Какие бывают режимы работы насосов

Режимы работы насосной станции

Периодичность работы КНС во многом зависит от режима водопотребления и расходов поступающих жидких стоков. В свою очередь, водопотребление и образование сточных вод находятся в прямой зависимости от погоды, среднемноголетнего климата, функционирования городских предприятий и организаций, периодов проведения культурных и спортивных мероприятий, и других факторов.

Водопотребление, как и водоотведение можно описать суточными, недельными и другими периодическими графиками с учетом коэффициента неравномерности. В населенном пункте пиковые расходы водопотребления приходятся обычно на утренние и вечерние часы.

На промышленных предприятиях режимы водопотребления и водоотведения зависят от технологических циклов производства.

Чтобы проанализировать работу насосных установок, внимательно изучают характеристики насосов и трубопроводов. Основные показатели для насоса:

• напор Н,
• мощность N,
• коэффициент полезного действия η,
• величина кавитационного запаса Δhтр.

Кавитационный запас определяется для расхода Q при частоте вращения рабочего колеса n с диаметром D.

Насосы могут объединяться для совместной работы. Различают параллельную и последовательную работу насосов:

• Параллельная работа насосов. Перекачиваемая жидкость подается в один или несколько напорных трубопроводов или в систему водоводов. График зависимости Q—H для параллельно работающих насосов строится суммированием абсцисс (характеристик насосов) при одинаковом значении напора (ординаты). Общая подача получается сложением подач обоих насосов Q = Q1+ Q2.
• Последовательное подключение насосов. При этом первый насос качает жидкость во всасывающий патрубок второго насоса, а тот уже подает ее в систему водоводов. Для последовательной работы насосов график Q—H получается суммированием ординаты (характеристик) при одинаковом значении подачи. Последовательное подключение дает напор, равный сумме напоров нескольких насосов H = H1 + H2.

Характеристика трубопровода — уравнение, описывающее зависимость между расходом жидкости Q и напором H, который обеспечивает этот расход. Уравнение вида:

Оптимальный подбор насосов по количеству и характеристикам для сложных проектов — задача, имеющая много практических сложностей, с которой могут справиться только крупные компании с многолетним опытом работы. Основное затруднение — большая разница между требуемыми минимальными и максимальными величинами производительности КНС. А кроме этого, необходимо предусмотреть максимальный расход в аварийной ситуации выхода из строя одного из насосов. Порой требуется настолько расширить диапазон Q—H для отдельного насоса, чтобы не только обеспечить работу в зоне оптимального КПД, но и учесть ограничения по мощности и кавитационному резерву.

Так, на практике компании ARGEL оптимальным решением зачастую являются проекты, где применимы несколько насосов разной производительности. Эти насосы работают в зоне оптимума по КПД для максимальных пиковых и среднечасовых сбросов.

Объемная Q
(массовая G)
подача — это объем
(масса) жидкости, подаваемой насосом
через напорный патрубок в еди­ницу
времени. Объемная подача измеряется
обычно в м³/ч;
массовая — в кг/ч.

Напор насоса
— величина, определяемая выражением
Н=р/(ρg)
= р/γ.

Напор насоса ориентировочно
можно оценивать по показаниям мано­метра
и вакуумметра на выходе и входе насоса:

Кавитационный запас.
Кавитация – разрыв жидкости и образование
в ней полостей, заполненных газом, паром
или их смесью. Для
обеспечения работы насоса без кавитации
на входе в насос необходим избыток
напора сверх напора H=p_H
/(pg)_,
определяемого давлением
насыщенного пара при температуре
жидкости, перемещаемой насосом. Этот
избыток напора носит название
кавитационного
запаса.

Мощность N
— мощность, потребляемая
насосом (подводи­мая на вал насоса от
двигателя). Очевидно, N>N_n
на вели­чину потерь
мощности в насосе.

Коэффициентом полезного
действия насоса
называют отно­шение полезной мощности
к мощности насоса: η
= N_n
/ N.

Коэффициен­том
быстроходности η_S
— называется частота
вращения такого на­соса, который,
развивая напор в 1 м, затрачивает мощность
0,736 кВт.

1. Режим работы насосов.

Насос в процессе работы должен обеспечивать
необходимые пода­чу, экономичность
и устойчивость режима работы.

Необходимая подачаобеспечивается,
если

Qд ≥Qр

где Qд — подача насоса в
действительном режиме работы,м^з/ч;

Qр — рас­четная
производительность водоотливной
установки, определяемая по притоку воды
в водосборник,м^з/ч.

Экономичность режима работыобеспечивается эксплуатацией насо­сав зоне высоких к.п.д., которая
определяется из условия

η_д
≥
0,9 η_max

где η_д— к.п.д. насоса в действительном режиме
работы;

η_max— максимальный к.п.д. насоса.

Устойчивость режима работыозначает отсутствие значительных его
колебаний и автоматическое восстановление
режима после устранения причин, вызвавших
его изменение. Это требование обеспечивается
нали­чием только одной точки пересечения
характеристики внешней сети с напорной
характеристикой насосаН. Устойчивость
режима может быть обеспечена при
выполнении условия

Нг ≤ 0,9 Н₀

где Н₀ —напор насоса при нулевой подаче, м;

Нг — геодезическая вы­сота подъема
жидкости, м.

Действительный режим работы насосаопределяют графически по точке пересечения
напорной харак­теристики насоса с
напорной характеристикой внешней сети
(рис. 5).

Д

Рис.5. Определение действительного
режима работы насоса

ля определения действительного
рабочего режима необхо­димо воспроизвести
графически напорную характеристику
вы­бранного насоса. Затем в координатной
сетке напорной характеристики насоса
по расчетным данным,
строят характеристи­ку
Н_с
внешней сети. Точка
М
их пересечения и будет
отображать действительный
режим работы насоса,
т.е. ордината Н_д
точки М будет
соответствовать действительному напору,
а ее абсцисса Q_д
— действительной
подаче. Соответствующим по­строением,
находят действительный КПД насоса η_д
по его гидромеханической характеристике
η
и дей­ствительную
допустимую вакуумметрическую высоту
всасывания Н_вд.д
или допустимый кавитационный запас
Δh_д._д
по кавитационным характеристикам Н_вд
или Δh_д.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Вода — основа нашей жизни на Земле. Конечно, не всегда, когда мы говорим это слово, мы имеем в виду то, что можно использовать для питья. Намного чаще мы говорим о жидкости, которая используется в различных отраслях промышленности. Чтобы извлекать или перемещать воду еще лучше и эффективнее, было создано множество сложных конструкций, называемых насосами.

Все насосное оборудование имеет номенклатурные показатели, которые характеризуют основные особенности их работы и сферу применения.

Главные показатели и характеристики насосов для воды

Подача насоса

Подача насоса Q – объём жидкости, подаваемый насосом в единицу времени. Подача насоса определяется рабочей точкой на его характеристике и кроме конструктивных особенностей зависит от частоты вращения рабочего колеса и гидравлической характеристики сети. Чаще всего обозначается в кубометрах в час М3/Ч.

Напор насоса H

Напор насоса H – это, давление, создаваемое рабочим органом насоса, а простыми словами, давление, необходимое для того, чтобы протолкнуть жидкость на заданную высоту. Измеряется в метрах М

Напорно-расходная характеристика

Напорно-расходная характеристика — графическое отображение зависимости напора от его подачи, так называемая Q-H характеристика. Напорно-расходная характеристика, является основной характеристикой, используемой для выбора насосов и приводится в каталогах производителей в виде графиков. Необходима для правильной эксплуатации насосов и их подбора при создании различных перекачивающих установок. 

Также напорно-расходная характеристика применяется для расчета рабочей точки гидравлической системы. 

КПД насоса

КПД коэффициент полезного действия насоса – показатель, характеризующий отношение полезной гидравлической мощности к полной мощности, подводимой к насосу. Максимальное значение величины КПД характеризует оптимальный режим работы насоса. Различают оптимальный и номинальный режим работы насоса. Последний характеризуется допустимыми параметрами работы насоса, а оптимальный – это режим работы с такими параметрами, когда насос функционирует наиболее эффективно.

Кавитационный запас

Кавитационный запас – минимальное давление жидкости на входе в насос, при котором насос не будет кавитировать. Если насос работает с повышенным всасыванием, происходит разряжение на входе во всасывающий патрубок, давление падает, появляются пузырьки-каверны и жидкость преобразуется в пар. Появление пузырьков, которые лопаются при входе в патрубок нагнетания, ведет к возникновению процесса кавитации, наносящего серьезные повреждения механическим частям насоса. Кавитационный запас насоса обозначается как NPSHr (Net Positive Suction Head Required). Измеряется в метрах, М

Мощность насоса

Мощность насоса N – энергия, подводимая от двигателя к насосу в единицу времени, измеряется в ваттах, Вт