Насосные установки (2)

Реферат

Насосные установки широко применяются во всех отраслях народного хозяйства: в промышленности, в строительстве, на транспорте, в сельском хозяйстве.

Гидравлическая машина, создающая напорное перемещение жидкости при сообщении ей энергии, называется насосом. Насос в совокупности с электроприводом и передаточным механизмом (муфтой, редуктором, шкивом и т.п.) образует насосный агрегат. Комплекс оборудования, обеспечивающий работу насосов в требуемом режиме и состоящий из одного или нескольких насосных агрегатов, трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры, контрольно-измерительной аппаратуры, а также аппаратуры управления и защиты, образует насосную установку.

Сооружение, в состав которого входят одна или нескольких насосных установок, а также вспомогательные системы и оборудование, бытовые и производственные помещения, обеспечивающие работоспособность объекта в целом, называется насосной станцией.

Основными параметрами, характеризующими режим работы насосной установки, являются напор и подача. Напор — разность удельных энергий жидкости в напорном и всасывающем патрубках насоса, необходимая для подъема жидкости на заданную высоту и преодоления сил трения в трубопроводе. Подача — объем жидкости, перекачиваемый насосной установкой за единицу времени.

Режимом работы насосной установки называется определенный порядок работы ее оборудования в соответствии с изменяющимися условиями работы системы в целом.

В зависимости от назначения и рода перекачиваемой жидкости насосные установки подразделяются на водопроводные, канализационные, мелиоративные, теплофикационные, нефтеперекачивающие и др.

Насосная установка, как правило, состоит из различных систем: гидравлической системы, системы электроснабжения, системы автоматики и др. Понятие системы частично субъективно, так как приходится выделять из насосной установки те элементы и явления, которые отвечают целям исследования и достаточно легко поддаются анализу, синтезу или различным расчетам. Содержание понятия системы связано с тем, что реальные системы

обладают пространственной или функциональной замкнутостью. Элемент — часть системы, выполняющий определенные функции.

17 стр., 8169 слов

Установка насосная передвижная ЦА

... состав передвижной насосной установки представлен в таблице 1. Таблица 1 - Техническая характеристика цементировочного агрегата ЦА - 320 Шасси ... цементировочных агрегатов большое внимание уделяется повышению надежности работы всех узлов агрегата и снижению неравномерности подачи насосами тампонажного раствора, что, как показывают наблюдения, существенно сказывается на полноте замещения жидкостей ...

Гидравлическая система представляет собой совокупность баков, трубопроводов, насосов, контрольно-измерительной и пускорегулирующей аппаратуры и предназначена для выполнения определенных функций.

Система энергоснабжения насосной установки обеспечивает электрическую связь с энергосистемой и обеспечивает непрерывное снабжение всех потребителей насосной установки электроэнергией.

Система автоматики обеспечивает дистанционное управление насосной установкой, системой энергоснабжения и т. д.

К основному оборудованию насосных установок относят насосы, приводы насосов (электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания), а также трубопроводы с регулирующей и запорной арматурой.

На современных насосных установках наибольшее распространение получили лопастные насосы: центробежные и осевые.

Центробежные насосы. Внутри неподвижного корпуса, имеющего спиральную форму, находится рабочее колесо закрепленное на валу. Колесо состоит из двух дисков, между которыми расположены лопасти. Корпус насоса соединен с всасывающим и напорным трубопроводами патрубками. Если корпус насоса и его всасывающий трубопровод наполнить жидкостью, а затем привести во вращение рабочее колесо, то жидкость под действием лопастей рабочего колеса приходит во вращение. Центробежные силы перемещают жидкость на периферию, где создается повышенное давление, а в центре колеса — разрежение. За счет этой разности давлений жидкость поступает в напорный трубопровод. Так осуществляется непрерывная подача жидкости насосом.

Центробежные насосы могут быть как одноступенчатые (с одним рабочим колесом), так и многоступенчатые (с несколькими колесами).

Конструктивно в зависимости от расположения вала они подразделяются на насосы горизонтальные и вертикальные.

Осевые насосы. Рабочее колесо вращается в сферической камере. При воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость за счет изменения скорости течения давление над лопастью повышается, а под ней понижается. Благодаря разности давлений жидкость перемещается вдоль оси насоса.

Осевые насосы изготавливаются двух типов: с жестко закрепленными лопастями рабочего колеса и с поворотистыми лопастями (типа ОП).

Насосы обоих типов могут выпускаться в двух исполнениях: Г — с горизонтальным расположением вала, В — с вертикальным. Рабочее колесо осевых насосов типа ОП состоит из втулки обтекаемой формы, на которой укреплены поворотные лопасти.

Привод насосов. Для привода насосов используются преимущественно асинхронные короткозамкнутые и синхронные двигатели переменного тока. В редких случаях используются асинхронные электродвигатели с фазным ротором. Электродвигатели мощностью до 350 кВт выполняются на напряжение 380-660 В, а выше — на 6-10 кВ. В ряде случаев, особенно в передвижных насосных установках, для привода насосов используются двигатели внутреннего сгорания.

1. Технологическая часть.

1.1. Технологическая характеристика установки.

Насосы это гидравлические машины, преобразующие механическую энергию приводного электродвигателя в энергию жидкости, тем самым, создающие потоки жидкой среды. Насосное оборудование, исходя из его функционального назначения, имеет технические характеристики, основными из которых являются подача и напор (давление):

подача – это объём жидкости, подаваемый насосом в единицу времени, выраженной в м 2 /час (кубометров в час) или л/сек. (литров в секунду),

15 стр., 7373 слов

Вспомогательное оборудование ТЭС. Насосы и вентиляторы

... переписать в виде м. (9) Н называется напором насоса и представляет собой энергию, сообщенную единице веса жидкости, прошедшей через насос. Для вентилятора или дымососа работу, совершаемую рабочим ... схеме и схеме газовоздушного тракта ТЭС. Характеристики нагнетателей центробежный нагреватель тепловой насос Цель лекции: дать общие представления о нагнетателях - насосах и вентиляторах и основных ...

напор — это разность удельных энергий жидкости в сечениях после и до насоса, выраженная в метрах водного столба. Насосы объёмного типа характеризуются использованием понятия «давление», выраженное в атмосферах (кГс/см 2 ) или в мегапаскалях (МПа) (один мегапаскаль условно равен 10 атмосферам).

Отсюда вытекает классическая «напорная» характеристика насоса, в которой по оси абсцисс откладывается подача, а по оси ординат – напор для группы — «центробежные насосы» и, наоборот, для насосов объёмного типа.

Насосные установки предназначены для транспортировки жидкости, заполнения и осушения резервуаров, для обслуживания механизмов (например, система водяного охлаждения).

Наибольшее распространение получили центробежные насосы.

Для централизованного обеспечения водой промышленных и сельскохозяйственных объектов сооружаются насосные станции, состоящие из крупных насосных агрегатов, и с обслуживающим персоналом.

Эксплуатационные свойства центрабежных насосов определяются зависимостью напора (давление жидкости) на выходе от производительности при различных скоростях

H=F(Q), (1.1.1)

где Н — напор на выходе, м. ст. жидкости; Q — производительность, м 3 /с.

Эти зависимости, обычно, приводятся в виде графиков в каталогах для каждого конкретного агрегата.

Для определения рабочей точки, которая определяется пересечением двух характеристик: насоса и магистрали, нужно знать зависимости

Н н = F(Q) и Hм = F(Q).

(1.1.2)

Полный напор (Н) в системе состоит из двух составляющих:

H = H С + HДИН = HС + СQ2 , (1.1.3)

где Н с — статический напор, м; Ндин — динамический напор, м; Q — производительность, м3 /с; С — постоянная величина.

Производительность центробежных насосов можно регулировать следующими способами:

  • дросселированием трубопровода (например, закрывать задвижки на напорной магистрали);
  • изменением угловой скорости (ω) приводного ЭД;
  • изменением числа работающих на магистраль агрегатов;
  • изменением положения рабочего органа механизма (например, поворотом лопаток рабочего колеса).

Выбирая насосное оборудование, следует учитывать разброс параметров насоса по подаче и напору, в том числе при различных диаметрах рабочего колеса, а также исключить возможность работы насоса при параметрах, которые выходят за пределы рабочей зоны характеристики насоса. Вакуумметрическая высота всасывания насоса важный гидравлический параметр насоса — допускаемая вакуумметрическая высота всасывания, характеризующая нормальные условия подхода жидкости к рабочему колесу. Эта величина выражается в метрах водяного столба.

1.2. Определение технологических условий.

Благоприятные условия подхода перекачиваемой жидкости к рабочему органу насоса обеспечиваются в том случае, когда перепад давления жидкости между свободной поверхностью резервуара (водоема) и осью рабочего органа достаточен для преодоления жидкостью расстояния между свободной поверхностью резервуара и осью рабочего органа (геометрическая высота всасывания) с учетом потерь на всасывающей линии и наличия скоростного напора на входе в насос (вакуумметрическая высота всасывания).

9 стр., 4333 слов

Гидравлические насосы. Их назначение, классификация и области применения

... типа относятся поршневые и ротационные (шестеренчатые, пластинчатые и винтовые) насосы. в поршневых, плунжерных, диафрагмовых насосах жидкость вытесняется телом, движущимся возвратно-поступательно. в шестерённых, пластинчатых, винтовых насосах жидкость вытесняется телом, совершающим вращательные движения. 2. Центробежные насосы В центробежных насосах всасывание и нагнетание жидкости ...

Вакуумметрическая высота всасывания определяется по показанию вакуумметра. Допускаемая вакуумметрическая высота всасывания это высота, выраженная в метрах водяного столба, при которой обеспечивается работа насоса без изменения основных технических показателей. При превышении допускаемой высоты всасывания на работающем насосе происходит вскипание перекачиваемой жидкости, образование пузырьков, которые при попадании их в зону повышенного давления вызывают серию гидравлических ударов, называемых кавитацией. Всасывающие свойства конкретного насоса зависят от давления окружающей среды, давления на входе в насос, скорости жидкой среды на входе, её плотности и вязкости, а также от давления паров жидкости.

Приводимые в разных каталогах параметры допускаемой вакуумметрической высоты всасывания приводятся для воды с температурой до 20° С и атмосферном давлении, равном 10 м водяного столба.

Повышение температуры воды (жидкости), а следовательно и повышение давления её паров, снижает допускаемую вакуумметрическую высоту всасывания на соответствующее количество метров.

Величина необходимой мощности насоса находится в зависимости от величины напора и подачи, вязкости и плотности перекачиваемой жидкости (потребляемая мощность возрастает с повышением удельного веса и увеличением вязкости).

Под регулированием работы насоса подразумевается процесс изменения соотношения между подачей и напором. Насосы регулируют тремя методами:

  • изменением числа оборотов привода;
  • конструктивным методом;
  • изменением условий работы системы «насос-сеть».

Изменение числа оборотов электродвигателя является универсальным методом для изменения характеристики насоса. Данный метод актуален и для группы центробежные насосы, и для группы насосов объёмного типа. Но, при этом надо учитывать, что подача находится в прямой зависимости от оборотов, а напор (в центробежных насосах) – в квадратичной зависимости.