die Mindestmengenarmatur ständig. Dann sind Garnitur, Werkstoff und Stufenzahl wichtiger als ein möglichst einfacher Aufbau.

4. Gibt es Hilfsenergie und Leittechnik? Bei kleineren Anlagen, Hilfskesseln oder Nachrüstungen ohne freie Signale in der Steuerung spielt das eigenmediengesteuerte Ventil seinen Vorteil aus. In einem Kraftwerksblock mit Leitsystem ist der geregelte Bypass meist ohnehin vorgesehen.

5. Wie viel Platz ist an der Pumpe? Ein Pumpenfreilaufventil wird direkt auf den Druckstutzen gesetzt und ersetzt Rückschlagventil und Bypassstrecke. Eine getrennte Mindestmengenleitung braucht Platz für Messstrecke, Regelventil, Absperrungen und Rohrführung.

Kurz gefasst: Bis 200 °C, bei moderatem Differenzdruck und wenn eine einfache Lösung ohne Hilfsenergie gefragt ist, spricht vieles für das Pumpenfreilaufventil. Bei hohen Drücken und Temperaturen, häufiger Teillast und vorhandener Leittechnik ist die getrennte Mindestmengenleitung mit mehrstufigem Regelventil die robustere Wahl.

Einbau, Inbetriebnahme und Betrieb

Ein Pumpenfreilaufventil gehört so nahe wie möglich an den Druckstutzen der Pumpe, damit keine ungeschützte Leitungsstrecke zwischen Pumpe und Rückschlagfunktion bleibt. Die Bypassleitung führt zum Speisewasserbehälter oder zu einem anderen Behälter mit ausreichendem Gegendruck. Sie wird so verlegt, dass nach der Drosselstelle keine Ausdampfung in engen Bögen entsteht. Eine Absperrarmatur in der Bypassleitung erleichtert Wartung und Prüfung, darf im Betrieb aber nie geschlossen sein.

Bei der Inbetriebnahme wird geprüft, ob der Bypass beim Unterschreiten der Mindestmenge tatsächlich öffnet und bei steigendem Förderstrom wieder schließt. Bei der geregelten Lösung kommen die Kalibrierung der Durchflussmessung, der Sollwert und das Verhalten bei Signalausfall dazu: Das Mindestmengenregelventil sollte bei Ausfall von Hilfsenergie oder Signal in die sichere Stellung fahren, also öffnen. Wie die Kesselüberwachung auf der Wasserseite zusammenspielt, beschreibt unser Beitrag zur IGEMA Kesselüberwachung.

Im Betrieb sind Geräusche und Schwingungen an der Bypassstrecke ein Hinweis auf Kavitation an der Drosselstelle. Dann lohnt ein Blick auf Garnitur und Betriebsdaten, bevor Sitz und Kegel Schaden nehmen. Die Serviceabteilung von Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H. unterstützt bei Prüfung, Instandsetzung und Ersatzteilen, in Österreich ebenso wie in Tschechien, der Slowakei, Ungarn, Slowenien und Italien.

Häufige Fragen zum Pumpenfreilaufventil

Ist ein Pumpenfreilaufventil dasselbe wie ein Mindestmengenventil?

Ja, beide Begriffe meinen in der Praxis dieselbe Armatur. Daneben sind Freilaufrückschlagventil, Pumpenschutzventil und im Englischen „automatic recirculation valve“, kurz ARC-Ventil, gebräuchlich. Gemeint ist immer die Kombination aus Rückschlagventil und selbsttätig gesteuertem Bypass.

Braucht ein Pumpenfreilaufventil Strom oder Druckluft?

Nein. Das automatische Pumpenschutzventil von HORA arbeitet eigenmediengesteuert: Der Förderstrom selbst bewegt den Hauptkegel und steuert damit den Bypass. Weder Antrieb noch Signal noch Durchflussmessung sind nötig.

Kann ein vorhandenes Rückschlagventil durch ein Pumpenfreilaufventil ersetzt werden?

Häufig ja, wenn Nennweite, Druckstufe, Temperatur und Einbaulänge passen und eine Bypassleitung zum Speisewasserbehälter verlegt werden kann. Ein vorhandener Dauerbypass mit Blende kann dann entfallen. Vor dem Umbau werden Pumpenkennlinie, Mindestmenge und Differenzdruck im Bypass geprüft.

Was passiert, wenn die Mindestmenge falsch ausgelegt ist?

Ist sie zu klein, ist die Pumpe im Schwachlastbetrieb nicht geschützt. Ist sie zu groß, fördert die Pumpe unnötig viel Wasser im Kreis und verbraucht dafür Antriebsleistung. Der Wert gehört deshalb aus dem Pumpendatenblatt in die Auslegung der Armatur und wird nicht geschätzt.

Fazit

Ein Pumpenfreilaufventil ist die einfache, kompakte Antwort auf den Mindestmengenschutz: eine Armatur am Druckstutzen, ohne Hilfsenergie, mit Rückschlagfunktion und Bypass. Das automatische Pumpenschutzventil von HORA deckt dabei DN 32 bis DN 250, bis PN 320 und bis 200 °C ab. Wo Temperatur oder Differenzdruck darüber liegen oder die Pumpe häufig in Teillast läuft, ist die getrennte Mindestmengenleitung mit mehrstufigem Regelventil aus der HORA-Baureihe Severe Duty die richtige Wahl. Für eine belastbare Entscheidung braucht es Pumpenkennlinie, Mindestmenge, Speisewassertemperatur, Drücke und die Betriebsweise der Anlage. Mit diesen Daten legt Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H. die passende Lösung für Kraftwerke, Industrie und Anlagenbau in Österreich und Südosteuropa aus.

HORA pump protection: automatic recirculation valve or separate minimum-flow line – which for what

A boiler feed pump must never run for long against a closed or nearly closed valve. If feedwater demand during start-up or low-load operation falls below the pump’s minimum flow, the water inside the pump casing heats up, and flashing, part-load cavitation and damage to the impeller, wear rings and mechanical seal follow. An automatic recirculation valve, also called a pump protection or minimum-flow valve, solves this with a single valve on the discharge nozzle. The alternative is a separate minimum-flow line with its own control valve. Which solution fits depends on temperature, differential pressure, operating mode and the available control system. This article explains the options using the range of HORA Holter Regelarmaturen, which Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H. represents exclusively in Austria.

Why a boiler feed pump needs a minimum flow

A centrifugal pump converts only part of its drive power into head. The rest is transferred to the pumped medium as heat. At rated flow, the water passing through carries this heat away without difficulty. As flow decreases, the same heat is spread over less and less water. A feed pump drawing water close to saturation temperature from the feedwater tank has little margin before boiling: a temperature rise of just a few kelvin is enough to form steam inside the pump.

Hydraulics add to the problem. Below a certain flow, recirculation and vortices form at the impeller inlet, causing part-load cavitation, vibration and increased bearing loads. Every pump manufacturer therefore specifies a minimum continuous flow that must not be undercut. Depending on the pump, it is often in the range of ten to thirty percent of rated flow. The binding value is always the one in the data sheet of the specific pump.

In power plants and industry this operating state is not an exception. During start-up, at low load, while keeping a boiler warm, or when the feedwater control valve throttles flow to the boiler heavily, the boiler needs less water than the pump must deliver as a minimum. The difference has to go somewhere, reliably and without manual intervention.

Three ways to protect the pump

Three solutions have become established in practice. They differ in effort, energy demand and operating limits:

• Continuous bypass with orifice: a fixed line permanently returns the minimum flow to the feedwater tank. Simple, but the pump circulates this flow even at full load, and the orifice has to break down the full differential pressure.
• Automatic recirculation valve (ARC valve, pump protection valve, minimum-flow valve): one valve in the discharge line that combines the non-return function with a bypass and opens the bypass only when main flow falls below the minimum.
• Separate, controlled minimum-flow line: flow measurement, a dedicated minimum-flow control valve in the return line and a check valve in the main line. More components, but not tied to the pressure and temperature limits of a self-operated valve.

A continuous bypass is acceptable for small pumps at low pressures. For boiler feed pumps with high discharge pressure, the choice usually comes down to one of the other two solutions, and that is where the real decision lies.

The automatic recirculation valve: check valve and bypass in one body

An automatic recirculation valve sits directly on the pump discharge nozzle. In the main line, a spring-loaded check disc opens further or less depending on flow. Its lift is also the measure of flow: when flow drops below the set value, the disc closes further and, via the internal control, opens the bypass outlet. The minimum flow then returns to the feedwater tank through a pressure-reducing stage. When demand rises again, the bypass closes as main flow increases.

The valve is self-operated by the medium, so it needs no auxiliary energy, no flow measurement and no connection to the control system. It performs three tasks at once: it prevents backflow from the boiler into a stationary pump, it secures the minimum flow, and it reduces the pressure in the bypass.

HORA offers the automatic pump protection valve for this purpose. According to the manufacturer, it is designed for water, oil and other media in sizes DN 32 to DN 250 (NPS 1¼ to NPS 10), pressure ratings up to PN 320 or Class 2500, and temperatures from −10 °C to 200 °C. The Kvs value reaches 1,414 m³/h, seat leakage is Class IV to EN 1349, connections are flanged to EN or ASME in straight-through design. Body materials listed by HORA are 1.0619+N, 1.7357 and 1.4408, or SA-216 WCB, SA-217 WC6 and SA-351 CF8M. How HORA compares with the other brands we represent is shown in our overview Which valve manufacturer for what (German).

The strengths are obvious: one valve instead of several, no cabling, no control loop, short face-to-face length. So are the limits: temperature ends at 200 °C, and the bypass pressure is reduced in one compact stage. At very high differential pressure between pump discharge and feedwater tank, this stage can reach its limit, and multi-stage pressure reduction is needed.

Separate minimum-flow line with control valve

For large boiler feed pumps in power plants, the separate minimum-flow line is the usual arrangement. A flow meter in the discharge line reports flow to the control system. If it falls below the limit, a control valve in the return line to the feedwater tank opens. A separate check valve in the main line prevents backflow, and isolating valves before and after the control valve make the line maintainable.

The minimum-flow control valve is the most demanding valve in the entire feedwater line. It has to reduce practically the full pump pressure to the pressure in the feedwater tank, with water close to boiling point. In a single throttling point the water would partially flash and recondense, resulting in cavitation, noise and erosion of seat and plug. The pressure is therefore reduced in several stages, for example with perforated cages or labyrinth trims.

HORA names exactly this application for its Severe Duty series: among other uses, the valves serve as minimum-flow control valves for high-performance pumps. Manufacturer data for the series: differential pressure up to 450 bar, temperatures from −10 °C to 630 °C, sizes DN 15 to DN 600, pressure ratings PN 250 to PN 630 or Class 1500 to 4500, up to ten pressure-reduction stages of which up to eight are controlled, seat leakage Class VI. Electric, pneumatic, hydraulic or manual actuation, flanged or butt-weld ends. The full range is listed under our control valves.

The effort is greater: measurement, control valve with actuator and positioner, check valve, isolating valves, cabling and a control loop in the control system. In return, the solution is open-ended in pressure, temperature and differential pressure, the minimum-flow setpoint can be changed without modification, and the status is visible in the control room.

Feedwater control valve with integrated pump recirculation

A third design sits between the two and is listed as a special version in the control valve range of Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H.: the feedwater control valve with integrated pump recirculation. Here the valve that already controls flow to the boiler also returns the minimum flow. This saves one valve and space in the piping, but requires the control duty and the recirculation flow to be properly matched. Whether this variant makes sense for a given plant can only be judged with the operating data of pump and boiler.

Recirculation valve or minimum-flow line: the decision in five questions

1. How hot is the feedwater at the pump? Above 200 °C, the HORA automatic pump protection valve is ruled out according to the manufacturer. Below that, it is a real option.

2. How high is the differential pressure in the bypass? What matters is not just the pressure rating but the pressure that has to be reduced between pump discharge and feedwater tank. The higher it is and the closer the water is to boiling point, the more likely multi-stage reduction is needed, as provided by a minimum-flow control valve.

3. How often does the pump run at part load? If the plant frequently runs at low load or with many starts, the minimum-flow valve works constantly. Trim, material and number of stages then matter more than the simplest possible arrangement.

4. Are auxiliary energy and a control system available? In smaller plants, auxiliary boilers or retrofits without spare signals in the control system, the self-operated valve plays to its strengths. In a power plant unit with a distributed control system, the controlled bypass is usually planned anyway.

5. How much space is there at the pump? A recirculation valve is mounted directly on the discharge nozzle and replaces the check valve and bypass line. A separate minimum-flow line needs space for the metering run, control valve, isolating valves and piping.

In short: up to 200 °C, at moderate differential pressure and where a simple solution without auxiliary energy is wanted, the automatic recirculation valve has a lot going for it. At high pressures and temperatures, frequent part-load operation and an existing control system, the separate minimum-flow line with a multi-stage control valve is the more robust choice.

Installation, commissioning and operation

A recirculation valve belongs as close as possible to the pump discharge nozzle, so that no unprotected section of pipe remains between pump and non-return function. The bypass line leads to the feedwater tank or another vessel with sufficient back pressure. It is routed so that no flashing occurs in tight bends downstream of the throttling point. An isolating valve in the bypass line simplifies maintenance and testing but must never be closed during operation.

During commissioning, it is checked that the bypass actually opens when flow drops below the minimum and closes again as flow rises. With the controlled solution, calibration of the flow measurement, the setpoint and the behaviour on signal failure are added: the minimum-flow control valve should move to the safe position, i.e. open, if auxiliary energy or signal fails.

In operation, noise and vibration in the bypass line indicate cavitation at the throttling point. It is then worth checking the trim and operating data before seat and plug are damaged. The service department of Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H. supports inspection, repair and spare parts in Austria as well as in the Czech Republic, Slovakia, Hungary, Slovenia and Italy.

Frequently asked questions

Is an automatic recirculation valve the same as a minimum-flow valve?

Yes, in practice both terms describe the same valve. Pump protection valve and ARC valve are also common. What is always meant is the combination of a check valve and a self-controlled bypass.

Does an automatic recirculation valve need power or compressed air?

No. The HORA automatic pump protection valve is self-operated: the flow itself moves the main disc and thereby controls the bypass. No actuator, signal or flow measurement is required.

Can an existing check valve be replaced by a recirculation valve?

Often yes, if size, pressure rating, temperature and face-to-face length match and a bypass line to the feedwater tank can be installed. An existing continuous bypass with orifice can then be removed. Before the conversion, the pump curve, minimum flow and bypass differential pressure are checked.

What happens if the minimum flow is sized incorrectly?

If it is too small, the pump is not protected at low load. If it is too large, the pump circulates more water than necessary and consumes drive power for it. The value is therefore taken from the pump data sheet into the valve sizing, not estimated.

Conclusion

An automatic recirculation valve is the simple, compact answer to minimum-flow protection: one valve on the discharge nozzle, no auxiliary energy, with non-return function and bypass. The HORA automatic pump protection valve covers DN 32 to DN 250, up to PN 320 and up to 200 °C. Where temperature or differential pressure is higher or the pump frequently runs at part load, the separate minimum-flow line with a multi-stage control valve from the HORA Severe Duty series is the right choice. A sound decision requires the pump curve, minimum flow, feedwater temperature, pressures and the operating mode of the plant. With this data, Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H. sizes the right solution for power plants, industry and plant engineering in Austria and South-Eastern Europe.