ДРОССЕЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАСОСОВ
Регулирование насосов при помощи задвижки.
Дроссельное регулирование.
Параллельная работа насосов - это один из наиболее распространённых способов регулирования насосов.
Основные темы:
  1. Как меняется режим работы системы при регулировании задвижкой.
  2. Потери мощности при дроссельном регулировании.
  3. В каких случая применяют дроссельное регулирование.
  4. Влияние формы напорной характеристики насоса на режим работы насоса при дроссельном регулировании.
  5. Зачем нужен запас по напору при выборе насоса.
Дроссельное регулирование центробежного насоса. Регулирование насоса задвижкой.
Изменение параметров насоса возможно двумя способами - изменение характеристик самого насоса или насосной установки (частотное регулирование, параллельная работа насосов) и изменение характеристик системы.
Дроссельное регулирование - это способ при котором мы меняем характеристику системы увеличивая или уменьшая ее сопротивление не изменяя характеристик насоса.
В качестве дополнительного сопротивления выступает задвижка или клапан, установленный на напорной линии насоса.
Закрывая задвижку изменяется коэффициент ее сопротивления. Таким образом, меняется форма параболы. Чем выше коэффициент, тем больше крутизна характеристики.
Дроссельное регулирование насоса самый простой и самый энергозатратный способ регулирования насоса.
Как меняется положение рабочей точки насоса при открытии и закрытии задвижки.
Рабочая точка насоса - это пересечение характеристики насоса и характеристики системы. Изменяя сопротивление задвижки мы меняем характеристику системы. При закрытии задвижки рабочая точка насоса будет перемещаться в область меньших подач от подачи Q1 до Q3.
Потери мощности при дроссельном регулировании.
Дроссельное регулирование является одной из наиболее распространенных причин неэффективной эксплуатации насосных систем. Применение дроссельного регулирования является одним из признаков низкой эффективности насосной системы.
Дополнительное сопротивление в системе - это потери энергии в системе.
Рассмотрим как будет меняться совместная характеристика "Системы + Задвижка".
На графике показано
  1. Характеристика системы с открытой задвижкой имеет подачу Q1. Необходимо снизить подачу насоса до значения Q2 . Для этого прикрывается задвижка на напорной линии насоса. Характеристика системы меняется с учетом характеристики задвижки и принимает форму "Система+прикрытая" задвижка. Рабочая точка смещается из Точки 1 в Точку 2. Соответственно, значение подачи насоса смещается от значения Q1 до значения Q2. Н2 - это напор, развиваемый насосом, Н1 - это требуемый напор системы. Перепад напора на задвижке Н2-Н1 это потери напора на задвижке.
  2. Потери мощности на задвижке пропорциональны подаче и перепаду напора на задвижке. Графически потери мощности пропорциональный площади прямоугольника.
ДРОССЕЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАСОСА - ЭТО ТОЖЕ САМОЕ, ЧТО РЕГУЛИРОВАТЬ СКОРОСТЬ АВТОМОБИЛЯ ТОРМОЗОМ ПРИ ПОЛНОСТЬЮ ВЫЖАТОЙ ПЕДАЛИ ГАЗА.


Оценка потерь мощности на задвижке.
Регулирование задвижкой - это самый неэффективный способ регулирования насоса, но при этом наиболее популярный. Как можно оценить потери от применения такого способа регулирования.
Рассмотрим на примере:
Q2 =100 м3 /ч - требуемая подача.
р1 =8 бар – давление насоса
р2 = 3,5 бар - давление после задвижки (требуемое системой)
Жидкость – вода.


Формулы для расчета.
Гидравлическая мощность потерь на задвижке - Рг. потерь=(р2 -р1)xQ/36,7 (кВт).
р2 - давление после задвижки, бар.
р1 - давление до задвижки (давление насоса) , бар.
Q - подача насоса , м3/ч.
Подставим значения в формулу получим.
Рпотерь=(8 -3,5)x100/36,7=12,2 кВт.
Полезная гидравлическая мощность после задвижки (требуемая системой):
Рполез=(р2)xQ/36,7=3,5х100/36,7=9,5 кВт.
Гидравлическая мощность на выходе из насоса до задвижки:
Рнасоса=(р1)xQ/36,7=8х100/36,7=21,7 кВт.
С учетом КПД насоса при подаче 100 м3/ч равного 70%. Поучим мощность, приведенную к мощности на валу насоса.
Рпотерь= (21,7-9,5)/0,7=17,42 кВт.
Если принять стоимость электроэнергии равной 7 руб. кВт*ч, наработка насоса в год 4000 часов, то получим стоимость потерь в рублях = 17,42*7*4000=487 760 руб.




В каких случая применяют дроссельное регулирование.
В каких случаях дроссельное регулирование может спасти ситуация или не имеет альтернативы:
  1. В случае если насос был переразмерен, т.е. подобран с большим запасом по напору. Обычная практика. При этом насос работает в правой зоне характеристики. при этом присутствуют ряд негативных признаков такие как - перегруз электродвигателя (отключение системы защиты), кавитация насоса, механические проблемы (поломка торцовых уплотнений, нагрев подшипников и т.) подробно этот вопрос разобран в главе "Переразмеривание насосов". Для того чтобы решить эту проблему и обеспечить работу насоса в рабочем диапазоне применяется дроссельное регулирования и закрывая задвижку мы передвигаем рабочую точку в зону меньших подач. На рисунке проиллюстрирован такой случай. Вместо Насоса 1 был выбран Насос 2 с большим напором (на всякий случай). При этом насос работает в точке 2 за пределами рабочего диапазона. Если прикрыть задвижку то рабочая точка смещается в точку 3 которая находится в пределах рабочего диапазона.
  2. В сложных системах с большим количеством потребителей для балансировки системы.
  3. Если наработка насоса в год невелика и насос имеет низкую мощность.
Другие темы курса "Регулирование насосов".
ДРУГИЕ КУРСЫ О НАСОСАХ.
Курсы по насосному оборудованию
  • Регулирование насосов.
    Частотное регулирование. Параллельная работа насосов, Дроссельное регулирование (регулирование задвижкой). Подрезка рабочего колеса. Комбинированные способы регулирования насосов. Воздух в насосе.
    Перейти
  • Кавитация.
    Кавитационный запас насоса. Виды кавитационных запасов (критический, допускаемый). Располагаемый кавитационный запас системы. Условие работы насоса без кавитации. Способы устранения кавитации.
    Перейти
  • Эксплуатация насосов.
    Монтаж насоса. Фундаменты. Всасывающие и нагнетательные трубопроводы. Монтаж трубопроводов. Усилия от трубопроводов на патрубки насосов. Пуск и останов насосов. Фильтры на входе в насос.
    Перейти
  • Типы насосов. Насосы по API 610.
    Основные типы насосов по конструкции. Типы насосов по API 610. Требования стандарта API 610.
    Перейти
  • Уплотнения в насосах. Уплотнения по API 682.
    Сальникове уплотнения. Торцовые уплотнения. Одинарные уплотнения. Двойные уплотнения. Выбор уплотнения.
    Перейти
  • Надежность насосов.
    Причины поломок насосов. Причины выхода из строя подшипников, уплотнений. Обслуживание и ремонт. Обеспечение надежной работы насосов. Как сократить количество ремонтов насосов.
    Перейти
  • Подшипники в насосах.
    Подшипники качения. Подшипники скольжения. Способы смазки. Причины выхода из строя.
    Перейти
  • Аудит насосных систем.
    Обследование насосных систем. Измерение параметров насосов на объекте (подача, напор, мощность). Способы увеличения эффективности насосной системы.
    Перейти
Made on
Tilda