Как правильно читать график напорных характеристик насоса. Выбор, установка и подключение погружного насоса. Монтаж насоса и ввод в эксплуатацию
Центробежные насосы
В рубрике «Общее» рассмотрим, как подобрать центробежный насос и какие его основные рабочие характеристики. Для правильного подбора и эксплуатации центробежных насосов необходимо знать и понимать такие основные параметры оборудования как подача, напор, потребляемая мощность, КПД, высота столба жидкости над всасывающим патрубком насоса (NPSH), их взаимосвязь между собой и другими параметрами насоса при различных условиях эксплуатации. Для подбора насосов существуют рабочие характеристики в виде графиков или таблиц выражающих зависимость напора, мощности и КПД насоса от его подачи. Эти характеристики, называются рабочими характеристиками и создаются они во время проведения испытаний насосов в заводских лабораториях. Данные характеристики являются основным техническим документом, характеризующим технико-экономические свойства конкретного, центробежного насоса. Характеристики насосов затем размещаются в каталоги, также в каталогах приводится краткое описание, область применения насосов их назначение, описание конструкции насосов, чертежи общих видов и габаритные размеры. С помощью этих каталогов осуществляется подбор центробежных насосов. Крупнейшие производители насосного оборудования предлагают потребителям специальные собственные программы для оптимального подбора насосов, у немецких компаний Wilo – это программа Wilo-Select, у Grundfos – это программа WinCAP.
В частности, электрическая насосная система с открытым или под давлением резервуаром позволяет полностью автоматизировать работу благодаря датчикам уровня или давления. Моторизованные насосы просты в использовании. Однако всасывающие центробежные насосы должны быть повторно загрунтованы при каждом использовании: когда насос останавливается, жидкость, присутствующая в них, течет в скважину под действием силы тяжести. Этого можно избежать, установив дополнительное устройство. Кроме того, эти насосы всасывающих электродвигателей имеют, как и ручные насосы, высоту всасывания, ограниченную 7 метрами.
Основные рабочие характеристики центробежных насосов
Насос – это гидравлическая машина, преобразующая механическую, вращательную энергию привода в энергию движения жидкости. Основными характеристиками насоса являются: подача, напор, КПД, потребляемая мощность и кривая NPSH.
Подача или производительность – это количество жидкости, которое подается насосом в единицу времени обозначается буквой «Q » и измеряется в м 3 /час (кубических метрах в час) или л/сек, (литрах в секунду).
Погружные насосы не имеют этих недостатков. Из-за их низкой производительности бензиновые насосы используются только в небольших установках, которые работают в течение коротких промежутков времени. Как правило, предпочтительными являются электрические или дизельные двигатели.
Независимо от вашего типа, моторизованные насосы должны быть надлежащим образом поддерживаться. В дополнение к самому насосу двигатель добавляется. При надлежащем обслуживании и регулярной замене изнашиваемых деталей моторизованные насосы могут иметь относительно большой срок службы. Удобно не продлить его использование слишком много, как это иногда бывает, поскольку это снижает его производительность и портит его преждевременно.
Напор – это удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости, обозначается буквой «Н » и измеряется в метрах водного столба (м).
Рабочая характеристика – это кривая выражающая зависимость между расходом и напором насоса, в пределах которой рекомендуется его эксплуатировать.
КПД любого механизма представляет собой отношение полезной мощности к потребляемой мощности и обозначается это отношение буквой «η» . Поскольку «вечный двигатель» пока не изобретен, то КПД любого привода всегда будет меньше 1, или меньше 100 %. Для центробежного насоса общий КПД определяется значением КПД двигателя «η м » (электрического или механического) и КПД насоса «η р » . Произведение этих двух значений представляет собой общий КПД «η». КПД насосов различного назначения может колебать в очень широких пределах. Так для насосов с мокрым ротором КПД изменяется от 5% до 54%, а для высокоэффективных насосов с сухим ротором он изменяется в пределах от 30% до 80%. Насосное оборудование практически никогда не работает при постоянной подаче. Поэтому, при выборе оборудования необходимо убедится, что рабочая точка насоса находится в средней трети его рабочей характеристики, где наиболее оптимальный КПД. В каталогах производителей насосов эта оптимальная рабочая характеристика указывается отдельно для каждого насоса.
Рабочая точка центробежного насоса, работающего на сеть. Способы регулирования подачи насоса. Потребляемая мощность
Основным недостатком является его стоимость операции, как объясняется в следующем пункте. Дополнительная стоимость моторизованного насоса по отношению к руководству зависит от характеристик двигателя. Например, цена на двигатель зависит от его скорости вращения: чем ниже, тем дороже насос будет стоить. В свою очередь, снижение скорости двигателя снижает шум, улучшает всасывающую способность и снижает износ насоса.
Порядки цен на насосы малой мощности следующие. Насосы большей мощности производятся на заказ. Хотя цена покупки маломощных насосов не слишком высока, техническое обслуживание дорого. Это в основном связано с ценами на электричество или топливо, которые, как правило, значительно повышаются. Расход дизельного топлива зависит от условий эксплуатации. Стоимость обслуживания также включает смазочные материалы, запасные части и ремонт.
Как мы говорили выше, насос это гидравлическая машина, преобразующая механическую, вращательную энергию привода в энергию движения жидкости. В результате этого преобразования затрачивается энергия (мощность). Количество затраченной энергии и является потребляемая мощность «Р 1 » . Как и любую машину, насосную часть характеризует потребляемая мощность «Р 2 ». Величина мощности насосной части прямо пропорциональна напору и подаче и обратно пропорциональна коэффициенту полезного действия (КПД). Математически это выражается при помощи следующей формулы: Р 2 = (р *Q *H )/(367 *η), где:
Срок службы насоса зависит от его годового рабочего времени и технического обслуживания. Поэтому более уместно говорить о количестве часов работы. Он колеблется между 500 и 000 часами. На практике обновление обычно происходит после периода эксплуатации от 2 до 5 лет. Срок службы электрического насоса больше.
Напор определяется по формуле
Перед покупкой моторизованного насоса убедитесь, что его размеры не являются чрезмерными, что его стоимость обслуживания не является чрезмерной и что пользователи готовы платить то, что необходимо для устранения риска отказа насоса от работы из-за невозможности для получения топлива или электричества.
P 2 – потребная мощность [кВт]
ρ – плотность [кг/дм 3 ]
Q – расход [м 3 /ч]
H – напор [м]
η – КПД насоса (например, 0,5 при 50%)
– это образование пузырьков газа в результате появления локального давления ниже давления парообразования перекачиваемой жидкости на входе в рабочее колесо. Работа насоса в таком режиме приводит к снижению производительности (напора) и КПД. Из-за схлопывания пузырьков воздуха в областях с более высоким давлением обычно на выходе рабочего колеса происходят микроскопические взрывы, вызывающие скачки давления, шумы и разрушение материала внутренних деталей насоса. Необходимым параметром центробежного насоса является значение (высота столба жидкости над всасывающим патрубком насоса). NPSH определяет минимальное давление на входе насоса, необходимое для того, чтобы насос работал без кавитации. Другими словами это дополнительное давление, необходимое для предотвращения появления пузырьков газа в процессе работы. Кривая NPSH насоса – это графическая зависимость, полученная в результате кавитационных испытаний центробежного насоса в заводской лаборатории. В силу различных причин, в том числе из-за сложности физических процессов, происходящих на всасывающем патрубке насоса, этому необходимому параметру при подборе насосов и его эксплуатации не уделяется должное внимание.
Основы Практики. Маломасштабное орошение. Тепловые насосы представляют собой систему кондиционирования воздуха, которая направлена на обеспечение тепла в пространстве. Его механизм основан на обратимом холодильном цикле, то есть они способны обеспечить тепло и нагревать санитарную воду, чтобы вызвать холод.
Эта система нагрева поглощает тепло внешнего воздуха и переносит его во внутреннее пространство, что делает его низким потреблением и экологической системой, потому что его основной источник энергии исходит от тепла в воздухе. Среди его преимуществ наиболее важными являются.
Графические характеристики насосов
Почти все, о чем мы говорили выше, изображено на графических характеристиках (Рис.1) взятых из каталога. Мы не будем конкретно привязываться к типу оборудования и фирме производителю насосов. Нас больше интересует сам принцип подбора центробежного насоса. На графике (Поз. 1) изображена рабочая характеристика насоса, выражающая зависимость между расходом и напором насоса. На оси абсцисс располагается производительность (расход) насоса, выраженная в (м 3 /час) и (л/сек). По оси ординат располагается напор насоса, выраженный в метрах (м). Как видно из графика при «нулевом» расходе насос выдает максимальный напор равный примерно 57 метров. При максимальном расходе примерно 8 м 3 /час, насос создает напор примерно 19 метров. Это крайние рабочие точки по расходу и напору для данного, конкретного типа насоса. Теоретически рабочая точка может располагаться в любом месте рабочей характеристики насоса. За пределами рабочей характеристики эксплуатировать любой насос категорически запрещено.
Насосы работают с компрессором, который потребляет электричество для переноса тепла, а не для его создания. Он обеспечивает значительную экономию по сравнению с традиционными системами отопления, такими как газ, электричество или дизельное топливо. Мы также можем использовать их в качестве кондиционеров в течение летних месяцев.
- Они обратимы.
- Уважение к окружающей среде.
Что касается его работы, то хладагент, протекающий через этот контур, который является базой насоса, находится при низкой температуре и при низком давлении и, следовательно, находится в жидком состоянии. Когда насос включен, он начинает вытягивать воздух снаружи, который проходит через испаритель вокруг точки, где находится жидкость, и поглощает тепло, присутствующее в воздухе, испаряясь. Воздух вытесняется наружу снова холоднее, чем когда он был поглощен.
На графике (Поз. 2) находится графическая зависимость КПД от производительности насоса. На оси абсцисс располагается производительность (расход) насоса, выраженные в (м 3 /час) и (л/сек). На оси ординат располагается КПД насоса, выраженный в процентах (%). Как видно из графика КПД равняется нулю при нулевом расходе. Насос работает, но расхода нет, и никакая полезная работа при этом не выполняется. Зеленым прямоугольником (Поз. 4) выделена примерная оптимальная рабочая область с оптимальным КПД насоса. Максимальный КПЛ в нашем случае будет при расходе примерно 3,5 м 3 /час и напоре примерно 43 м. (данная рабочая точка обозначена синей линией).
После этого текучая среда в виде газа при низком давлении поступает в компрессор. Компрессор отвечает за увеличение давления и температуры, превращая газ в горячую жидкость. Как только газ становится очень горячей жидкостью, он переходит в конденсатор, где он дает энергию окружающему воздуху, нагревая его, чтобы отправить его во внутреннюю часть комнаты, и, поскольку он дает всю энергию, конденсируется и возвращается в состояние жидкость.
Наконец, жидкость проходит через расширительный клапан, чтобы восстановить первоначальные характеристики и снова начать цикл. Что касается типов тепловых насосов, мы можем различать четыре. Тепловой насос «воздух-воздух»: эти тепловые насосы могут воспользоваться обменом между двумя равными элементами, генерирующими выброс или усиление тепла между закрытым корпусом и наружу, как правило, являются те, которые работают в кондиционерах окружающего воздуха. Воздушный водяной тепловой насос: они поглощают окружающий воздух и создают обмен между ним и водой, вычитая тепло в окружающую среду и доставляя его в жидкость. Геотермальные тепловые насосы: эти тепловые насосы выделяют тепло, содержащееся в недрах, они действительно водоводные, но при проведении обмена с недрами они вносят очень высокие урожаи, они имеют неудобство установки, хотя после их укладки к точке генерируют большую прибыльность, чем любая другая, но ее цена и требования являются ее обусловливанием. Насос обменивает тепло между этими подземными водами и сетью водоснабжения. . Использование одинаковых или разных пар в насосных системах обычно определяется экономической переменной.
На графике (Поз. 3) изображена графическая зависимость высоты водяного столба жидкости NPSH от производительности насоса. На оси абсцисс располагается производительность (расход) насоса, выраженные в (м 3 /час) и (л/сек). На оси ординат находится высота подпора водяного столба, выраженная в метрах (м). Из графика видно, что чем больше расход насоса, тем больше должна быть высота подпора. При максимальном КПД насоса подпор на входе в насос должно составлять примерно 1,5 м.
Настоящая практика относится к случаю, когда пары, которые интегрируют систему накачки, различны. Все концепции и уравнения, которые используются в унитарной системе накачки, были рассмотрены в практике эффективности накачки, поэтому в настоящее время они опущены.
Серия насосных систем обеспечивает жидкости с высокими нагрузками и низкими расходами. На рисунке 3 показана полученная кривая, когда два насоса последовательно добавляются вместе. На рисунке 4 показана полученная кривая, когда два насоса последовательно добавляются вместе.
И в заключение можно отметить следующее. Для долгой и надежной эксплуатации насосного оборудования необходимо выбрать правильное и оптимальное соотношение между расходом, напором, КПД и NPSH насоса, а в конечном итоге и с его ценой. Ведь для покрытия потребностей в воде можно выбрать насос с большим запасом по мощности или менее мощный, но более эффективный. В первом случае придется тратить денег больше два раза. Первый раз при покупке, более мощный насос стоит дороже, и второй раз во время эксплуатации оборудования платить больше за перерасход электроэнергии. И если покупка оборудования – это одноразовая трата денежных средств, то эксплуатация оборудования – это трата постоянная.
Параллельная насосная система обеспечивает большие затраты при низких нагрузках. На рисунке 5 показана результирующая кривая при графическом построении двух характеристических кривых накачки параллельно. На рисунке 6 показана полученная кривая, когда графически добавлены две параллельные кривые накачки.
Рабочая точка насоса
Для этого затраты каждого признака складываются вместе для соответствующего значения нагрузки. Для любого чтения в операции. Запорный клапан перед двойным рабочим колесом должен оставаться полностью закрытым. Баллонный клапан после выпуска насоса из рабочего колеса должен оставаться полностью закрытым. Баллонный клапан, который соединяет оба насоса, должен оставаться полностью открытым. Затвор перед подачей насоса рабочего колеса должен оставаться полностью открытым. Баллонный клапан после разряда насоса с двойным рабочим колесом изменяет расход от нуля до общего значения в соответствии со значением, которое требуется в эксперименте.
Спасибо за оказанное внимание.
При проведении аудита производителями насосов на многих объектах промышленного и коммунального значения обнаруживается неверный подбор типа насоса, рабочей точки; проводятся работы по замене насосов. Показательным является то, что в результате переоборудование окупается в течение нескольких лет. Попробуем разобраться в типичных ошибках при подборе насосного оборудования, приводящих к проблемам в эксплуатации.
Все клапаны в трубном пучке должны оставаться полностью открытыми. Для любых показаний в операции. Задвижки, установленные перед подачей каждого насоса, должны оставаться открытыми. Баллонный клапан, который соединяет выпуск насоса с крыльчаткой, и подача на двухцилиндровый насос должен оставаться полностью открытым. Шаровые клапаны, установленные в разрядах каждого насоса, должны оставаться полностью открытыми. Шаровые клапаны, установленные в трубном пучке, могут варьироваться от крышки до полной диафрагмы.
Разработайте блок-схему для последовательной и параллельной работы. С информацией, полученной в работе последовательной и параллельной системы. Сделайте наблюдения, которые, по вашему мнению, актуальны. Выводы и рекомендации. Рабочая точка насосной системы задается путем пересечения кривых насоса и подъемной системы. При выборе насоса: найдите характеристические кривые, которые поднимают проектный поток до манометрической высоты, работая как можно ближе к точке лучший выход.
Что необходимо знать для подбора насоса
Для точного подбора насоса необходимо знать:
Напор,
- расход (подачу),
- вид и рабочую температуру перекачиваемой жидкости,
- давление на входе насоса (давление подающей магистрали),
- ограничения по уровню шума,
- дополнительные сведения, если они влияют на возможность применения насоса на объекте (например, количество фаз, ограничения по потребляемой мощности и пр.).
Характеристики насоса.
Несколько поворотов, в которых может работать машина, соответствующие характеристические кривые и параболы изоэффективности. После выбора насоса характеристическая кривая, обеспечивающая диаметр, эффективность и другие данные ротора, выполняется в каталоге производителя.
Технические причины: при высоком падении в роторе большого диаметра и высоком вращении, а также высоких центробежных ускорениях и трудностях с указанием материалов. Экономические причины: когда стоимость двух меньших насосов меньше, чем стоимость более крупного насоса, чтобы сделать тот же сервис. Повышенный спрос с течением времени.
1. Напор (Н) - это работа, которую передает насос жидкости, которую перекачивает. Напор, создаваемый насосом или несколькими насосами, должен полностью преодолеть гидравлическое сопротивление отопительной системы. Напор традиционно принято выражать в метрах водяного столба. Однако каждый производитель насосов и проектант в своей документации может использовать разные единицы измерения и часто приходится сопоставлять одни единицы измерения с другими (см. Таблицу 1).
Бассейн насосы с видением в конце плана анти-экономический масштаб насос для максимальной ситуации потока Наиболее распространенной является ситуация, в которой все ассоциации насосы одинаковы, что облегчает обслуживание системы объединения в серии: второй насос подключен к первому выпускному отверстию насоса. Один и тот же поток, но высоты высоты каждого из них суммируются для получения общей высоты высоты. Ассоциация параллельно: каждый насос усиливает одну и ту же часть полного потока системы, но общая высота высоты одинакова.
Подбор насоса по параметрам
Система используется, когда подъемник должен соответствовать резервуарам на разных уровнях или расстояниях или очень высокой манометрической высоте. Тот же поток проходит через два насоса. Если насосы одинаковы, каждый из них будет обеспечивать половину общей высоты системы. Каждый насос отвечает за часть полного потока, подлежащего подаче Параллельные насосы эксплуатационные преимущества: если в работе одного из насосов произошел сбой, только снижение расхода будет накачиваться системой. Гибкость работы в системе: для снятия или установки насосов в соответствии с потребностями и без ущерба для требуемого расхода.
Напор определяется в соответствии с формулой:
Hн = (R×L + ΣZ)/(ρ × g),
где Hн - напор насоса (м).
ΣZ - суммарные потери на непрямых участках трубопровода, фитингах, смесителях и пр..
Для ориентировочного расчета напора можно использовать формулу:
Hн = (R×L×ZF)/10000, где
R - потери на трение в прямом участке трубы (Па/м)
L - общая длина трубопровода до самого дальнего нагревательного элемента (м)
ZF (ZF1 ×ZF2×…ZFn) - коэффициенты запаса для
1,3 - фитингов / арматуры
1,7 - термостатических вентилей
1,2 - смесителя / устройства, предотвращающего естественную циркуляцию
2. Расход (подача) (Q) - это количество жидкости, проходящее через насос в единицу времени, и обычно выражается в м3/час (иногда используются л/сек).
В случае, если неизвестна необходимая мощность источника тепла, ее определяем по формуле:
Qn = (Sn × Qуд)/1000, где
Sn - отапливаемая полезная площадь здания (м2).
Qуд - удельная теплопотребность здания (Вт/м2).
Расчет необходимой величины напора насоса рассчитывается исходя из формулы:
Qн = Qn / 1,16 × (t2 - t1), где
Qн - подача насоса (м3/ч).
Qn - необходимая тепловая мощность (кВт).
t2 - температура воды на выходе из котла (°С).
t1 - температура воды на входе в котел (°С).
Таблица 1. Единицы измерения давления
| Паскаль (Па) | Бар | Техническая атмосфера (ат) | Физическая атмосфера (атм) | Метр водяного столба (м.вод.ст) | |
| 1 Па | 1 Н/м 2 | 10 −5 | 10,197×10 −6 | 9,8692×10 −6 | 1,0197×10 −4 |
| 1 бар | 105 | 1 | 1,0197 | 0,98692 | 10,197 |
| 1 ат | 98066,5 | 0,980665 | 1 | 0,96784 | 10 |
| 1 атм | 101325 | 1,01325 | 1,033 | 1 | 10,33 |
| 1 м вод. ст. | 9806,65 | 9,80665×10 −2 | 0,1 | 0,096784 | 1 |
Напор и подача взаимосвязаны друг с другом: при увеличении напора - уменьшается подача и наоборот. Как выглядит кривая характеристики насоса, можно увидеть на рис. 1 (кривая 1).
При изменении повышении скорости вращения насоса происходит смещение кривой насоса по вертикали: возрастает напор при неизмененной величине подачи. На рис. 2 в качестве примера, изображены кривые характеристик насоса WILO TOP-S 30/5, имеющего 3 скорости вращения. Изменить кривую насоса можно также при обточке его рабочего колеса, подробнее к этому мы еще вернемся.
Рабочая точка насоса
Создаваемый насосом напор тратится на преодоление сопротивления в системе. Гидравлическое сопротивление системы состоит из множества потерь: потерь на трение в трубопроводах, теплообменниках, арматуре. Сопротивление также оказывают повороты труб, изменения диаметра и пр.
Точка, в которой пересекаются характеристики насоса и системы, называется рабочей точкой насоса и системы. Именно по этой точке выбирается насос. При выборе нужно учитывать следующие условия:
Делим кривую насоса по вертикали на три части и наша рабочая точка должна находиться в средней трети характеристики насоса. Именно в этом диапазоне насос работает с максимальным КПД. При выборе насосов большой производительности, внизу также присутствует дополнительная шкала - КПД. Это позволяет ориентировать не просто на среднюю треть, а видеть точный КПД работы данного насоса при такой рабочей точке.
- отклонение заданной рабочей точки от характеристики насоса должно составлять не более 3-5%;
При использовании для подбора насоса специализированных программ, нужно всегда проверять, подойдет ли вам выбранный автоматически насос. У него может быть 100% совпадение по рабочей точке, но он не подойдет по шуму, или вы не поставили в поле вид жидкости, а перекачиваемая жидкость в вашей системе - не вода. Также бывает, когда в проект заложен центробежный насос, а вам система предложила насос с мокрым ротором.
При проектировании инженеры часто закладывают суммарно до 10% запаса. Это приводит к тому, что при выборе насоса рабочая точка уже смещена от реальной. Кроме того, рассчитана эта точка часто бывает на максимальные нагрузки. Если еще при выборе взять насос чуть большей мощности, может получиться, что насос будет работать не в оптимальном режиме и с низким КПД. К сожалению, технический аудит именно по этой причине приходит к выводу о замене насосов на менее мощные на многих объектах. Это как раз тот случай, когда «много» - не всегда хорошо.
Пример оптимального подбора можно увидеть на рис. 2. Рабочая точка проекта Q=2.8 м.куб/час, H=4 м. Как видно на рисунке, эта точка идеально попадает на кривую насоса, работающего на максимальной скорости.
Что делать если не удается найти насос с нужной рабочей точкой?
Во-первых, обратить внимание на насосы с частотным регулированием. Плавное регулирование дает более широкие возможности по выбору рабочей точки. В случае, если при использовании частотного преобразователя не удается выбрать оптимальный насос или этот вариант получается излишне дорогим, можно воспользоваться насосом нестандартного исполнения.
Когда речь идет о высокопроизводительных центробежных насосах для коммунального и промышленного назначения, система отопления может быть спроектирована таким образом, что не удается подобрать необходимую модель из огромного многообразия насосов с совершенно разными рабочими полями. Тогда на помощь приходит обточка (обрезка) рабочего колеса насоса. Если речь идет об отечественных насосах, как правило, эту услугу можно заказать на заводе-изготовителе и в специализированных мастерских. Когда покупка производится у крупнейших иностранных производителей, рабочее колесо изготавливается непосредственно по техническому заданию сразу на заводе. Для этого следует всего лишь заполнить опросный лист, указывая в нем ряд данных, включая оптимальную рабочую точку и тип насоса.
Переподбор насосов другого производителя.
Часто заказчик хочет сделать выбор насоса в пользу другого производителя. Обратим внимание на то, какие ошибки обычно допускают специалисты, выполняющие замену:
Выбор делается по номинальным характеристикам насоса, а не по рабочей точке. В проекте обычно указано название и типоразмер насоса, а также значения подачи и напора. В России часто встречается, что в итоговой смете эти значения могут быть как значениями рабочей точки насоса, так и номинальными характеристики данной модели насоса. Естественно, что если номинальные характеристики были приняты за рабочую точку, то в результате выбирают насос, совершенно не подходящий для этой системы. Т. е. перед началом работы над сметой с целью переподбора, нужно убедиться в том, что это рабочие точки. Если эти числа окажутся номинальными характеристиками насоса, то до предоставления заказчиком выдержки из проекта, переподбор начинать нельзя. Так как даже при одинаковых номинальных характеристиках кривая может сильно отличаться у разных насосов и рабочая точка в нужный диапазон не попадет, а следовательно насос будет подобран неверно.
