4h4-auto.ru

4х4 Авто
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Производительность насоса

Производительность насоса

Напор и производительность насоса являются основополагающими техническими характеристиками, на основе которых осуществляется правильный подбор агрегатов под конкретные условия эксплуатации. Эти параметры указываются на шильдике (табличке) насоса, а также в техническом паспорте или руководстве по эксплуатации.

Что такое производительность насоса

Под производительностью гидравлической машины понимается фактический объем какой-либо жидкости, которую он способен перекачать за определенную единицу времени. Наиболее распространенной единицей измерения этого параметра являются метр кубический в час (м³/ч). Однако для некоторых серий насосов единицей измерения может быть литр в секунду (л/с). Следует помнить, что теоретический расход агрегата всегда превышает номинальную производительность насоса. Формула расчета идеальной производительности не учитывает протечки и потери в трубопроводе. Хотя в современных насосах номинальный и идеальный расход практически не отличаются друг от друга.

Производительность (объемная подача, расход) зависит от вида и типа гидравлической машины, вязкости перекачиваемой жидкости, а также скорости вращения или частоты линейного перемещения рабочих органов насоса. Например, производительность масляного насоса зависит от частоты вращения шестеренок, их ширины, а также радиуса окружности впадин и выступов зубьев.

В центробежных и вихревых насосах существует прямая связь между напором и производительностью агрегата. С увеличением одного параметра второй неизменно падает. Расчет фактической производительности насоса при определенном значении напора можно выполнить по графику напорных характеристик насоса.
Такие диаграммы позволяют подобрать нужный агрегат для конкретных условий применения. Кроме того, на производительность центробежного насоса влияет количество рабочих колес, а также их диаметр. В многоступенчатых агрегатах объемная подача намного выше, чем у насосов одноступенчатого исполнения с сопоставимым напором.

Способы регулировки производительности

В процессе эксплуатации насосных агрегатов иногда приходится искусственно изменять их технические параметры. Такая ситуация может возникнуть на насосных станциях муниципального, городского или промышленного водоснабжения, а также на водораспределительных пунктах, предназначенных для проведения мелиорации сельскохозяйственных земель. Кроме того, эти мероприятия выполняются на теплоэлектростанциях и котельных установках для ограничения объемной подачи циркуляционных и питательных агрегатов. Регулировка производительности насоса может быть выполнена одним из ниже перечисленных способов:

Дросселирование

Этот метод состоит в установке на напорном трубопроводе задвижки, работающей в ручном или автоматическом режиме. Для снижения расхода агрегата достаточно немного прикрыть задвижку и тем самым увеличить гидравлическое сопротивление сети. Таким образом, подача снизится, но напор, создаваемый насосом, увеличится. Данный способ приводит к увеличению энергопотребления и снижению общего КПД системы.

Перепуск (байпасирование)

Для такого метода регулировки производительности необходимо установить между напорным и всасывающим трубопроводом перемычку с клапаном, обеспечивающим постоянную величину перепада давлений между ними.
Таким образом, когда падение подачи приводит к увеличению напора, происходит автоматическое открытие клапана и часть воды из напорного трубопровода возвращается в зону всасывания. Поэтому эксплуатация насоса всегда осуществляется в зоне оптимального коэффициента полезного действия с постоянными расходно-напорными характеристиками.
Такой способ наиболее подходит для систем отопления, работающих в автоматическом режиме. Кроме того, возможна и ручная регулировка, если вместо клапана установить задвижку.

Обточка рабочего колеса

В центробежных насосах на величину объемной подачи влияет диаметр рабочего колеса. С его уменьшением падает не только производительность, но и напор. Количество допустимых обточек и их величина регламентируется соответствующими нормативными документами на каждую группу насосов.

Изменение частоты вращения рабочего колеса.

Наиболее прогрессивным и оптимальным методом корректировки производительности насоса является изменение числа оборотов вала приводного электродвигателя. Этот способ не только энергоэффективен, но и позволяет эксплуатировать насос с максимальным КПД. Кроме того, использование программируемых частотно-регулируемых приводов дает возможность автоматически поддерживать один из параметров (напор или производительность) в заданных пределах или изменять их в зависимости от потребностей всей системы в течение определенного промежутка времени.

Читайте так же:
Карбюратор оки и его регулировка

Монтаж, обвязка и испытание центробежного насоса: особенности выполнения процедур

Гидравлические механизмы, перемещающие жидкости созданием потока жидкой среды и повышением ее энергии называются насосами.

Частичный расход этой энергии осуществляется на гидравлические и механические сопротивления, а остальной создает избыточное давление, под которым происходит перемещение жидкости от насоса к месту назначения. Существует множество типов различных типов насосов.

В технологических схемах перемещения и отведения воды большую востребованность приобрели центробежные насосы, отличающиеся высокой производительностью, напором, КПД. (Кстати, о классификации центробежных насосов Вы можете прочитать в этой статье).

Принцип действия

Принцип действия насоса центробежного типа

Основными комплектующими элементами являются спиралевидный корпус и жестко закрепленное колесо с двумя дисками и лопастями между ними.

От электропривода колесу придается вращение. Жидкость от центра колеса центробежными силами перемещается по криволинейным лопаткам к периферийным поверхностям колеса.

Повышенное давление выталкивает жидкость в напорный патрубок. Возникающее пониженное давление в центральной области рабочего колеса всасывает жидкость из емкости, находящейся при атмосферном давлении.

Некоторые разновидности

Тип К. Насосы центробежные консольные с односторонним или двусторонним входом.

Получили распространение для циркуляции воды в схемах центрального отопления, снабжения водой общественных зданий, жилых домов, организаций и др. (Статью о центробежных насосах для воды Вы можете прочитать здесь).

Насосы этого типа обладают производительностью от 4-х до 360 м3/ч и напором от 8 до 98 м.в.с.

Тип КМ. Консольно-моноблочные.

По сравнению с насосами типа К у них отсутствует собственный вал.

Корпус насоса соединен с фланцем электродвигателя. Проточные части одинаковы.

Обладают одинаковыми параметрами с насосами типа К.

Вертикальные насосы. Патрубки всасывания и напора в них с горизонтальным расположением в линию. Двигатель с наличием вертикального вала устанавливается сверху насоса.

Такая конструкция способствует компактности и удобному расположению разводки трубопроводов.

Боковое поступление жидкости к насосу реализуется плавным подводом всасывающего канала. Он направлен к рабочему колесу снизу.

Установка

Монтаж производится поблизости с емкостями, чем создается прямая и короткая линия всасывания.

Расположение агрегата ниже уровня жидкости обеспечивает его заливку самотеком.

Размещение горизонтальных насосов производят на плиты или рамы. Затем реализуют их выверку в плане по вертикалям и горизонталям. Жесткость опорной рамы в различных ее точках обеспечивается фундаментом. Размещение сборочных единиц производится на раме. Насос центрируют с закрепленным трубопроводом.

Для горизонтальных насосов ответственным этапом является центрирование валов и полумуфт. После проведения монтажных работ агрегаты испытывают на холостом ходу и под нагрузкой.

При установке вертикальных агрегатов также производят выверку рам и плит. Центровку агрегата производят по вертикальной оси.

Основные требования к обвязке трубопроводов

При обвязке всасывающих трубопроводов необходимо стремиться к минимальному количеству поворотов.

Во избежание образования воздушных пробок выполнять уклон от емкости к насосному агрегату, имеющему вертикальный патрубок всасывания.

Обвязка не должна препятствовать осмотру агрегата. И проведению профилактических работ. Нельзя прокладывать разводку трубопроводов на полу насосного отделения в проходах, в предусмотренных подъездах к насосным агрегатам.

Насосы для подачи воспламеняющихся, агрессивных и токсичных жидкостей необходимо оснащать необходимыми средствами и КИП обеспечения безопасности. Опасные жидкости требуется перекачивать с герметичной запорной арматурой.

По возможности рекомендуется осуществлять регулирование подачи установкой дросселей. В необходимых случаях предусмотреть байпас.

Проверочный пуск

Перед пусковыми работами проводят проверку степени затягивания резьбовых соединений, очищают насос от пыли и грязи, проверяют смазочные системы.

Проверочный пуск агрегата выполняется при небольшой нагрузке.

Порядок подготовки следующий:

  1. Всю запорную арматуру на линии подачи, а также на линиях подключения контрольно-измерительных приборов закрывают. Запорная арматура на трубопроводе всасывания допускается перекрытой на 80%.
  2. Краны подачи смазок, хладоагентов открывают.
  3. Насос заполняется жидкостью.
  4. Закрывают вентиль выхода воздуха.
  5. При наличии байпаса, его открывают.
  6. Производят включение электродвигателя.
  7. Краны к манометрам открывают.

Проверка агрегата считается законченной, если была достигнута устойчивая работа на протяжении двух часов.

Техническое обслуживание

Техобслуживание центробежных насосов проводится внешним осмотром и контролем:

  • соединений трубопроводов;
  • сальниковых уплотнений;
  • надежности креплений с фундаментными крепежными элементами;
  • центрирование насоса с электродвигателем.

При использовании агрегата по 15 часов/сутки заменяют сальниковое уплотнение.

Разборка конструкции осуществляется в следующем порядке:

  1. Снимают приборы КИП.
  2. Проводят разборку соединительной муфты с насосом.
  3. Демонтаж сальникового уплотнения, корпуса насоса.
  4. Демонтаж вала с находящимися на нем элементами.
  5. Демонтаж элементов, контактируемых с колесом.

Типичные повреждения на поражения коррозионного характера деталей корпуса, заборного патрубка, износ вала в районах контакта с сальником, колесом, подшипниками. Износ лопастей.

Изношенные детали заменяют или восстанавливают. Подшипники заполняют новой смазкой. Проводят смену уплотнительных прокладок, сальников. Осуществляют регулирование зазора между корпусом и колесом.

После сборки контролируют вращение рабочего колеса центробежного насоса. Центровка насоса с электромотором выполняется с соблюдением нормативных допусков.

Предлагаем Вашему вниманию интересный вебинар, посвященный вопросам монтажа, центровки и обвязки центробежных насосов:

Зависимость подачи, напора и мощности от числа оборотов насоса

Одним из приемов расширения области применения центробежных насосов является изменение их числа оборотов.

Скорость вращения ротора центробежного насоса существенно влияет на его основные показатели: подачу Q, напор Н и мощность на валу насоса N.

При изменении скорости вращения ротора центробежного насоса с n1 до n2 оборотов в минуту подача, напор и мощность на валу изменяются в соответствии с уравнениями:

Эти соотношения называются законом пропорциональности.

Из приведенных уравнений закона пропорциональности следует:

По этим формулам производится пересчет характеристик насоса на новое число оборотов.

Для построения новой характеристики насоса при частоте вращения n2 следует на заданной характеристике насоса Н=f (Q) при частоте вращения n1 взять несколько произвольных точек при различных подачах Q и соответствующих им значений Н. Далее, используя законы пропорциональности, следует вычислить значения расхода Q2 и напора Н2. По новым значениям Q2 и Н2 построить новые точки и через них провести новую характеристику насоса Н=f (Q) при новом числе оборотов n2.

При построении кривой кпд (η-Q) пользуются тем, что кпд насоса при изменении числа оборотов в довольно широких пределах остается практически постоянным. Уменьшение числа оборотов до 50% практически не вызывает изменений кпд насоса.

Определение частоты вращения вала насоса, обеспечивающей подачу заранее обусловленного расхода воды.

Частоту вращения n2, соответствующую нужному расходу Q2 следует находить, используя законы пропорциональности, приведенные выше.

При этом следует знать, что если взять на заданной характеристике насоса Н при частоте вращения n1, то она будет характеризоваться определенными значениями расхода Q1 и напора Н1. Далее, при уменьшении частоты вращения до n2, используя законы пропорциональности, можно получить новые значения координат этой точки. Ее положение будет характеризоваться значениями Q2 и Н2. Если еще уменьшить частоту вращения до n3, то после перерасчета получим новые значения Q3 и Н3, характеризующие точку и т.д.

Если соединить все точки плавной кривой, то получим параболу, выходящую из начала координат. Следовательно, при изменении частоты вращения вала насоса значение напора и подачи насоса будут характеризоваться положением точек, лежащих на параболе, выходящей из начала координат и называемой параболой подобных режимов.

Для определения Q1 и Н1, входящих в соотношения

и , необходимо построить параболу подобных режимов по уравнению:

Так как парабола должна пройти через точку с координатами Q2 и Н2, постоянный коэффициент параболы k может быть найден по формуле:

Н2 берется с характеристики трубопровода при заданном расходе Q2 или вычисляется по формуле:

где Нг – геометрическая высота подъема; S – коэффициент сопротивления трубопровода.

Для построения параболы нужно задаться несколькими произвольными значениями Q. Точка пересечения параболы с характеристикой насоса Н при числе оборотов n1 определяет значения Q1 и H1, и частота вращения определяется, как

Потребная скорость вращения ротора насоса может быть определена аналитически:

для водопроводных центробежных насосов по формуле:

где n1 и nпотр – соответственно нормальное и потребное число оборотов в минуту;

Обслуживание и ремонт центробежных насосов

Ремонт насосов

В рубрике «Общее» рассмотрим вопросы ремонта и обслуживания центробежных насосов. Современная жизнь немыслима без насосов. Различное насосное оборудование, существующее в наше время, помогает решать множество задач и проблем, возникающих в различных сферах жизни. Эффективно и безопасно для окружающей среды насосы перекачивают любые жидкости – горячие и холодные, чистые и с загрязнениями обеспечивая комфортные условия для жизни человеку. В системах жизнеобеспечения домов и зданий используется множество насосов. Они выполняют самые различные функции. По сфере использования насосы можно разделить на: бытовые и промышленные. Основными рабочими характеристиками насосов является: напор (удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости) и расход (количество жидкости, перемещаемое за единицу времени). Принцип работы центробежного насоса показан на (Рис.).

Схема работы центробежного насоса

Схема работы центробежного насоса

Рабочее колесо (Поз. 3) – является основным рабочим элементом насоса. Колесо насажено на вал (Поз. 4). Оно преобразует вращательную энергию, от асинхронного двигателя, в энергию протока жидкости. При вращении крыльчатки (направление вращения вала Поз. 6) жидкость, которая в ней находится, тоже вращается и на нее действует центробежная сила. Эта сила заставляет жидкость передвигаться (Поз. 5) от центральной части крыльчатки к его периферии. В результате этого перемещения в центральной части крыльчатки создается разрежение. Это разряжение создает эффект всасывания жидкости центральным отверстием рабочего колеса непосредственно через всасывающий патрубок насоса (Поз. 1). Выброс жидкости происходит в напорный патрубок насоса (Поз. 2).

При соблюдении условий эксплуатации изложенных в руководствах, паспортах или инструкциях можно избежать поломок в процессе его использования. Как различны условия эксплуатации насосов, так и различны возникающие в процессе эксплуатации неисправности. Дать какие-либо конкретные рекомендации для устранения и выявления всякого рода неисправностей и повреждений очень трудно. Очень редко причины возникших неисправностей находится непосредственно в насосе. Поэтому насос следует разбирать лишь тогда, когда другие меры не привели к устранению неисправности. Мы рассмотрим основные меры и условия, которые надо соблюдать в процессе эксплуатации насосного оборудования.

Обслуживание центробежных насосов

Среди большинства потребителей бытует мнение, что насосному оборудованию не требуется техническое обслуживание и ремонт. На самом деле это не так. Насосам, как и любым, другим технически сложным изделиям, необходимо проводить периодическое техническое обслуживание. Универсальных регламентов на обслуживание центробежных насосов нет, как и нет двух одинаковых гидравлических систем, где применяется насос. Периодичность, с которой нужно проводить техническое обслуживание, зависит от множества факторов. Среди них интенсивность использования, тип перекачиваемой жидкости и ее характеристики (вязкость, жесткость, температура, наличие абразивных частиц и т. д.), характеристика питающего напряжения, условия монтажа, условия эксплуатации. Этот перечень можно дополнить условием и длительностью хранения и условием окружающей среды. Чем условия работы насоса тяжелее, тем меньше интервалы времени между проведением технического обслуживания. Своевременное техническое обслуживание, а в случае необходимости ремонт и замена деталей отработавших свой ресурс обеспечит длительный срок службы насосному оборудованию и позволит предотвратить преждевременный выход его из строя.

Ремонт центробежных насосов

На что необходимо обращать внимание при проведении технического обслуживания и ремонта центробежных насосов. Очень часто поломки насосов происходят из-за неполадок или нарушений правил монтажа, электрического подключения и условий эксплуатации. Рассмотрим наиболее частые случаи этих нарушений.

  • Зауженное сечение всасывающего трубопровода. Для длительной и надежной эксплуатации насосного оборудования необходимо чтобы диаметр всасывающего трубопровода соответствовал диаметру всасывающего патрубка насоса. При глубине всасывания более 5 метров диаметр всасывающего трубопровода должен быть на один типоразмер больше чем диаметр всасывающего патрубка насоса. Также надо обращать внимание на количество поворотов и длину всасывающего трубопровода. Чем меньше поворотов и короче трубопровод, тем выше всасывающая способность центробежного насоса. При заужении или при засорении всасывающего трубопровода происходит снижение напора насоса.
  • Неполное заполнение насоса. Неполное заполнение насоса обычно проявляется при первом пуске или после демонтажа и повторного монтажа центробежного насоса. После включения, насос либо плохо подает, либо совсем не подает жидкость. Необходимо отключить насос и повторно заполнить насосную часть и всасывающий тракт перекачиваемой жидкостью, до полного удаления из системы воздуха.
  • Неплотности во всасывающем тракте. Неплотности во время работы центробежного насоса проявляются в виде большого количества воздуха в напорном трубопроводе (подсос воздуха). После остановки насоса часть жидкости из всасывающего тракта может вытечь. Если в системе установлена автоматическая насосная станция, то частые включения станции без наличия разбора воды свидетельствует о наличии неплотностей или утечек во всасывающем тракте. Если это насос без автоматики, то при следующем запуске он не сможет подавать жидкость. Неплотности необходимо найти и устранить.
  • Не исправен обратный клапан. В случае, когда под обратный клапан попадают посторонние предметы, мусор или грязь, то клапан полностью не закрывается. Из всасывающего тракта происходит утечка жидкости. Насос при включении в работу не будет подавать воду в систему. Необходимо промыть или почистить обратный клапан после демонтажа его из системы.
  • Засорение фильтра. На всасывающем трубопроводе, как правило, монтируется обратный клапан с сеточкой. Сеточка предназначена для защиты от попадания в насос различных мелких предметов, насекомых, листьев и т. д. Если сеточка засоряется, то уменьшается всасывающая способность насоса из-за увеличения сопротивления. Насос будет работать со сниженным напором. Необходимо демонтировать сетку промыть и почистить ее.
  • Превышение допустимой глубины всасывания. В случае превышения допустимой глубины всасывания происходит как максимум разрыв целостности потока или как минимум возникновение кавитации во всасывающем трубопроводе. Насос перестает подавать жидкость. Для проверки всасывающей способности насоса необходимо на всасывающий патрубок установить вакуумметр. По показаниям прибора, можно определить с какой максимальной глубины, данная модель насоса может подавать жидкость.

Как следствие всех этих нарушений, работа оборудования в режиме кавитации, в режиме «сухой ход» или с очень малым протоком жидкости. Такая эксплуатация приводит к перегреву или разрушению внутренних деталей насоса. Последствия, выход из строя трубки Вентури, диффузора и рабочего колеса, в худшем случае плюс заклинивание двигателя и выгорание статора. Если насос самовсасывающий, то в первую очередь из строя выходит трубка Вентури (Рис. 1а), а затем диффузор и рабочее колесо. Если насос многоколесный, то деформируются или спаиваются диффузоры и рабочие колеса (Рис. 1в и 1с). Ремонт насоса при таких повреждениях будет не дешевым удовольствием, поэтому легче и дешевле предупредить поломку.

Сухой ход насоса

Сухой ход насоса

На (Рис 2) можно увидеть попадание посторонних предметов в рабочее колесо. Как следствие снижение производительности или полное отсутствие подачи жидкости.

Посторонние предметы

Защита от таких поломок это монтаж фильтра или обратного клапана с сеточкой.

  • Обратный клапан на напорном трубопроводе. При высоте напорного трубопровода свыше 10,0-15,0 м на напорном патрубке перед краном или задвижкой необходимо установить обратный клапан. Клапан препятствует обратному протоку перекачиваемой среды при резкой остановке насоса и тем самым защищает рабочее колесо, диффузор и всасывающий трубопровод от гидравлического удара. В случае отсутствия обратного клапана возможно обратное вращение рабочего колеса, что может привести к тяжелым последствиям, заклиниванию вала насоса, разрушению рабочего колеса, и корпуса насоса.
  • Перегрузка двигателя насоса. Насосное оборудование должно эксплуатироваться в пределах своей рабочей характеристики. Если оборудование используется за пределами своей характеристики расход больше чем на рабочей характеристике, то происходит перегрузка двигателя. Перегрев двигателя в этом случае происходит из-за повышенного потребляемого тока. Для регулировки расхода на напорном патрубке насоса необходимо устанавливать запорную арматуру (кран, вентиль, задвижка). С помощью арматуры нужно добиться такого расхода, при котором рабочий ток будет не больше номинального, указанного на фирменной табличке двигателя. Эксплуатировать двигатели с потребляемым током выше номинального категорически запрещено. На (Рис. 3) можно увидеть последствия работы двигателя с перегрузкой по току.

Перегрузка двигателя

Для защиты асинхронных электрических двигателей от токовой перегрузки, необходимо при выполнении электрических подключений, монтировать автомат защиты электродвигателей, рассчитанный на номинальный ток двигателя.

  • Повышенная нагрузка на патрубки насоса. При монтаже насоса следует обращать на соосность патрубков насоса и подводящих трубопроводов. Перед и за насосом нужно устанавливать опоры, которые принимают и удерживают нагрузку от трубопроводов. Все эти нарушения в монтаже, если их своевременно не устранить, могут привести к более серьезным поломкам к излому патрубков или фланцев, к повреждению корпуса, созданию вибрации вала, задевание рабочих колес за уплотнения, разрушению муфтового соединения, повышенной нагрузке на подшипники и торцевое уплотнение.
  • Неправильное направление вращения. Такой эффект возможен только при эксплуатации трех фазных двигателей. Очень часто при техническом обслуживании или ремонте электрических линий нарушается чередование фаз. При нарушении чередования фаз трех фазный двигатель начнет вращаться в обратном направлении. Как следствие, снижение рабочих характеристик насоса (напор). Более серьезные последствия это ослабевание крепежа рабочего колеса (гайка, крепящая рабочее колесо, при неправильном вращении может раскрутится), что приводит к механическому повреждению корпуса и рабочего колеса. Для защиты трех фазных насосов от нарушения чередования фаз, необходимо монтировать реле контроля фаз при электрическом подключении двигателя.
  • Выработка на торцевом уплотнении. Срок службы механических торцевых уплотнений очень сильно зависит от условий эксплуатации насосного оборудования. На износ механических уплотнений также влияет качество перекачиваемой жидкости ее жесткость и содержание в ней посторонних примесей. Очень сильно на износ уплотнения влияет равномерное (без биений) вращение вала насоса. Когда присутствует хотя бы один из этих признаков, то на трущихся поверхностях уплотнения появляются следы интенсивной выработки, и уплотнение преждевременно теряет свои уплотнительные свойства. Некачественная центровка приводного двигателя и насоса приводит кроме износа уплотнения еще и к износу подшипников. На износ торцевого уплотнение указывает подтекание жидкости из корпуса насоса. Если вовремя не заменить износившееся уплотнение, то перекачиваемая жидкость начнет попадать в передний подшипник и двигатель. Последствия этого износа весьма тяжелые, подшипник может заклинить, а двигатель «сгореть». Для защиты двигателя от попадания в него перекачиваемой жидкости необходимо при электрическом подключении двигателя монтировать устройство защитного отключения оборудования (УЗО) с максимальным током утечки 30мА.

Таблица неполадок

Перечень возможных неполадок и неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации центробежных насосов и способы их устранения, приведены в таблице.

Таблица ремонтов

В заключении хочется отметить следующее. Срок службы насосного оборудования, каким бы дорогим и надежным оно не было, зависит от многих факторов, в том числе и от своевременного технического обслуживания и ремонта . Для этого при эксплуатации оборудования нужно обращать внимание на любые отклонения и изменения в процессе его работы, находить причину этих отклонений и устранять ее.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector