Насосное оборудование, его виды. Назначение насоса
Насосы это гидравлические машины, преобразующие механическую энергию приводного электродвигателя в энергию жидкости, тем самым, создающие потоки жидкой среды. Насосное оборудование, исходя из его функционального назначения, имеет технические характеристики, основными из которых являются подача и напор (давление): • подача – это объём жидкости, подаваемый насосом в единицу времени, выраженной в м?/час (кубометров в час) или л/сек. (литров в секунду). • напор - это разность удельных энергий жидкости в сечениях после и до насоса, выраженная в метрах водного столба. Насосы объёмного типа характеризуются использованием понятия «давление», выраженное в атмосферах (кГс/см2) или в мегапаскалях (МПа) (один мегапаскаль условно равен 10 атмосферам). Отсюда вытекает классическая «напорная» характеристика насоса, в которой по оси абсцисс откладывается подача, а по оси ординат – напор для группы - "центробежные насосы" и, наоборот, для насосов объёмного типа. К центробежным насосам относятся следующие виды насосного оборудования - консольные насосы для воды, бензиновые, песковые, грунтовые, насос ЭЦВ, насос АНС, секционные многоступенчатые ЦНС и ЦНСГ, насос ГНОМ, черпаковые для сж. газов, насосы шахтные, питательные ЦВК, фекальные насосы, фекальные-погружные, вертикальные морские, вихревые- насос ВКС и ВК, конденсатные, нефтяные, горизонтальные - насос Д, 1Д, 2Д, 3Д, массные, циркуляционные, химические, пищевые, герметичные, аммиачные, с ДВС, осевые, погружные насосы, роторно-пульсационные, котлов-утилизаторов НКу, питательные ПЭ, бытовые, скважинные насосы погружные и полупогружные. Насосное оборудование объемного типа: насосы винтовые, дозировочные, плунжерные, паровые поршневые, лифтовые, ручные. Выбирая насосное оборудование, следует учитывать разброс параметров насоса по подаче и напору, в том числе при различных диаметрах рабочего колеса, а также исключить возможность работы насоса при параметрах, которые выходят за пределы рабочей зоны характеристики насоса. Вакуумметрическая высота всасывания насоса Важный гидравлический параметр насоса - допускаемая вакуумметрическая высота всасывания, характеризующая нормальные условия подхода жидкости к рабочему колесу. Эта величина выражается в метрах водяного столба. Благоприятные условия подхода перекачиваемой жидкости к рабочему органу насоса обеспечиваются в том случае, когда перепад давления жидкости между свободной поверхностью резервуара (водоема) и осью рабочего органа достаточен для преодоления жидкостью расстояния между свободной поверхностью резервуара и осью рабочего органа (геометрическая высота всасывания) с учетом потерь на всасывающей линии и наличия скоростного напора на входе в насос (вакуумметрическая высота всасывания). Вакуумметрическая высота всасывания определяется по показанию вакуумметра. Допускаемая вакуумметрическая высота всасывания это высота, выраженная в метрах водяного столба, при которой обеспечивается работа насоса без изменения основных технических показателей. При превышении допускаемой высоты всасывания на работающем насосе происходит вскипание перекачиваемой жидкости, образование пузырьков, которые при попадании их в зону повышенного давления вызывают серию гидравлических ударов, называемых кавитацией. Всасывающие свойства конкретного насоса зависят от давления окружающей среды, давления на входе в насос, скорости жидкой среды на входе, её плотности и вязкости, а также от давления паров жидкости. Приводимые в разных каталогах параметры допускаемой вакуумметрической высоты всасывания приводятся для воды с температурой до 20°С и атмосферном давлении, равном 10 м. водяного столба. Для такой воды (жидкости) давление паров принято считать «нулевой», что не характерно для других жидкостей и воды с более высокой температурой. Например, для воды давление паров в зависимости от температуры меняется следующим образом:
  Температура, °С  40  60  80  100  120
  Давление паров (м.)  0,8  2,0  5,0  11,0  22,0
Повышение температуры воды (жидкости), а следовательно и повышение давления её паров, снижает допускаемую вакуумметрическую высоту всасывания на соответствующее количество метров. Обеспечение бескавитационной работы насоса При формировании требований к условиям бескавитационной работы насоса вместо ранее применяемого показателя - допускаемая вакуумметрическая высота всасывания, стали применять расчетный параметр – допускаемый кавитационный запас. Эта величина, так же выраженная в метрах, характеризует запас (этих самых метров) обеспечивающих работу насоса без изменения основных технических показателей. Большая часть неприятностей при эксплуатации насосного оборудования, как это показала практика, связана с плохими условиями на всасывании насоса и возникновением, вследствие этого, кавитации. Кавитация приводит к быстрому износу насоса или к его разрушению из-за вибрации, и чаще всего подшипниковых узлов. При появлении признаков неустойчивой работы насоса на это следует обратить внимание. При обращении за консультацией по работе насоса, следует внимательнейшим образом характеризовать всасывающую линию, учитывая, что на всасывающую способность насоса отрицательно влияют следующие факторы: - высокая температураперекачиваемой жидкости(более 60°С); - неплотности во фланцевых соединениях и «сальниковой» запорной арматуре на всасывающей линии; - большая протяжённость и малый диаметр всасывающей линии; - засорение всасывающей линии. Регулирование работы насосного агрегата Как и всякую машину, насосный агрегат характеризует потребляемая мощность, определяющая выбор комплектующего двигателя. В качестве привода в насосном оборудовании, чаще всего, используют общепромышленные асинхронные электродвигатели. Кроме них на практике и в зависимости от условий эксплутации и перекачиваемых сред, применяют и другие виды двигателей (бензиновые, дизельные, взрывозащищенные электродвигатели и т.д.). Величина необходимой мощности насоса находится в зависимости от величины напора и подачи, вязкости и плотности перекачиваемой жидкости (потребляемая мощность возрастает с повышением удельного веса и увеличением вязкости). Под регулированием работы насоса подразумевается процесс изменения соотношения между подачей и напором . Насосы регулируют тремя методами: - изменением числа оборотов привода; - конструктивным методом; - изменением условий работы системы «насос-сеть». Изменение числа оборотов электродвигателя является универсальным методом для изменения характеристики насоса. Данный метод актуален и для группы центробежные насосы, и для группы насосов объёмного типа. Но, при этом надо учитывать, что подача находится в прямой зависимости от оборотов, а напор (в центробежных насосах) – в квадратичной зависимости. При нынешнем уровне развития техники этот метод в насосостроении является дорогостоящим, но с точки зрения энергетических затрат, он более экономичен. В практике насосостроения нашло применение регулирование числа оборотов с помощью вариаторов, электромагнитных муфт скольжения (ЭМС), регулируемого электропривода (тиристорные преобразователи частоты ТПЧ) и используя синхронные электродвигатели. Положительная особенность этого метода в том, что в системе из нескольких рабочих насосов достаточно иметь один регулируемый насос, обеспечивающий регулирование всей системы. Такая схема значительно снижает затраты и обеспечивает конкурентоспособность данного метода. Разброс коэффициента полезного действия (КПД) насосных агрегатов велик (от 20 до 98%). Столь существенный разброс по КПД определяется разным характером взаимодействия рабочего органа с жидкостью. Существует закономерность: динамические насосы значительно уступают по этому параметру насосам объёмного типа. Для больших насосов значимость этого параметра велика. Одним из основных приёмов повышения КПД для центробежных насосов является обточка рабочего колеса. Конкретный подбор рабочего колеса под нужные режимы (подача и напор) позволяет, особенно на крупных насосах, получать значительную экономию энергии. Методы регулирования напора и подачи насосной станции Рассмотренные методы регулирования работы относятся непосредственно к насосу. Однако потребителей часто интересует насосная система, которая обеспечивает нужный напор и подачу. Такой системой является насосная станция. Регулирование подачи и напора насосной станции имеет более широкие возможности за счёт соединения насосов параллельно и (или) последовательно. При параллельном соединении насосов суммируется подача, при последовательном – напор. Если на насосной станции необходимо получить нужные рабочие параметры (Q-H), то всегда существует возможность путём комбинаций набора ряда насосов с ограниченной подачей соединить их параллельно, чтобы получить большую подачу и последовательно – чтобы получить больший напор. Это всегда осуществляется на насосных станциях. Для получения необходимого напора на автономных насосных станциях последовательное соединение применяется реже (бустерные или напорные насосы). На практике повышение напора осуществляется через отдельные каскады насосных станций (станции I, II, III-го подъёма). Следует обратить внимание, что последовательно и параллельно соединяя центробежные насосы, имеющие пологую напорную характеристику, не удасться, как правило, получить двойное значение напора и подачи. Это происходит по следующим причинам: - при параллельном соединении не удаётся плавно соединить потоки из-за дополнительных изгибов и сужений напорных трубопроводов, необходимых для удобства монтажа. Это приводит к дополнительному сопротивлению сети и, соответственно, к смещению рабочей точки напорной характеристики в область меньших подач обоих насосов; - при последовательном соединении насосов уменьшение суммарного напора происходит из-за потерь на промежуточном участке между насосами, вызванных наличием дополнительной арматуры. При последовательном соединении следует обращать внимание на обеспечение необходимых условий всасывания на входе во второй насос. Допустимое давление на входе насоса, корпус которого изготовлен из чугуна, не должно превышать 8кГс/см? (80 м.), в то же время для стального корпуса давление 25 кГс/см?, как правило, является допустимым. Мягкий сальник допускает давление до 3,5 кГс/см?, торцевое уплотнение – 8 кГс/см? и выше. Щелевое и манжетное уплотнения, обеспечивающие самоуплотняющий эффект за счёт давления рабочей жидкости, поддерживают давление только с одной стороны и, соответственно, при этих типах уплотнения не допускается избыточное давление на входе в насос. Виды уплотнения и их маркировка Как правило, применяются следующие уплотнения: С - одинарное сальниковое уплотнение (без подачи затворной жидкости); СД - двойное сальниковое уплотнение (с подачей затворной жидкости); СП - промывочное сальниковое уплотнение; 2В(5) - торцовое одинарное; 2Г(55) - торцовое двойное; Щ - щелевое; М - манжетное. Если в скобках дополнительно указан другой вид уплотнения, то это означает возможность поставки насоса и с таким уплотнением. Возможности замены требуемого насоса При отсутствии требуемого насоса становится актуальным применение другого насоса или нескольких насосов, позволяющее обеспечить функционирование технологического процесса или системы водоснабжения. При анализе возможности замены следует начинать с изучения влияния на технологический процесс работы насоса с другими рабочими параметрами. Например, заменяя погружные насосы следует иметь в виду, что этот тип насоса работает, как правило, с периодическим отключением в зависимости от уровня откачиваемой жидкости. Это обстоятельство позволяет установить насос с большим (меньшим) значением подачи относительно оптимального значения, но при этом он будет реже (чаще) включаться. Одним из типовых решений по взаимозаменяемости насосного оборудования является применение двух или более насосов вместо одного, методом последовательного и (или) параллельного их соединения. Установка более высоконапорного насоса, чем это заложено в проекте, часто ограничивается вынужденным перерасходом электроэнергии за счёт установки более мощного электродвигателя в насосном агрегате. Прочностные характеристики элементов системы (трубы, арматура, сосуды и т.д.), как правило, позволяют варьировать величину напора центробежных, вихревых и осевых насосов в широком диапазоне. Трудности, возникающие при замене одного насоса другим При установке более мощного насоса (если это позволяет технологический процесс) следует обращать внимание на питающий кабель и пусковую электроаппаратуру . Применение одного насоса вместо другого часто затрудняется выходом параметров заменяющего насоса из рабочей зоны. При этом следует иметь в виду, что рабочая зона центробежных насосов во многом определяется экономичностью работы агрегата в этом диапазоне, т.е. работой с наибольшим значением КПД. Кроме того, выход параметров насоса из пределов рабочей зоны может вызвать неустойчивую работу насоса, существенную перегрузку электродвигателя и даже его выход из строя. Работа вне пределов рабочей зоны допустима в случаях необходимости и только в пределах плавно «падающей» части напорной характеристики. При этом, при увеличенной подаче следует обратить внимание, прежде всего, на температурные условия работы электронасосного агрегата (возможна перегрузка и перегрев электродвигателя и недопустимое повышение температуры всего агрегата). При использовании насоса в режиме с меньшей подачей, чем установлено «рабочей зоной», следует устранить такое возможное негативное явление в центробежном насосе, как работа в помпажном режиме. Чтобы устранить это недопустимое явление можно, использовать байпасирование (перепуск части подачи с напорной линии на всасывающую). При этом во внешней сети потребитель получает требуемую (меньшую) величину подачи, а сам насос работает в устойчивом диапазоне «падающей характеристики». С целью нахождения оптимального технического решения и нормальной эксплуатации насосного оборудования целесообразно воспользоваться консультацией наших специалистов, которые дадут рекомендации, позволяющие исключить трудности при эксплуатации, в том числе избежать перегрузки насосного агрегата, гидравлических ударов и форсированного кавитационного разрушения.

Карта проезда:

Рейтинг@Mail.ru