Atrium96.ru

Кузовной ремонт авто
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем преимущество центробежных насосов для скважин

В чем преимущество центробежных насосов для скважин?

Обустройство систем водоснабжения в загородных домах – это довольно сложный и длительный процесс. Ведь мало просто разработать источник чистой воды. Ее нужно еще оттуда поднимать, а откачивание жидкости может проходить только за счет работы специальных насосов.

Центробежные скважинные насосы разных конфигураций

Центробежные скважинные насосы разных конфигураций

Например, очень часто в наших краях используется центробежный насос для скважины, который работает за счет вращения специального рабочего колеса. Именно о центробежных насосах для скважин сейчас и пойдет речь.

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:

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 установках

Главная 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.

Читайте так же:
Регулировка зажигания т40 по меткам

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

Основы применения частотных преобразователей в насосных установках

Пример 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 установках

Регулирование 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 установках

Частотное 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 !

Читайте так же:
Регулировка зажигания 150 кубового скутера

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

Технический осмотр или испытания?

Не стоит спешить и подвергать насос практическим тестам. Для начала нужно оценить его визуальное состояние, ведь многие неисправности можно обнаружить невооруженным взглядом. Технический осмотр представляет собой первую часть натурного обследования насоса, которая включает такие процедуры:

  • выявление следов потения и пропусков на корпусе оборудования, металлических конструкциях и сварных швах;
  • обнаружение трещин, отслоений, раковин, коррозийного налета и прочих повреждений;
  • оценка состояния соединений на болтах и шпонках.

При осмотре сварных швов эксперты применяют увеличительные стекла (кратностью 6—10). При необходимости проводится дефектоскопия, проверяется плотность посадки и затяжки болтов, резьбы.

Трубы для перекачки жидкoсти

Трубы, распoлoженные пoсле насoса, являются напoрными и дoлжны быть oбoрудoваны защитными устрoйствами. Запoрные задвижки или бoлее сoвременные шарoвые краны oбязательнo дoлжны быть на каждoм напoрнoм участке трубoпрoвoда. Задвижки и краны регулируют силу пoдачи жидкoсти, а при неoбхoдимoсти мoгут пoлнoстью перекрыть трубу — например, при аварийнoй ситуации или для ремoнта.

zadvizhka.png

запoрные задвижки

Если напoр жидкoсти мoжет дoстичь 20 м, на трубoпрoвoд между запoрнoй задвижкoй и патрубкoм неoбхoдимo устанoвить oбратный клапан. Задача oбратнoгo клапана — предoтвратить oбратнoе движение жидкoсти в случае внезапнoй oстанoвки и гидрoудара в системе. Если oбратный клапан слoмается, пoтoк жидкoсти спoсoбен прoвернуть вал в oбратную стoрoну — этo мoжет привести к механическoй пoлoмке. Также вoзмoжна рабoта на хoлoстoм хoду, чтo приведет к перегреву двигателя.

Инверторы

Установка насоса дозатора

Для упрощения установки труб, их очистки и обслуживания насос должен устанавливаться на плоскую и ровную основу или фундамент, на некоторой высоте от уровня пола. Это также обеспечит защиту насоса в случае аварии в системе.

Впускные и выпускные трубы должны быть достаточными для кратковременных всплесков объемов потока; поступательно-возвратное движение плунжера приводит к кратковременному всплеску объема потока, превосходящего средний объем примерно в три раза. Таким образом, конструкция трубопровода должна предусматривать такое увеличение объема по сравнению с расчетной производительностью насоса.

Впускная труба насоса

Впускная труба должна быть абсолютно герметичной, что обеспечит точность нагнетания; после установки необходимо провести тестирование трубы на утечку.

Образование паров во время всасывания насосом пропорционально скорости насоса, вязкости и плотности жидкости, размеру плунжера, длине трубы и высоте подъема.

Для предотвращения нарушения сплошности струи очень важно правильно установить насос. Высота столба жидкости на всасывании насосом (Net Positive Suction Head – NPSH) должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить надежную работу, другими словами:

Читайте так же:
Регулировка зажигания таврия 1102

NPSHa должна быть равна или превышать NPSHr

Возможная высота столба жидкости при всасывании равна общему давлению нагнетания (относительно давления паров), имеющемуся на входе насоса. В справочных целях ниже приводится формула, применяемая в случае жидкостей невязких жидкостей (в других случаях рекомендуем обращаться к нам за консультацией):

NPSHa – измеряется в метрах высоты столба, где: W = плотность жидкости при температуре перекачки; P = давление в барах в всасывающей камере; Vp = давление пара в барах для жидкости при температуре перекачки; H = статическая высота залива (+) или статическая высота всасывания ()

Необходимая ВЫСОТА СТОЛБА ЖИДКОСТИ ПРИ ВСАСЫВАНИИ равна давлению нагнетания относительно давления паров, необходимому для достижения необходимой точностидозирования; NPSHr включает потери во всасывающем клапане (клапанах) и внутренние потери насоса на трение.

Как правило, завод-изготовитель определяет путем испытаний значение NPSHr необходимое насосу при расчетной производительности и давлении. Такое значение зависит от конструктивных особенностей, типа и размера насоса, клапанов, размера области от клапанов до плунжера или поршня, характеристик клапанных пружин, размера и скорости поршня, объема потока и давления, конфигурации мембраны, конструкции клапана и т.д. Значения NPSHr как правило, находятся в диапазоне 2,5 – 5 м.

Практические способы улучшения NPSH следующие:

  • Увеличение диаметра впускной трубы
  • Снижение скорости работы насоса увеличение диаметра плунжера для поддержания объема потока)
  • Увеличение давление нагнетания за счет повышения уровня резервуара
  • Повышение давления в резервуаре для жидкостей с высоким давлением пара.

Выпускная труба

Чрезмерные потери давления при ходе выпуска насоса можно предотвратить за счет установки труб необходимого размера; номинальное давление в трубах должно быть выше предельного параметра предохранительного клапана или других устройств безопасности.

Помимо установки необходимых труб и арматуры, для большинства систем, использующих дозирующие насосы, требуется установка определенного вспомогательного оборудования для насоса, что обеспечит правильную работу системы.

  • К Части 3 – Мембраны и уплотнители
  • К части 2 – Типы жидкостной части насоса дозатора
  • К части 1 – Насосы дозаторы – общие сведения

Запрос ком. предложения

Оборудование доставляется по указанному заказчиком адресу собственным транспортом или отправляется транспортной компанией по адресу нахождения терминалов в следующих городах:
Абакан, Адлер, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Благовещенск, Братск, Брянск, Великие Луки, Великий Новгород, Владивосток, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Волжский, Вологда, Воронеж, Дзержинск, Димитровград, Екатеринбург, Забайкальск, Иваново, Ижевск, Иркутск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Коломна, Кострома, Котлас, Краснодар, Красноярск, Курган, Курск, Липецк, Магнитогорск, Москва, Мурманск, Набережные Челны, Нижневартовск, Нижний Новгород, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новомосковск, Новороссийск, Новосибирск, Ногинск, Омск, Орел, Оренбург, Орск, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Подольск, Псков, Пушкино, Фрязино, Ростов-на-Дону, Рыбинск, Рязань, Самара, Санкт-Петербург, Саранск, Саратов, Северодвинск, Серпухов, Смоленск, Солнечногорск, Сочи, Ставрополь, Старый Оскол, Стерлитамак, Сургут, Сызрань, Сыктывкар, Тамбов, Тверь, Тольятти, Томилино, Томск, Тула, Тюмень, Улан-Удэ, Ульяновск, Уфа, Ухта, Хабаровск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Чита, Энгельс, Ярославль.

Центробежный насос: экскурс в анатомию

Центробежная помпа в разрезе

Рабочая часть центробежного насоса в самом простом исполнении состоит из корпуса, немного напоминающего спираль или улитку, расположенного внутри него вала и рабочего колеса, закрепленного на этом валу.

Передача вращения от вала колесу осуществляется посредством шпонки.

Рабочее колесо состоит из двух дисков и нескольких закрепленных между ними лопаток. Лопатки имеют изогнутую форму и развернуты выпуклой стороной по направлению вращения.

Читайте так же:
Ветерок 8 как отрегулировать редуктор

Вал рабочего колеса может быть как двухопорным, так и консольным. В опорных узлах установлены подшипники.

Хвостовик вала выходит из корпуса и связывается посредством муфты с ротором электрического или коленчатым валом дизельного двигателя, выступающего в качестве привода.

Отверстие в корпусе насоса, через которое проходит хвостовик вала, имеет уплотнение, предотвращающее утечки перекачиваемого вещества.

При выборе центробежного насоса лучше отдавать предпочтение моделям с торцевым уплотнением вала. Оно является более надежным, чем сальниковая набивка, считающаяся устаревшей. Кроме того, торцевое уплотнение сможет обеспечить герметичность корпуса даже при смещении вала рабочего колеса или вибрациях.

Части насоса - схема устройства

Устройство центробежного насоса

Вода или другая среда поступает в рабочую камеру насоса через отверстие в центре передней части корпуса. Ее нагнетание осуществляется через плавный отвод в верхней части, который и придает корпусу сходство с улиткой.

Помимо основных частей (корпус и привод), собственно и представляющих насос, в комплект поставки входят элементы, без которых эксплуатация агрегата была бы затруднительной или даже невозможной:

  • сеточный фильтр;
  • обратный клапан для всасывающей магистрали;
  • задвижка (устанавливается перед всасывающим патрубком);
  • вакуумметр (позволяет контролировать степень разрежения на входе в рабочую камеру).

Если приобретаемый насос предполагается использовать для подачи питьевой воды, необходимо убедиться, что все контактирующие с ней детали изготовлены из соответствующих материалов. Корпус в этом случае должен быть выполнен из качественной нержавеющей стали, рабочее колесо – также из нержавейки или пищевой пластмассы.

Довольно востребованными являются модели с корпусом из обычного, «непищевого» материала, внутри которого установлен вкладыш из нержавеющей стали.
Такой агрегат обойдется дешевле, чем полностью нержавеющий. Меньше будет стоить и его ремонт: вместо восстановления корпуса достаточно будет заменить изношенный вкладыш.

Содержание

Файл:Open Type Centrifugal Pump Impeller.ogv

Воспроизвести медиафайл

Внутри корпуса насоса, который имеет, как правило, улиткообразную спиральную форму, на валу жестко закреплено рабочее колесо. На обоих концах вала располагаются подшипники, в зависимости от типа насоса они могут быть разных типов. Подшипники с помощью специальных фиксаторов крепятся к корпусу насоса и обеспечивают вращение колеса. Рядом с одним из подшипников располагается полумуфта, которая обеспечивает передачу вращательного движения от электрического двигателя. Полумуфта на валу и полумуфта на валу электродвигателя соединяются с помощью специальных болтов, которые в простонародье называют «пальцами». Обе полумуфты одинаковых диаметров и вытачиваются токарем за один подход насаженными на один вал. Делается это для достижения идеальной центровки между электрическим двигателем и насосом, в противном случае будет присутствовать биение и быстрый износ подшипников и рабочего колеса.

Колесо может быть открытого типа (диск, на котором установлены лопасти) и закрытого типа — лопасти размещены между передним и задним дисками. Лопасти обычно изогнуты от радиального направления в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса в форме логарифмической спирали. С помощью патрубков корпус насоса соединяется с всасывающим и напорным трубопроводами.

Если корпус насоса полностью наполнен жидкостью, то при придании вращения рабочему колесу (например, при помощи электродвигателя) жидкость, которая находится в каналах рабочего колеса (между его лопастями), под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра колеса к периферии. Это приведёт к тому, что в центральной части колеса создастся разрежение, а на периферии повысится давление. При повышении давления жидкость из насоса поступает в напорный трубопровод. Вследствие этого на выходе всасывающего патрубка насоса образуется разрежение, под действием которого жидкость поступает в насос из всасывающего трубопровода. Таким образом, происходит непрерывная подача жидкости центробежным насосом из всасывающего в напорный трубопровод.

Читайте так же:
Сход развал м 2141 регулировка

Центробежные насосы изготавливаются не только одноступенчатыми (с одним рабочим колесом), но и многоступенчатыми (с несколькими рабочими колесами) — так называемые «секционные центробежные насосы». В секционных насосах достигается увеличение общего перепада давления, приблизительно пропорционального количеству секций насоса. При этом принцип их действия в любых конструкциях остается таким же — жидкость перемещается под действием центробежной силы, порождаемой вращающимся рабочим колесом.

Виды электрических ТН

Существует три основных вида топливных электронасосов – шестеренный, центробежный и роликовый.

Шестеренный насос

В шестеренном насосе топливо подается при помощи ротора (внутренней шестерни, подвижной), который располагается эксцентрично относительно статора (внешней шестерни, неподвижной). При вращении ротора боковые части его зубьев образуют небольшие камеры, которые меняют свой размер в зависимости от того, в каком месте проходят статор.

На входе камеры имеют максимальный размер и засасывают за счет разряжения в себя топливо. По мере вращения относительно статора камера уменьшается в размерах, за счет чего обеспечивается подача и нагнетание топлива на выходе из насоса.

Роликовый насос

Аналогичный принцип используется в роликовом насосе, в котором подача топлива осуществляется также благодаря эксцентричному расположению вращающегося ротора с подвижными роликами и неподвижного статора. Ролики перемещаются в специальных углублениях в роторе. Пространство, возникающее между ротором и роликом, полностью заполняется топливом в момент, когда ролик под действием центробежной силы максимально стремится вырваться из ротора.

Продолжая вращаться, ротор перемещает ролики относительно статора, форма которого меняется, заставляя ролики прижиматься к центру оси вращения ротора и сжимая тем самым топливо. На выходе создается дополнительное условие, при котором открывается отверстие выпуска, и топливо под высоким давлением удаляется из насоса.

Центробежный насос

В центробежном насосе подача топлива обеспечивается при помощи крыльчатки, которая оснащается специальными лопатками по всему периметру. Вращение крыльчатки происходит внутри полости, оснащенной двумя каналами – всасывающим и нагнетательным. Вращательные движения лопаток обеспечивают вихревой поток топлива, за счет чего достигается повышение давления.

Если шестеренный и роликовый насосы в силу особенностей конструкции монтируются непосредственно в топливопровод, то центробежный насос размещается в топливном баке. В современных топливных системах предпочтение отдается центробежному насосу, который значительно менее шумный, обеспечивает более ровный (без пульсаций) поток подаваемого топлива, хотя при этом и имеет ограничения по производительности и создаваемому давлению.

Управление работой электрического ТН обеспечивается благодаря блоку управления ДВС. Топливный насос начинает свою работу параллельно с включением зажигания, однако существуют автомобили, в которых насос активируется при открытии водительской двери (еще до того, как будет вставлен ключ зажигания или нажата кнопка пуска).

Электрический насос способен поддерживать довольно узкий, но достаточный для нормальной работы двигателя, диапазон рабочего давления, которое регулируется за счет изменения напряжения и при помощи предохранительного клапана, ограничивающего максимально допустимое давление в системе.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector