0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулирование подачи насоса

Регулирование подачи насоса.

Регулирование подачи насоса

Основной задачей регулирования подачи насоса является подача в сеть расхода Q(м 3 /ч), заданного определенным графиком. При этом характеристики насоса, такие как Н(напор), p(давление), N(мощность) и η(коэффициент полезного действия) имеют тенденцию изменяться.

Однако сеть трубопроводов и потребители накладывают на некоторые из параметров определенные условия. Например насосы должны создавать определенные потребителем расход и давление, отвечающее гидравлическим свойствам системы трубопроводов.

Содержание статьи

  • Дроссельное регулирование
  • Изменение частоты вращения
  • Установка поворотных направляющих лопастей
  • Видео по теме

Компрессоры в некоторых случаях работают на сеть с переменным Q, но должны обеспечить постоянное давление р (например, пневматический инструмент) в других случаях они работают с постоянным Q при переменном р.

Таким образом возможны различные варианты регулирования подачи. Самые актуальные способы регулирования подачи насоса рассмотрены в этой статье.

Дроссельное регулирование при постоянной частоте оборотов.

Предположим, что насос подключен так, как показано на схеме.

схема подключения

Отложим на графике характеристики напора, мощности и КПД центробежного насоса при постоянном числе оборотов.

На этом же графике изобразим характеристику трубопроводной сети, на которую работает насос. При этом считается, что регулирующий дроссель открыт полностью.

Установившийся режим работы центробежного агрегата возможен только если напор насоса равен напору, расходуемому в системе. Это равенство наблюдается в точке а.

В случае прикрытия дросселя на напорной трубе точка а передвинется по характеристике влево и займет положение а / , задав новые значения параметров Q / , H / , N / . дроссельное регулированиеДальнейшее перекрывание дросселя вызывает смещение характеристики трубопроводной системы ещё больше вверх, и точка а передвигается в точку а // , дающую значения параметров Q // , H // , N // и т.д.

Следовательно, дроссельное регулирование при постоянной частоте вращения достигается введением дополнительного гидравлического сопротивления в сеть трубопроводов машины.

Поскольку наибольшая подача достигается при полностью открытом дросселе (точка а), дроссельное регулирование применяют только с целью уменьшения подачи. Энергетическая эффективность такого регулирования низка, но благодаря своей простоте этот способ широко применяется.

При дроссельном регулировании центробежных машин, подающих жидкость, дроссель располагают на напорной трубе. Если расположить его на всасывающей трубе, то при глубоком регулировании может возникать кавитация.

Изменение частоты вращения вала

В тех случаях, когда имеется возможность изменять частоту вращения вала двигателя, приводящего в движение центробежную машину, целесообразно воспользоваться этим вариантом.

Насос подключен к трубопроводу так же, как и в предыдущей схеме и работает при частотах вращения n1, n2, n3, причем n1<n2<n3.

Перейдем к характеристике. Точки пересечения характеристик H(Q) насоса и характеристики трубопровода обозначены как a1, a2,a3,a4 и определяют режимы работы установки при различных частотах вращения.

частотное регулирование

По графику видно, что при изменении частоты вращения могут быть достигнуты различные подачи и напоры, причем с изменением частоты вращения – изменяются подача и напор. В отличие от предыдущего способа, этот способ дает возможность регулировать подачу в любом направлении.

Современные насосы, например насосы для отопления , уже оборудуются многоскоростными электродвигателями, позволяющими переключать насос с одной скорости на другую. Если же оборудовать центробежный агрегат инвертером — преобразователями частоты, то появится возможность плавно изменять частоту вращения, устанавливая любую подачу

Установка поворотных направляющих лопастей

Энергия, передаваемая потоку жидкости в центробежном агрегате, во многом зависит от условий входа на рабочие лопасти. Закручивание потока, поступающего в рабочее колесо, влияет на величину напора и при заданной характеристике трубопровода изменяет подачу машину.

Читайте так же:
Как отрегулировать омыватель стекол на логане

Отсюда возникает возможность регулирования воздействия на поток на входе в насос с помощью особого лопастного направляющего аппарата. Такой направляющий аппарат может быть изготовлен в двух исполнениях: осевом и радиальном.

Осевой направляющий аппарат.

Осевой направляющий аппарат

Осевой направляющий аппарат состоит из лопаток Л с радиальными осями вращения: лопасти поворачиваются одновременно при помощи особого перестановочного кольца.

В зависимости от положения лопаток, поток на входе будет иметь радиальное направления – не встречать сопротивления, или при закрытии лопаток – расход Q=0. Промежуточные между этими двумя вариантами положения лопастей будут давать возможность регулировать подачу.

Радиальный направляющий аппарат.

Радиальный направляющий аппарат

Радиальный направляющий аппарат представляет собой круговую цилиндрическую решетку поворотных лопаток с осями, параллельными геометрической оси ротора машины. Такой аппарат требует радиального подвода потока жидкости к насосу, поэтому монтировать его в трубопровод менее удобно, чем предыдущий вариант.

Радиальный направляющий аппарат следует устанавливать в непосредственной близости от входа в колесо, только в этом случае достигается эффективное регулирование.

Если разместить его на некотором расстоянии от машины, то эффективность может быть низкой из-за быстрого торможения вращательного движения потока. Многочисленные опыты показали, что на регулирование подачи направляющим расходуется меньше энергии по сравнению с дросселем.

Видео по теме

В настоящее время регулирование подачи центробежного насоса осуществляется дросселированием и изменением частоты вращения.

Первый способ применяется в малых насосах, таких как насос для повышения давления, приводимых в движение короткозамкнутыми электродвигателями трехфазного тока.

Крупные промышленные насосы, приводимые в движение паровыми турбинами и специальными двигателями, регулируются изменением частоты вращения или смешанным способом(ступенчатое изменение частоты вращения и подрегулировка дросселем).

Дросселирование центробежных насосов во избежание явления кавитации допускается только на напорном трубопроводе.

Регулирование подачи центробежных насосов.

Данной характеристике насоса и насосной установки соответствует только одна рабочая точка. Между тем, требуемая подача может изменяться. Для того чтобы изменить режим работы насоса, необходимо изменить характеристику насоса либо насосной установки. Это изменение характеристик для обеспечения требуемой подачи называется регулированием. Регулирование центробежных и малых осевых насосов может осуществляться либо при помощи регулирующей задвижки (изменяется характеристика насосной установки) или изменением частоты вращения (изменяется характеристика насоса). Иногда малые осевые насосы регулируют перепуском части расхода из напорного трубопровода во всасывающий. Работа установки со средними и крупными осевыми насосами, имеющими поворотные лопасти, регулируется изменением угла установка лопастей рабочего колеса, при котором меняется характеристика насоса.

Регулирование задвижкой (дросселированием). Предположим, что насос должен иметь подачу не , соответствующую точке Пересечении характеристики насоса с характеристикой насосной установки, a (рис.). Этой подаче соответствует рабочая точка характеристики насоса. Чтобы характеристика насосной установки пересекалась с кривой напоров в точке , необходимо увеличить потери напора в установке. Это осуществляется прикрытием регулирующей задвижки, установленной на напорном трубопроводе. В результате увеличения потерь напора в установке характеристика насосной установки пойдет круче и пересечет кривую напоров насоса в точке . При этом режиме потребный напор установки складывается из напора , расходуемого в установке при эксплуатации с полностью открытой задвижкой, и потери напора в задвижке. Таким образом, регулирование работы насоса дросселированием вызывает дополнительные потери энергии, снижающие КПД установки, поэтому этот способ неэкономичен. Однако благодаря исключительной простоте регулирование дросселированием получило наибольшее распространение.

Читайте так же:
Точило для ножей с регулировкой оборотов

Регулирование изменением частоты вращения насоса. Изменение частоты вращения насоса ведет к изменению его характеристики и, следовательно, рабочего режима (рис.). Для регулирования изменением частоты вращения необходимы двигатели с переменной частотой вращения (электродвигатели постоянного тока, паровые и газовые турбины и двигатели внутреннего сгорания). Применяется также изменение частоты вращения включением сопротивления в цепь ротора асинхронного двигателя с фазовым

ротором, а также гидромуфтой, установленной между двигателем и насосом. Регулирование работы насоса изменением его частоты вращения более экономично, чем регулирование дросселированием. Даже применение гидромуфт и сопротивления в цепи ротора асинхронного двигателя, связанное с дополнительными потерями мощности, экономичнее, чем регулирование дросселированием.

Регулирование перепуском. Оно осуществляется перепуском части жидкости, подаваемой насосом, из напорного трубопровода во всасывающий по обводному трубопроводу, на котором установлена задвижка. При изменении степени открытия этой задвижки изменяются расход перепускаемой жидкости и, следовательно, расход во внешней сети. Энергия жидкости, проходящей по обводному трубопроводу, теряется, поэтому регулирование перепуском неэкономично.

Регулирование поворотом лопастей. Оно применяется в средних и крупных поворотнолопастных осевых насосах. При повороте лопастей изменяется характеристика насоса и, следовательно, режим его работы (рис.). КПД насоса при повороте лопастей изменяется незначительно, поэтому этот способ регулирования значительно экономичнее регулирования дросселированием.

Energy
education

Теплопроводность

Нагнетателем называется машина преобразующая механическую энергию в энергию потока жидкости. Нагнетателем подразделяются на насосы, вентиляторы и компрессоры. Насос перемещает капельные жидкости. Вентилятор газы при малых перепадах давлений до 15 КПа, а компрессор при больших перепадах давлений.

6. Регулирование насоса

Кроме того, иногда нет необходимости выбирать насос, соответствующий оптимальной рабочей точке, так как требования системы постоянно меняются или с течением времени меняется характеристика системы. Поэтому лучшим вариантом может быть регулирование параметров насоса таким образом, чтобы они обеспечивали эксплутационные потребности системы. Наиболее популярные методы изменения параметров насоса следующие:

  • Дроссельное регулирование;
  • Регулирование байпасом;
  • Изменение диаметра рабочего колеса;
  • Регулирование скорости.

Метод регулирования выбирается исходя из величины начальных инвестиций в оборудование и расходов на эксплуатацию. В течение срока службы системы можно опробовать все методы регулирования, кроме одного — коррекции диаметра рабочего колеса. Очень часто для системы используется переразмеренный насос, мощность которого намного выше требуемой, и, следовательно, необходимо ограничить его производительность — прежде всего расход, и в некоторых случаях — максимальный напор.

Дроссельное регулирование. Задвижка устанавливается последовательно после насоса, позволяя регулировать рабочую точку. Она увеличивает сопротивление системы и снижает в ней расход. Без задвижки расход будет $Q_2$. С задвижкой, установленной последовательно с насосом, расход понижается до значения $Q_1$. Задвижки могут использоваться для ограничения максимального расхода. Например, расход никогда не будет выше значения $Q_3$, даже если характеристика системы будет абсолютно пологой, что означает отсутствие в системе какого-либо сопротивления. При регулировании параметров дроссельным методом насос будет обеспечивать более высокий напор, чем необходимо для данной системы. При замене насоса с задвижкой на меньший насос, последний обеспечит желаемый расход $Q_1$, но при более низком напоре и, следовательно, с меньшим энергопотреблением.

Читайте так же:
Где находится регулировка руля у логана

Дроссельное регулирование.Дроссельное регулирование.

Регулирование байпасом. Задвижка байпасного (перепускного) трубопровода устанавливается параллельно с насосом и используется для регулирования его параметров. По сравнению с обычной задвижкой, устанавливаемой за насосом, байпасирование обеспечит определенный минимальный расход $Q_<бп>$ насоса, независимо от характеристик системы. Расход насоса $Q_Н$ равен сумме расхода системы $Q_С$ и расхода через байпасный трубопровод $Q_<бп>$. Задвижка на байпасе будет обеспечивать максимально допустимый напор в системе $Н_<макс>$. Даже если требуемое значение расхода в системе равно нулю, насос никогда не будет работать на закрытую задвижку. Как и в случае с дроссельным регулированием, требуемое значение расхода системы $Q_С$ может быть обеспечено меньшим насосом и без перепуска; в результате расход через насос будет ниже и, следовательно, потребление электроэнергии тоже снизится.

Регулирование байпасом.Регулирование байпасом.

Коррекция диаметра рабочего колеса. Другим способом регулирования параметров центробежного насоса является коррекция диаметра рабочего колеса: при его уменьшении происходит снижение рабочих характеристик. Очевидно, что уменьшение диаметра рабочего колеса не может быть произведено во время работы насоса. По сравнению с дроссельным и байпасным методами регулирования, которые можно проводить во время работы насоса, коррекция диаметра рабочего колеса должна быть выполнена до монтажа насоса или во время проведения ремонтных работ.

$$frac>> = left(frac>>right)^2;$$ $$frac>> = left(frac>>right)^2;$$ $$frac>> = left(frac>>right)^4.$$

Коррекция диаметра рабочего колес.Коррекция диаметра рабочего колес.

Последний способ регулирования — регулирование скорости. Регулирование скорости с помощью преобразователя частоты, вне всяких сомнений, является наиболее эффективным способом регулирования характеристик насоса. Расход насоса $Q$ прямо пропорционален его скорости вращения $n$. Напор насоса $Н$ прямо пропорционален квадрату скорости вращения, а мощность его прямо пропорциональна кубу скорости вращения. На практике снижение скорости вращения насоса приводит к уменьшению его КПД.

Регулирование скорости вращения.Регулирование скорости вращения.


Сравнение методов регулирования.

Сравнение методов регулирования.Сравнение методов регулирования.

Регулирование по постоянному давлению. Насос должен подавать воду из резервуара в различные части здания. Требования к расходу воды в данном случае будут постоянно меняться, следовательно, и характеристика системы будет меняться в соответствии с потребным расходом. Для экономии энергии и удобства потребителя необходимо, чтобы в системе было постоянное давление. Решением в этом случае будет установка регулируемого насоса с PI-регулятором. PI-регулятор сравнивает установленное значение давления руст с фактическим значением $p_1$, измеренным с помощью датчика давления РТ. Если же фактическое давление выше, чем установленное значение, PI-регулятор снижает скорость насоса и, следовательно, его параметры, до тех пор, пока не установится равенство $p_1 = p_<уст>$. PI-регулятор изменяет скорость от значения $n_

$ до $n_

$, гарантируя при этом, что давление на выходе системы $p_1 = p_<уст>$. Такая насосная система гарантирует постоянное давление в диапазоне расхода от $0$ до $Q_<макс>$. Давление воды в точке водоразбора не зависит от ее уровня $h$ в резервуаре. Если происходит изменение уровня воды $h$, PI-регулятор изменяет скорость насоса таким образом, что давление $p_1$ всегда соответствует установленному значению.

Регулирование по постоянному давлению.Регулирование по постоянному давлению.

Регулирование по постоянной температуре. Изменение параметров системы с помощью регулирования скорости насоса используется во многих областях промышленности. На рисунке представлена система формовочной машины, которая должна непрерывно охлаждаться водой для получения продукта высокого качества. Эта машина охлаждается водой с температурой 15°С, поступающей из холодильной установки. Чтобы данная формовочная машина работала качественно и охлаждалась достаточным образом, температура в обратном трубопроводе должна поддерживаться на постоянном уровне — $t_ <обр>= 20$°С. Для этого необходимо установить регулируемый по температуре насос, управляемый с помощью PI-регулятора. PI-регулятор сравнивает установленную температуру $t_<уст>$ с фактической температурой в обратном трубопроводе $t_<обр>$, которая измеряется с помощью датчика температуры ТТ. Такая система имеет фиксированную характеристику, и, следовательно, рабочая точка насоса находится на характеристике между значениями расхода $Q_<мин>$ и $Q_<макс>$. Чем выше потери тепла в установке, тем больший расход холодной воды необходим для поддержания температуры воды в обратном трубопроводе на уровне 20°С.

Регулирование по постоянной температуре.Регулирование по постоянной температуре.

Регулирование по постоянному перепаду давления в циркуляционной системе. Регулируемые насосы широко используются в циркуляционных (закрытых) системах. Если система оснащена регулируемыми по перепаду давления циркуляционными насосами, она будет обладать определенными преимуществами. На рисунке представлена система обогрева, в которую входит теплообменник, где вода в системе нагревается и доставляется к трем потребителям (например, радиаторам) с помощью регулируемого насоса. Регулировочный вентиль соединен с каждым радиатором последовательно для регулирования расхода через радиатор в зависимости от того, какая температура необходима потребителю. Насос регулируется по постоянному перепаду давления, измеряемому на насосе. Это означает, что система обеспечивает постоянный перепад давления на насосе в Q-диапазоне от $0$ до $Q_<макс>$.

Регулирование по постоянному перепаду давления в циркуляционной системе.Регулирование по постоянному перепаду давления в циркуляционной системе.

Применение насосов со встроенным преобразователем частоты является оптимальным решением во многих производственных отраслях.

Преобразователь частоты.Преобразователь частоты.

Стоимость жизненного цикла насоса — это выражение, определяющее общую стоимость насоса на протяжении его срока службы: сколько стоит покупка, установка, работа, обслуживание, утилизация и т.д. В абсолютном большинстве случаев энергопотребление является основной составляющей стоимости жизненного цикла насосной системы, если насос работает более чем 2000 часов в год.

Стоимость жизненного цикла насоса.Стоимость жизненного цикла насоса.

Фактически около 20% от мирового потребления электроэнергии используется в насосных системах.

Фактически около 20% от мирового потребления электроэнергии используется в насосных системах.Фактически около 20% от мирового потребления электроэнергии используется в насосных системах.

Администратор сайта: Колосов Михаил
email:
Copyright © 2011-2021. All rights reserved.

Регулировать подачу в насос

Наш сайт не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ., а носит исключительно информационный характер. Для получения точной информации о наличии и стоимости товара, пожалуйста, обращайтесь по нашим телефонам. В случае копирования, использования любого материала находящегося на сайте www.nasos.pro, активная ссылка обязательна, в случае печати – печатная ссылка. Копирование структуры сайта, идей или элементов дизайна сайта строго запрещено. Права на все торговые марки, изображения и материалы, представленные на сайте, принадлежат их владельцам.

Любой насосной установке с определенным насосом и системой трубопроводов, если судить по ее характеристике, соответствует только одна подача. Между тем по ряду причин требуемая подача может меняться, Так при высоких и непродолжительных паводках подача и мощность насосной установки резко возрастают. В остальное время года нормальная подача и расходуемая мощность значительно меньше, чем при паводке. В таком случае асинхронный электродвигатель, подобранным по максимальной мощности в паводок, в нормальных условиях оказывается недогруженным. Для того! чтобы не снижать коэффициента мощности (cos<p)T электродвигателя в это Время, следует подбирать двигатель по нормальной мощности, а для предупреждения! перегрузки в период паводка уменьшать подачу насоса j путем регулирования.
Для того чтобы изменить подачу установки, необходимо изменить либо характеристику насоса, либо характеристику системы трубопроводов. Это изменение j характеристик (без нарушения конструкции насоса и трубопроводов) называется регулированием.

Регулирование центробежных насосов осуществляется либо при помощи задвижки, либо изменением частоты вращения.
Рис. 46. Изменение режима работы насоса при регулировании подачи задвижкой.
Регулирование подачи насосной установки задвижкой (дросселирование). Этот прием изменяет характеристику трубопровода насосной установки. Действительно, прикрытие задвижки на трубопроводе равносильно вводу добавочного гидравлического сопротивления, поэтому согласно уравнению (70) характеристика трубопровода должна стать (как показано на рис. 46) более крутой Здесь рабочая точка А определяет подачу насосной установки С?а при полностью открытой задвижке. Прикрывая немного задвижку, получим другое положение рабочей точки (на рисунке точка Б) и соответствующую ей меньшую подачу Q6- Дальнейшее перекрытие задвижки сопровождается соответственным снижением подачи вплоть до ее полного прекращения. Работа насоса при закрытой задвижке Бе влияет яа его гидравлические качества. Однако в этом случае вследствие перегрева жидкости я корпуса насоса могут про¬изойти недопустимые термические деформации. Поэтому длительная работа насоса при. закрытой задвижке не¬желательна (да и бесцельна вследствие неэкономичности) ,
При подаче Qc напор насоса не складывается из напора, необходимого для перемещения воды до системе трубопроводов установки при открытой задвижке #i, и потерь напора в задвижке hs, то есть
При уменьшении подачи (например, до <ЭВ) потерн на дросселирование увеличиваются. Таким образом, регулирование подачи задвижкой вызывает дополнительные потери энергии, которые ухудшают эксплуатацйонный к. п. д. установки (г|а.у|.т), определяют его| так:

Приведенные выше уравнения показывают пеэффективность этого способа регулирования, поэтому на мелиоративных (особенно на автоматизированных) насосных станциях его не применяют. Но на небольших допроводных насосных станциях с ручным управлением регулирование задвижкой благодаря исключительной! простоте, дешевизне осуществления и надежности в работе еще используется при уменьшении подачи не боле чем на 10—15% от заданной.
Регулирование подачи изменением частоты вращения насоса. Изменение частоты вращения насоса, кап было описано в § 2 настоящей главы, приводит к изменению его характеристики. Этот прием не вызывает дополнительных потерь напора, так как к. п. д. на практически сохраняется постоянным в широком диапазоне регулирования. Для осуществления этого способа регулирования нужны двигатели с переменно частотой вращения. К ним относятся электромоторы постоянного тока, паровые двигатели и двигатели внутреннего сгорания. Наиболее распространенные аси хронные двигатели являются практически нерегулируемыми, так как необходимые для этого устройства либо слишком дороги, либо в настоящее время дефицитны.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector