Работа насоса – Самовсасывающий насос: устройство и принцип действия центробежного, работа водяного вихревого насоса, конструкция

Содержание

напор, подача, рабочая точка. Регулирование насоса.

Содержание

Для правильной эксплуатации циркуляционных насосов и их подбора при создании различных перекачивающих установок необходимо знать как изменяются основные параметры насосов в различных условиях их работы.

Важно иметь сведения об изменении напора H, расхода мощности N и коэффициента полезного действия (КПД) насоса при изменении его подачи Q. В технике принято характеристики насоса представлять в виде графиков, которые характеризуют взаимное изменение основных параметров насоса в различных условиях работы.

Как получить технические характеристики насосов

Основной считается зависимость подачи насоса от его напора, так называемую Q-H характеристику. Расход мощности и КПД являются уже следствием работы насоса по созданию подачи Q и напора H, которые и являются целью приобретения насоса.

Характеристика каждого насоса определяется только путем его испытания. Аналитические способы построения характеристик очень сложны и не дают достаточно надежных результатов.

Технические характеристики насосов получают при проведении испытаний.

При испытании насоса жидкость совершает замкнутый цикл. Забираемая насосом из резервуара, жидкость подается в напорную сеть, состоящую из участка трубопровода с расходомером и дроссельной задвижкой, а потом снова возвращается в резервуар.

При этом вся энергия, получаемая жидкостью в насосе, поглощается преимущественно в дроссельной задвижке. Закрывая и открывая задвижку, можно изменять подачу насоса с нуля от нуля до некоторого максимального значения. Число оборотов насоса в течение одного опыта сохраняется постоянным.

При разных открытиях дроссельной задвижки производят замеры: подачи, напора, рабочее давление нагнетания насоса, давления всасывания, температуры жидкости и мощности, потребляемой насосом.

Гидравлическая характеристика насоса

Гидравлической характеристикой насоса – в зависимости от источника она может быть названа напорной характеристикой насоса – называют зависимость подачи от напора. Перед тем как перейти к описанию и её построению необходимо определиться с основными понятиями.

Основные параметры насоса

Подача q насоса (производительность насоса) – это количество жидкости, которое перекачивает насос в единицу времени. Обозначается буквой Q. Измеряется в кубических метрах в час(м3/ч), или литрах в час(л/ч).

Напор насоса – это удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости. Другими словами напор это высота столба воды на которую насос способен поднять жидкость. Напор насоса обозначается буквой H. Измеряется в метрах водного столба (м).

Мощность – это полное приращение энергии, получаемое всем потоком в насосе в единицу времени. Обозначается буквой N. Измеряется в киловаттах(кВт)

КПД (коэффициент полезного действия) насоса – это отношение полезной мощность к потребляемой насосом. КПД является безразмерной величиной.

Замер подачи большей частью осуществляется мерной дроссельной шайбой или соплом по величине перепада давления до и после прибора; перепад давления измеряется дифференциальным манометром.

По данным замеров подачи, напора и мощности, определяют КПД насоса. В результате получают таблицу значений напора, мощности и КПД для последовательного ряда значений подачи насоса от нуля до некоторого максимального значения.

Опытные значения напора, расхода, мощности и КПД могут быть представлены в виде системы точек. Соединяя точки плавными кривыми, получаем непрерывную зависимость рассматриваемых параметров от подачи насоса при постоянном числе оборотов. Эти кривые являются основными характеристиками насоса при постоянном числе оборотов. Напор насоса обычно имеет большие значения при меньшей подаче и уменьшается с её возрастанием.

Отдельные типы насосов имеют отличные характеристики, например техническая характеристика центробежного насоса представляет собой плавную кривую, а у оборудования объемного типа график выглядит ступенчато.

Холостой ход насоса

Холостой ход насоса — это работа насоса при нулевой подаче

Мощность насоса при нулевой подаче имеет некоторое значение N, которое называется мощностью холостого хода. Величина мощности холостого хода зависит от типа насоса, его коэффициента быстроходности. При холостом ходе его полезная мощность равна нулю, и следовательно, КПД также равен нулю.

С возрастанием подачи КПД растет, достигая оптимального значения при режиме, близком к расчетному, а затем начинает падать. Такие характеристики дают достаточно полное представление о свойствах насоса в эксплуатации, если насос снабжен двигателем с постоянным числом оборотов.

Иногда возникает потребность в более сжатом выражении характеристики насоса. Тогда строят одну характеристику Q-H, помечая на ней точки с определенными значениями КПД. Зная для каждой точки характеристики подачу, напор и КПД, легко вычислить мощность.

При изменении частоты вращения, например 60% от номинала или 80% от номинала, характеристика Q-H насоса смещается ниже или выше номинальной.

При испытании и построении характеристики насоса, измеряют не только подачу и напор, но и расход мощности и КПД, которые также наносятся на график.

По составленному графику устанавливается оптимальный режим работы насоса, соответствующий максимальному значению коэффициента полезного действия (КПД) насоса. Затем определяются значения подачи, напора и мощности, соответствующие наиболее выгодным условиям работы насоса. Такой режим работы называется “Рабочей точкой” насоса.

Рабочая характеристика насоса

Рабочая характеристика – это кривая, на которой отражена зависимость между подачей и напором насоса. На рабочей характеристике указывается рабочая точка.

Рабочая точка насоса – это точка на пересечении гидравлической характеристики сети и напорно-расходной (напорной характеристики) характеристики насоса.

Выбирают рабочую точку циркуляционного насоса уже на нисходящей ветки кривой Q-H. Это область устойчивой работы насоса. Восходящая часть кривой Q-H является областью неустойчивой работы, частых срывов подачи.

Мощность насоса при нулевой подаче имеет некоторое значение, которое называется мощность холостого хода. При работе на холостом ходу полезная подача (производительность) насоса равна нулю, а следовательно его КПД так же равен нулю – жидкость не перемещается. С возрастанием подачи КПД растет до своего оптимального значения, а затем начинает падать.

Техническая характеристика центробежного насоса дает достаточно полное представление о свойствах насоса в эксплуатации, его сильных и слабых сторонах, и его работе в трубопроводной сети.

Регулирование работы насоса

Изменение технической характеристики насоса или характеристики системы для обеспечения требуемой подачи называется регулированием насосной установки и осуществляется несколькими способами.

Регулирование воздействием на систему является наиболее распространенным и простым способом. В этом случае регулирование осуществляется задвижкой или вентилем, устанавливаемым обычно в непосредственной близости от насоса на напорном трубопроводе. Такой способ регулирования называется дросселированием.

Дросселирование на всасывающем трубопроводе не рекомендуется из-за опасности возникновения кавитации. Каждому положению задвижки соответствует своя характеристика системы и рабочая точка перемещается от исходного значения подачи к требуемому.

Другим способом регулирования работы насоса является регулирование изменением частоты вращения насоса. Этот способ позволяет свести к минимуму потери, не требует изменения характеристики систему, но предполагает использование привода с регулируемой частотой вращения, либо специальных устройств.

Остальные способы изменения технической характеристики насоса требуют вмешательства в его конструкцию, например возможно:
Характеристика насоса   уменьшить напор применив входной направляющий аппарат
Характеристика насоса   регулировать подачу насоса путем изменения угла установки лопастей рабочего колеса

Характеристика насоса   для многоступенчатого насоса можно воспользоваться изменением числа работающих ступеней.

Видео по теме. Частные характеристики насоса

На практике техническая характеристика насоса может изменяться и комбинированным способом регулирования, например изменением частоты вращения и дросселированием.

Перед выпуском оборудования в эксплуатацию снимают частные характеристики насоса. Одной из таких кривых является кавитационная зависимость. Такой график показывает как изменяется напор насоса с изменением давления на всасе. Частные кавитационные характеристики насоса необходимы для определения минимального подпора на всасе и исключения появления кавитации.

Насос ЦНС: устройство, характеристики, ремонт.

Содержание

Центробежный насос цнс применяется в разных областях промышленного производства, поэтому он получил широкую популярность в сфере промышленности.

Насосы типа ЦНС (расшифровка: Ц – центробежный, Н- насос, С — секционный) предназначены для откачивания воды из шахт угольной и горнорудной промышленности. Широкое распространение получила эксплуатация насосов ЦНС в высоконапорной системе пожаротушения, для подачи воды в высотные здания, для питания паровых котлов, в строительной промышленности, на транспорте. Довольно часто насос цнс используется как химический агрегат для транспортировки нефти и нефтяных продуктов.

Устройство насоса цнс

Работа насоса цнс заключается в создании избыточного давления и выталкивании перекачиваемой среды в нагнетательный трубопровод. Механическая энергия двигателя передается потоку перекачиваемой жидкости рабочими колесами, смонтированными на одном валу, в одном секционном корпусе.

Каждая лопасть рабочего колеса во время вращения взаимодействует с жидкость, которая находится непосредственно внутри секции. Из-за этого каждая секция приобретает центробежное ускорение. В то же время на периферии каждой секции появляется зона избыточного давления. Напор насоса типа ЦНС равен сумме напоров, создаваемых каждым установленным рабочим колесом.

Корпус насоса ЦНС секционного типа состоит из отдельных секций, число которых равно числу ступеней минус единица, так как одно колесо расположено в передней крышке.

Уплотнение между секциями обеспечивается резиновыми прокладками. Секционная конструкция корпуса насоса позволяет увеличить или уменьшить число секций и тем самым увеличить или уменьшить напор, не изменяя подачи.

Крышки насоса отлиты за одно целое и всасывающим(задняя крышка) и напорным (передняя крышка, дальняя от двигателя) патрубками. Сальник всасывающей секции имеет гидравлический затвор, вода к которому подводится по трубке, выполненной в задней крышке корпуса насоса.

Многоступенчатый насос типа ЦНС выпускается с числом рабочих колес от 2 до 10. Перекачиваемая жидкость передается от одного рабочего колеса к следующему по внутреннему каналу и лопастям направляющего аппарата. Уплотнения направляющего аппарата и рабочих колес осуществляется уплотняющими кольцами.

Все секции соединены друг с другом при помощи направляющих аппаратов. Эти элементы изготовлены таким образом, чтобы жидкость не могла оказаться снаружи. В то же время перекачиваемая жидкость, которая получает дополнительный напор от колеса самой первой секции, должна поступить из первой секции во вторую. Также она тоже подвергается воздействию лопастей колеса. В итоге давление жидкости растёт по мере того, как она поступает из одной секции в другую.

Ввиду того, что в секционных насосах устанавливается большое число рабочих колес с осевым входом воды, возникают большие гидравлические осевые усилия, разгрузка которых осуществляется с помощью автоматических разгрузочных устройств в виде уравновешивающих дисков (гидравлической пяты). Некоторые насосы типа ЦНС выпускают с двумя рабочими колесами осевого входа левого и правого вращения.

Осевые усилия уравновешиваются симметричным расположением колес. Спиральные диффузорные отводы выполнены в общей отливке корпуса.

Столь необычное устройство насоса позволяет добиться высокой эффективности, поэтому это оборудование пользуется завидной популярностью в самых разных отраслях. После того, как жидкость пройдёт все секции, она отправится в нагнетательный трубопровод, где и останется.

Устройство насоса цнс позволяет использовать его практически для любых задач. По этой причине насосы часто используются для повышения эффективности работы промышленного предприятия. Их можно часто увидеть на различных заводах, где они выполняют роль напорных насосов в куда более крупных агрегатах.

На российском рынке эти насосы производят российские компании, поэтому вполне закономерно, что стоимость на них достаточно невелика.

Характеристика насоса цнс

ЦНС — центробежный электронасос. В качестве главного рабочего органа применяется рабочее колесо (многоступенчатое).

Многоступенчатые насосы предназначенные для перекачивания чистой воды с температурой до 105 градусов цельсия принято разделять на нормальные и высокооборотные.

Нормальные насосы ЦНС показывают технические характеристики по подаче в диапазоне 8 – 850 м3/час, напор от 40 до 1440 метров и КПД 67-77%.

Высокооборотные показывают подачу 38-1000 м3/ч при напоре 136 – 2000 метров, их устанавливают с подпором 2-6 м, КПД в районе 72-80%.

Характеристика насоса цнс позволяет перекачивать практически любые жидкости. Это может быть как вода, так и нефть. Для повышения эффективности работы это устройство приводится в действие электрическим двигателем. Он достаточно мощный.

Каждое колесо этого сложного устройство соединено последовательно. По этой причине эти агрегаты смонтированы сразу на 1 вал, сделанный из стали. При помощи электрического двигателя включают и колёса, поэтому вполне закономерно, что такие насосы часто используются для перекачки нефти. Сложно найти другой инструмент, который было бы возможно использовать для схожих задач.

Секционный насос цнс

Секционные насосы цнс отличаются особой конструкцией. Мотор устанавливают отдельным блоком. Это наиболее подходящий вариант для того, чтобы значительно повысить эффективность оборудования. Во время изготовления секционного насоса компании-производители используют чугун, а также стали марок 35Л и 40Х.

Непосредственно во время режима работы этого устройства можно изменять напор. По этой причине можно регулировать и длину вала, а также установки на определённый размер стяжных шпилек. Ротор, который находится внутри камеры, приводится в движение благодаря подшипникам.

Можно приобрести варианты как с водным, так и с масляным охлаждением подшипника. Некоторые модели применяют сразу несколько видов регуляции температуры. Это оптимальный вариант для того, чтобы секционный насос ЦНС работал в любых условиях.

Достоинства секционных насосов состоит в возможности изменения напора путем добавления или уменьшения числа секций и в малых габаритах насоса при больших напорах.

Недостатки заключаются в сложности разборки и сборки насосов, в невысоком КПД и в большом числе деталей, требующих высокой точности обработки на металлообрабатывающих станках.

Популярные модели

Насос цнс 180 относится к типу центробежных многоступенчатых. Он используется для перекачивания нейтральной жидкости (техническая вода) и любых иных жидкостей, которые не относятся к взрывоопасным. Твёрдые включения в жидкости не должны составлять более 0.1%. Размер частиц — не более 0.25 мм.

Насос цнс 300 относится к секционных центробежным насосам. Он используется для того, чтобы перекачивать жидкость, чья температура составляет менее 45 градусов по Цельсию. В перекачиваемой жидкости не должно быть никаких механический примесей. Размер частиц, которые могут находится в жидкости, не должен превышать 0.1 мм.

Насосы цнс 60 также используют для перекачивания воды, которая может похвастаться нормальным водородным показателем (7-8.5) и температурой не более 45 градусов по Цельсию. Этот насос можно увидеть в шахтах.

Насос цнс 105 применяется для перекачивания жидкости, чья температура не достигает 45 градусов по Цельсию. Этот насос допускается производить только в климатическом исполнении УХЛ. Также следует обратить внимание на массу механических примесей. Она должна составлять не более 0.1%.

Все перечисленные секционные горизонтальные насосы отличаются друг от друга уровнем производительности. Как понятно из названия каждого устройства, они предназначены для перекачивания жидкости.

Каждый из перечисленных насосов (насос цнс 180, насос цнс 300, насос цнс 60, насос цнс 105) позволяет выполнять похожие задачи, однако их производительность накладывает определённые ограничения. Перед покупкой желательно проконсультироваться с продавцом и уточнить функционал насоса.

Ремонт насосов ЦНС

Ремонт насосов ЦНС, как и всех сложных технических устройств, — это сложная задача даже для самых подготовленных пользователей. Неудивительно, что для этого нанимают профессиональных мастеров. Если такой возможности нет, то придётся как можно внимательнее изучить представленную инструкцию по ремонту. Она представляет интерес для всех, кто хотел бы как можно скорее отремонтировать насос. Для этого придётся воспользоваться массой инструментов и проявить недюжинную смекалку.

Все представленные рекомендации нужно соблюдать неукоснительно. Этого будет вполне достаточно для того, чтобы выполнить ремонт самостоятельно. В таком случае работа насоса цнс не будет вызывать никаких вопросов.

Полезные советы для проведения ремонта:
указатель  Перед тем, как разобрать насос, надо запомнить точное расположение каждой детали. Это очень важно, ведь иначе собрать устройство уже не получится.
указатель  Сложные (в техническом плане) ремонтные работы надо выполнять после 26 тысяч часов работы. В таком случае нужно произвести замену рабочего вала, а также колеса, колец уплотнения корпуса, а также прижимных втулок. Тогда работа насоса цнс будет бесперебойной ещё долгое время.
указатель  Во время эксплуатации оборудования нужно соблюдать все рекомендации производителя, изложенные в инструкции.

Работа насоса — Справочник химика 21

    Основными параметрами, характеризующими работу насосов, являются производительность Q (ч /ч) мощность насоса N (л. с.) дифференциальный напор Н (м вод. ст.) удельный вес перекачиваемой жидкости у (тс/м )- Между ни ми существует следующая зависимость  [c.193]

    С подъемом на высоту наряду с испарением топлива идет процесс » выделения растворенного в топливе воздуха, который значительно ускоряет образование паровоздушных пробок, а следовательно, и кавитационных режимов работы насосов. [c.54]


    Объем нижней части колонны рассчитывают исходя из 10-минутной работы насоса, откачивающего стабильный продукт. [c.93]

    При кратковременном текущем ремонте, не требующем вскрытия и разборки насоса (набивка сальника, ремонт торцовых уплотнений), при исправных задвижках заглушки ставить не обязательно, за исключением насосов, перекачивающих сжиженные газы и горячие нефтепродукты. В таких случаях на закрытых задвижках вывешивают таблички Не открывать — работают люди , а электропривод насоса обесточивают в двух местах и тоже вывешивают предупреждающие таблички. При ревизии и ремонте компрессоров необходимо пользоваться светильниками напряжением не выше 36 В. Подготовленные к ремонту насосы или компрессоры должны быть приняты в ремонт по акту, форма которого предусматривается системой ППР. Всякое исправление (ремонт) во время работы насосов и компрессоров запрещается. [c.228]

    Если создаются условия, при которых в топливе начинает образовываться новая фаза, особенно твердая или газообразная, подача топлива может нарушиться из-за забивки фильтров или возникновения кавитационных режимов работы насосов. Интенсивное образование твердой фазы в топливе наблюдается при отрицательных температурах, а образование газообразной фазы,— при высотных полетах. В соответствии с этими условиями рассмотрим прокачивае-мость топлив при низких температурах и при высотных полетах. [c.46]

    Как показывает практика, при строгом соблюдении правил безопасной эксплуатации насосов и компрессоров аварии происходят крайне редко. Кроме требований, изложенных в ПТБ НП-73, для компрессоров утверждены Правила устройства и безопасной эксплуатации поршневых компрессоров, работающих на взрывоопасных и токсичных газах и Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов . Ниже изложены основные требования, соблюдение которых обязательно. Только в этом случае обеспечивается безаварийная работа насосов и компрессоров, транспортирующих нефтепродукты. [c.103]

    Жидкости для гидравлических систем на основе минеральных масел могут применяться для работы в условиях температур не выше 120° С. С применением в гидравлических системах инертных газов, уменьшающих окисление жидкости, максимальная температура может быть повышена до 180—200° С. Однако даже при этих температурах минеральные жидкости работают ненадежно, так как повышается давление насыщенных паров и появляется опасность кавитационного режима работы насосов. В связи с этим для работы в условиях температур выше 150—170° С должны применяться специальные жидкости на синтетической основе. В частности, находят применение жидкости на кремнийорганической основе. Полисилоксановые жидкости имеют хорошие вязкостно-температурные характеристики, высокую механическую прочность и устойчивость против окисления. Кроме того, эти жидкости являются огнестойкими. [c.217]


    Энергия, затрачиваемая на работу насоса, всегда исчезающе мала по сравнению с теплотой, подводимой в кипятильник, и ею можно пренебречь. [c.131]

    Колонна стабилизации с термосифонвым рибойлером (рис. 23, а). Для обеспечения стабильной работы термосифонного рибойлера нижняя часть колонны разделена вертикальной перегородкой на две половины в левой половине жидкость циркулирует через термосифонный рибойлер вследствие разности давлений столба жидкости а парожидкостной смеси в правой поддерживается уровень жидкости, обеспечивающий нормальную 10-минутную работу насоса, ко- орый откачивает стабильный продукт. [c.91]

    К площадкам, на которых установлены насосные агрегаты, подводят водяной пар, сжатый воздух или инертный газ (в зависимости от свойств перекачиваемого продукта) для прогрева и продувки насосов и трубопроводов. Для исключения длительного пребывания обслуживающего персонала в открытых насосных предусматривают дистанционный контроль работы насосов из операторной. Прежде чем включить электродвигатель центробежного насоса (особенно в зимнее время и при перекачке застывших продуктов), насос прогревают. [c.105]

    Причины неполадок в работе насосов п способы их устранения приведены в соответствующих раздела. книги (см. ниже). [c.253]

    Проверочные работы при ремонте насосов. Через каждые 700—750 ч работы насоса выполняют следующие операции  [c.93]

    Для предупреждения указанных дефектов необходим тщательный контроль за правильностью набивки сальников и установки фонарей. В начале работы насоса фонарь каждого сальника следует устанавливать так, чтобы его отверстие перекрывало не более 1/3 диаметра канала, но которому подводится уплотняющая жидкость. [c.132]

    Паровые цилиндры вскрывают для ревизии и ремонтов через каждые 4300—4500 ч работы насоса, а для осмотров и установки механизма парораспределения — через каждые 700—750 п. Вскрытие цилиндра можно начинать только после того, как температура их стенок и крышек снизится до 70 С. Предварительно через дре- [c.201]

    Герметичность торцового уплотнения обеспечивается во время работы насоса давлением перекачиваемой рабочей жидкости. Во время остановки насоса герметичность обеспечивается пружинами. [c.238]

    Нормальная эксплуатация всей технологической установки практически зависит от бесперебойной работы насосов. Для их обслуживания в состав технологической бригады включают м а -ш и н и с т о в. Как правило, машинист подчиняется непосредственно старшему оператору или старшему машинисту. Машинист несет дежурство согласно графику, утвержденному начальником цеха. Самовольное нарушение графика запреш,ается. В исключительных случаях но разрешению начальника цеха допускается замена одного машиниста другим. [c.248]

    Неполадки в работе насосов [c.257]

    Диаметр рабочего колеса не соответствует усло-вия 1 работы насоса 

Питательный насос для котла.

Содержание

Питательный насос предназначен для подачи очищенной питательной воды в котел. Такое оборудование применяется на тепловых электростанциях, ими комплектуются парогенераторные установки месторождений нефти.

Питательные насосы котла подают воду в барабанные и прямоточные стационарные паровые котлы с давлением пара 3,9МПа; 9,8 МПа; 13,7 МПа и 25 МПа. Давление пара оказывает существенное влияние на конструктивную схему питательного насоса.

Требования к питательным насосам

Питательные насосы для котлов должны соответствовать ряду специфических требований:

1. Конструкция насоса должна иметь внешнюю и внутреннюю герметичность и допускать температурное расширение при переменной температуре перекачиваемой жидкости.

2. Насос питательной воды должен быть динамически устойчивым во всем диапазоне рабочих режимов.

3. Насосы должны работать надежно и длительно без заметного снижения параметров и замены основных деталей и узлов.

4. Для устойчивой работы в системе, особенно при параллельном включении в систему, насосы должны иметь стабильную форму напорной характеристики в интервале подач от 30% до номинальной.

5. Для предотвращения обратного вращения и недопустимого нагрева воды при малых подачах насосы должны снабжаться обратным клапаном с линией рециркуляции.

Питательный насос для парового котла комплектуется электро- и турбоприводом. В российской и зарубежной энергетике турбопривод получил преобладающее применение для мощных питательных насосов (мощностью более 8000 кВт).

Параметры питательных электронасосов стандартных образцов определяют государственными стандартами ГОСТ. Но наряду со стандартными моделями выпускается ряд специальных питательных насосов, параметры которых указываются в специальных технических условиях на поставку.

Кроме основных параметров стандартами устанавливается ряд специфических требований, касающихся работы питательных насосов.

Водородный показатель питательной воды долен лежать в пределах pH=7÷9, температура не более 165 °С. Питательная вода должна быть очищена от твердых частиц и т.д.

Устройство и схема питательного насоса

Преобладающее распространение получили электронасосы типов ПЭ-65-53; ПЭ-100-53; ПЭ-150-53; ПЭ-150-63. Питательные насосы для котлов имеют типовую конструкцию с большим количеством унифицированных деталей и узлов. Эти питательные насосы для паровых котлов – центробежные, горизонтальные, однокорпусные, секционного типа, с односторонним расположением рабочих колес и гидравлической пятой для восприятия осевого усилия.

Разберем конструкцию это типа оборудования на примере насоса ПЭ-150-53

Между базовыми деталями входной 5 и напорной 11 крышками расположены чугунные секции 7, в которых по напряженной посадке установлены направляющие аппараты 8 и уплотнения колес 9. Крышки и секции стягиваются между собой длинными болтами, образуя корпус насоса.

Крышки и секции центрируются между собой на заточках. Герметичность стыков обеспечивается за счет металлического контакта от усилия затяжки болтов.

Лапами, отлитыми совместно с крышками и имеющими опорные поверхности в горизонтальной плоскости по оси насоса, корпус крепится к опорным стойкам 14, которые устанавливаются на фундаментную плиту агрегата.

В нижней части крышек предусмотрены шпонки, которые фиксируют положение насоса относительно стоек и обеспечивают направленное тепловое расширение корпуса вдоль оси насоса.

Опорные лапы со стороны привода фиксируются на стойках штифтами. Оба патрубка насоса направлены вертикально вверх.

К крышке всасывания и корпусу гидропяты на заточках крепятся корпусные детали концевых сальниковых уплотнений 3, которые имеют кронштейны для установки корпусов подшипников.

Для охлаждения сальника и предотвращения выхода горячей воды наружу предусмотрен подвод холодного конденсата. Холодный конденсат подводится также к нажимной втулке для предотвращения парения сальника. Корпуса сальников имеют ребристую поверхность для улучшения охлаждения. В каждом уплотнении устанавливается по четыре кольца сальниковой набивки 4.

Направляющие аппараты в секциях фиксируются от проворачивания винтами. В центре расточки корпусов секций запрессованы и застопорены винтами уплотнительные кольца 9.

Ротор насоса представляет собой отдельный сборочный элемент, состоящий из вала 2, комплекта рабочих колес 6 из стали, защитных втулок и разгрузочного диска 13.

Рабочее колесо первой ступени имеет повышенные антикавитационные качества. Колеса с помощью шпонок установлены на вал по скользящей посадке.

Разгрузочный диск через втулку сальника круглой гайкой фиксируется на валу в осевом направлении. Между диском и комплектом рабочих колес предусмотрен тепловой зазор. Ротор насоса в собранном виде балансируется динамически.

Опорами ротора служат два подшипника скольжения 1 с кольцевой смазкой. Корпус подшипника и вкладыши имеют горизонтальный разъем. Уровень масла в подшипнике контролируется маслоуказателем (щупом). В корпусах подшипников предусмотрены камеры для охлаждающей воды.

Гидравлическое разгрузочное устройство состоит из разгрузочного диска 13, подушки пяты 12 и неподвижной цилиндрической втулки, которые крепятся в корпусе гидропяты круглой гайкой. Вода из камеры гидропяты отводится во входной патрубок. Для наблюдения за работой гидропяты на свободном конце вала имеется указатель осевого сдвига визуального типа.

В пределах агрегата на насосе предусмотрены вспомогательные трубопроводы и контрольно-измерительные приборы. Контроль за протеканием охлаждающей воды производится по интенсивности сливания её из воронки. Для удаления воздуха из насоса на напорном патрубке имеется специальный вентиль.

Корпус насоса закрывается защитным кожухом 10 из листового металла, под который может быть проложен слой теплоизоляционного материала.

Питательный насос для парового котла и электродвигатель монтируются на общей фундаментной плите и соединяются между собой при помощи эластичной пальцевой муфты. Муфта закрывается защитным кожухом, закрепленным на плите.

Работа питательного насоса

Надежная работа питательного насоса обеспечивается правильным и своевременным обслуживанием. От исправности и надежности такого оборудования зависит безаварийная работа паровых котлов.

В результате работы электростанции в питательный насос поступает вода из деаэратора. Температура воды равна температуре насыщения, поэтому для исключения кавитации необходим подпор, который обеспечивается за счет того, что деаэратор установлен выше питательного насоса. Зачастую эксплуатация питательных насосов требует установки дополнительных подпиточных (бустерных) насосов для обеспечения необходимого подпора.

Остановка и прекращение работы питательного насоса может привести не только к отключению другого оборудования станции, но и к повреждению котельного агрегата. Поэтому оборудование этого типа должно обеспечивать выполнения требований высокой надежности.

Видео про питательный насос

Если давление пара питательного насоса 3,9 МПа, то в некоторых схемах используются центробежные агрегаты типов ПТН-30-54-36; ПТК-70-60-35 и ПТН-115-60-35

Принцип работы центробежного многоступенчатого насоса ЦНС

Перед изучением статьи рекомендуем вам изучить устройство насоса ЦНС в данной статье.

Работа насоса основана на взаимодействии лопаток вращающегося ко­леса и перекачиваемой жидкости.

Вращаясь, рабочее колесо сообщает круговое движение жидкости находя­щейся между лопатками. Вследствие возникающей центробежной силы, жидкость от центра колеса перемещается к внешнему выходу, а освобождающееся простран­ство вновь заполняется жидкостью, поступающей из всасывающей трубы под дей­ствием атмосферного или избыточного давления.

Выйдя из рабочего колеса, жидкость поступает в каналы направляющего ап­парата и затем во второе рабочее колесо с давлением, созданным в первой секции, откуда жидкость поступает в третье рабочее колесо с увеличенным давлением, соз­данным второй секцией и т.д. Выйдя из последнего рабочего колеса, жидкость че­рез направляющий аппарат на выходе проходит в крышку нагнетания, откуда поступает в нагнетательный трубопровод.

Благодаря тому, что корпус насоса состоит из отдельных секций, имеется возможность, не меняя подачи, менять напор путем установки нужного числа сек­ций. При этом меняется только длина вала и стяжных шпилек.

Во время работы насоса, вследствие давления жидкости на неравные по пло­щади боковые поверхности рабочих колес, возникает усилие, которое стремиться сместить ротор насоса в сторону всасывания.

Для уравновешивания указанного осевого усилия в насосе применяется гидравличе­ская пята, состоящая из диска гидравлической пяты, кольца гидравлической пяты и втулки.

Во время работы насоса жидкость проходит через кольцевой зазор, образо­ванный отверстием крышки нагнетания и втулкой и давит на диск гидравличе­ской пяты с усилием, которое по величине равно сумме усилий, действующих на рабочее колесо, но направленным в сторону нагнетания. Таким образом, ротор насоса оказывается уравновешенным. Равенство усилий устанавливается автома­тически, благодаря возможности осевого перемещения ротора насоса. Часть жидко­сти из разгрузочной камеры гидравлической пяты проходит между втулкой и сальниковой набивкой, чем достигается жидкостная смазка трущихся поверхно­стей и их охлаждение. Другая (основная) часть жидкости из разгрузочной камеры гидравлической пяты в насосах типа ЦНС, ЦНСМ, ЦНС(н) отводится че­рез резьбовое отверстие и штуцер в дренаж.

При работе насоса с давлением на входе до 0,З МПа, вытекающую из шту­цера жидкость можно направить во всасывающий трубопровод.

В насосах типа ЦНСГ вода из разгрузочной камеры гидропяты отводится наружу или во всасывающий трубопровод.

Между втулкой и сальником всегда должна протекать перекачиваемая жидкость в количестве 15-30 л/ч. Излишнее затягивание сальников ускоряет износ втулок и увеличивает потери на трение.

В крышке всасывания и кольца направляющего аппарата имеется отвер­стие через которое вода под давлением созданным первым рабочим колесом, прохо­дит к втулке гидрозатвора, в которой имеется отверстие для подвода воды к ру­башке вала, при этом болт должен быть вывинчен из крайнего ниж­него положения на 8-12 оборотов.

Конструкция насосов ЦНСГ предусматривает охлаждение подшипни­ков водой от постороннего источника. Охлаждаемая вода должна подаваться с дав­лением не выше 0,З МПа (З кгс/см2). В насосах ЦНСГ отсутствует резиновое коль­цо, устройство для выпуска воздуха и обводная система.

В насосах ЦНС(Г) для возможности работы с холодной и горячей водой име­ется резиновое кольцо и предусмотрено охлаждение подшипников аналогично насосам типа ЦНСГ.

Привод насоса — от электродвигателя через упругую втулочнопальце­вую муфту. Вращение ротора насоса правое (по направлению движения часовой стрелки), если смотреть со стороны электродвигателя.

Основы применения частотных преобразователей в насосных установках

В данной статье мы попытаемся разобраться с основами применения преобразователей частоты (частотно-регулируемого привода) в насосных установках.

Насосы и насосные установки 

Определимся для начала с основными понятиями и принципами.

Насосная установка – это совокупность насосных агрегатов, трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры, КИП, устройств управления и защиты. 

Насосная установка характеризуется двумя основными параметрами: подача и напор. 

Подача – это объем жидкости который способна перекачать насосная станция за единицу времени, измеряется в куб. метр / час. 

Напор – это энергия необходимая для подъема жидкости на заданную высоту с преодолением сил трения в трубопроводной арматуре, измеряется в метрах. Напор и давление связаны между собой соотношением:

H=P/(ρg) 

где H – напор; P – давление насоса; ρ – плотность жидкости;  g – ускорение свободного падения.

Насосные установки по назначение делятся на:

  • Водопроводные (ВНС) – это насосные станции которые подают воду от водоема до очистных сооружений (ВНС I подъема) и от очистных сооружений в распределительную сеть трубопроводов (ВНС II подъема). Так же существуют промежуточные повысительные насосные станции, в случае когда необходимо создать достаточное давление для поднятия воды на требуемую высоту.
  • Канализационные (КНС) – перекачивают сточные воды к месту очистки. 
  • Теплофикационные – предназначены для подачи горячей воды в системе горячего водоснабжения и отопления.
  • Технологические – насосные станции для перекачки различных жидкостей в технологических процессах. 
Основы применения частотных преобразователей в насосных установкахГлавная КНС Нижнего Новгорода

По виду рабочей камеры насосы делятся на динамические и объемные, те в свою очередь на лопастные, электромагнитные, трения, крыльчатые, роторные, возвратно-поступательные и другие. 

В наше время чаще всего используются лопастные насосы: центробежные и осевые. 

В основе работы центробежного насоса лежит действие центробежной силы на перекачиваемую жидкость. При вращении рабочего колеса жидкость приходит во вращение и под действием центробежной силы перемещается от центра колеса на периферию, а далее в напорную трубу. 

 Жидкость в осевом насосе перемещается вдоль оси насоса за счет воздействия лопастей рабочего колеса и создания разности давления под и над лопастью. По принципу работы он схож с пропеллером самолета или бытовым вентилятором. 

Основной характеристикой насоса является зависимость напора от подачи, которая называется напорно-расходной. 

Основы применения частотных преобразователей в насосных установках
Пример напорно-расходной характеристики насоса

В качестве электропривода насосов в основном используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и синхронные двигатели переменного тока. Реже используются асинхронные двигатели с фазным ротором. 

В статье мы рассмотрим работу насосных установок на примере центробежных насосов. 

Режимы работы

Теперь рассмотрим режимы работы насосных установок и определимся от чего зависит тот или иной режим. 

Режим работы насосных установок зависит либо от изменения расхода у потребителей, либо от притока сточной жидкости, в случае с канализационными насосными станциями. 

Режимы водопотребления характеризуются временными графиками и бывают суточными, недельными, месячными и т.д. 

Основы применения частотных преобразователей в насосных установкахПример суточного графика водопотребления за трое суток

Подача насосных установок, работающих без промежуточных емкостей, должна быть равна потреблению. При увеличении потребления подачу необходимо увеличивать, при этом также увеличиваются потери напора в трубопроводах. Поэтому следует также увеличивать давление, которое развивают насосные установки. При уменьшении водопотребления следует снизить подачу и давление. 

Ранее для регулирования характеристик насосных установок использовалось изменение числа работающих насосов и степени открытия задвижек. Теперь с появлением частотных преобразователей регулируется частота вращения рабочих колес насосов. 

При работе с промежуточной (аккумулирующей) емкостью подача насосной установки отличается от потребления. В этом случае, если нет частотных преобразователей, насосные агрегаты включаются, когда уровень воды достиг минимальной отметки, и отключаются, когда уровень достигает верхней заданной отметки, и так далее по циклу.Таких циклов в сутки может быть до 50, а в некоторых случаях и до 100. Такое количество пусков, особенно для двигателей большой мощности, негативно сказывается на состоянии электроприводов. 

Изменение характеристик центробежных насосов можно осуществить двумя способами: изменением степени открытия задвижки на напорном трубопроводе и изменением частоты вращения рабочего колеса насоса. 

  • регулирование задвижкой (дросселирование) – уменьшая степень открытия задвижки, мы уменьшаем подачу насоса, напор перед задвижкой увеличивается, а после задвижки уменьшается из-за потери напора на запорной арматуре. Открывая задвижку, мы увеличиваем подачу, напор который создает насос уменьшается, а напор за задвижкой увеличивается. Этот способ крайне неэкономичный, так как большое количество энергии теряется на сопротивлении запорной арматуры
Основы применения частотных преобразователей в насосных установкахРегулирование задвижкой
  • регулирование изменением частоты вращения насосов – при таком регулировании при снижении частоты вращения, кривая напорно-расходной характеристики насоса перемещается вниз. Подача, напор насоса и напор в трубопроводе одновременно уменьшаются. При увеличении частоты вращения насоса, увеличивается подача и напор насоса, и напор в сети. 
Основы применения частотных преобразователей в насосных установкахЧастотное регулирование

Данный способ регулирования является более экономичным, но требует применения частотных преобразователей. 

При регулировании с помощью частотных преобразователей снижение энергопотребления равно потерям, которые обусловлены повышением напоров при работе насосов с постоянной частотой вращения. 

 Особенности работы насосов при изменении частоты вращения 

При регулировании насоса изменением частоты вращения обеспечивается перемещение рабочей точки насоса по кривой характеристики трубопровода, а не насоса, как в случае с дросселированием. При этом избыточные напоры отсутствуют и обеспечивается минимальное энергопотребление. 

Регулирование частоты вращения насосов в насосной установке дает возможность оптимально распределить нагрузки между насосами, выровнять их КПД и удерживать в зоне оптимальных КПД их рабочие точки, снизив затраты энергии к минимальным значениям. 

При изменении частоты вращения насоса пропорционально изменяются и все его характеристики. Но при низкой частоте вращения порядка 10-15% от номинальной происходит нарушение зависимости между подачей и напором насоса. Его характеристики теперь нельзя представить в виде параболической кривой, а только россыпью точек. Потому диапазон регулирования частоты вращения насоса не должен выходить за предельную нижнюю границу. 

 Так же при работе насосов с пониженной частотой вращения могут возникнуть такие опасные явления как кавитация и помпаж

Кавитация – это явление при котором поток жидкости перестает быть сплошным, сопровождающееся образованием пузырьков газов и паров жидкостей.  Кавитация опасна дополнительными потерями электроэнергии и разрушением рабочих элементов насоса. Она может возникнуть в случае если существующий напор на всасывающем трубопроводе меньше требуемого. При снижении частоты вращения насоса, также в большую сторону увеличивается требуемое значение напора на всасывающем трубопроводе, что следует учитывать во избежание возникновения кавитации

Помпаж – может возникнуть в насосах с неустойчивыми (лабильными) напорно-расходными характеристиками при пересечении лабильной характеристики насоса с характеристикой трубопровода в двух точках. В этом случае насос начинает попеременно работать с параметрами двух точек и вся система становится неустойчивой. Происходят гидравлические удары, резкое закрытие обратных клапанов, частое изменение потребляемой мощности и нестационарные режимы работы сети электроснабжения. Работа в таком режиме недопустима !

При оснащении насосных установок частотно-регулируемым приводом следует не забывать о том, что:

  1. Помимо экономии электроэнергии необходимо обеспечить нормальный режим работы насосного агрегата;
  2. Следует анализировать прогнозируемые режимы работы насосов на низкой частоте вращения и учитывать это при создании автоматизированных систем.
Внедрение частотно-регулируемого привода насосных установок весьма эффективно, но требует профессионального подхода. 

Принцип работы центробежного насоса, его устройство и применение

Как работает центробежный насос

Как работает центробежный насосВ любой технологической линии, содержащей жидкость, не обойтись без самовсасывающих насосов, способных перекачивать её через себя. При устройстве автономного водоснабжения частного дома такой агрегат входит в состав насосной станции, подающей воду из скважины или колодца до водоразборных точек внутри дома. Самым распространённым типом насосов для выполнения такой работы является центробежный. К ним относятся 75% всех гидравлических машин для перекачки воды, нефтепродуктов, химикатов, смесей воды с твёрдыми частицами и других жидких материалов.

Принцип работы

Действие центробежного насоса основано на законах гидродинамики, на придании жидкости, поступающей в замкнутый корпус спиралевидной формы, динамического воздействия через вращающиеся лопасти ротора. Эти лопасти имеют сложную форму с изгибом в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Они закреплены между двумя дисками, насаженными на ось, и сообщают динамику жидкости, заполняющей пространство между ними.

Возникающая при этом центробежная сила относит её из центральной части корпуса, расположенной в районе оси вращения рабочего колеса к его периферии, и дальше — в отводящую трубу. В результате действия центробежной силы в центре корпуса создаётся разреженная область пониженного гидравлического давления, которая заполняется новой партией жидкости из подающего патрубка. Необходимый напор в трубопроводе создаётся разницей давлений: атмосферного и внутреннего, в центральной части рабочего колеса. Работа насоса возможна только при полном заполнении корпуса водой, в «сухом» состоянии колесо будет вращаться, но необходимой разницы давления не возникнет и перемещения жидкости из подающего трубопровода не будет.

Устройство

Любой центробежный насос состоит из двух основных узлов: мотор и рабочая камера или проточная часть. В зависимости от назначения, типа перекачиваемой жидкости конструкция и применяемые материалы могут меняться, но состав основных элементов одинаков:

  • Как устроен центробежный насосКак устроен центробежный насосдвигатель
  • спиральный корпус — «улитка»
  • рабочее колесо — крыльчатка
  • рабочий вал
  • уплотнение вала
  • подшипник вала
  • входной патрубок (фланец)
  • выходной патрубок (фланец)

Корпус центробежного насоса может быть монолитным, или разъёмным — для удобства ремонта и ухода за агрегатом. Особые требования к внутренней поверхности корпуса — она должна быть максимально гладкой, все неровности и дефекты затрудняют прохождение жидкости и снижают эффективность работы центробежного насоса.

Отвод жидкости проходит через спиралевидную камеру с расширением к выходу, поэтому такие центробежные насосы часто называют «улиткой». Отводящая камера переходит в патрубок, к которому подсоединяется напорный трубопровод.

Главная деталь лопастного насоса — рабочее колесо-ротор. От него передаётся в перемещаемую жидкую среду механическая энергия вращения вала двигателя. Для повышения эффективности действия центробежного насоса в корпусе могут быть установлены несколько роторов на одном валу. Такой агрегат способен выдавать на выходе высокое давление, и называется многоступенчатым.

По конструкции рабочее колесо может быть открытым или закрытым. Вариант, при котором лопасти закрыты с боков дисками, более эффективен, в нём отсутствуют ненужные перетекания жидкости из одной полости в другую.

Приборы и арматура

Для нормальной работы центробежного насоса нужны дополнительные узлы и приборы:

  • Выбор центробежного насосаВыбор центробежного насосаПриёмный обратный клапан. Способствует сохранению воды в проточной части, если перекачивается вода — оснащается сеткой для грубой очистки.
  • Задвижка на всасывающем патрубке.
  • Кран для выпуска воздуха при наполнении водой рабочей камеры.
  • Обратный клапан на напорной трубе, препятствующий ходу воды в корпус при работе другого агрегата.
  • Задвижка на выходной трубе для запуска и контроля напора воды.
  • Вакуумметр, измеряющий степень разрежения на входе в проточную камеру.
  • Манометр для измерения напора.
  • Предохранительный клапан для защиты от гидроудара.
  • Приборы автоматического контроля (комплектуются при работе в составе производственного комплекса оборудования различного назначения)

Классификация

В промышленности и в быту применяются тысячи центробежных насосов. Чётко классифицировать их без привязки к узкой области применения сложно, можно разделить их по типам относительно только самых общих свойств:

  • Число ступеней (рабочих роторов): одноступенчатые, двухступенчатые,многоступенчатые. Общая мощность напора складывается из давления создаваемого одной крыльчаткой.
  • Ось вращения: горизонтальный рабочий вал, вертикальное расположение вала (скважинные).
  • Способ установки: поверхностные, полупогружные (помпы центробежного типа для выкачивания жидкостей из углублений), погружные (для работы в глубоких колодцах и скважинах, с подвесом на тросе).
  • Забор воды: нормальное всасывание (вода заполняет рабочую камеру самотёком), самовсасывающие (для подъёма жидкости с глубины через подающий шланг, требуется заливка всей системы)
  • Расположение входного и выходного патрубка: классическое (входной — по центру, по оси рабочего вала, выходной — сверху), расположение In-Line (всасывающая и напорная труба расположены по одной оси).

Преимущества и применение

Плюсы использования центробежного насоса

Плюсы использования центробежного насосаЦентробежные насосы, принцип работы которых отличается простотой, нашли повсеместное применение во многом благодаря именно логичности своего устройства. Общий подход сохраняется в конструировании микроскопических устройств, перекачивающих растворы в точных медицинских приборах и для многотонных помп, качающих в шахтах смесь воды с кусками тяжёлых горных пород. Общие преимущества использования таких агрегатов: надёжность, компактность, простота, долговечность, лёгкость монтажа, простой пуск и наладка, плавная подача жидкости, экономичность и низкая стоимость.

Погружной насос центробежного типа — главный элемент системы водоснабжения во многих частных домах. Без него трудно обойтись на всех этапах устройства такой системы. После бурения скважины только такое устройство способно выкачать без повреждений для себя взвесь воды с частицами грунта. В дальнейшем на основе его монтируется насосная станция для удобного и надёжного водоснабжения дома.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о