Слайд 1Регулирование работы насосов
Дросселирование
Байпасирование
Изменение частоты вращения РК
Другие способы
Слайд 2Регулированием работы насоса называется процесс искусственного изменения характеристики трубопровода или
насоса для обеспечения работы насоса в требуемой режимной точке.
При изменении
характеристики трубопровода возможны следующие способы регулирования подачи насоса: дросселирование и байпасирование. Все режимные точки будут расположены на характеристике насоса.
Слайд 3При изменении характеристики насоса возможны следующие способы регулирования его подачи:
изменение частоты вращения ротора насоса,
поворот лопастей рабочего колеса,
поворот
лопаток входного направляющего аппарата;
поворот лопаток направляющего аппарата, расположенного за рабочим колесом.
Все рабочие режимы независимо от способа регулирования подачи насоса будут расположены на характеристике сети.
Слайд 4
1.Регулирование подачи задвижкой (дросселирование)
Слайд 5На напорной стороне центробежного насоса всегда при монтаже устанавливается задвижка,
которая выполняет запорно-регулирующие функции.
С помощью этой задвижки можно изменять
подачу насоса от 0 до Q1.
Слайд 6Выражение для характеристики сети будет иметь вид:
Н=Нст + SQ² +
Sз Q²,
где Sз – коэффициент сопротивления задвижки.
Величина Sз будет
переменной и меняющей крутизну характеристики сети, зависящей от степени открытия задвижки.
Слайд 7Q
H,м
0
H1
Hст
Q1
Q2
1
2
Q-Н
Q-h1
hн1
hн2
Q-h2
H2
hзд
η,%
η1
η
η2
Слайд 8При полностью открытой задвижке режимная точка 1 будет находиться на
пересечении характеристик трубопровода Q-h1 и насоса Q-H. Подача насоса при
этом Q1, напор Н1, потеря напора на трение hн1.
Для уменьшения подачи до Q2 необходимо частично прикрыть задвижку. Так как сопротивление задвижки входит в общее сопротивление трубопровода, его значение увеличивается с прикрытием задвижки. Характеристика пойдет круче и займет положение Q-h2.
Слайд 9Напорная характеристика насоса Q-H будет занимать прежнее положение.
При закрытии задвижки
режимная точка перемещается по характеристике насоса Q-H до точки 2
с параметрами Q2 и Н2. При подаче Q2, меньшей подачи в точке 1 Q1, скорость движения воды в трубопроводе уменьшается, потери напора уменьшаются. Насос создает напор Н2. Потеря напора в задвижке hзд.
Слайд 10Так как при прикрытии задвижки напор Н2, создаваемый насосом, не
полностью используется в сети, а часть его расходуется на преодоление
сопротивления задвижки, то КПД снижается.
Мощность, теряемая при дросселировании:
Слайд 11Преимущества метода по сравнению с другими: простота, не требует дополнительного
оборудования.
Недостатки: неэкономичность, так как часть энергии гасится, снижается КПД установки;
регулирование только в сторону уменьшения подачи.
Область применения: насосы малой и средней мощности, имеющие пологую характеристику, и в течение короткого времени.
Слайд 13Байпасирование – перепуск части подаваемой жидкости из напорной линии во
всасывающую.
Если требуется уменьшить подачу до значения Qб, то по перепускной
линии (байпасу) жидкость с расходом qп направляют из напорного трубопровода во всасывающий. При этом общая подача в точке а увеличивается до Qа, а подача в сеть (точка б) уменьшается до Qб.
Слайд 14При включении в схему байпаса сеть трубопроводов можно отнести к
разветвленной, суммарную характеристику получают сложением расходов по каждому трубопроводу при
одинаковых напорах.
Характеристика сети становится более пологой, напор уменьшается со значения Н1 до Н2, а мощность с N1 до N2.
Слайд 15Область применения: вихревые и осевые насосы, у которых при увеличении
подачи мощность уменьшается.
В ЦБН байпасирование ведет к увеличению мощности
и перегрузке электродвигателя; усложняет коммуникации, увеличивает габариты установки.
Слайд 16Q
H,м
0
H2
Hст
Qб
Q1
1
2
а
Qа
Q-Н
Q-h1
б
Qб
qп
Qа
2`
H1
qп
N,кВт
Q-N
N1
N2
Q-h2
Q-hб
Слайд 173. Регулирование подачи изменением частоты вращения РК
Слайд 18Изменение частоты вращение ротора насоса осуществляется:
применением приводных двигателей с регулируемой
частотой вращения.
К ним относятся паровые и газовые турбины, двигатели
внутреннего сгорания, электродвигатели постоянного тока, электродвигатели переменного тока: с частотными преобразователями, по схеме асинхронного вентильного каскада, на базе вентильного двигателя, многоскоростные;
Слайд 19- постановкой между насосом и приводом с постоянной частотой вращения
вариатора частоты (гидравлической или электромагнитной муфты).
50 Гц
n1=const
n2=var
1
2
3
Привод с вариатором
частоты вращения:
1 – насос; 2 – вариатор; 3 - ЭД
Слайд 20Основным преимуществом таких приводов является возможность использования наиболее простых и
надежных нерегулируемых электродвигателей любого типа.
К недостаткам относится наличие потерь
скольжения, необходимость компоновки регулирующего устройства в один агрегат вместе с двигателем и насосом.
Слайд 21Схема насосного агрегата с гидромуфтой:
1 – насос; 2 –
гидромуфта; 3 - ЭД
Слайд 23Конструктивная схема гидромуфты
1 – ведущий вал; 2 – насосное
колесо; 3 – ведомый вал; 4 – турбинное колесо
Слайд 24Схема электромагнитной муфты
1 – ведущий вал; 2 – ведомый
вал; 3 – контактные кольца; 4 – индуктор; 5 –
обмотка возбуждения; 6 - якорь
Слайд 25При рассмотрении графика совместной работы мы видим, что режимная точка
будет перемещаться по характеристике трубопровода Q-h, занимая положения 1, 2.
Подача и напор будут уменьшаться.
Напор Н2 будет полностью использоваться для поднятия жидкости на геометрическую высоту и преодоление сопротивления трубопровода hн2.
Слайд 26Q
H,м
0
H1
Hст
Q1
Q2
1
2
Q-Н2
Q-h1
hн1
hн2
H2
η,%
η
Q-Н1
n1
n2
N,кВт
Q-N1
Q-N2
Слайд 27Преимущества метода по сравнению с другими: большая экономичность; отсутствие непроизводительной
потери мощности.
Недостатки: дополнительные затраты на создание системы изменения частоты вращения.
Область
применения: системы, где затраты на устройство системы изменения частоты вращения меньше затрат на потерю мощности при дросселировании.
Слайд 28Сравнение дросселирования и изменения числа оборотов
N
16,5кВт
Экономия 47%
8кВт
15кВт
15
Слайд 294. Другие способы регулирования подачи насосов
Слайд 30Регулирование подачи насосов поворотом лопастей РК широко применяется в осевых
и диагональных насосах.
Рабочее колесо осевого насоса состоит из втулки обтекаемой
формы, на которой укреплены поворотные лопасти.
Слайд 31Регулирование подачи насосов поворотом лопастей РК
H,м
Hзад
Слайд 32Поворотный входной направляющий аппарат регулирует подачу в нешироких пределах (около
30 %) за счет изменения закрутки потока на входе в
насос и применяется в осевых и диагональных насосах.
Для регулирования режима работы крупных вертикальных насосов используются поворотно-лопастные входные направляющие аппараты (ВНА), устанавливаемые непосредственно перед входом в насос.
Поворот лопаток изменяет крутизну напорных характеристик насоса.
Слайд 33Схема входного направляющего аппарата
1- корпус; 2 – обтекатель; 3 –
поворотные лопатки; 4 - РК
Слайд 35Схема входного направляющего аппарата
1- корпус; 2 – обтекатель; 3 –
поворотные лопатки; 4 - РК
Слайд 36Напорные характеристики насоса с ВНА
1 - при повороте лопаток ВНА
на α=-10º;
2 - при повороте лопаток ВНА на α=+5º;
Слайд 37Регулирование подачи поворотом лопаток направляющего аппарата, расположенного за РК, применяется
в радиально-осевых и диагональных насос-турбинах.
Слайд 38Осевой насос типа ОП
1 – лопасти РК;
2 – камера;
3 –
выправляющий аппарат;
4 – подвод воды для смазки
5, 10 – опоры
вала;
6 – диффузор;
7 – опора подшипника;
8 – уплотнение вала;
9 – шток;
11 – привод механизма разворота лопастей.
Слайд 39Расчетному положению лопастей соответствует угол их установки φ = 0.
Угол φ может быть уменьшен или увеличен. Механизм поворота лопастей
имеет ручной, электрический или гидравлический привод. Возможность изменения угла установки лопастей позволяет изменять крутизну напорной характеристики насоса и, следовательно, регулировать его подачу и напор