Особенности регулирования при совместной работе насосов

Допустим, что насосы работают два последовательно, и они одноступенчатые (рисунок 51).

Рисунок 51 – Регулирование двух одноступенчатых насосов

 

Регулирование дросселированием и с помощью байпаса выполняются на всю насосную станцию сразу. Регулирование числом оборотов выполняется на один насос. Регулирование обточкой – на одно рабочее колесо.

Q
H

;

 

;

Допустим, работают два насоса (насос трехступенчатый) (рисунок 52)

 

Рисунок 52 – Последовательная работа двух трехступенчатых насоса

 

1) построить характеристику ступени

2) Если Dh ³ Н_ступ, то устраняем одну ступень

Два трехступенчатых насоса работают параллельно (рисунок 53).

Рисунок 53 – Регулирование изменением числа оборотов двух параллельно работающих насосов

1) регулируем число изменения оборотов у каждого насоса одинаково.

2) откладываем , получаем точку А.

3) через точку А строим , находим т. В.

4) определяем

5) строим характеристику при п₂.

 

1) принимаем решение регулировать один насос; строим характеристику ступени (рисунок 54)

Рисунок 54 – Регулирование многоступенчатого насоса

 

2) обтачиваем два колеса

3) от характеристики ступени откладываем

4) через точку А строим параболу обточки

5)

6) < d_доп

7) строим при

 

Подбор электродвигателя и описание насосной установки

Подбор электродвигателя к насосу осуществляется по мощности, потребляемой насосом в заданном режиме работы N и при данном числе оборотов ротора n. Исходя из потребляемой мощности, определяют коэффициент запаса мощности, который приведен в таблице 4.

 

Таблица 4

Коэффициент запаса мощности

Мощность на валу насоса, кВт	до 20	20-50	50-300	свыше 300
Коэффициент запаса мощности, Кз	1,25	1,2	1,15	1,1

 

Учитывая коэффициент полезного действия, определяют мощность электродвигателя.

. (22)

Так как насосно-силовые агрегаты работают в условиях нефтеперерабатывающих заводов, то электродвигатели необходимо выбирать во взрывозащищенном исполнении.

 

Заключение

Изложены принципы гидродинамического подобия в лопастных насосах. Даны формулы подобия, их применение для пересчета характеристики насоса. Рассмотрен коэффициент быстроходности как классификатор типов центробежных насосов. Дано регулирование насосов.

Лекция 7

Кавитация центробежных насосов

Введение

Рассматривается кавитация в центробежных насосах, условия возникновения. Дается понятие допустимой высоты всасывания и кавитационного запаса. Рассматриваются кавитационные испытания центробежного насоса и строятся кавитационные характеристики. Предлагаются пути улучшения всасывающей способности насосов. Даются основные правила обслуживания насосов.

Кавитация – это гидродинамический процесс образования паровых или газовых пузырьков в области пониженного давления, равного критическому с последующей конденсацией в зоне повышенного давления.

В однородных жидкостях происходит паровая конденсация, в газонасыщенных – газовая конденсация.

При паровой кавитации за критическое давление принимается давление насыщенных паров жидкости.

Процесс кавитации в насосах сопровождается шумом, вследствие схлопывания пузырьков, вибраций, из-за точечных гидроударов, эрозионным разрушением поверхности, снижением всех рабочих параметров.

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-2 (рисунок 55)

- кавитационный запас – это превышение полной энергии на входе в насос над энергией насыщенных паров.

 

Рисунок 55 – Расчетная схема для определения кавитационного запаса

 

Кавитационый запас должен быть достаточно большим, чтобы при перемещении жидкости от сечения 2 к сечению Х за счет увеличения скорости и потерь энергии давление в сечении Х не достигло давления насыщенных паров.

Кавитационный запас, с которым жидкость приходит в сечение 2-2, называется располагаемым кавитационным запасом, который зависит от внешнего давления, от геометрической высоты всасывания и характеристики всасывающего трубопровода.

- условие нормальной работы насоса.

Для определения допустимого кавитационного запаса Dh_доп проводятся кавитационные испытания насоса. Схема установки для проведения кавитационных испытаний представлена на рисунке 56.

Рисунок 56 – Схема насосной установки

 

Кавитационные испытания проводятся на холодной воде при постоянном числе оборотов и при постоянном расходе. Давление на входе в насос уменьшают.

При Q=const записывают показания Р_НВ и Р_М

Напор насоса

(Z_H-Z_B) – разность установки приборов давления.

кавитационый запас

где

Dh_кр – критический кавитационный запас

Поскольку этот график (рисунок 57) строится для одного значения расхода, он называется частная кавитационная характеристика.

Рисунок 57 – Частная кавитационная характеристика на одном режиме

 

Зная критический кавитационный запас можно определить допустимый кавитационный запас

После этого строятся частные характеристики на нескольких режимах (рисунок 58) по которым определяется Dh_кр и , и строится кавитационная характеристика центробежного насоса (рисунок 59) которая добавляется к характеристике центробежного насоса, полученной при нормальных испытаниях (рисунок 60).

Для улучшения кавитационных качеств магистральных насосов применяются роторы с предвключенными колесами (шнеками) и подпорные насосы. При отклонении режимов перекачки за пределы рабочей зоны насоса может возникнуть кавитация вследствие того, что за пределами изученной кавитационной зоны может происходить резкое возрастание кавитационного запаса.

Рисунок 58 – Частные кавитационные характеристики центробежного насоса

Рисунок 59 – Кавитационная характеристика центробежного насоса

 

При применении шнеков следует учитывать, что за пределами рабочей зоны они оказывают обратный эффект.

Определение допустимой высоты всасывания

- для нормальной работы насоса

Рисунок 60 – Характеристика центробежного насоса