Чрп насоса что это: 404. Страница не найдена!

Особенности частотного регулирования параллельно работающих насосов. Статья журнала ВСТ (Водоснабжение и Санитарная техника)

В журнале Водоснабжение и Санитаная техника (http://www.vstmag.ru/) при участии сотрудников компании ЗАО «ТЭТ-РС» была размещена статья посвященная особенностям применения преобразователей частоты. 

Подробнее со статьей Вы можете ознакомиться поройдя по ссылке: http://www.vstmag.ru/ru/archives-all/2014/2014-4/5202-osobennosti-chasto…

УДК 539.3 : 624.04

Авторы:

Никитин Алексей Михайлович, кандидат технических наук, доцент. МУП Горводоканал, 630007, Новосибирск, ул. Революции, д.7, тел.:(383)210-33-88

      Сотрудники ЗАО «ТЭТ-РС»:

Балыгин Александр Вениаминович, кандидат технических наук, доцент. Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин), 630008, Новосибирск, ул. Ленинградская,д.113

тел.:(383)266-41-25

Шустова Галина Игоревна, магистрант НГАСУ (Сибстрин), тел. :(383) 266-41-25

Яковлев Иван Михайлович, магистрант НГАСУ (Сибстрин), тел.:(383) 266-41-25

Особенности частотного регулирования параллельно работающих насосов

В настоящее время в практике эксплуатации водопроводных и канализационных насосных станций основным методом регулирования работы насосов остается количественный метод регулирования напорными задвижками. Однако в практике проектирования и эксплуатации насосных станций все чаще применяется качественный метод регулирования т.е. изменением скорости вращения рабочего колеса насоса. Основными устройствами обеспечивающими качественный метод регулирования является частотно-регулируемый привод и гидромуфта. Нет необходимости доказывать преимущества качественного метода регулирования перед количественным. Это было доказано во многих работах ([1], и др.) и самой практикой эксплуатации.

            Однако, при всей очевидности преимуществ качественного метода регулирования перед количественным, часто встает вопрос о правильности его применения. Зачастую применение ЧРП либо гидромуфт без всестороннего анализа рабочих характеристик насосов и трубопроводной сети, режимов работы насосов не дает ожидаемое снижение энергопотребления на 20-30%, а ограничивается 5-7%.

            Как правило насосы на насосных станциях установлены по параллельной схеме с двумя-тремя рабочими насосами и 1-2 резервными в зависимости от категории надежности. При проектировании регулирования работы насоса с помощью ЧРП, может быть принято два варианта: первый вариант – установка ЧРП на каждый рабочий насос; второй вариант – установка ЧРП только на один рабочий насос.

            При первом варианте все работающие насосы синхронно меняют частоту вращения, обеспечивая заданные параметры для рабочей точки. При втором варианте только один из работающих насосов меняет частоту вращения для обеспечения заданных параметров, остальные насосы работают с номинальной частотой вращения. 

Рисунок 1

Рисунок 2

Если рассмотреть в сравнении графические характеристики двух параллельно работающих  насосов  с регулированием по первому варианту (рис. 1) и те же характеристики с регулированием по второму варианту (рис.2), то можно сделать следующие выводы:

      1. При  регулировании работы насосов одним ЧРП практически всегда будет иметь место  область  подач при котором рабочая точка регулируемого насоса   выходит за левую границу  рабочей зоны. При таком режиме работы на насосе возникают

— повышенные динамические нагрузки на вал, подшипники, уплотнения со снижением их эксплуатационного ресурса.

— возникает рециркуляция жидкости на входе в рабочее колесо с появлением           низкорасходной   кавитации.

— насос работает в области  низких значений  КПД, что снижает его энергоэффективность.

       2. При регулировании работы  насосов с ЧРП на каждом работающем насосе  частота вращения рабочего колеса меняется синхронно на всех насосах, что позволяет рабочим точкам не выходить за пределы рабочей зоны насосов, работать с максимальной энергоэффективностью,  допустимыми динамическими нагрузками.  

Выводы

При выборе способа регулирования параллельно работающих насосных агрегатов необходимо проводить детальный анализ гидравлических характеристик совместной работы насосов и трубопроводов.

Насосов и трубопроводов  для всех рабочих режимов. По результатам проведенного анализа и технико-экономического обоснования принимать решение о применении ЧРП на одном из работающих или на каждом насосном агрегате.

     По опыту применения и теоретическому обоснованию  в  подавляющем  большинстве случаев рекомендуется установка частотно-регулируемого привода на каждый рабочий насосный агрегат с синхронным регулированием, как наиболее энергоэффективный способ.

Список литературы

1. Лезнов Б.С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных и воздуходувных установках. – М.: Энергоатомиздат, 2006.
2. Карасев Б.В. Насосные и воздуходувные станции. – Минск: Высшая школа, 1990.
3. Сошников Е.В., Чайковский Г.П. Водопроводные насосные станции. – Хабаровск: ДВГУПС, 2005.

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА МАГИСТРАЛЬНЫХ НАСОСОВ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ НЕФТЕПРОВОДАХ | Шабанов

Трубопроводный транспорт нефти: учебник для вузов. В 2 т. Васильев Г.Г. [и др.] Под ред. Вайнштока С.М. М.: Недра-Бизнесцентр, 2002. Т.1. 447 с.

Эксплуатация оборудования нефтеперекачивающих станций/Гумеров А.Г. [и др.]. М.: Недра, 2001. 475 с.

Щербань А.И., Борисов К.А., Ахияртдинов Э.М. К вопросу разработки технологии транспорта нефтепродуктов на основе регулирования частоты вращения перекачивающих насосных агрегатов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2007. № 6. С. 7-10.

Зайцев Л.А., Ясинский Г.С. Регулирование режимов магистральных нефтепроводов. М.: Недра, 1980. 187 с.

Гольянов А.И., Михайлов А.В., Нечваль А.М., Гольянов А.А. Выбор рационального режима работы магистрального трубопровода //Транспорт и хранение нефтепродуктов: науч. техн. сб./ЦНИИТЭнефтехим. 1998. №10. С. 16-18.

Сокол Е.И., Бару А.Ю., Лукпанов Ж.К. Опыт разработки и внедрения преобразователей частоты для регулируемого электропривода насосных агрегатов МН. //Электротехника. 2004. № 7. С. 52-57.

Васильковский В.В. Частотно-регулируемый электропривод насосных агрегатов в нефтепродуктопроводном транспорте //Нефтепереработка и нефтехимия: науч.техн. сб./ЦНИИТЭнефтехим. 1989. №6. С. 36-38.

Шабанов В.А., Кабаргина О.В. Достоинства и перспективы использования частотно-регулируемого электропривода магистральных насосов на НПС // Управление качеством в нефтегазовом комплексе.2011. Т. 2. С. 63-66.

Гумеров А.Г., Борисов К.А., Козловский А.Ю. Внедрение энергосберегающих технологий в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов // Нефтяное хозяйство. 2007. № 3. С. 85-88.

Туманский А.П. Оптимизация режимов перекачки по магистральным трубопроводам с перекачивающими станциями, оборудованными частотно-регулируемым приводом // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2005. № 8. С. 11-14.

Шабанов В.А., Шарипова С.Ф. Критерии эффективности частотно-регулируемого электропривода магистральных насосов на нефтеперекачивающих станциях // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2013. №1(9). С. 38-43.

Лезнов Б.С. Экономия электроэнергии в насосных установках. М.: Энергоатомиздат, 1991. 144 с.

Об основных факторах эффективности применения на магистральных нефтепроводах насосного агрегата с регулируемым электроприводом/Русов Е.В. [и др.] //Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов: науч.техн. сб. /ВНИИОЭНГ, 1978. №10. С. 23-26.

Шабанов В.А., Бондаренко О.В. Целевые функции и критерии оптимизации перекачки нефти по нефтепроводам при частотно-регулируемом электроприводе магистральных насосов // Нефтегазовое дело:электрон.науч. журн./УГНТУ. 2012. №4. С. 10-17. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Shabanov/Shabanov_12.pdf

Вязунов Е.В. Расчет оптимального режима перекачки по магистральному трубопроводу при регулировании давления методом дросселирования потока // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов: науч. техн. сб./ ВНИИОЭНГ. 1969. №12. С. 7-9.

Шабанов В.А., Хакимов Э.Ф., Шарипова С.Ф. Алгоритм оценки эффективности частотно-регулируемого электропривода магистральных насосов эксплуатируемых нефтепроводов по критерию снижения расхода электроэнергии // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2013. №2(9). С. 34-42.

Ахмадуллин К.Р. Методы расчета и регулирования режимов работы насосных станций магистральных нефтепродуктопроводов// Нефтяное хозяйство. №3. 2005. С. 100 -103.

ОР-03.100.50-КТН-144-11 Порядок разработки, утверждения, корректировки и контроля исполнения Программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «АК, М.:«Транснефть», 2011. 89 с.

Шабанов В.А., Хакимов Э.Ф., Шарипова С.Ф. Анализ коэффициента полезного действия магистральных насосов эксплуатируемых нефтепроводов при использовании частотно-регулируемого электропривода в функции регуляторов давления // Нефтегазовое дело:электрон. науч. журн. 2013. №1. С. 324-333. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Shabanov/Shabanov_16.pdf

Шабанов В.А., Ахметгареев А.А. К вопросу о выборе оптимального режима работы магистрального насоса с частотно-регулируемым приводом // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2012. №3(89). С 119 — 127. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2210

Коршак А.А., Нечваль А.М. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов. СПб.: Недра, 2008. 488 с.

Шилин Ю.И., Мороз П.А. К постановке задачи об оптимальном управлении магистральным нефтепроводом, работающем в режиме «из насоса в насос» // Нефтяное хозяйство. М.: Недра, 1966. №1. С. 63-66.

Гафаров Р.Р., Данилин О.Е. Двухуровневая система оптимизации работы нефтеперекачивающих станций на участке магистрального нефтепровода // Нефтегазовое дело. 2008. Т. 6. №2. С. 105 — 112.

Бобровский С.А. Оценка эффективности регулирования работы насосных станций трубопроводов // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов: науч. техн. сб./ВНИИОЭНГ. 1965. №6. С. 19-22.

Самоленков С.В. Обоснование энергосберегающих режимов работы нефтеперекачивающих центробежных насосов с регулируемым приводом:дис…. канд.техн. наук. Санкт-Петербург, 2014. 114 с.

Шабанов В.А., Кабаргина О.В., Павлова З.Х. Оценка эффективности частотного регулирования магистральных насосов по эквивалентному коэффициенту полезного действия // Нефтегазовое дело:электрон.науч. журн.2011. No.6.С.24-29. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Shabanov/Shabanov_8.pdf

Шабанов В.А., Павлова З.Х. Алгоритмы оптимизации частотно-регулируемых электроприводов магистральных насосов методом покоординатного спуска // Нефтегазовое дело:электрон.науч. журн.2012. №4. С. 4-9. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Shabanov/Shabanov_11.pdf.

Шабанов В.А., Шарипова С.Ф., Ахметгареев А.А. Влияние частоты вращения на КПД магистрального насоса // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2013. №4. С. 13-19.

Самоленков С. В., Кабанов О.В. Об алгоритме оптимального управления работой нефтеперекачивающих станций // Сб. материалов межрегионального семинара «Рассохинские чтения». 2011. С. 287-291.

РД «Методика нормирования расхода электроэнергии в трубопроводном транспорте нефти».М.: ОАО «АК «Транснефть», 2010. 66 с.

Нечваль А.М. Основные задачи при проектировании и эксплуатации магистральных нефтепроводов. Уфа: изд-во УГНТУ, 2005. 81 с.

Шабанов В.А., Хакимов Э.Ф. Влияние частотно-регулируемого электропривода на КПД магистральных насосов нефтеперекачивающих станций: Тр./VIIIМеждунар. (ХIXВсерос.) конф. по автоматизированному электроприводу АЭП-2014. В 2-х т.Саранск:Изд-во Мордовского университета. 2014. -Т.2. С. 501-503.

Гутман Э.М., Амосов Б.В., Худяков М.А. Малоцикловая коррозионная усталость трубной стали при эксплуатации магистральных нефтепроводов//Строительство трубопроводов. 1978. № 4. С. 25 — 30.

Прочность труб магистральных нефте- и продуктопроводов при статическом и малоцикловом нагружении /Волский М. И.[и др.] // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов: обзоринформ. М.: ВНИИОЭНГ, 1979. 55 с. (Нефтяная промышленность)

Влияние ликвационной полосы на распределение напряжений в стене трубы /Худяков М.А. [и др.]// Нефтегазовое дело: электрон.науч. журн. 2006. №2. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Hudyakov /Hudyakov_1.pdf

Баширов И.В. Разрушение технологических трубопроводов при одновременном воздействии циклических и вибрационных нагрузок, на резонансной частоте // Нефтегазовое дело: электрон.науч. журн. 2012. №4. С. 370-377. URL: http://www.ogbus.ru/authors/BashirovIV/BashirovIV_1.pdf

РД-23.040.00-КТН-265-10. Оценка технического состояния магистральных трубопроводов на соответствие требованиям нормативно-технических документов. М.: ОАО «АК «Транснефть, 2010. 134 с.

Шабанов В.А., Павлова З.Х., Калимгулов А.Р. О влиянии частотно-регулируемого электропривода магистральных насосов на цикличность нагружения трубопровода // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн.2012. №5. С. 23-30. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Shabanov/ Shabanov_14.pdf

Шабанов В.А., Павлова З.Х. Об определении мест расстановки частотно-регулируемых электроприводе на технологическом участке нефтепровода //Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2012. №3(89). С.87 — 93. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2205

Шабанов В.А. Основы методики выбора числа и места установки частотно-регулируемых электроприводов магистральных насосов. // Нефтегазовое дело: науч.-техн. журн. /УГНТУ. 2012. Т. 10. №2. С.36-39. URL: http://ngdelo.ru/article/view/1032

Шабанов В.А., Шарипова С.Ф., Рябишина Л.А. Постановка задачи структурно-параметрической оптимизации перекачки нефти по нефтепроводам при частотно-регулируемом электроприводе // Нефтегазовое дело: электрон.науч. журн./УГНТУ.2013. № 6. С. 1-24. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Shabanov/Shabanov_19.pdf

Шабанов В.А., Шарипова С.Ф. Задачи и проблемы оптимизации ЧРЭП МН//Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий:сб. науч. тр./Iмеждунар. (IVВсерос.) НТК. Уфа, «Нефтегазовое дело», 2013. С. 92-98.

Анализ волн давления при частотно-регулируемом электроприводе магистральных насосов на нефтеперекачивающей станции | Шабанов

Туманский А.П. Оптимизация режимов перекачки по магистральным трубопроводам с перекачивающими станциями, оборудованными частотно-регулируемым приводом // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2005. № 8. С. 11-14.

Сокол Е.И., Бару А.Ю., Лукпанов Ш.К. Опыт разработки и внедрения преобразователей частоты для регулируемого электропривода насосных агрегатов МН // Электротехника. 2004. № 7. С. 52-57.

Шабанов В.А., Кабаргина О.В. Перспективы использования частотно-регулируемого электропривода магистральных насосов на НПС. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2010. 63 с.

Шабанов В.А. Основы регулируемого электропривода основных механизмов бурения, добычи и транспорта нефти. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. 156 с.

Шабанов В. А., Алексеев В.Ю., Кабаргина О.В., Юсупов Р.З. Электротехнические средства снижения волн давления в магистральных нефтепроводах при нарушении электроснабжения // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. Уфа, 2010. Вып. 1 (79). С. 77-84. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2484

Ротте А.Э., Кокоринов В.Ф., Шериазданов Ф.М., Лебедич Ф.М. Исследование процесса остановки центробежного насосного агрегата // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1970. № 9. С. 5-10.

Зайцев Л.А., Ясинский Г.С. Регулирование режимов магистральных нефтепроводов. М.: Недра, 1980. 187 с.

Коршак А.А., Нечваль А.М. Трубопроводный транспорт нефти, нефтепродуктов и газа: учеб. для вузов. Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001. 571 с.

Трубопроводный транспорт нефти и газа / Под общ. ред. В.А. Юфина, Е.И. Яковлева, Э.М. Блейхера, В.Д. Белоусова. М.: Недра, 1992. 658 с.

Вязунов Е. В., Фридман Г.М. Расчет перегрузок трубопровода по давлению в переходном процессе // Нефтяное хозяйство. 1973. № 9.

Перевощиков С.И. Изменение подачи и давления перекачивающих станций при их отключении // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1981. № 12. С. 3-4.

Tumanskiy A.P. Optimizatsiya rezhimov perekachki po magistralynym truboprovodam s perekachivayushchimi stantsiyami, oborudovannymi chastotno-reguliruemym privodom // Transport i khraneniye nefteproduktov (Optimized Modes of Pumping through Main Pipelines with Pumping Stations Equipped with Frequency-Adjustable Drives // Transport and Storage of Oil Products). 2005. No. 8. P. 11-14.

Sokol Ye.I., Baru A.Yu., Lukpanov Sh.K. Opyt razrabotki i vnedreniya preobrazovateley chastoty dlya reguliruyemogo elektroprivoda nasosnykh agregatov MN // Elektrotekhnika (Experience of Development and Introduction of Frequency Converters for Adjustable Drives of Main Line Pump Units // Electrical Engineering). 2004. No. 7. P. 52-57.

Shabanov V.A., Kabargina O.V. Perspektivy ispolyzovaniya chastotno-reguliruyemogo elektroprivoda magistralynykh nasosov na NPS (Prospects of Using at OPS the Frequency-Adjustable Electric Drives of Main Line Pumps). Ufa: Izd-vo UGNTU, 2010. 63 p.

Shabanov V.A. Osnovy reguliruyemogo elektroprivoda osnovnykh mekhanizmov bureniya, dobychi i transporta nefti (Principles of Adjustable Electric Drive of the Basic Mechanisms Used for Drilling and Oil Recovery and Transportation). Ufa: Izd-vo UGNTU, 2009. 156 p.

Shabanov V.A., Alekseyev V.Yu., Kabargina O.V., Yusupov R.Z. Elektrotekhnicheskiye sredstva snizheniya voln davleniya v magistralynykh nefteprovodakh pri narushenii elektrosnabzheniya // NTZh «Problemy sbora, podgotovki i transporta nefti i nefteproduktov» (Electrotechnical Means for Reducing Pressure Fluctuations in Petroleum Product Pipelines in Case of Interrupted Power Supply // STJ «Problems of Gathering, Treatment and Transportation of Oil and Oil Products») / IPTER. Ufa, 2010. Vyp. 1 (79). P. 77-84.

Rotte A.E., Kokorinov V.F., Sheriazdanov F.M., Lebedich F.M. Issledovaniye protsessa ostanovki tsentrobezhnogo nasosnogo agregata // Transport i khraneniye nefti i nefteproduktov (Study of the Shut-Down Process of Centrifugal Pump Unit // Transport and Storage of Oil and Oil Products). 1970. No. 9. P. 5-10.

Zaytsev L.A., Yasinskiy G.S. Regulirovaniye rezhimov raboty magistralynykh nefteprovodov (Regulation of Main Oil Pipeline Conditions). Moscow: Nedra, 1980. 187 p.

Korshak A.A., Nechvaly A.M. Truboprovodnyy transport nefti, nefteproduktov i gaza: uchebn. dlya vuzov (Pipeline Transport of Oil, Products and Gas: Manual for Universities). Ufa: OOO «DizaynPoligrafServis», 2001. 571 p.

Truboprovodnyy transport nefti i gaza (Pipeline Transport of Oil and Gas) / Pod obshch. red. V.A. Yufina, Ye.I. Yakovleva, E.M. Bleykhera, V.D. Belousova. Moscow: Nedra, 1992. 658 p.

Vyazunov Ye. V., Fridman G.M. Raschet peregruzok truboprovoda po davleniyu v perekhodnom protsesse // Neftyanoye khozyaystvo (Calculation of the Pipeline Pressure Overload under Transient Conditions // Oil Industry). 1973. No. 9.

Perevoshchikov S.I. Izmeneniye podachi i davleniya perekachivayushchikh stantsiy pri ikh otklyuchenii // Transport i khraneniye nefti i nefteproduktov (Changes in the Delivery and the Pressure of Pumping Stations Being Shut-Down // Transport and Storage of Oil and Oil Products). 1981. No. 12. P. 3-4.

Оптимизация повысительного насосного оборудования в системах водоснабжения

Оптимизация повысительного насосного оборудования в системах водоснабжения

О. А. Штейнмиллер, к.т.н., генеральный директор ЗАО «Промэнерго»

Проблемы при обеспечении напоров в водопроводных сетях российских городов, как правило, однородны. Состояние магистральных сетей привело к необходимости снижения давления, вследствие чего возникла задача компенсировать падение напора на уровне районных, квартальных и внутридомовых сетей. Развитие городов и увеличение высотности домов, особенно при уплотнительной застройке, требуют обеспечения потребных напоров для новых потребителей, в том числе за счет оснащения повысительными насосными установками (ПНУ) домов повышенной этажности (ДПЭ). Подбор насосов в составе повысительных насосных станций (ПНС) производился с учетом перспектив развития, параметры подачи и напора завышались. Распространен вывод насосов на потребные характеристики дросселированием задвижками, приводящий к перерасходу электроэнергии. Замена насосов вовремя не производится, большинство из них работает с низким КПД. Износ оборудования обострил необходимость реконструкции ПНС для повышения КПД и надежности работы.

Совокупность указанных факторов приводит к необходимости определе¬ния оптимальных параметров ПНС при имеющихся ограничениях входных напоров, в условиях неопределенности и неравномерности фактических расходов. При решении такой задачи встают вопросы сочетания последовательной работы групп насосов и параллельной работы насосов, объединенных в пределах группы, а также совмещения работы параллельно соединенных насосов с частотным регулированием привода (ЧРП) и, в конечном счете, подбора оборудования, обеспечивающего потребные параметры конкретной системы. Следует учитывать значимые изменения последних лет в подходах к подбору насосного оборудования — как в плане исключения избыточности, так и в техническом уровне доступного оборудования.

Особая актуальность указанных вопросов определяется возросшим значением решения проблем энергоэффективности, что получило подтверждение в Федеральном законе РФ от 23.11.2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Вступление указанного закона в силу стало катализатором повсеместного увлечения стандартными решениями снижения энергопотребления, без оценки их эффективности и целесообразности в конкретном месте внедрения. Одним из таких решений для коммунальных предприятий стало оснащение ЧРП имеющегося насосного оборудования в системах подачи и распределения воды, зачастую морально и физически изношенного, обладающего избыточными характеристиками, эксплуатируемого без учета фактических режимов.

Анализ технико-экономических результатов любой планируемой модернизации (реконструкции) требует времени и квалификации персонала. К сожалению, руководители большинства муниципальных водоканалов испытывают дефицит и того и другого, когда в условиях постоянного крайнего недофинансирования приходится оперативно осваивать чудом доставшиеся средства, выделенные для технического «перевооружения».

Поэтому, осознавая, каких масштабов достигла вакханалия бездумного внедрения ЧРП на насосах повысительных систем водоснабжения, автор решил представить этот вопрос для более широкого обсуждения специалистами, занимающимися вопросами водоснабжения.

Основными параметрами насосов (нагнетателей), определяющими диапазон изменения режимов работы насосных станций (НС) и ПНУ, состав оборудования, конструктивные особенности и экономические показатели, являются напор, подача, мощность и коэффициент полезного действия (КПД). Для задач повышения напора в водоснабжении важна связь функциональных параметров нагнетателей (подача, напор) с мощностными:

где р — плотность жидкости, кг/м3; д — ускорение свободного падения, м/с2;

О   — подача насоса, м3/с; Н — напор насоса, м; Р — давление насоса, Па; N1, N — полезная мощность и мощность насоса (поступающая к насосу через передачу от двигателя), Вт; Nb N2 — входная (потребляемая) и выходная (выдаваемая для передачи) мощности двигателя.

КПД насоса nh учитывает все виды потерь (гидравлических, объемных и механических), связанных с преобразованием насосом механической энергии двигателя в энергию движущейся жидкости. Для оценки насоса в сборе с двигателем рассматривается КПД агрегата na, определяющий целесообразность эксплуатации при изменении рабочих параметров (напора, подачи, мощности). Значение КПД и характер его изменения существенно определяются назначением насоса и конструктивными особенностями.

Конструктивное разнообразие насосов велико. Опираясь на принятую в России полную и логичную классификацию, основанную на различиях в принципе действия, в группе динамических насосов выделим лопастные насосы, используемые на сооружениях водоснабжения и канализации. Лопастные насосы обеспечивают плавную и непрерывную подачу при высоких КПД, имеют достаточную надежность и долговечность. Работа лопастных насосов основана на силовом взаимодействии лопастей рабочего колеса с обтекающим потоком перекачиваемой жидкости, различия механизма взаимодействия в силу конструкции приводят к отличию эксплуатационных показателей лопастных насосов, которые разделяются по направлении потока на центробежные (радиальные), диагональные и осевые (аксиальные).

С учетом характера рассматриваемых задач наибольший интерес представляют центробежные насосы, в которых при вращении рабочего колеса на каждую часть жидкости массой т, находящейся в межлопастном канале на расстоянии г от оси вала, будет действовать центробежная сила Fu:

где w — угловая скорость вала, рад./с.

Методы регулирования рабочих параметров насоса

таблица 1

чем больше частота вращения п и диаметр рабочего колеса D.

Основные параметры насосов — подача Q, напор Я, мощность N, КПД I] и частота вращения п — находятся в определенной зависимости, которая отражается характеристическими кривыми. Характеристика (энергетическая характеристика) насоса — графически выраженная зависимость основных энергетических показателей от подачи (при постоянной частоте вращения рабочего колеса, вязкости и плотности среды на входе в насос), см. рис. 1.

Основной характеристической кривой насоса (рабочей характеристикой, рабочей кривой) является график зависимости развиваемого насосом напора от подачи H=f(Q) при постоянной частоте вращения п = const. Максимальному значению КПД qmBX соответствуют подача Qp и напор Нр в оптимальной режимной точке Рхарактеристики Q-H (рис. 1-1).

Если основная характеристика имеет восходящую ветвь (рис. 1-2) — интервал от Q = 0 до 2б, то она называется восходящей, а интервал [0; Q2] — областью неустойчивой работы с внезапными изменениями подачи, сопровождаемыми сильным шумом и гидравлическими ударами. Характеристики, не имеющие возрастающей ветви, называются стабильными (рис. 1-1), режим работы — устойчивый во всех точках кривой. «Стабильная кривая необходима, когда требуется использовать два или несколько насосов одновременно» [3], что из экономических соображений весьма целесообразно в насосных приложениях. Форма основной характеристики зависит от коэффициента быстроходности насоса ns — чем он больше, тем круче кривая.

При стабильной пологой характеристике напор насоса при изменении подачи изменяется незначительно. Насосы с пологими характеристиками необходимы в системах, где при постоянном напоре требуется регулирование подачи в широких пределах, что соответствует задаче повышения напора в оконечных участках водопроводной сети

—   на квартальных ПНС, а также в составе ПНУ местных подкачек. Для рабочей части характеристики Q—H распространена зависимость:

где а, b — подбираемые постоянные коэффициенты (a>>0, b>>0) для данного насоса в пределах характеристики Q—H, имеющей квадратичный вид.

В работе применяются последовательное и параллельное подключение насосов. При последовательной установке суммарный напор (давление) больше, чем развивает каждый из насосов. Параллельная установка обеспечивает расход больше, чем каждый насос отдельно. Общая характеристика и основные соотношения для каждого способа приведены на рис. 2.

При работе насоса с характеристикой Q—H на трубопроводную систему (прилегающие водоводы и дальнейшая сеть) требуется напор для преодоления гидравлического сопротивления системы — суммы сопротивлений отдельных элементов, которые оказывают сопротивление потоку, что сказывается в итоге на потерях напора. В общем можно утверждать:

где ∆Н — потери напора на одном элементе (участке) системы, м; Q — расход жидкости, проходящий через этот элемент (участок), м3/с; k — коэффициент потерь напора, зависящий от вида элемента (участка) системы, C2/М5

Характеристика системы — зависимость гидравлического сопротивления от расхода. Совместная работа насоса и сети характеризуется точкой материального и энергетического равновесия (точкой пересечения характеристик сисистемы и насоса) — рабочей (режимной) точкой с координатами (Q,i/i), соответствующими текущей подаче и напору при работе насоса на систему (рис. 3).

Различают два типа систем: закрытые и открытые. В закрытых системах (отопления, кондиционирования и т.п.) объем жидкости постоянен, насос необходим для преодоления гидравлического сопротивления составляющих (трубопроводов, устройств) при технологически необходимом перемещении носителя в системе.

Характеристика системы —   парабола с вершиной (Q,Н) = (0, 0).

В водоснабжении интерес представляют открытые системы, транспортирующие жидкость из одной точки в другую, в которых насос обеспечивает потребный напор в точках разбора, преодолевая потери на трение в системе. Из характеристики системы ясно —   чем меньше расход, тем ниже потери на трение АНТ и, соответственно, потребляемая мощность.

Различают два типа открытых систем: с насосом ниже точки разбора и выше точки разбора. Рассмотрим открытую систему 1-го типа (рис. 3). Для подачи из резервуара № 1 на нулевой отметке (нижний бассейн) в верхний резервуар № 2 (верхний бассейн) насос должен обеспечить геометрическую высоту подъема Н, и компенсировать потери на трение АНТ, зависящие от расхода.

Характеристика системы

—   парабола с координатами (0; ∆Н,).

В открытой системе 2-го типа (рис. 4)

вода под влиянием перепада высот (h2) доставляется потребителю без насоса. Разница высот текущего уровня жидкости в резервуаре и точки разбора (h2) обеспечивает некий расход Qr. Обусловленный перепадом высот напор недостаточен для обеспечения потребного расхода (Q). Поэтому насос должен добавить напор Н1 чтобы полностью преодолеть потери на трение ∆Н1 Характеристика системы — парабола с началом (0; -h2). Расход зависит от уровня в резервуаре — при его понижении высота Н, уменьшается, характеристика системы сдвигается наверх и расход снижается. Система отражает задачу недостатка входного давления в сети (подпор, эквивалентный Яг) для обеспечения подачи необходимого количества воды всем потребителям с требуемым напором.

потребности системы меняются во времени (меняется характеристика системы), встает вопрос о регулировании параметров насоса с целью соответствия текущим требованиям. Обзор методов изменения параметров насоса приведен в табл. 1.

При дроссельном регулировании и регулировании байпасом может происходить как снижение, так и увеличение потребляемой мощности (зависит от характеристики мощности центробежного насоса и положения рабочих точек до регулирующего воздействия и после него). В обоих случаях итоговый КПД значительно снижается, относительная потребляемая мощность на единицу подачи в систему увеличивается, происходит непроизводительная потеря энергии. Метод коррекции диаметра рабочего колеса обладает рядом преимуществ для систем со стабильной характеристикой, при этом срезка (или замена) колеса позволяет вывести насос на оптимальный режим работы без существенных начальных затрат, а КПД уменьшается незначительно [2]. Однако метод неприменим оперативно, когда условия потребления и, соответственно, подачи непрерывно и существенно меняются в течение работы. Например, когда «насосная водопроводная установка подает воду непосредственно в сеть (насосные станции 2-го, 3-го подъемов, станции подкачки и т.п.)» [6] и когда целесообразно частотное регулирование электропривода с помощью преобразователя частоты тока (ПЧТ), обеспечивающее изменение частоты вращения рабочего колеса (скорости насоса).

Основываясь на законе пропорциональности (формулы пересчета), можно по одной характеристике Q—H построить ряд характеристик насоса в диапазоне изменения частоты вращения (рис. 5-1). Пересчет координат (QA1, HA) некой точки А характеристики Q—H, имеющей место при номинальной частоте вращения n, для частот n1

n2….  ni, приведет к точкам А1, А2…. Аi принадлежащим соответствующим характеристикам Q—Н1 Q—h3….,   Q—Hi

(рис. 5-1). А1, А2, Аi-, образуют так называемую параболу подобных режимов с вершиной в начале координат, описываемую уравнением:

Парабола подобных режимов — геометрическое место точек, определяющих при различных частотах вращения (скоростях) режимы работы насоса, подобные режиму в точке А. Пересчет точки В характеристики Q—H при частоте вращения n на частоты n1 n2   ni, даст точки В1, В2, Вi определяющие соответствующую параболу подобных режимов (0B1B) (рис. 5-1).

На основе исходного положения (при выводе так называемых формул пересчета) о равенстве натурного и модельного КПД предполагается, что каждая из парабол подобных режимов является линией постоянного КПД. Это положение — основа использования в насосных системах ЧРП, представляемого многими едва ли не единственным способом оптимизации режимов работы насосных станций. В действительности при ЧРП насос не сохраняет постоянства КПД даже на параболах подобных режимов, так как с увеличением частоты вращения п возрастают скорости потока и пропорционально квадратам скоростей гидравлические потери в проточной части насоса. С другой стороны, механические потери сказываются сильнее при малых значениях скорости, когда мощность насоса мала. КПД достигает максимума при расчетном значении частоты вращения п0. При других n, меньших или больших n0, КПД насоса будет уменьшаться по мере увеличения отклонения n от n0. С учетом характера изменения КПД при изменении скорости, отмечая на характеристиках Q—Н1, Q—h3, Q—Нi точки с равными значениями КПД и соединяя их кривыми, получим так называемую универсальную характеристику (рис. 5-2), определяющую работу насоса при переменной частоте вращеия, КПД и мощности насоса для любой режимной точки.

Кроме снижения КПД насоса следует учесть снижение КПД двигателя вследствие работы ПЧТ, имеющее две составляющие: во-первых, внутренние потери ПЧТ и, вовторых, потери на гармониках в регулируемом электродвигателе (обусловлены несовершенством синусоидальной волны тока при ЧРП). КПД современного ПЧТ при номинальной частоте переменного тока составляет 95-98% [1], при функциональном снижении частоты выходного тока КПД ПЧТ снижается (рис. 5-3).

Потери в двигателях на гармониках, производимых при ЧРП (варьируемых от 5 до 10%), приводят к нагреву двигателя и соответствующему ухудшению характеристик, в результате КПД двигателя падает еще на 0,5-1% [1].

Обобщенная картина «конструктивных» потерь КПД насосного агрегата при ЧРП, приводящих к росту удельного энергопотребления (на примере насоса ТРЕ 40-300/2-S), представлена на рис. 6 — снижение скорости до 60% от номинальной уменьшает ла на 11% относительно оптимального (при рабочих точках на параболе подобных режимов с максимальным КПД). При этом потребление электроэнергии снизилось с 3,16 до 0.73 кВт, т.е. на 77% (обозначение P1, [(«Грундфос») соответствует N1, в (1)]. Эффективность при снижении скорости обеспечивается уменьшением полезной и, соответственно, потребляемой мощности.

Вывод. Снижение КПД агрегата в связи с «конструктивными» потерями приводит к росту удельного энергопотребления даже при работе вблизи точек с максимальным КПД.

В еще большей степени относительные энергозатраты и эффективность регулирования скорости зависят от условий эксплуатации (типа системы и параметров ее характеристики, положения рабочих точек на насосных кривых относительно максимума КПД), а также от критерия и условий регулирования. В закрытых системах характеристика системы может быть близка к параболе подобных режимов, проходящей через точки максимальных КПД для различных частот вращения, т.к. обе кривые однозначно имеют вершину в начале координат. В открытых системах водоснабжения характеристика системы имеет ряд особенностей, приводящих к существенному различию ее вариантов.

Во-первых, вершина характеристики, как правило, не совпадает с началом координат из-за различной статической составляющей напора (рис. 7-1). Статический напор чаще положителен (рис. 7-1, кривая 1) и необходим для подъема воды на геометрическую высоту в системе 1-го типа (рис. 3), но может быть и отрицательным (рис. 7-1, кривая 3) — когда подпор на входе в систему 2-го типа превышает потребный геометрический напор (рис. 4). Хотя нулевой статический напор (рис. 7-1, кривая 2) также возможен (например, при равенстве подпора потребному геометрическому напору).

Во-вторых, характеристики большинства систем водоснабжения постоянно изменяются во времени. Это относится к перемещениям вершины характеристики системы по оси напора, что объясняется изменениями величины подпора или величины потребного геометрического напора. Для ряда систем водоснабжения в силу постоянного изменения количества и расположения фактических точек потребления в пространстве сети происходит смена положения диктующей точки в поле [Q;H], означающая новое состояние системы, которая описывается новой характеристикой с другой кривизной параболы.

В итоге очевидно, что в системе водоснабжения, работа которой обеспечивается одним насосом, как правило, затруднительно регулировать скорость насоса в однозначном соответствии с текущим водопотреблением (т.е. четко по актуальной характеристике системы), сохраняя положение рабочих точек насоса (при таком изменении скорости) на фиксированной параболе подобных режимов, проходящей через точки с максимальным КПД.

Особенно существенно снижение КПД при ЧРП в соответствии с характеристикой системы проявляется в случае значительной статической напорной составляющей (рис. 7-1, кривая 1). Так как характеристика системы не совпадает с параболой подобных режимов, то при снижении скорости (за счет снижения частоты тока с 50 до 35 Гц) точка пересечения характеристик системы и насоса ощутимо сместится влево. Соответствующее смещение на кривых КПД приведет в зону меньших значений (рис. 7-2, «малиновые» точки).

Таким образом, потенциалы энергосбережения при ЧРП в системах водоснабжения существенно разнятся. Показательна оценка эффективности ЧРП по удельной энергии на перекачку

1 м3 (рис. 7-3). В сравнении с дискретным управлением типа D регулирование скорости имеет смысл в системе типа С — с относительно малым геометрическим напором и значительной динамической составляющей (потерями на трение). В системе типа В геометрическая и динамическая составляющие значительны, регулирование скорости эффективно на определенном интервале подач. В системе типа А с большой высотой подъема и малой динамической составляющей (менее 30% от потребного напора) применение ЧРП сточки зрения энергетических затрат нецелесообразно. В основном задача повышения напора на конечных участках водопроводной сети решается в системах смешанного типа (типа В), что требует предметного обоснования применения ЧРП для повышения энергоэффективности.

Регулирование скорости в принципе позволяет расширить диапазон рабочих параметров насоса вверх от номинальной характеристики Q—H. Поэтому некоторые авторы [7] предлагают так подбирать оснащенный ПЧТ насос, чтобы обеспечить максимальное время его работы на номинальной характеристике (с максимумом КПД). Соответственно, с помощью ЧРП при снижении подачи скорость насоса снижается относительно номинальной, а при увеличении — возрастает (при частоте тока выше номинала). Однако кроме необходимости учитывать мощность электродвигателя отметим, что производители насосов обходят молчанием вопрос практического применения длительной работы насосных двигателей с частотой тока, существенно превышающей номинальную.

Весьма привлекательна идея управления по характеристике системы, снижающего избыточные напоры и соответствующий перерасход энергии. Но определять потребный напор по текущему значению меняющегося расхода затруднительно в силу многообразия возможных положений диктующей точки в сиюсекундном состоянии системы (при изменении количества и расположения мест потребления в сети, а также расхода в них) и вершины характеристики системы на оси напора (рис. 8-1). До массового применения средств КИПиА и передачи данных возможна лишь «аппроксимация» управления по характеристике на основе частных для сети предположений, задающих набор диктующих точек или ограничивающих сверху характеристику системы в зависимости от расхода [4]. Пример такого подхода — 2-позиционное регулирование (день/ночь) выходного давления в ПНС и ПНУ.

Принимая во внимание значительную изменчивость по расположению вершины характеристики системы и по текущему положению в поле [Q;H] диктующей точки, а также ее неопределенности на схеме сети, приходится сделать вывод, что на сегодняшний день в большинстве пространственных систем водоснабжения применяется управление по критерию постоянного давления (рис. 8-2, 8-3). Важно, что при снижении расхода Q частично сохраняются избыточные напоры, которые тем больше, чем левее рабочая точка, а снижение КПД при уменьшении частоты вращения рабочего колеса, как правило, усилится (в случае соответствия максимума КПД точке пересечения характеристики насоса при номинальной частоте и линии установленного постоянного давления).

Признавая возможности сокращения потребляемой и полезной мощности при регулировании скорости с целью лучшего соответствия потребностям сестемы, необходимо определять реальную эффективность ЧРП для конкретной системы, сопоставляя или сочетая этот способ с другими действенными методами снижения энергозатрат, и в первую очередь с соответствующим уменьшением номиналов подачи и/или напора в расчете на один насос при увеличении их количества.

Показателен пример схемы параллельно и последовательно соединенных насосов (рис. 9), обеспечивающей значительное количество рабочих точек в широком диапазоне напоров и подач [6].

При повышении напора на участках сетей водоснабжения, приближенных к потребителям, встают вопросы сочетания последовательной работы групп насосов и параллельной работы насосов, объединенных в пределах одной группы. Применение ЧРП поставило также вопросы оптимального совмещения работы ряда параллельно соединенных насосов с частотным регулированием

При совмещении обеспечивается высокая комфортность водоснабжения для потребителей за счет плавного пуска/ останова и стабильного напора, а также снижение установочной мощности —   зачастую количество резервных насосов не меняется, а номинальное значение потребляемой мощности в расчете на один насос снижается. Также снижаются мощность ПЧТ и его цена.

По сути рассмотрения ясно, что совмещение (рис. 10-1) позволяет перекрыть необходимую часть рабочей зоны поля [Q; Н]. Если подбор оптимален, то на большей части рабочей зоны, и в первую очередь на линии контролируемого постоянного давления (напора), обеспечивается максимальный КПД большинства насосов и насосной установки в целом. Предметом обсуждения совместной работы параллельно соединенных насосов в сочетании с ЧРП зачастую становится вопрос о целесообразности оснащения каждого насоса своим ПЧТ.

Однозначный ответ на этот вопрос будет недостаточно точен. Конечно, правы утверждающие [5], что оснащение каждого насоса ПЧТ увеличивает возможное пространство расположения рабочих точек для установки. Могут быть правы и считающие [8], что при работе насоса в широком диапазоне подач рабочая точка не находится в оптимуме КПД, а при работе 2 таких насосов с пониженной скоростью общий КПД будет выше (рис. 10-2). Этой точки зрения придерживаются поставщики насосов, оснащенных встроенными ПЧТ.

По нашему мнению, ответ на этот вопрос зависит от конкретного вида характеристик системы, насосов и установки, а также от расположения рабочих точек. При управлении по постоянному давлению увеличение пространства расположения рабочих точек не требуется, и поэтому установка, оснащенная одним ПЧТ в щите управления, будет работать аналогично установке, каждый насос которой оснащен ПЧТ. Для обеспечения более высокой технологической надежности возможно установить в шкаф второй ПЧТ — резервный.

При правильном подборе (максимум КПД соответствует точке пересечения основной характеристики насоса и линии постоянного давления) КПД одного насоса, работающего на номинальной частоте (в зоне максимума КПД), будет выше общего КПД двух таких же насосов, обеспечивающих ту же рабочую точку при работе каждого из них с пониженной скоростью (рис. 10-3). Если рабочая точка лежит за пределами характеристики одного (двух и т.д.) насоса, то тогда один (два и т.д.) насос будет работать в «сетевом» режиме, имея рабочую точку на пересечении характеристики насоса и линии постоянного давления (с максимальным КПД). А один насос будет работать с ПЧТ (имея при этом более низкий КПД), и его скорость будет определяться текущим требованием системы по подаче, обеспечивая соответствующую локализацию рабочей точки всей установки на линии постоянного давления.

Целесообразно так подбирать насос, чтобы линия постоянного давления, определяющая и рабочую точку с максимальным КПД, пересекалась с напорной осью как можно выше относительно линий характеристик насоса, определенных для пониженных скоростей. Это корреспондируется с отмеченным выше положением о применении при решении задач повышения напора в оконечных участках сети насосов со стабильными и пологими характеристиками (по возможности с более низким коэффициентом быстроходности ns).

При условии «один насос рабочий…» весь диапазон подачи обеспечивается одним насосом (рабочим в данный момент) с регулируемой скоростью, поэтому большую часть времени насос работает с подачей меньше номинальной и, соответственно, при более низком КПД (рис. 6, 7). В настоящее время присутствует строгое намерение заказчика ограничиться двумя насосами в составе установки (один насос рабочий, один —   резервный) с целью снижения первоначальных затрат.

Эксплуатационные затраты влияют на выбор в меньшей степени. При этом нередко заказчик с целью «перестраховки» настаивает на применении насоса, номинальное значение подачи которого превышает расчетный и/или замеренный расход. В таом случае выбранный вариант будет не соответствовать реальным режимам водопотребления на значительном интервале времени суток, что приведет к перерасходу электроэнергии (из-за более низкого КПД в наиболее «частом» и широком диапазоне подачи), снизит надежность и долговечность работы насосов (из-за частого выхода на минимум 2„ин допустимого диапазона подачи, для большинства насосов — 10% от номинального значения), уменьшит комфортность водоснабжения (из-за периодичности функции останова и старта). В результате признавая «внешнюю» обоснованность аргументов заказчика, приходится принять как факт избыточность большинства вновь устанавливаемых повысительных насосов на внутренних системах водоснабжения, что приводит к очень низкому КПД насосных агрегатов. Использование ЧРП при этом дает лишь часть возможной экономии в эксплуатации.

Тенденция применения двух насосных ПНУ (один — рабочий, один — резервный) широко проявляется в новом жилищном строительстве, т.к. ни проектные, ни строительно-монтажные организации практически не заинтересованы в эксплуатационной эффективности инженерного оборудования возводимого жилья, главным критерием оптимизации является закупочная цена при обеспечении уровня контрольного параметра (например, подачи и напора в единственной диктующей точке). Большинство новых жилых домов, с учетом возросшей этажности, оснащается ПНУ. Возглавляемая автором компания («Промэнерго») осуществляет поставки ПНУ как производства «Грундфос», так и своего производства на базе насосов «Грундфос» (известных под наименованием МАНС). Статистика поставок «Промэнерго» в этом сегменте за 4 года (табл. 2) позволяет отметить абсолютное преобладание двух насосных ПНУ, особенно среди установок с ЧРП, которые в основном будут использованы в системах хозяйственнопитьевого водоснабжения, и в первую очередь жилых зданий.

По нашему мнению, оптимизация состава ПНУ, как в части затрат на электроэнергию, так и в части надежности работы, ставит вопрос об увеличении количества рабочих насосов (при снижении подачи каждого из них). Эффективность и надежность могут быть обеспечены только сочетанием ступенчатого и плавного (частотного) регулирования.

Анализ практики повысительных насосных систем с учетом возможностей современных насосов и методов регулирования, принимая во внимание ограниченность ресурсов, позволил предложить в качестве методического подхода оптимизации ПНС (ПНУ) концепцию периферийного моделирования подачи воды в контексте сокращения энергоемкости и стоимости жизненного цикла насосного оборудования [9]. Для рационального выбора параметров насосных станций с учетом структурной взаимосвязи и полирежим- ного характера функционирования периферийных элементов системы подачи воды разработаны математические модели. Модельное решение позволяет обосновать подход к выбору числа нагнетателей в составе ПНС, в основе чего лежит исследование функции стоимости жизненного цикла в зависимости от числа нагнетателей в составе ПНС. При исследовании по модели ряда действующих систем установлено, что в большинстве случаев оптимальное число рабочих насосов в составе ПНС составляет 3-5 единиц (при условии применения ЧРП).

Литература

1.  Березин С.Е. Насосные станции с погружными насосами: расчет и конструирование/С.Е. Березин. — М.: Стройиздат, 2008.

—   160 с.

2.  Карелин В.Я. Насосы и насосные станции/В.Я. Карелин, А.В. Минаев.

—   М.: Стройиз-дат, 1986. — 320 с.

3.  Карттунен Э. Водоснабжение II: пер. с финского/Э. Карттунен; Ассоциация инженеров-строителей Финляндии RIL г. у. — СПб.: Новый журнал, 2005 — 688 с.

4.  Кинебас А.К. Оптимизация подачи воды в зоне влияния Урицкой насосной станции Санкт-Петербурга/ А.К. Кинебас, М.Н. Ипатко, Ю.В. Рук- син и др.//ВСТ. — 2009. — № 10, ч. 2. — с. 12-16.

5.  Красильников А. Автоматизированные насосные установки с каскадно-частотным управлением в системах водоснабжения [Электронный ресурс]/А. Красильникова/Строительная инженерия. — Электрон, дан. — [М.], 2006. — № 2. — Режим доступа: http://www.archive- online.ru/read/stroing/347.

6.  Лезнов Б.С. Энергосбережения и регулируемый привод в насосных и воздуходувных установках/ Б.С. Лезнов. — М.: Энергоатом- издат, 2006. — 360 с.

7.  Николаев В. Потенциал энергосбережения при переменной нагрузке лопастных нагнетателей/В. Нико- лаев//Сантехника. — 2007. — № 6. — с. 68-73; 2008. — № 1. — с. 72-79.

8.  Промышленное насосное оборудование. — М.: ООО «Грундфос», 2006. — 176 с.

9.  Штейнмиллер О.А. Оптимизация насосных станций систем водоснабжения на уровне районных, квартальных и внутридомовых сетей: автореф. дис. … канд. техн. наук/ О.А. Штейнмиллер. — СПб.: ГАСУ, 2010. — 22 с.

Компания «Атлас Копко» запускает инновационный водокольцевой вакуумный насос с частотно-регулируемым приводом

20 февраля 2019 г.

Компания «Атлас Копко», запустив линейку интеллектуальных водокольцевых вакуумных насосов LRP 700-1000 VSD⁺ заявила о новом прорыве в сфере водокольцевой вакуумной технологии.

Кельн, Германия, февраль 2019 г. –

LRP VSD⁺, идеально пригодный для влажных и грязных условий применения, – это высокотехнологичное вакуумное решение с непревзойденными инновационными характеристиками и возможностями интеграции.

LRP VSD⁺, компактная, высокопроизводительная и энергоэффективная система в прочном шумоизолирующем кожухе, стала огромным шагом вперед по сравнению с классическими водокольцевыми насосами, доступными сегодня на рынке.

Простое «plug-and-play» устройство

Эргономичная конструкция LRP 700-1000 VSD⁺, наряду с лидирующим на рынке ИЧМ, обеспечивает оптимальный операторский интерфейс и простоту управления вакуумным насосом. Кроме того, точки впуска, выпуска и подключения сетевого кабеля расположены в верхней части насоса для упрощения установки. Эта функция не в последнюю очередь делает LRP VSD⁺ компании «Атлас Копко» несложным в использовании продуктом «plug-and-play».

Экономия энергии и воды

«LRP VSD⁺ обеспечивает экономию не только энергии и воды, но и пространства. Компактная конструкция и небольшая занимаемая площадь позволяют пользователям экономить пространство без какого-либо ущерба для производительности вакуумной системы», – объясняет Алистер Даррох (Alistair Darroch), менеджер по продукции – водокольцевое вакуумное оборудование. То же самое относится к функциональности: в этот насос уже включено большое количество оптимизированных для него компонентов, которые обычно поставляются в качестве дополнительных, требующих дополнительного пространства для трубопроводов и установки. В LRP 700-1000 VSD⁺ эти компоненты уже интегрированы в элемент насоса для обеспечения максимальной эффективности, производительности и экономии пространства.

Уровень шума при эксплуатации порядка 65 дБ(a)

Звукоизолирующий корпус значительно снижает уровень шума при работе в непосредственной близости. Действительно, при уровне шума при эксплуатации порядка 65 дБ(a) LRP VSD⁺ является чрезвычайно малошумным водокольцевым насосом. Наряду с шумоподавлением прочный кожух и шкаф управления обеспечивают эффективную защиту насоса и внутренней электроники от пыли и воды. Данная особенность делает серию LRP 700-1000 VSD⁺ пригодной к эксплуатации в самых тяжелых промышленных условиях, увеличивая срок службы электронных компонентов, а также интервалы технического обслуживания.

Настоящий прорыв в водокольцевой технологии

Говоря о проектировании серии LRP VSD⁺, Алистер Даррох отметил: «Вакуумный насос LRP VSD⁺ – это настоящий прорыв в водокольцевой технологии на сегодняшнем уровне. Ни один другой водокольцевой вакуумный насос не обеспечивает такой уровень эффективности и экономичности при высоком качестве изготовления и стандартной комплектации. Мы основывались на более чем 150-летнем инженерном ноу-хау и применили инновационный подход «Атлас Копко» для созданию действительно уникального решения. Сочетая преимущества классической конструкцию и надежности LRP с технологией частотно-регулируемого привода «Атлас Копко», мы представляем нечто, ранее невиданное на рынке».

Технология частотно-регулируемого привода

Технология частотно-регулируемого привода, примененная в LRP VSD⁺, уникальна. Система с двойным VSD работает в абсолютной гармонии с насосом, обеспечивая постоянную оптимальную производительность по вакууму. Основной частотно-регулируемый привод (VSD) точно поддерживает необходимый уровень вакуума, регулируя рабочую частоту вращения насоса, обеспечивая соответствие производительности насоса требованиям технологического процесса и экономию энергии. Второй частотно-регулируемый привод (VSD) регулирует насос циркуляции воды в соответствии с условиями эксплуатации. Обеспечивается оптимизация расхода воды в насосном элементе и максимальная производительность и стабильность при любых уровнях вакуума и рабочих частотах вращения.
«Интеллектуальные функции – это ключевая особенность LRP VSD⁺«, – продолжил Алистер Даррох, – «Наши запатентованные характеристики и уникальные алгоритмы обеспечивают баланс работы водяного насоса и частоты вращения главного двигателя. Это гарантирует, что насос всегда обеспечивает пиковую производительность при поддержании максимальной энергоэффективности».

Интеллектуальный контроль и дистанционное управление

Интеллектуальные возможности насоса расширены благодаря множеству инновационных решений, которые позволяют LRP VSD⁺ удовлетворить потребности заказчиков и требования современных производственных процессов различных условиях. Автоматические алгоритмы предотвращения заклинивания, ASP, и кавитации, ACP, защищают как насос, так и технологическое оборудование заказчика. Интеллектуальные функции контроля и дистанционного управления являются еще одними ключевыми характеристиками, которые действительно выделяют серию LRP VSD⁺.

Ключевая информация всегда под рукой

Благодаря контроллеру «Атлас Копко» MkV Elektronikon® в стандартной комплектации LRP VSD⁺ оснащен комплексной встроенной системой управления установкой. Ключевая информация, такая как состояние насоса, условия эксплуатации, предупредительные сигналы и информация о техническом обслуживании, всегда под рукой. Одновременно можно осуществлять мониторинг, управление и оптимизацию нескольких насосов, что обеспечивает заказчикам оптимальную производительность оборудования в любой момент времени. В сочетании с системой SMARTLINK компании «Атлас Копко» LRP VSD⁺ обеспечивает революционные возможности мониторинга, управления и подключения.

Предназначен для широкого диапазона областей применения

Благодаря функциям, которые обеспечивают оптимальную производительность, максимальное время бесперебойной работы и надежность вакуумного насоса, серия LRP VSD⁺ компании «Атлас Копко» подходит для широкого диапазона областей применения при жестких условиях высокой влажности и загрязненности, среди которых фильтрация, переработка пищевых продуктов, конвейерная транспортировка, ePS, сушка, дегазация и калибровка пластмасс, а также вулканизация резины.

За дополнительной информацией обращайтесь к представителям компании:

• Алистер Даррох (Alistair Darroch), менеджер по продукции – жидкостные насосы методы сбыта, подразделение промышленного вакуумного оборудования

  Тел.: +44 7585 886 247, эл. почта: [email protected]

• Кристоф Ангенендт (Christoph Angenendt), менеджер по коммуникациям подразделения промышленного вакуумного оборудования

  Тел.: +49 (0)172 29 650 75, эл. почта: [email protected]

Частотно-регулируемый привод — принцип действия, структура. Частотный электропривод.

Внимание! Приведенная ниже информация носит теоретический характер. Если Вам необходимо решить конкретную задачу или разобраться как и какое оборудование следует применить в Вашем случае, воспользуйтесь бесплатной консультацией связавшись с нами одним из указанных вверху данной страницы или на странице «Контакты» способов, либо заполните опросный лист. Инженер службы технической поддержки направит Вам рекомендации на указанный Вами адрес электронной почты. 

Также обращаем Ваше внимание на то обстоятельство, что в технологических процессах, в которых нет возможности или необходимости менять скорость вращения двигателей частотные преобразователи не могут быть использованы полностью с функциональной точки зрения. Для таких технологических процессов разработано оборудование ЭнерджиСейвер. Ознакомьтесь с информацией об оборудовании ЭнерджиСейвер на нашем сайте.

Введение

Современный частотно регулируемый электропривод состоит из асинхронного или синхронного электрического двигателя и преобразователя частоты (см. рис.1.).

Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую и приводит в движение исполнительный орган технологического механизма.

Преобразователь частоты управляет электрическим двигателем и представляет собой электронное статическое устройство. На выходе преобразователя формируется электрическое напряжение с переменными амплитудой и частотой.

Название «регулируемый частотный электропривод» обусловлено тем, что регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением частоты напряжения питания, подаваемого на двигатель от преобразователя частоты.

На протяжении последних 10 — 15 лет во многих отраслях мировой экономики наблюдается широкое и успешное внедрение частотно регулируемого электропривода для решения различных технологических задач. Это объясняется в первую очередь разработкой и созданием преобразователей частоты на принципиально новой элементной базе, главным образом на биполярных транзисторах с изолированным затвором IGBT

В настоящей статье коротко описаны известные сегодня типы преобразователей частоты, применяемые в регулируемом частотном электроприводе, реализованные в них методы управления, их особенности и характеристики.

При дальнейших рассуждениях будем говорить о трехфазном частотно регулируемом электроприводе, так как он имеет наибольшее распространение в промышленности.

Скачать полный текст

Дополнительную информацию Вы сможете найти по ссылкам:

Если у Вас имеются сомнения какую модель выбрать, свяжитесь с нами одним из указанных на данной странице способов.

Если у Вас имеются специальные требования, мы готовы проанализировать заполненный Вами опросный лист на низковольтные ПЧ или опросный лист на высоковольтные ПЧ и порекомендовать необходимое оборудование.

Подбор преобразователя частоты для насоса с примерами

Преобразователи частоты (ПЧ) используются для привода различного оборудования (конвейеры, компрессоры, вентиляторы и т.д.), но в данной статье мы разберем только технические аспекты выбора ПЧ для насосного оборудования и приведем два конкретных примера.

В “насосных” сериях преобразователей частоты производитель уже сделал основной выбор за клиента — модели оптимально подходят по диапазону регулирования частоты и мощности, входному и выходному напряжению, количеству выходных сигналов, току перегрузки и необходимым защитам.

Подбор преобразователя частоты по мощности двигателя — скользкий путь.

Многие производители уже в названии модели преобразователя указывают его номинальную мощность. Это касается как однофазных, так и трехфазных моделей. Например, в обозначениях моделей линейки Ermangizer мощность указывается в конце наименования — популярная модель ER-G-220-02-1,5 рассчитана на насосы номинальной мощностью до 1,5 кВт.

На первый взгляд все очень просто. Зная мощность своего насоса можно подобрать частотный привод только по одному названию. При этом:

Паспортная мощность преобразователя частоты должна быть выше или равна номинальной мощности насоса.

Однако мы бы хотели предостеречь от такого простого подхода к подбору ПЧ, так как при подборе оборудования по мощности возможны ошибки!

Применительно к насосам задача не такая простая, как может показаться. Подвох заключается в том, что различные производители насосов могут указывать в документации различную мощность.

Большинство импортных производителей указывают номинальную мощность (так называемую Р₂), по которой, во многих случаях, можно корректно производить подбор ПЧ.

Другие производители указывают в документации потребляемую мощность (так называемую Р₁), собственно ту электрическую мощность за которую придется рассчитываться по счетчику (например так поступает завод «Промэлектро-Харьков», выпускающий популярные насосы Водолей). А разница между Р₁ и Р₂ может запросто достигать 30%. По какой подбирать? Ориентируясь на P₁ вы выбираете ПЧ с более высокими характеристиками, чем вам необходимо, что приводит к переплате.

К сожалению, грамотность заполнения технической документации у многих насосов страдает. Часто и сами продавцы не понимают разницу между номинальной и потребляемой мощностью. Поэтому неудивительно, что в технических каталогах и документации на насосы иногда указывается просто “мощность”. Ориентируясь на такую безымянную мощность легко ошибиться с выбором.

Подбор преобразователя частоты по току двигателя — верный путь.

Если формально подойти к выбору ПЧ по номинальной мощности может получиться так, что ПЧ будет подобран впритык, без какого-либо запаса. Это связано с тем, что все преобразователи частоты имеют ограничения по току двигателя.

У насосной техники есть один малоизвестный нюанс — разные типы насосов при одной и той же номинальной мощности имеют разные значения потребляемого тока. Например, у погружных насосов ток двигателя заметно превышает ток поверхностных насосов той же мощности, что связано с различиями в их конструкции.

Например:

• У поверхностного насоса Grundfos CR 5-9 (номинальная мощность 1,5 кВт, питание 3×400 В) потребляемый ток двигателя составляет 3,15 А.
• У погружного насоса Grundfos SP 5A-17 (номинальная мощность 1,5 кВт, питание 3×400 В) потребляемый ток двигателя составляет 4,2 А.

Как видно, потребляемый ток у погружного двигателя выше на 30%! Значения, конечно, могут колебаться в зависимости от многих факторов (количества ступеней насосной части, производителя двигателя и т.д.), но факт остается фактом.

На практике это приводит к тому, что подбор ПЧ по мощности для поверхностного насоса окажется правильным, в то время как такой же подход для погружного (особенно скважинного) насоса окажется неприменимым. При эксплуатации будет возникать перегрузка по току (Overload).

Для скважинных насосов немаловажным фактором является сечение силового кабеля. В виду значительной длины силового кабеля его сечение должно быть выбрано таким образом, чтобы общие потери по длине находились в пределах 3-4%. Да, эти проценты допустимы, но они тоже вносят свой вклад в увеличение потребляемого двигателем тока!

Необходимо также учесть, что ток двигателя, указанный в документации на насос, не всегда совпадает с фактическим (при эксплуатации). Кроме того, характеристики двигателя могут незначительно изменяться с течением времени.

Почему еще лучше ориентироваться на ток двигателя.

У импортных однофазных насосов ток часто приводится под стандарт напряженияв 230 В, в то время как у нас до 2014 года в сети стандартным напряжением являлось напряжение 220 В.

В 2014 году в России стал действовать «ГОСТ 29322-2014: Напряжения стандартные». Согласно этому ГОСТУ, значение 230/400 В является результатом эволюции систем 220/380 В, которые завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако системы 220/380 В до сих пор продолжают официально применяться в России.

ГОСТ — это хорошо, но это еще не значит, что в вашей сети есть стабильное напряжение в 220 В. А чем ниже питающее напряжение, тем выше ток двигателя!

Приведем конкретный пример, показывающий зависимость тока двигателя от напряжения в сети.

Двигатели насосов имеют допуск на колебания напряжения в сети, чаще всего он находится в пределах от +6% до -10% от номинального значения. При частых перепадах, пониженном или повышенном напряжении рекомендуется установить стабилизатор напряжения.

Поэтому корректный подбор преобразователя частоты должен производиться не по мощности двигателя, а по потребляемому току, причем с обязательным запасом.

Номинальный (рабочий) ток преобразователя частоты должен быть выше номинального тока электродвигателя насоса. Рекомендуемый запас должен составлять 10%.

Можно выбрать модель и с большим запасом, но это просто приведет к удорожанию вашей покупки.

Подбор преобразователя частоты на конкретных примерах:

Разберем два примера подбора ПЧ для скважинных однофазных насосов, причем в первом случае производитель насоса указывает в документации номинальную мощность двигателя, а во втором случае потребляемую мощность.

Перед разбором примеров приведем сравнительную таблицу наиболее известных однофазных “насосных” преобразователей частоты:

Пример №1

Исходные данные — скважинный насос AquarioASP 1.5C-120-75 со следующими характеристиками: номинальная мощность двигателя (Р₂) 1,1 кВт, напряжение питания в сети 1×230 В, ток двигателя 8 А.

С учетом 10% запаса по току необходимо подобрать однофазный ПЧ с рабочим током не менее 8,8 А.

Из линейки однофазных преобразователей подходят следующие модели:

• SirioEntry 230 (рабочий ток двигателя до 10,5 А)
• ERMANGIZER ER-G-220-02-1,5 (рабочий ток двигателя до 10 А)
• ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,5 (рабочий ток двигателя до 11 А)

Обратите внимание, что модели ERMANGIZER ER-G-220-02-1,2 и ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,1, которые формально подходят по мощности (1,1 кВт), лучше не выбирать, так как рабочий ток у них составляет всего 8,5 А. Данные модели не обеспечивают необходимо го запаса, что может стать причиной остановок по перегрузке.

Пример №2

Исходные данные — скважинный насос Водолей БЦПЭ 0,5-80, имеющий следующие характеристики: потребляемая мощность (Р₁) 1,63 кВт, напряжение питания в сети 1×220 В, ток двигателя 7,5 А.

С учетом 10% запаса по току необходим однофазный ПЧ с рабочим током не менее 8,25 А.

Из линейки однофазных преобразователей подходят следующие модели:

• SirioEntry 230 (рабочий ток двигателя до 10,5 А)
• ERMANGIZER ER-G-220-02-1,2 (рабочий ток двигателя до 8,5 А)
• ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,1 (рабочий ток двигателя до 8,5 А)

Очевидно, что на самом деле насосу подходят ПЧ рассчитанные примерно на 1,1 кВт. Подбирая ПЧ под мощность в 1,63 кВт пришлось бы выбирать более мощную и, следовательно, более дорогую модель.

Ничего сложного в выборе преобразователя частоты нет, необходимо лишь внимательно отнестись к цифрам из технической документации производителя.

Перейти в раздел «Частотные преобразователи»

Что такое насос? | Какие бывают типы насосов? Механическое усиление

Насосы

широко используются во всем мире в различных отраслях промышленности для множества применений. Насосы бывают нескольких типов, которые разработаны в соответствии с требованиями различных приложений.

В этой статье я подробно расскажу о различных типах насосов и их функциях.

Что такое насос?

Насос — это механическое устройство, которое использует для передачи различных жидкостей из одного места в другое.Это гидравлическое устройство, которое поднимает жидкости с низкого уровня на высокий, перемещает жидкости из зон низкого давления в зоны высокого давления. Насос перекачивает жидкость, преобразуя механическую энергию жидкости в энергию давления (гидравлическую энергию).

Гидравлический насос также может использоваться в процессах, требующих высокого гидравлического давления. Это можно наблюдать на тяжелой технике. Как правило, тяжелое оборудование требует более низкого давления всасывания и высокого давления нагнетания.Низкое давление на впускной стороне насоса заставляет жидкость подниматься с определенной глубины, а высокое давление на выпускной стороне подталкивает жидкость к желаемому напору.

Насос работает аналогично компрессору . Основное различие между ними в том, что в них используются разные рабочие жидкости .

Типы насосов

Существуют разные типы насосов, но ниже приведены два основных типа насоса : .

1. Поршневой насос
2. Динамический насос

1) Поршневой насос

Основная статья: Насосы прямого вытеснения

В насосах этих типов движущиеся части (шестерни, кулачки, плунжеры, поршни и роторы) отводят жидкость из корпуса насоса и одновременно повышают гидравлическое давление. Таким образом, поршневой насос прямого вытеснения не создает давления.Он просто генерирует поток жидкости. Он также не требует ручного заполнения, поскольку обладает способностью самовсасывания.

Насосы прямого вытеснения делятся на несколько типов. Классификация поршневых насосов прямого действия приведена ниже:

1.1) Поршневые насосы

Основная статья: Поршневой насос

В насосах этого типа плунжер или поршень перемещается вниз и вверх. Во время такта всасывания цилиндр заполняется свежей жидкостью.После заполнения баллона впускной клапан закрывается и начинается ход нагнетания. Во время такта нагнетания выпускное отверстие открывается, и жидкость под давлением выходит из выпускного клапана. На входе и выходе есть обратный клапан для предотвращения обратного потока жидкости.

Эти типы насосов производят очень высокое давление. Они используются в нефтехимической, нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, сельскохозяйственной отраслях и в производстве удобрений.

Преимущества и недостатки:

Поршневые гидравлические насосы делятся на следующие четыре типа:

1.1.1) Насосы плунжерного типа

Плунжерный насос имеет крейцкопф, управляемый кулачковой рукояткой. Его производительность регулируется путем изменения скорости насоса или хода. Ход изменяется за счет установки эксцентрикового пальца.

Эти насосы используются для удаления накипи, шлама, водоструйной обработки, сточных вод и нижнего слива концентратора осветлителя. Их можно использовать для услуг учета и передачи. В основном они используются для таких применений, как удаление накипи, масляная гидравлика, очистка, орошение водой, транспортировка красок, шоколадных конфет, выпечки и т. Д.

Преимущества и недостатки:

1.1.2) Мембранные насосы

Основная статья: Мембранные насосы

Эти насосы типа универсальны и могут работать с большим количеством жидкостей, включая сухие пищевые порошки, сточные воды, добавки, фармацевтические препараты и химикаты.Преимущество мембранного насоса в том, что он не требует каких-либо уплотнений или уплотнений. То есть его используют в приложениях, не требующих утечки. Он предназначен для перекачивания шлама, шламов и жидкостей

Эти насосы используются на горнодобывающих, промышленных и общих предприятиях.

Преимущества и недостатки:

1.1.3) Поршневые насосы

Поршневой насос — простое и мощное устройство. Он имеет поршень, камеру, кожух и ряд блоков управления. Поршень этого насоса получает питание от электродвигателя через вал. Поршень соединяется с валом, а вращающаяся часть также соединяется с валом.Когда вращающаяся часть вращается, она поворачивает вал и поршень вниз, чтобы тянуть их назад.

Поршневые насосы работают, перемещая поршень вверх и вниз внутри камеры. По мере того, как поршень движется вниз, он всасывает жидкость, а движется вверх, а затем нагнетает жидкость. Во время движения поршня вниз насос всасывает воду или другую жидкость снаружи через впускной клапан. Во время движения вверх поршень увеличивает давление жидкости за счет уменьшения ее объема.

Эти типы насосов используются для таких применений, как водозабор из скважины или глубины земли, надежное давление, водное орошение , для нефти и газа , а также системы распределения для транспортировки краски, кондитерских изделий, шоколада и т. Д.

1.2) Роторный насос

Ротор роторного насоса вращает или заменяет жидкость вращательным движением по орбите. Механизм роторного насоса состоит из корпуса, лопасти, кулачков, рабочего колеса, впускного и выпускного отверстий. Эти компоненты роторного насоса помогают перекачивать жидкости.

Это самовсасывающие насосы, обеспечивающие почти постоянную производительность независимо от давления. Они производятся с минимальным зазором между неподвижными и вращающимися компонентами для минимизации утечки со стороны нагнетания на сторону всасывания.Эти насосы работают на низких скоростях, чтобы выдерживать эти зазоры.

Поскольку роторный насос работает с высокой скоростью, он вызывает чрезмерный износ и эрозию, что приводит к увеличению зазора и снижению производительности насоса.

Эти насосы чаще всего используются для перекачки высоковязких жидкостей, таких как масла, в том числе для смазочных масел и топлива, в машинное отделение.

Ротационный насос имеет следующие типы :

1.2.1) Лепесток вращения

Ротор этого типа насоса не касается корпуса во время работы. Жидкость всасывается из всасывающего клапана в полость между стенкой камеры и лопастями. Из-за зацепления роторов жидкость не может вытечь между ними. Следовательно, жидкость выходит из сопла в направлении вращения внешнего лепестка. Они обладают различными характеристиками, такими как надежность, гигиеническое качество, устойчивость к ржавчине и отличная эффективность.

Они часто используются в таких областях, как биофармацевтическое производство, производство напитков и пищевых продуктов, а также гигиеническая обработка.

Преимущества и недостатки:

1.2.2) Винтовые насосы

Это особый тип роторного насоса прямого вытеснения, в котором поток жидкости через насосный элемент является осевым. Это не засоряющееся устройство большой емкости с атмосферным давлением, которое может перекачивать различные отходы и твердые частицы из исходных неочищенных сточных вод. Однако у них есть практические ограничения по накачке напора.В нем используются два винта (отвертка и винты с приводом) для создания давления жидкости. Эти винты сцеплены друг с другом.

Преимущества и недостатки:

1.2.3) Винтовые насосы

Эти типы насосов специально разработаны для перекачивания вязких и абразивных жидкостей с высоким содержанием воздуха, волокон и твердых частиц. Жесткий стальной винтовой ротор вращается и вращается в статоре из эластомера.

Они лучше всего подходят для многофазных, агрессивных, вязких жидкостей с твердыми частицами и газом во взвешенном состоянии при сравнительно средних температурах.Они лучше всего подходят для жидкости, чувствительной к сдвигу. Эти насосы могут управлять материалами как с высокой, так и с низкой вязкостью, такими как овощи и фрукты. Они рассчитаны на объемный расход, пропорциональный скорости вращения рабочего колеса насоса.

Преимущества и недостатки:

1.3) Пневматический насос

Пневматический насос — это поршневой насос прямого вытеснения. Они используются в таких областях, как водоочистка, пищевая и химическая промышленность. Этот насос обеспечивает стабильный поток для смешивания и измерения. Кроме того, он может перекачивать различные жидкости, такие как зубная паста и различные химические вещества. В этих насосах сжатый воздух используется для перемещения жидкости.

В пневматическом эжекторе сжатый воздух выходит из напорного резервуара нагнетания в выпускную линию под действием силы тяжести через последовательность скачков через обратный клапан.

Преимущества и недостатки:

2) Динамический насос

Динамический насос перекачивает жидкость, увеличивая ее давление при прохождении через крыльчатку и диффузор. В этом типе крыльчатка увеличивает скорость жидкости, а диффузор преобразует эту скорость в энергию давления. Он использует центробежную силу для перекачки жидкости.

Динамический насос подразделяется на следующие типы:

2.1) Центробежные насосы

Основная статья: Центробежный насос

Это наиболее широко используемые насосы во всем мире.Центробежный насос имеет простой принцип работы. Эти типы насосов эффективны, надежны и относительно недороги в производстве.

Повышает производительность за счет передачи механической энергии от двигателя жидкости через вращающееся рабочее колесо.

Это насос с рабочим колесом и диффузором для нагнетания воды или других жидкостей. Рабочее колесо перемещает жидкость в осевом и радиальном направлении с помощью центробежной силы. Эта крыльчатка через вал соединена с электродвигателем.Когда вал начинает вращаться, крыльчатка также вращается. Это рабочее колесо имеет неподвижные лопасти, которые также вращаются вместе с рабочим колесом.

Центробежные насосы — лучший вариант для перекачки жидкостей из одного места в другое для многих приложений, таких как фармацевтика, химия, горнодобывающая промышленность, нефть, электростанции, промышленность, коммунальное хозяйство (водоочистные сооружения и сточные воды), сельское хозяйство и т. Д.

Обычно они предназначены для жидкостей с относительно низкой вязкостью, таких как вода и легкая нефть.Жидкости, имеющие высокую вязкость, например 10 или 20 мас. При температуре масла 68-70 градусов по Фаренгейту требуется дополнительная мощность для работы центробежного насоса. Следовательно, поршневые насосы прямого вытеснения — лучший вариант для жидкостей с вязкостью более 30 мас.

Чаще всего центробежные насосы используются для отвода сточных вод, грязи, шлама, перекачки сырой нефти, циркуляции горячей воды, повышения давления, водоснабжения и очистки котловой воды.

Центробежные насосы бывают следующих типов:

2.2.1) Радиальные насосы

Входит в состав самых известных типов центробежных насосов. Рабочее колесо этих насосов выпускает жидкость под прямым углом к ​​валу. В этих типах насосов все давление создается за счет центробежной силы. Насос с радиальным потоком используется для применений с низким расходом и высоким давлением. Отношение внешнего диаметра рабочего колеса к диаметру проушины для этого водяного насоса не менее 2.

2.2.2) Осевой поток

Основная статья: Насос осевого потока

Жидкость движется через бегунок в направлении, параллельном малой высоте оси вала.Как и сброс потока высокий. Эти типы насосов используются для приложений с высоким расходом и средним напором. Он создает давление, толкая и поднимая жидкость с помощью лопасти рабочего колеса.

Имеет только одно отношение внешнего диаметра рабочего колеса (D2) к диаметру проушины (D1). Его крыльчатка не имеет ширины.

2.2.3) Смешанный поток

В этом насосе направление потока частично радиальное, а частично осевое. Он используется для приложений с высоким и средним напором.В них часть давления создается центробежной силой, а часть — подъемом лопастей рабочего колеса на жидкость.

A Насос смешанного типа в основном используется для осушения сельскохозяйственных земель и лифтового орошения, перекачивания морской воды, охлаждающей воды для атомных и тепловых электростанций, водоснабжения, промышленных применений , и сточных вод.

Отношение внешнего диаметра рабочего колеса (D2) к диаметру проушины (D1) меньше 1,5.Его крыльчатка имеет большую ширину.

2.2) Вертикальные центробежные насосы

Также известен как консольный насос. Он использует уникальный дизайн обслуживания и эксклюзивный вал. Этот насос имеет сохраненную конструкцию и специальный вал, который позволяет вместить объем в яме, когда подшипник находится вне ямы. Он не использует заполненный контейнер для закрытия вала, а использует дроссельную втулку. Мойка деталей — наиболее популярное применение этого типа насоса.

Имеются разные типы, которые приведены ниже.

2.2.1) Горизонтальные насосы

Горизонтальный водяной насос имеет не менее двух рабочих колес. Их используют для перекачивания.

Все фазы находятся в одинаковых укрытиях и смонтированы на одинаковых осях. На одном горизонтальном валу можно установить не менее восьми дополнительных ступеней. Каждый шаг поднимает примерно одинаковое количество головы. Многоступенчатый водяной насос может быть заполнен двойным или одинарным всасыванием с первым рабочим колесом.

2.2.2) Погружные насосы

Это моноблочные насосы с приводом от погружных двигателей, предназначенные для установки под водой во влажных колодцах. Двигатель устанавливается под корпусом барабана и напрямую соединяется с валом ротора насоса. Погружной насос также известен как насосы для отстойников, сточных вод и дождевой воды. Он имеет множество применений, включая строительство, муниципальные, промышленные, местные, бытовые, коммерческие услуги и услуги по переработке ливневых вод.

Эти типы насосов эффективно перекачивают дождевую воду, грунтовые воды, промысловую воду, сточную воду, сточную воду, сточные воды, воду из колодцев, химикаты и продукты питания.Области применения этих трубопроводов в основном включают в себя различные рабочие колеса, такие как одноканальные, многоступенчатые, закрытые, прерыватели и резаки. Есть несколько вариантов для различных приложений, таких как низкий напор, высокий расход, высокий напор и низкий расход.

2.2.3) Трансмиссионный насос

Контроллер этого типа двигателя подключается к выталкивающей головке. Система вала проходит через колонну до барабана. Таким образом, вал передает крутящий момент на ротор водяного насоса.

Как определить, качает насос или нет?

Есть много факторов, по которым мы можем определить, качает наш насос или нет. Некоторые из них подробно описаны ниже.

1. Если вы подозреваете, что проблема в помпе, слегка прикоснитесь к ней. Если он работает нормально, он слегка вибрирует, и вы чувствуете тепло. Если насос не вибрирует и не нагревается, выключите его и откройте с помощью отвертки, чтобы изучить проблему.
2. Если вода возвращается из насоса после его выключения, это может быть связано с тем, что односторонний клапан не закрыт. Это еще один метод определения проблем вашего гидронасоса.
3. Если уровень воды не изменяется, пока насос продолжает работать, возможно, сам насос неисправен, обратный клапан может застрять в закрытом положении или сливная линия может быть заблокирована.
4. Износ и истирание: Независимо от того, насколько прочной является насосная система, в конечном итоге она будет изнашиваться.Как долго ваши детали? Если вы используете помпу в течение длительного времени, возможно, ее необходимо заменить. Проверьте систему на наличие явных признаков износа, таких как грязь или мусор, повредившие внутреннюю часть фитинга, клапана, шланга или насоса.

Каковы симптомы отказа водяного насоса?

Раннее выявление проблем — один из лучших способов устранения неисправностей и предотвращения поломки насоса. Ниже приведены некоторые симптомы, указывающие на отказ насоса:

1. Утечки : осмотрите насос и трубы, чтобы определить утечку, которую необходимо устранить.Поскольку утечка может привести к снижению производительности и снижению производительности насоса, частые утечки происходят из-за торцевых уплотнений или сальникового уплотнения. Механическое уплотнение изнашивается, и его необходимо регулярно заменять.
2. Ненормальный шум: Самым первым признаком неисправности насоса является ненормальный шум. Это нормально, когда насос работает в нормальном состоянии. Однако необычно громкие или скрипящие звуки могут указывать на такие проблемы, как износ подшипников.
3. Чрезмерная вибрация: Правильно установленный и исправный насос не сильно вибрирует.Поэтому, если он сильно вибрирует, вы должны немедленно выяснить причину вибрации. В максимальных случаях насос вибрирует из-за перекоса, повреждения, дисбаланса рабочего колеса или перекоса электродвигателя.
4. Коррозия: Обесцвечивание, трещины или ржавчина корпуса насоса или трубопровода являются симптомами коррозии и должны быть немедленно удалены. Коррозия — это процесс, который приводит к отказу насоса из-за повреждения корпуса и других деталей, а также загрязнения перекачиваемых жидкостей.
5. Перегрев: Очень высокая температура подшипников, двигателя или насоса всегда указывает на проблему, и ее нельзя игнорировать. Обнаружив эту проблему, вы немедленно исследуете проблему и решите ее.
6. Засорение: Если насос не может обрабатывать твердые частицы, значит, проблема с засорением. Присутствие твердых частиц может засорить рабочее колесо или клапан.

Типы обслуживания насосов

Насосное обслуживание бывает следующих видов:

1. Текущее обслуживание
2. Ежегодное обслуживание
3. Ежедневное обслуживание

1) Текущее обслуживание насоса

Текущее обслуживание насоса включает осмотр следующих частей:

i) Состояние подшипников и смазки

Ежедневный мониторинг и запись температуры подшипников, уровней смазки и вибрации.Смазка должна быть прозрачной и без пены. Если есть пузырьки воздуха, это означает, что смазка вашего подшипника имеет высокую температуру, и вам необходимо добавить больше смазки, чтобы снизить температуру подшипника. Если вибрация подшипника увеличивается, это может быть вызвано выходом из строя подшипника, и его необходимо немедленно заменить.

ii) Состояние уплотнения вала

Было бы лучше, если бы вы регулярно проверяли механическое уплотнение вашего насоса. Если есть какие-либо признаки утечки, это означает, что ваше уплотнение вала протекло.

Во время останова проверьте уплотнение насоса, чтобы убедиться в надлежащей смазке. Если набивка сальника выглядит сухой и сжатой, замените ее и долейте смазку в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

iii) Общая вибрация насоса

Приближающийся отказ насоса можно обнаружить, наблюдая за всей вибрацией насоса. Изменения центровки насоса, выход из строя подшипников, кавитация и засорение всасывающего и нагнетательного трубопроводов могут вызвать чрезмерную вибрацию.

iv) Давление нагнетания насоса

Общее давление нагнетания насоса можно определить по разнице давлений на манометрах на входе и выходе. Убедитесь, что показания находятся в пределах проектных характеристик насоса. Вы можете выполнить поиск на сайте производителя или в инструкции по эксплуатации.

2) Ежегодное обслуживание насосов

Регистрируйте производительность насоса не реже одного раза в год. Данные сравнительного анализа должны содержать, по крайней мере, мощность двигателя в амперах, расход, давление напора и вибрацию подшипников.

Перед обслуживанием помпы необходимо отключить источник питания.

Ниже приведены основные детали насоса, которые необходимо проверять в обязательном порядке во время ежегодного технического обслуживания:

• Рама подшипника и опора: Проверьте раму подшипника на наличие окалины, ржавчины, шероховатости или трещин. Обработанная поверхность должна иметь точечную коррозию или эрозию.
• Подшипниковая рама : проверьте все резьбовые соединения на предмет загрязнения. При необходимости очистите все резьбы.Удалите все посторонние или незакрепленные материалы. Проверьте каналы смазочных каналов, чтобы убедиться, что они не засорены.
• Вал и втулка : проверьте точечную коррозию или канавки. Проверьте биение вала и втулки, замените втулку и вал, если они изношены или если биение вала превышает 0,002 дюйма.
• Кожух : Проверьте признаки точечной коррозии, коррозии или износа кожуха. Если глубина износа превышает 0125 дюймов, необходимо немедленно заменить кожух.Осмотрите поверхность прокладки на предмет отличительных знаков.
• Рабочее колесо : проверьте рабочее колесо насоса на предмет повреждений, коррозии, эрозии или износа. Если лопасти рабочего колеса имеют изогнутую форму или износ более 0,125 дюйма, как можно скорее замените рабочее колесо.
• Адаптер рамы: Проверьте адаптер рамы на наличие повреждений, коррозии, деформации или трещин. Если у вашего адаптера рамы есть эти условия, немедленно замените его.
• Корпус подшипника : проверьте наличие трещин, следов коррозии и износа на корпусе подшипников вашего насоса.Если на корпусе подшипника есть какие-либо из этих признаков, замените его.

3) Контрольный список ежедневного технического обслуживания

• Ежедневно проверяйте свой насос на наличие кавитации и шумных проблем с подшипниками.
• Осмотрите прокладки и корпус на предмет утечки давления.
• Проверьте сальники и набивку на предмет утечки пара. Не должно быть утечки пара.
• Проверить работу обогрева.
• Проверить масло подшипников на предмет обесцвечивания и попадания воды.
• Проверить температуру всех подшипников.
• Проверить эффективность работы системы водяного охлаждения. Прикоснувшись к ним, проверьте температуру теплообменника, рубашки и охладителя.
• Проверить маслосъемное кольцо и подшипник через заливное отверстие. Вымойте крышки подшипников в чистоте.
• Проверьте состояние механического уплотнения, и оно должно быть в нормальном состоянии.
• Проверить утечку масла на прокладке.

Применение насосов

• Они используются для передачи воды из одного места в другое.
• Используются для впрыска топлива в различных транспортных средствах.
• Используется для охлаждающей воды.
• Для перекачки газа или нефти.
• Используется в бумажной промышленности.
• Используется в химической промышленности.

Раздел часто задаваемых вопросов

Какова функция насоса?

Насос используется для перекачки жидкостей из одного места в другое. Он просто производит поток жидкости; он не производит давления. Насос просто генерирует необходимый поток жидкости для развития давления, которое помогает насосу перекачивать жидкость из одного места в другое.

Какие бывают типы насосов?

Насосы бывают следующих типов:

• Поршневые насосы
• Поршневые насосы
• Плунжерные насосы
• Центробежные насосы
• Ротационные насосы
• Погружные насосы
• Осевые насосы
• Самовсасывающие насосы
• Роторные насосы
• Горизонтальные насосы
• 9018 Роторные насосы
• Горизонтальные насосы

• Почему выходят из строя водяные насосы?

  Водяной насос выходит из строя из-за несбалансированного вала насоса или эрозии внутри системы охлаждения.Но в максимальных случаях водяные насосы выходят из строя из-за негерметичности вала.

  Какие два основных типа насосов?

  Насос бывает двух основных типов:

  1. Поршневой насос
  2. Динамический насос

  Для чего используется насос?

  Основной насос используется для перекачивания воды, шлама, пищевых продуктов, сточных вод, нефти и газа. Насосы также используются в оросительных системах, электростанциях, системах очистки сточных вод, химической промышленности, пищевой промышленности, производстве удобрений и т. Д.

  Насосы создают давление?

  Насос не может создавать давление; он просто генерирует поток жидкости.

  В этой статье мы подробно рассмотрим различные типы насосов. Итак, я изо всех сил стараюсь объяснить все, что связано с этой темой. Но если вам нужны дополнительные разъяснения, не стесняйтесь и дайте мне знать свой вопрос в разделе комментариев. Я сделаю все возможное, чтобы очистить вас.

  Насос | инженерия | Британника

  Насос , устройство, расходующее энергию для подъема, транспортировки или сжатия жидкостей.Самые ранние насосы были устройствами для подъема воды, такими как персидские и римские водяные колеса и более сложный винт Архимеда ( q.v. ).

  Горные работы в средние века привели к развитию всасывающего (поршневого) насоса, многие типы которого описаны Георгиусом Агриколой в De re Metallica (1556). Всасывающий насос работает при атмосферном давлении; когда поршень поднимается, создавая частичный вакуум, внешнее атмосферное давление заставляет воду попадать в цилиндр, откуда она выходит через выпускной клапан.Одно только атмосферное давление может поднять воду на максимальную высоту около 34 футов (10 метров), поэтому силовой насос был разработан для осушения более глубоких шахт. В силовом насосе ход поршня вниз выталкивает воду через боковой клапан на высоту, которая просто зависит от силы, приложенной к поршню.

  Классификация насосов.

  Насосы классифицируются в зависимости от способа передачи энергии жидкости. Основными методами являются (1) объемное смещение, (2) добавление кинетической энергии и (3) использование электромагнитной силы.

  Жидкость может быть вытеснена механически или с использованием другой жидкости. Кинетическая энергия может быть добавлена ​​к жидкости либо путем ее вращения с высокой скоростью, либо путем создания импульса в направлении потока. Чтобы использовать электромагнитную силу, перекачиваемая жидкость должна иметь хороший электрический провод. Насосы, используемые для транспортировки или нагнетания газов, называются компрессорами, нагнетателями или вентиляторами. Насосы, в которых перемещение осуществляется механически, называются объемными насосами прямого вытеснения.Кинетические насосы передают кинетическую энергию жидкости с помощью быстро вращающейся крыльчатки.

  Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
  Подпишитесь сейчас

  Вообще говоря, поршневые насосы прямого вытеснения перемещают относительно небольшие объемы жидкости при высоком давлении, а кинетические насосы перемещают большие объемы при низком давлении.

  Определенное давление требуется для того, чтобы жидкость текла в насос, прежде чем можно будет добавить дополнительное давление или скорость. Если давление на входе слишком мало, возникнет кавитация (образование пустого пространства в насосе, которое обычно занято жидкостью).Испарение жидкости во всасывающей линии — частая причина кавитации. Пузырьки пара, попадающие в насос вместе с жидкостью, схлопываются, когда попадают в область с более высоким давлением, что приводит к чрезмерному шуму, вибрации, коррозии и эрозии.

  Важными характеристиками насоса являются требуемое давление на входе, производительность по отношению к заданному общему напору (энергия на фунт из-за давления, скорости или высоты) и процентная эффективность перекачки конкретной жидкости. Эффективность перекачивания подвижных жидкостей, таких как вода, намного выше, чем вязких жидкостей, таких как меласса.Поскольку вязкость жидкости обычно уменьшается с повышением температуры, в промышленности принято нагревать очень вязкие жидкости, чтобы перекачивать их более эффективно.

  Основные типы насосов: центробежные и поршневые

  Насосы упрощают транспортировку воды и других жидкостей, что делает их очень полезными во всех типах зданий — жилых, коммерческих и промышленных. Например, пожарные насосы обеспечивают подачу воды под давлением для пожарных и автоматических спринклеров, водоподкачивающие насосы доставляют питьевую воду на верхние этажи высотных зданий, а гидравлические насосы используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которые используют воду для обогрева и охлаждения помещений.

  Существует множество конструкций насосов, но большинство типов можно разделить на центробежные и поршневые. В этой статье будет представлен обзор каждого типа насосов и сравнение их характеристик.

  ---

  Убедитесь, что насосные системы в вашем здании спроектированы профессионально.

  ---

  Центробежные насосы

  В центробежном насосе используется рабочее колесо , с изогнутыми лопастями, которые ускоряют жидкость наружу при вращении.Рабочие колеса обычно приводятся в движение электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания, и их движение вызывает всасывание на входе насоса, втягивая воду внутрь.

  В зависимости от типа производимого ими потока воды центробежные насосы можно разделить на три подтипа. Схема потока определяется как формой рабочего колеса, так и конструкцией насоса.

  ПОДТИП	ОПИСАНИЕ	ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
  Насос с осевым потоком	Также известный как пропеллерный насос, он создает поток воды в направлении вала рабочего колеса.	Высокий расход Низкое давление
  Радиальный насос	Насосы этого типа создают поток в направлении, перпендикулярном валу (угол 90 °).	Низкий расход Высокое давление
  Насос смешанного потока	Этот тип насоса сочетает в себе радиальный и осевой поток, создавая коническую структуру потока вокруг вала.	Средний расход Среднее давление

  Центробежные насосы являются наиболее распространенным типом, поскольку они подходят для работы с водой и относительно просты в производстве.Эти насосы также имеют тенденцию иметь более низкую цену, поскольку массовое производство снизило их производственную стоимость.

  Поршневые насосы

  Насосы прямого вытеснения перемещают фиксированное количество жидкости через равные промежутки времени. Они построены с внутренними полостями, которые заполняются на стороне всасывания, чтобы выпускать их с более высоким давлением на выходе. В зависимости от того, как перемещается жидкость, поршневые насосы могут быть возвратно-поступательными или ротационными.

  ПОДТИП	ОПИСАНИЕ	ПРИМЕРЫ
  Поршневой насос	Поток создается внутри расширяющейся и сжимающейся полости, например поршня.Вода перемещается в полость во время расширения и вытесняется во время сжатия, в то время как направление потока регулируется с помощью обратных клапанов.	Мочевой пузырь Диафрагма Перистальтический Поршень / плунжер
  Роторный насос	В этом типе насоса используется ротор, который улавливает воду в полостях, выпуская ее на выходе. Эти полости могут быть промежутками между зубьями шестерен или резьбой, среди других конфигураций. В некоторых конструкциях используется более одного вала, но принцип тот же: форма ротора предназначена для захвата «карманов» воды и их перемещения в заданном направлении.	Шестерня Винт Полость хода Лопасть Лопасть

  Как соотносятся центробежные и поршневые насосы?

  Насосы обоих типов перемещают жидкости в определенном направлении, но постоянное ускорение жидкости — это не то же самое, что перемещение ее в фиксированных количествах.В результате между обоими типами насосов есть важные различия в производительности.

  ТИП НАСОСА	ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС	НАСОС ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ
  Влияние давления в системе	Когда система оказывает большее давление на насос, поток уменьшается.	Расход постоянный, независимо от давления в системе.Насос просто в ответ производит большее давление.
  Влияние вязкости жидкости	Более высокая вязкость жидкости снижает скорость потока и снижает эффективность.	Более высокая вязкость жидкости увеличивает скорость потока.

  Когда насосы приводятся в действие электродвигателем, с помощью переменной частоты (VFD) можно добиться значительной экономии энергии за счет снижения частоты вращения двигателя, когда полная скорость насоса не требуется.Однако вы должны обязательно проверить совместимость: некоторые насосы несовместимы с частотно-регулируемыми приводами, в то время как другие позволяют регулировать скорость выше минимального значения об / мин.

  Частотно-регулируемые приводы

  и другие элементы управления насосами можно комбинировать с двигателями NEMA Premium Efficiency для достижения минимально возможных эксплуатационных расходов.

  Заключение

  Насосы

  имеют множество применений, и они широко используются в жилых, коммерческих и промышленных зданиях. В результате было разработано большое количество различных конструкций насосов.Однако разнообразие также может привести к путанице, а использование неподходящего насоса для конкретного применения может привести к потере энергии или даже к повреждению оборудования.

  Чтобы убедиться, что все системы вашего здания используют насосы правильного типа, лучше всего работать с квалифицированными инженерами MEP. Они также могут помочь вам интегрировать частотно-регулируемые приводы и другие функции управления на этапе проектирования, сэкономив со временем тысячи долларов на счетах за электроэнергию.

  Что такое насос? — Центробежные насосы, поршневые насосы, многоступенчатые насосы

  Типы и работа насосов

  Введение

  Насос — это механическое устройство, используемое для перекачки жидкостей из одной точки в другую путем передачи энергии, подаваемой первичным двигателем в жидкость.Первичным двигателем может быть электродвигатель, I.C. двигатель, или паровой двигатель, или турбина. Мощность, необходимая для перекачивания жидкости, зависит от количества жидкости, высоты (напора), на которую она должна быть поднята, и вязкости жидкости.

  Как работает насос?

  A Насос работает, передавая энергию, поставляемую первичным двигателем, жидкости двумя способами, а именно:

  1. За счет передачи кинетической энергии жидкости крыльчаткой, как в центробежных насосах

  2.Путем физического выталкивания (вытеснения) жидкости, как в поршневых насосах

  Центробежные насосы работают по принципу центробежной силы , действующей на любую массу при вращении. Жидкость, попадающая в проушину крыльчатки, контактирует с вращающейся крыльчаткой, забирает у нее кинетическую энергию и подвергается действию центробежной силы , заставляя ее перемещаться к периферии крыльчатки. Покидая периферию рабочего колеса, он входит в спиральную камеру или диффузор Лопатки , где его кинетическая энергия преобразуется в давление.Это давление в жидкости заставляет ее продвигаться по трубам к точке доставки.

  Более одной крыльчатки может быть установлено на одном валу, работающем в корпусе аналогичной конструкции. Такие насосы называются двухступенчатыми , трехступенчатыми, или многоступенчатыми центробежными насосами .

  Поршневые насосы в основном бывают двух типов: поршневые насосы и Роторные насосы . Есть несколько вариантов поршневых насосов .Точно так же существует несколько поршневых насосов , таких как шестеренчатые насосы , винтовые насосы , и лопастные насосы . Все насосы поршневого типа работают по одному и тому же принципу, то есть физически вытесняя жидкость движущимися частями насоса.

  Поршневой насос имеет поршень или плунжер, перемещающийся вверх и вниз через коленчатый вал, вращаемый электродвигателем. Верхнее пространство над поршнем соединено с всасывающей и нагнетательной трубами через всасывающий и нагнетательный клапаны.Когда поршень движется вниз, всасывающий клапан открывается, и жидкость из всасывающей трубы поступает и заполняет пространство цилиндра над поршнем. Точно так же, когда поршень движется вверх, жидкость в пространстве над поршнем выталкивается через нагнетательный клапан в нагнетательную трубу.

  Если используется только пространство над поршнем, насос называется Насос одностороннего действия . Однако нижняя сторона поршня также может быть оснащена всасывающим и нагнетательным клапанами, соединенными с всасывающим и нагнетательным трубопроводами и использоваться как отдельный узел.Насос, использующий обе стороны поршня, называется насосом двойного действия .

  На одном валу может приводиться более одного поршня с более чем одним числом ходов кривошипа. Такой насос с двумя поршнями обозначается как Duplex Pump , а насос с тремя поршнями обозначается как Triplex Pump . Для поршневых насосов

  не требуются всасывающие и нагнетательные клапаны , подсоединяемые к всасывающим и нагнетательным трубам, так как жидкость всегда проталкивается в одном направлении и нет реверсивного движения, как в поршневых насосах .Все роторные поршневые насосы , такие как шестеренчатый насос , винтовой насос , лопастной насос и т. сторона нагнетания вращающимися частями. Винтовые насосы могут иметь , одновинтовые , двухвинтовые , или трехвинтовые для работы в составе нескольких единиц.

  Классификация насосов | Все насосы

  Насос — это устройство, которое механически перемещает жидкости из одного места в другое.По сути, это самая ранняя форма машины, восходящая к Древнему Египту.

  Шадуф — первое устройство, которое использовалось для подъема воды в нескольких цивилизациях, и, следовательно, самая ранняя форма насоса.

  Поскольку насосы существуют уже так давно, неудивительно, что существует бесконечное множество размеров и типов, используемых в различных сферах применения в различных отраслях промышленности.

  Классификация насосов

  Насосы

  делятся на 2 основные категории: динамические и объемные (также известные как объемные).

  Ниже приведены некоторые насосы обеих категорий (перечислить все невозможно):

  • динамический
  • Положительное смещение

  Динамические насосы

  Центробежные насосы

  Центробежные насосы являются наиболее часто используемым типом насосов в мире благодаря простому принципу работы и относительно недорогой стоимости производства.

  Повышение давления жидкости от входа насоса к его выходу создается, когда насос работает.Эта разница давлений перемещает жидкость через систему или установку.

  Насосы погружные

  Погружные насосы (также известные как насосы для ливневых вод, насосы для сточных вод, септические насосы) могут продолжать работать, будучи полностью погруженными в воду.

  Системы пожарных гидрантов

  Насосная система пожарного гидранта (также известная как пожарный насос, усилитель гидранта, пожарный водяной насос) технически является не насосом, а отдельной системой. Подкачивающий насос гидранта обычно состоит из 1 центробежного насоса и других компонентов, таких как панель управления, и соединен с дизельным или электрическим двигателем.

  Поршневые насосы

  Мембранные насосы

  Существует 2 основных типа мембранных насосов: пневматические и механические.

  Как следует из названия, мембранные насосы с пневматическим приводом (также известные как насосы AOD или насосы AODD) работают исключительно от воздуха, что делает их пригодными для использования в опасных и жестких условиях. Они также используются для перекачки химикатов, обезвоживания подземных угольных шахт, производства продуктов питания или там, где перекачиваемая жидкость имеет высокое содержание твердых частиц или высокую вязкость.

  Шестеренные насосы

  Шестеренчатые насосы перекачивают жидкость шестернями, входящими и выходящими из зацепления, чтобы создать непульсирующее перекачивающее действие. Они способны перекачивать при высоком давлении и превосходно перекачивать жидкости с высокой вязкостью.

  Как работает шестеренчатый насос

  Шестеренные насосы с внутренним и внешним зацеплением — это два основных типа шестеренчатых насосов. Основные различия между этими двумя типами шестеренчатых насосов заключаются в расположении шестерен и в местах скопления жидкости.

  Перистальтические насосы

  Перистальтические насосы создают постоянный поток для дозирования и смешивания и могут перекачивать самые разные жидкости, от зубной пасты до всех видов химикатов.Они широко используются в водоподготовке, химической и пищевой промышленности.

  Лопастные насосы

  Лопастные насосы

  отличаются превосходными санитарными качествами, высокой эффективностью, надежностью, коррозионной стойкостью и хорошими характеристиками очистки на месте и стерилизации на месте (CIP / SIP). Таким образом, они очень популярны в пищевой и фармацевтической промышленности.

  Поршневые насосы

  Поршневой насос — это тип объемного насоса, в котором уплотнение высокого давления совершает возвратно-поступательное движение с поршнем.Поршневые насосы можно использовать в различных областях, включая перекачку краски, шоколада, кондитерских изделий и т. Д.

  В чем разница между типами насосов?

  На рынке представлено много различных типов насосов, эта статья поможет вам понять различия между каждым типом насоса.

  Тип насоса, который вам понадобится, будет зависеть от вашего применения, в том числе:

  • Тип жидкости, которую вы хотите перекачивать
  • Расстояние, на которое вы хотите переместить жидкость
  • Объем, который необходимо достичь за определенный период времени

  Но бывает сложно определить, какой именно насос выбрать.Существует так много дизайнов и ниш, что определение насоса, отвечающего этим трем требованиям, может вызвать затруднения. Чтобы упростить задачу при выборе насоса, существует два типа насосов, которые работают по-разному и в целом охватывают большинство конструкций насосов.

  Центробежные насосы

  Этот тип насосов является одним из наиболее часто используемых в настоящее время. Как и в других конструкциях насосов, в нем используется крыльчатка, которая представляет собой вращающуюся лопасть для создания всасывания, которое затем перемещает жидкость по трубам.Вращающееся рабочее колесо создает так называемую центробежную силу, что и дало название конструкции этого насоса. Насос может приводиться в движение электродвигателем или двигателем.

  Центробежные насосы обычно используются для жидкостей с низкой вязкостью и низкой концентрацией твердых веществ. Однако есть центробежный шламовый насос, который может перекачивать жидкости с большим количеством частиц.

  В австралийском техническом справочнике по насосам PIA (2007 г., стр. 30) классифицирует рабочие колеса по трем конструкциям:

  • Осевой поток: Рабочее колесо осевого потока нагнетает жидкость вдоль оси вала.По этой причине насос с осевым потоком по определению не является «центробежным» в своем перекачивающем действии.
  • Радиальный поток: Рабочее колесо с радиальным потоком нагнетает жидкость в радиальном направлении под углом 90 ° к оси вала.
  • Смешанный поток: Рабочее колесо смешанного потока нагнетает жидкость в коническом направлении с использованием комбинированного радиального и осевого нагнетания, как следует из названия.

  Рисунок 1 иллюстрирует эту классификацию.

  Поршневые насосы

  Насос этого типа создает расширяющуюся полость на всасывающей стороне насоса и сужающуюся полость на выпускном патрубке.Эта разница создает давление, которое одновременно втягивает и толкает жидкость, прилагая достаточную силу для создания потока.

  Поршневые насосы бывают двух исполнений:

  • Возвратно-поступательное движение: В этой конструкции всасывание создается поршнем, который погружается в материал и вытягивает его. Клапаны используются для обеспечения того, чтобы поток двигался только в одном направлении. Таким образом, возвратно-поступательная конструкция пульсирует жидкость с одинаковыми интервалами
  • Поворотный : В поворотной конструкции используются две шестерни, которые сцепляются вместе.Движение шестерен создает высокое давление на стороне нагнетания, которое создает поток

  Благодаря своей конструкции поршневые насосы лучше справляются с работой с вязкими материалами. Существует много различных типов поршневых насосов прямого вытеснения, например:

  • Роторный насос
  • Винтовой насос
  • Роторный шестеренчатый насос
  • Поршневой насос
  • Мембранный насос
  • Винтовой насос
  • Шестеренчатый насос
  • Пластинчатый насос
  • Перистальтический шланг

  Global Pumps поставляет широкий ассортимент промышленных насосов со склада в Австралии с быстрой доставкой.

  Положительный поршневой насос в сравнении с центробежным насосом.

  При перекачивании жидкостей из одной обсадной колонны в другую необходимо учитывать несколько переменных при выборе насоса. Иногда лучше использовать центробежный насос, а в других случаях предпочтительнее поршневой насос прямого вытеснения. В этом блоге мы кратко рассмотрим, как работают насосы. Затем мы углубимся в различия между двумя насосами и дадим совет, когда использовать какой насос.

  Что такое центробежный насос?
  Центробежные насосы используются для транспортировки жидкостей путем преобразования энергии вращения, приводимой в действие каким-либо двигателем или двигателем, в энергию, перемещающую жидкость. Жидкость поступает в рабочее колесо насоса по оси вращения, где она ускоряется крыльчаткой в ​​направлении диффузора или спирали. Жидкости увеличивают давление и скорость, проходя мимо крыльчатки.

  Что такое поршневой насос прямого вытеснения?
  Насос прямого вытеснения транспортирует жидкости, улавливая фиксированное количество жидкости и нагнетая ее в напорную трубу.Движение запускается двумя или тремя шпинделями, которые движутся в противоположных направлениях друг к другу; перекачивание и, таким образом, вытеснение жидкости.

  В чем отличия?
  Оба насоса вытесняют жидкость, однако между ними есть некоторые различия.

  Механика.
  Очевидная разница между ними заключается в том, как они работают. Как показано выше, центробежные насосы сообщают жидкости скорость, в результате чего создается давление на выходе.Насосы прямого вытеснения улавливают ограниченное количество жидкости и перекачивают ее из всасывающего отверстия в нагнетательный патрубок. Короче говоря, в центробежных насосах создается давление и возникает поток, тогда как в насосах прямого вытеснения создается поток и возникает давление.

  Производительность.
  Поскольку поток является результатом давления, в центробежных насосах поток изменяется при изменении давления. Поскольку поршневые насосы прямого действия работают наоборот, их поток соответствует изменению давления.Оба типа насосов могут регулировать поток, изменяя скорость. Расход вращающегося поршневого насоса прямого вытеснения пропорционален скорости (диапазон изменения часто превышает 10: 1) и почти не зависит от перепада давления. В отличие от центробежных насосов (диапазон изменения 3: 1), нет необходимости как в многочисленных применениях, так и в насосных агрегатах для конкретных продуктов. Работой можно управлять без обработки жидкости или дросселирования насоса. В центробежных насосах это необходимо, несмотря на регулируемую скорость.

  Вязкость.
  Для центробежных насосов эффективность снижается с увеличением вязкости. Это связано с потерями на трение внутри насоса. По этой причине эти насосы обычно не используются при вязкости более 850 сСт. Производительность центробежного насоса снижается уже с вязкости 100 сСт. Напротив, эффективность поршневых насосов прямого вытеснения увеличивается с увеличением вязкости.

  Эффективность.
  Центробежные насосы достигают максимума при BEP (точка максимальной эффективности).При более высоких или более низких уровнях давления эффективность снижается. В пределах окна 80–110% от BEP этот насос является адекватным. Для поршневых насосов прямого вытеснения эффективность увеличивается с увеличением давления.

  Условия на входе .
  В центробежных насосах обязательно наличие жидкости в насосе для создания перепада давления. Кроме того, центробежный насос не может подавать GVF (объемная доля газа) выше 15%.Поэтому всасывающий трубопровод и насос необходимо заполнить жидкостью. Сухой насос не заправляется сам по себе. В поршневых насосах прямого действия на впускном отверстии (всасывании) создается отрицательное давление. Насос также необходимо один раз заполнить жидкостью. Однако, в отличие от центробежного насоса, он также может работать с большими объемами газа и заправлять его самостоятельно со значением NPSHr (необходимая положительная высота всасывания) до 1,8 м.