Меню

Регулировка давления насоса центробежного насоса



Регулирование подачи центробежных насосов

Существует два основных способа регулирования подачи центробежных насосов — изменение характеристики системы (дросселирование задвижками на напорной или на всасывающей линиях, перепуск части жидкости из напорного трубопровода во всасывающий, впуск воздуха во всасывающий патрубок насоса) и изменение частоты вращения рабочего колеса насоса. Первым способом можно только уменьшать подачу насоса. Как правило, этот способ неэкономичен, однако на практике им приходится часто пользоваться. Кроме того, следует иметь в виду, что системы с центробежными насосами могут непроизвольно регулироваться при изменении характеристики системы.
Характеристики регулирования при постоянной частоте вращения. Способ регулирования подачи задвижкой на напорном патрубке насоса основан на увеличении сопротивления напорной линии. Выяснить достоинства и недостатки этого способа, а также определить область его применения можно путем построения характеристик регулирования (рис. 3.8). На этом рисунке кривая ER1A —характеристика Q—H насоса, а кривая PD — характеристика системы (трубопровода). Рабочей точке А соответствует подача QA— ПО условиям работы системы в нее следует подавать жидкость с расходом QR, меньшим расхода QA.

Рис. 3.7. Схема работы насоса с неустойчивой характеристикой Рис. 3.8. Характеристика дроссельного регулирования насоса

Для уменьшения подачи насоса прикрывают задвижку на его напорном патрубке. Чтобы наглядно представить режим работы насоса с прикрытой задвижкой, построим так называемую дроссельную кривую или дроссельную характеристику насоса (кривая Q—Hд на рис. 3.8). Для этого из точки QR проведем прямую, параллельную оси ординат. Она пересечет характеристику системы в точке R и характеристику Q — H насоса в точке R1. Разница ординат этих точек hд есть излишний напор, который необходимо «погасить» сопротивлением задвижки. Далее вычислим излишние напоры hд , hд , . hдn, соответствующие расходам Q1 Q2, . Qn no известным выражениям hд1 = hдQ1 2 /Qr 2 ; hд2=hдQ2 2 /Qr 2 и т.д.
Величины hд1 , hд2 , hд3 , . hдn отложим вниз от точек 1, 2, 3 и т. д. характеристики Q — H насоса и полученные точки соединим кривой, т.е. получим так называемую дроссельную характеристику насоса (кривая ER). Отметим, что дроссельная кривая является характеристикой насоса, отнесенной к какой-то точке напорного трубопровода после задвижки. Так как степень закрытия задвижки может быть различной, то можно построить и несколько дроссельных кривых. При полностью открытой задвижке дроссельная кривая совпадает с паспортной характеристикой насоса.
Дроссельную характеристику насоса можно построить относительно любой точки напорного трубопровода. В этом случае от любой точки характеристики насоса должны быть отложены вниз потери напора на участке напорного трубопровода от насоса до данной точки. Такими характеристиками удобно пользоваться, например, для определения подачи насоса в баки большой высоты (см. рис. 3.6,а), а также при вычислении подачи скважинных центробежных насосов.
Для оценки экономичности регулирования с помощью задвижки на напорном патрубке необходимо рассмотреть изменение мощности и КПД регулируемой установки.
Теряемая при регулировании мощность

где hд — напор, теряемый в дросселирующей задвижке (см. рис. 3.8); ηк — КПД насоса, соответствующий подаче QR.
Коэффициент полезного действия зарегулированной установки определяется выражением

где HR — напор, необходимый для подачи расхода Qr; Нr1—напор, развиваемый насосом при подаче расхода QR (HR1≈Hr+hд); ηдв — КПД двигателя.

Как видно из выражений (3.6) и (3.7), регулирование задвижкой на напорном патрубке невыгодно, особенно в насосных установках при больших подачах и относительно малом напоре. В некоторых случаях применяют регулирование подачи перепуском части подаваемой жидкости. Если в насосной установке с перепускной (байпасной) линией (рис. 3.9) требуется уменьшить подачу в систему от величины Q1 до Qб, то по перепускной линии жидкость с расходом qп направляют из напорного трубопровода во всасывающий. При этом общая подача насоса (расход в точке а) увеличивается до значения Qa, а подача в сеть (от точки б) уменьшается до величины Qб. За счет уменьшения расхода в сети ее характеристика изменится — станет положе (кривая Р2 по сравнению с кривой Р1 на рис. 3.9). При этом напор, развиваемый насосом, уменьшится до величины H2, а мощность уменьшится с величины N1 до N2.

Указанный способ регулирования экономичен для насосов с коэффициентом быстроходности ns>300 и для вихревых насосов, у которых при увеличении подачи мощность уменьшается. В центробежных насосах с меньшими коэффициентами быстроходности регулирование подачи перепуском поведет к увеличению мощности насоса и может вызвать перегрузку электродвигателя. Кроме того, при этом способе регулирования усложняется система, увеличиваются количество арматуры и габаритные размеры установки.
Иногда применяют способ регулирования подачи путем впуска воздуха во всасывающий патрубок насоса. Такой способ целесообразен, когда фактическая высота всасывания для данного насоса значительно меньше допустимой, а впуск воздуха не ухудшает работы системы. Сущность этого способа иллюстрируется рис. 3.10, а.
При впуске воздуха характеристика Q — Н насоса как бы смещается вниз, и поэтому можно подобрать режим работы насоса, соответствующий условиям подачи заданного расхода QR (кривая, проходящая через точку R на рис. 3.10,а). При впуске воздуха КПД установки снижается тем больше, чем больше воздуха впускается в насос, т. е. чем больше число Кв — отношение объема воздуха к объему воды. Этот способ регулирования, как правило, более экономичен, чем регулирование напорной задвижкой. Существенным недостатком регулирования путем впуска воздуха является снижение срока службы рабочих колес под действием кавитацион-ного износа.
Регулирование путем изменения частоты вращения рабочего колеса насоса. Наиболее экономичным способом регулирования работы насосного агрегата является изменение частоты вращения рабочего колеса. Такое регулирование осуществляется с помощью гидромуфт, электромагнитных муфт, электродвигателей с изменяемым числом оборотов и другими способами.
Частоту вращения рабочего колеса выбирают такой, чтобы характеристика Q-H насоса прошла через рабочую точку при заданном расходе Qr (см. рис. 3.10,6). Точки характеристики Q — H находят путем пересчета их ординат по заданному соотношению QR/QA, при этом пользуются формулами приведения.

Читайте также:  Порядок установление опеки регулирует

Рис. 3.9. Характеристика насоса при
регулировании подачи перепуском
жидкости

Рис. 3.10. Характеристика насоса при регулировании подачи путем впуска воздуха во всасывающую трубу (а) и путем изменения частоты вращения рабочего колеса насоса (б)

Изменение частоты вращения рабочего колеса позволяет регулировать подачу в достаточно широких пределах. При этом КПД установки изменится незначительно.
Устройства для регулирования частоты вращения электродвигателей, применяемых в качестве привода центробежных насосов (особенно большой мощности), пока еще конструктивно сложны и дороги. Поэтому этот способ регулирования чаще всего используют путем применения двух- или четырехскоростных электродвигателей, т.е. осуществляют ступенчатое регулирование. На насосных станциях с несколькими агрегатами частоту вращения регулируют обычно у одного-двух насосов. Регулирование путем изменения частоты вращения широко применяют, например, в пожарных автонасосах, так как они приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания, частота вращения которых легко регулируется.

Источник

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.

Читайте также:  Приборы для регулировки тока в цепи

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

Методы регулирования насосов

Иногда производственные процессы требуют искусственного изменения характеристик насоса, например, подачи или напора. Наиболее часто такие требования возникают в системах коммунального водоснабжения или водоотведения, где потребление воды изменяется в зависимости от времени суток, а избыточное давление в трубопроводах может повлечь их выход из строя.

Один из самых старых и испытанных способов, до сих пор применяемый благодаря своей простоте — дроссельное регулирование. Суть этого способа сводится к тому, что регулирование производится путем изменения геометрии напорного трубопровода, например, частичным перекрыванием задвижки или другой арматуры. Данный способ не выдерживает критики, поскольку расход энергии на работу насоса остается прежним и увеличивается давление внутри корпуса. Соответственно, уменьшается полезная мощность насоса.

Еще один из методов предлагает возврат жидкости из напорного трубопровода во всасывающий, что опять же, влечет снижение коэффициента полезного действия насосной установки. Данный способ предусматривает возможность автоматической регулировки, например, установкой на стороне высокого давления заранее отрегулированных клапанов, выполняющих при необходимости сброс жидкости.

Иногда применяют способ, при котором в нагнетательный трубопровод подается воздух, что влечет уменьшение подачи и напора насоса. Однако данный способ также экономически неэффективен, поскольку насосы работают почти «в холостую» из-за измененных кавитационных свойств, а из-за специфичности устройства некоторых насосов данный способ не всегда приемлем.

Наиболее приемлемым в экономическом отношении является метод изменения характеристик насоса путем изменения частоты вращения вала. Данный способ нашел применение во многих насосных станциях и агрегатах, выпускаемых ОАО «Эна», ЗАО «Талнахский механический завод» и корпорацией «Эспа». Входящие в комплектацию электродвигатели подразумевают изменение частоты вращения ротора, что достигается благодаря применению реостатов, сопротивлений или возможностью выбора задействованных обмоток мотора.

Регулировка может также осуществляться с помощью гидромуфт, представляющих собой емкость, соединенную арматурой с отдельно устанавливаемым агрегатом-турбиной, соосным с центробежным насосом. Данный способ не нашел широкого применения, поскольку гидромуфты довольно габаритны, подвержены износу и сложны в эксплуатации и ремонте.

Самым экономически эффективным и успешно применяемым в насосных станциях и оборудовании для нужд водоснабжения, выпускаемом ОАО «Ливгидромаш», является способ, при котором частота вращения двигателя-привода напрямую зависит от давления в напорном трубопроводе. Регулировка происходит полностью автоматически и не требует участия операторов. Специальные электронные датчики беспрерывно отслеживают давление в напорном трубопроводе, и при падении его ниже заданного уровня передают импульс в блок автоматического пуска, который подает необходимое напряжение на электродвигатели. После этого моторы плавно запускаются и работают до тех пор, пока давление не достигнет заданной величины, после чего происходит остановка двигателей до следующего падения параметров. Цикл повторяется.

Благодаря последнему описанному внедрению насосные станции ОАО «Ливгидромаш» значительно долговечнее станций, в которых регулирование происходит дроссельным и другими способами. Из-за щадящего режима пуска двигатели реже выходят из строя, межремонтный интервал насосов увеличивается в три раза, значительно уменьшается расход электроэнергии. Кроме того, благодаря отсутствию в системе перепадов давления, исключаются такие негативные влияния как протечки и выход трубопровода из строя. К недостаткам данных станций следует отнести их высокую стоимость, однако они быстро окупаемы благодаря факторам экономии.

Источник

(050)750-00-02

г. Харьков, ул.Плехановская 2/5

Регулирование напора в насосах

Согласно ГОСТ 24856-2014, задвижки служат для перекрывания потока рабочей среды поступательным вертикальным движением сверху вниз. Усилие на закрытие сообщает механическая сила штурвала или электричество, если исполнение идет под электропривод. Способ соединения — фланцевый.

Маркировка расшифровывается по стандарту ЦКБА 023-2015, который регламентирует этот буквенно-цифровой код на всей трубопроводной арматуре. Расшифровка маркировки:

  • 30 — задвижка (тип арматуры);
  • ч — из чугуна (материал корпуса);
  • 39 — модель (номенклатурный код);
  • р — из резины (материал уплотнителя).

Запорный тип арматуры с обрезиненным клином, имеет 2 состояния: «открыто» и «закрыто». Оба состояния выполняются с применением механической силы на маховик который через шпиндель жестко соединен с затвором. Регулировка задвижкой напора рабочей среды строго запрещена.

Читайте также:  Схемы зарядных устройств с регулировкой по первичке

Задвижка 30ч39р нашла применение и в с/х отрасли. Невыдвижной тип штока чувствителен к неагрессивности и чистоте потока. Любые примеси и коррозионные условия вызывают со временем разрушение шпинделя, находящегося внутри корпуса и контактирующего с рабочей средой.

Даже гуммирование (покрытие материалом на основе эластомера EPDM) не спасет, если применять эту модель в неподходящих условиях. Поэтому для запорных элементов тоже существуют допустимые рабочие среды.***

Источник

Регулировка центробежных насосов Grundfos

Не всегда возможно подобрать насос, который точно соответствует требуемым показателям. Существует несколько методов регулирования характеристики насоса для обеспечения требуемых показателей.

Наиболее распространенными методами регулировки являются:

— Дроссельное регулирование.
— Регулирование перепускным клапаном.
— Старт-стопное регулирование.
— Регулирование частоты вращения.

Имеются и другие методы регулировки центробежных насосов Grundfos, например, прикрытие задвижки на выходе, настройка лопаток, обрезка рабочего колеса и предотвращение кавитации, которые дальше не представлены.

Дроссельное регулирование

Рис.20. Принципиальная схема дроссельного регулирования

Установив дроссельный клапан последовательно с насосом, можно изменить характеристику системы, см. рисунок 20.

Сопротивление всей системы может регулироваться с помощью изменения установки клапана, и, следовательно, это может использоваться для регулирования расхода. Иногда с помощью установки дроссельного клапана можно снизить потребление электроэнергии.

Рис.21. При дроссельном регулировании характеристика системы изменяется. Кривые слева показывают дросселирование центробежных насосов Grundfos с низким nq, а кривые справа показывают дросселирование насоса с высоким nq.В обоих случаях рабочая точка сдвигается из точки a в точку b

Однако это зависит от характеристики мощности, и, следовательно, от производительности насоса. Регулирование с помощью дроссельного клапана лучше всего подходит для насосов с относительно высоким давлением и малым расходом, см. рисунок 21.

Регулировка перепускным клапаном

Рис.22. Перепускной клапан отводит часть жидкости назад в линию всасывания, и таким образом снижает расход

Используемый для регулирования перепускной клапан устанавливается параллельно насосу, см. рисунок 22.

Перепускной клапан направляет часть жидкости назад в линию всасывания и, следовательно, уменьшает напор. При использовании перепускного клапана насос работает, даже если система полностью перекрыта.

Рис.23. При регулировании перепускным клапаном характеристика системы изменяется

Слева показаны кривые насоса с низким nq, справа показаны кривые насоса с высоким nq. В обоих случаях рабочая точка сдвигается из точки a в точку b

Как и с дроссельным клапаном, иногда можно снизить потребление электроэнергии. Регулирование перепускным клапаном хорошо подходит для центробежных насосов Grundfos с относительно низким напором и большим расходом (насосы с высоким nq), см. рисунок 23.

В целом, как регулирование дроссельным клапаном, так и регулирование перепускным клапаном энергетически малоэффективны, и их следует избегать.

Старт-стопное регулирование

В системах с переменным потреблением может лучше использовать вместо одного большого насоса несколько небольших насосов, подключенных параллельно.

В этом случае в зависимости от потребления насосы могут включаться и выключаться, что обеспечивает более эффективную работу системы.

Регулировка частоты вращения

При регулировании частоты вращения центробежных насосов Grundfos характеристики QH, мощности и NPSH изменяются. На основании соотношения между характеристикой насоса и его частотой вращения могут быть получены различные регулировочные характеристики.

Наиболее распространенными методами регулирования являются метод пропорционального регулирования и метод регулирования в режиме поддержания постоянного давления.

Пропорциональное регулирование

Пропорциональное регулирование стремится поддержать напор насоса пропорционально его расходу. Это происходит в результате изменения частоты

вращения насоса при изменении расхода. Регулирование может выполняться до максимальной частоты вращения, характеристика будет повторять частоту вращения.

Характеристика пропорционального регулирования — это аппроксимированная характеристика системы, с помощью которой можно определить расход и напор при изменяющихся нагрузках.

Пропорциональное регулирование используется в закрытых системах, например, в системах отопления.

Разность давлений, например, на клапанах радиатора, поддерживается почти постоянной, несмотря на изменение потребления тепла. Результатом этого является снижение потребления электроэнергии насосом и малый шум в клапанах.

Регулировка в режиме поддержания постоянного давления

С помощью регулирования в режиме поддержания постоянного давления можно поддерживать постоянное давление независимо от расхода. На графике QH характеристика насоса при регулировании в режиме поддержания постоянного давления имеет вид прямой горизонтальной линии.

Регулирование в режиме поддержания постоянного давления имеет преимущества при использовании в различных системах водоснабжения, где изменения потребления воды в месте отбора воды не должны оказывать влияния на давление в других точках отбора воды в системе.

Насосное оборудование и компоненты гидросистем

Источник

Adblock
detector