Регулирование подачи Центробежного Насоса
Существует три способа регулирования производительности насоса:
Дросселирование — самый простой и самый неэффективный способ регулирования подачи центробежного насоса. Чтобы дросселировать поток, увеличивают гидравлическое сопротивление на общем для всей системы напорном участке трубопровода, например, сразу за насосом.
Для дросселирования потока можно применить автоматическую или ручную регулирующую арматуру, либо установить дроссельную шайбу.
Во время дросселирования подачи насоса, рабочая точка перемещается по напорно-расходной характеристике вверх, при этом увеличивается напор, а подача и КПД уменьшаются.
Перепуск — для регулирования производительности насоса на перемычке между его входным и выходным патрубком устанавливают регулятор поддерживающий постоянный перепад давлений на насосе (постоянный напор насоса). При уменьшении подачи насоса возрастает создаваемый им напор — регулятор реагирует на отклонение перепада от заданной отметки и открывается перепуская воду из напорного патрубка во всасывающий. Таким образом, подача насоса остаётся неизменной, а расход воды в сети может колебаться в широких пределах.
Преимуществом данного метода регулирования является то, что насос всегда работает с постоянной подачей и напором в зоне оптимального КПД, а недостатком, является то, что со снижением нагрузки в сети потребление электроэнергии остаётся прежним.
Регулирование подачи насоса перепуском применяют в системах отопления с автоматическими регулирующими клапанами, изменяющими расход в зависимости от потребности здания в тепле, а также для включения насосов, которые не допускают сильных колебаний подачи, в системы с динамическим гидравлическим режимом.
Частотное управление — установка регулятора частоты вращения рабочего колеса, является наиболее эффективным и наиболее дорогим методом управления подачей насоса, так как стоимость регулятора частоты соизмерима со стоимостью насоса.
Физика данного метода проста: снизив в двое частоту вращения рабочего колеса насоса, в два раза уменьшается его подача, в четыре раза уменьшается напор и в восемь раз уменьшается потребление электроэнергии.
Современные регуляторы частоты вращения могут поддерживать постоянную подачу, или напор насоса, а могу изменять их в зависимости от потребности системы в разное время суток или дни недели.
Программное изменение частоты вращения рабочего колеса, не только обеспечит работу насоса с максимальным КПД, но и позволит снизить шумы возникающие во время работы, осуществлять мягкий пуск, снижать пусковые токи и исключить гидравлические удары.
Регулирование подачи центробежного насоса изменением частоты вращения двигателя целесообразно в системах с частыми и сильными колебаниями расхода воды, а также в случае высокой стоимости электроэнергии. В таких системах затраты на регулятор частоты вращения могут окупиться за несколько месяцев.
Источник
Регулирование параметров работы центробежного насоса
Регулирование параметров работы центробежного насоса можно
осуществить при постоянном или измененном числе оборотов рото
ра. При изменении числа оборотов подача, напор и мощность изме
няются по закону подобия согласно формулам (2.18), (2.19) и (2.20).
При перекачке жидкости с изменением ее вязкости результаты ука
занных соотношений несколько отличаются
Регулирование при постоянном числе оборотов. Существует не
сколько способов регулирования:
1.Регулирование дросселированием на напорном трубопроводе
при помощи задвижки — простая операция, поэтому широко приме
няется. Однако при этом происходит потеря энергии, снижается КПД,
так как в задвижке теряется часть напора, создаваемого насосом. Точ
ка пересечения А характеристик насоса и трубопровода перемещает
ся влево по кривой Q-H (рис. 2.13). Абсцисса новой точки соответ
ствует уменьшенной подаче.
2. Регулирование дросселированием на приемном трубопроводе.
Однако этот способ не может быть рекомендован, так как к указанным
недостаткам такого регулирования добавляется еще большее сниже
ние КПД вследствие ухудшения всасывающей способности, выделе
ние паров жидкости и затем возможность появления кавитации.
3. Регулирование впуском небольшого количества воздуха в прием
ную трубу. Однако этот способ, несмотря на его сравнительную эконо
мичность, не применяется при перекачке нефти и нефтепродуктов.
При впуске воздуха в приемную трубу при перекачке легко испаря
ющихся жидкостей, помимо явления кавитации, может произойти взрыв.
4. Регулирование перепуском части нагнетаемой жидкости из на
порного патрубка в приемный. Осуществляется перепуск жидкости
через обводную линию (байпас).
При перепуске части жидкости по обводной линии общая подача
насоса увеличивается, а напор в соответствии с характеристикой сни
жается. Однако этот способ регулирования неэкономичен, так как
с перепускаемой жидкостью теряется затраченная энергия.
В многоступенчатых насосах часть жидкости перепускают не из
напорной линии, а с первой или второй ступени. При этом теряется
меньшая часть энергии и экономичность регулирования повышается.
5. Регулирование изменением схемы соединения насосов. Как было
указано, совместная работа насосов может быть осуществлена при па
раллельном и последовательном их соединении. При последователь
ном соединении однотипных насосов развиваемые ими напоры скла
дываются, а при параллельном соединении складываются подачи. Пре
небрегая потерями, можно считать, что при последовательном соеди
нении одинаковых насосов напор удваивается, а при параллельном их
соединении подача возрастает и распределяется поровну между насо
сами, но получается меньше суммы подач тех же насосов, работающих
в отдельности на заданный трубопровод. Таким образом, переключе
нием насосов с последовательного соединения на параллельное и на
оборот можно изменять подачу жидкости в трубопровод и ее напор.
Указанный способ регулирования можно применять при перекач
ке нефти, когда в зависимости от температуры окружающей среды
(летом, зимой) изменяется противодавление в трубопроводе.
6. Регулирование уменьшением диаметра рабочих колес.
При этом способе не затрачивается лишняя энергия. Способ ши
роко применяется для центробежных насосов спирального типа
и заключается в уменьшении наружного диаметра рабочих колес об
тачиванием в соответствии с универсальной характеристикой.
7. Регулирование уменьшением количества рабочих колес. При
меняется, когда насос может развить напор больший, чем противо
давление в трубопроводе.
8. Регулирование закрытием некоторого количества каналов ра
бочего колеса. При этом уменьшаются подача и напор насоса.
Последние три способа экономичны, но связаны с остановкой
и разборкой насоса и применяются, когда режим работы меняют на
На нефтепромыслах в основном применяют первый и четвертый
Источник
Регулирование центробежных насосов
При рассмотрении характеристики насосной установки было выяснено, что гидравлические величины насоса изменяются в зависимости от расхода в системе трубопроводов. Насос и внешняя сеть составляют единую систему, установившийся режим работы которой возможен лишь при определенных условиях, когда соблюдается равенство расходов через насос и сеть при одном и том же напоре. Этому соответствует одна рабочая точка.
Между тем величина расхода изменяется по времени в соответствии с чем должна перемещаться и рабочая точка насосной установки. Для этого необходимо принудительно изменять характеристику насоса или сети. Процесс изменения характеристики сети или насоса для обеспечения заданного расхода называется регулированием.
1) изменением характеристики трубопровода путем частичного перекрытия его задвижкой,
2) изменением характеристики насоса путем перехода на другое число оборотов,
3) изменением характеристики путем поворота лопаток рабочего колеса или направляющего аппарата.
При эксплуатации водопроводных и канализационных насосных станций применяются первые два способа регулирования.
1 — Дроссельное регулирование позволяет изменить расход с помощью задвижки, расположенной на напорной линии в непосредственной близости от насоса. Этот способ наиболее прост, так как не требует внесения в насосную установку дополнительных устройств. Вместе с тем он экономически невыгоден, так как часть напора теряется на преодоление сопротивления задвижки. Дросселирование с помощью задвижки, установленной на всасывающей трубе, не рекомендуется, так как это может вызвать кавитацию. Каждому положению диска задвижки соответствует новая характеристика трубопровода (рис. 52),
Рис. 52. Регулирование насоса с помощью задвижки.
поэтому рабочая точка перемещается по характеристике насоса. Регулирование напорной задвижкой применяется на насосных станциях первого подъема при колебаниях уровня воды в источнике.
2 — Регулирование путем изменения числа оборотов насоса не влечет значительного изменения к. п. д. Оно осуществимо при применении двигателя с плавным изменением числа оборотов или путем введения между двигателем и насосом специальных устройств.
В подавляющем большинстве случаев насосные станции и установки оборудованы электродвигателями переменного тока, работающими с постоянным числом оборотов. В связи с этим регулирование центробежных насосов путем изменения числа оборотов не получило широкого распространения и применяется только в тех случаях, когда насос приводится двигателем, работающим с различным числом оборотов.
При этом способе регулирования изменяется характеристика насоса при неизменной характеристике трубопровода. Характеристика насоса изменяется так, что рабочая точка перемещается по характеристике трубопровода. Рассмотрим в общих чертах двигатели и устройства, позволяющие осуществить регулирование насосов изменением числа оборотов.
Электродвигатели постоянного тока позволяют плавно изменять число оборотов посредством реостата и при наличии общей электросети постоянного тока весьма удобны для регулирования насосов. Однако электродвигатели постоянного тока в настоящее время для этих целей почти не применяются из-за необходимости в установке преобразователей при питании от сети переменного тока.
Паровые и газовые турбины пригодны для регулирования числа оборотов центробежных насосов, так как при незначительном изменении числа оборотов, как это обычно требуется для насосов, к. п. д. этих двигателей изменяется незначительно. Однако турбины на насосных станциях применяются редко в связи с громоздкостью вспомогательных устройств и трудностью обслуживания в условиях насосной станции.
Они находят применение лишь на крупных насосных станциях, предназначенных для питания больших промышленных предприятий, тепловых и атомных электростанций. В некоторых случаях турбины применяются также в качестве резерва на случай выхода из строя общей энергосистемы.
Двигатели внутреннего сгорания могут работать с различным числом оборотов, что позволяет применять их в качестве регулирующего привода насосов. Для этих двигателей не требуется специальной котельной, так как топливо и воздух вводятся непосредственно в цилиндр двигателя, где происходит горение.
Наибольшее распространение в качестве основных двигателей на насосных станциях получили электродвигатели переменного тока, несмотря на невозможность регулирования числа оборотов без специальных устройств.
На водопроводных и канализационных насосных станциях применяются асинхронные и синхронные электродвигатели переменного тока. Из них наибольшее применение имеют асинхронные машины, так как они не требуют сложных пусковых устройств.
При небольшой мощности насосов применяют короткозамкнутые электродвигатели, а при мощности свыше 20 квт рекомендуется применять асинхронные электродвигатели с фазным ротором. Разница между ними состоит в том, что обмотка короткозамкнутого двигателя замкнута внутри ротора, а у двигателей с фазным ротором обмотка соединяется с наружным пусковым реостатом через три контактные кольца с щетками.
Перед пуском такого двигателя в цепь ротора вводится дополнительное сопротивление, благодаря чему при включении увеличивается пусковой момент, а число оборотов нарастает постепенно, без значительного увеличения пускового тока. При достижении нормальных оборотов сопротивление выводится из цепи ротора, а обмотка его закорачивается.
Применение синхронных электродвигателей требует установки сложных пусковых устройств, поэтому синхронные электродвигатели применяют для насосных агрегатов мощностью более 100 квт. Трехфазные асинхронные и синхронные электродвигатели при работе без специальных устройств дают постоянное число оборотов. Однако с применением специальных устройств эти машины можно регулировать в необходимых для насоса пределах.
При приводе насосов от электродвигателей переменного тока возможны следующие способы изменения числа оборотов:
- изменение числа оборотов двигателя введением сопротивления в цепь ротора или переключением обмотки на различное число пар полюсов;
- изменение числа оборотов насоса при постоянном числе оборотов двигателя путем включения между их валами гидромуфты или специальной коробки передач.
Гидромуфта облегчает пуск центробежного насоса и позволяет плавно изменять число оборотов насоса при неизменном числе оборотов двигателя. В гидромуфте мощность передается к насосу через жидкость (обычно масло), циркулирующую в полости между двумя полуторами, снабженными лопатками (рис. 53).
Рис. 53. Схема гидравлической муфты: 1- ведущий вал; 2- ведомый вал; 3- насосное колесо; 4- турбинное колесо; 5- корпус гидромуфты.
Ведущий полутор 3 (насосное колесо) соединен с валом двигателя, а ведомый (турбинное колесо) — с насосом. При вращении ведущего вала масло, находящееся в полости гидромуфты, двигается в направлении, указанном стрелками, и приводит во вращение турбинное колесо 4.
Таким образом, энергия передается от ведущего вала к ведомому через масло, причем оба вала будут вращаться с различным числом оборотов. Изменяя наполнение гидромуфты рабочей жидкостью, можно плавно регулировать число оборотов насоса при неизменном числе оборотов электродвигателя переменного тока. Наличие гидромуфты дает возможность включения и выключения центробежного насоса с открытой задвижкой.
«Видео о компании»
«Благодарим за посещение сайта компании «Горный родник». Будем рады подготовить
для Вас необходимую техническую документацию для проектирования. И в сжатые
сроки изготовим блочные очистные сооружения и современные комплектные насосные
станции «Родник» для жилого района или промышленного объекта.»
Для получения технического описания и стоимости оборудования заполните опросный лист
Скачать опросный лист на водопроводные и пожарные насосные станции «Родник» Скачать опросный лист
Скачать опросный лист на канализационные насосные станции «Родник» Скачать опросный лист
Скачать опросный лист на ливневые очистные сооружения Скачать опросный лист
Скачать опросный лист на биологические очистные сооружения Скачать опросный лист
Скачать опросный лист на жироуловитель Скачать опросный лист
Источник
