Методика выбора насосов энергетических систем СЭУ.

К числу параметров насосов относятся:

- спецификационные , которые гаранти­руются поставщиком насоса и указываются в технических усло­виях на его поставку;

- расчетные, определяемые функциональным назначением системы, в составе которой эксплуатируется насос;

- оптимальные, отвечающие максимальному к. п. д. насоса;
для многих насосов оптимальные параметры обеспечивают наименьший износ и, следовательно, максимальный ресурс;

- рабочие, или эксплуатационные, при которых насос эксплуатируется в составе системы на расчетном режиме установки.

. Наиболее благоприятным было бы равенство всех указанных параметров спецификационным параметрам насосов для основного расчетного режима установки. Однако выполнить это, как правило, не удается

Насос целесообразно выбирать из типовых образцов, выпускаемых предприятиями. Обычно выбирают насос, спкцификационная подача, которого выше требуемого расчетного значения. Отсюда возникает задача согласования параметров сети с параметрами насоса

Вопросы теории, конструирование насосов, их характеристики, а также способы регулирования подачи подробно излагаются в работе [ 1 ].

Тип насоса выбирается, исходя из численного значения коэффициента быстроходности, определяемого по формуле:

, где:

. частота вращения насоса, об. / мин

подача насоса, / ч;

напор насоса. м.

Частоту вращения насоса следует согласовать с принятым типом двигателя.

Классифицируются насосы по коэффициенту быстроходности следующим образом:

-40-300 - центробежные насосы;

-300-500- диагональные насосы;

-500-2000- осевые насосы.

Следует учитывать, что насосы с большим коэффициентом быстроходности обеспечивают большие подачи и малые напоры и с малым - большие напоры и малые подачи.

Условием выбора насоса является совпадение значений расчетного расхода перекачиваемой среды с рабочей подачей насоса. Графически это условие представляется совпадением рабочей точки на гидравлической сети системы со значениями рабочих параметров на характеристике насоса.

Режимная точка должна попадать на рабочее поле параметров выбираемого насоса.

Согласование параметров гидравлической сети системы и насоса возможно следующими решениями:

- изменением характеристики сети путем ввода в систему дополнительного дроссельного сопротивления ;

- изменением характеристики насоса уменьшением диаметра рабочего колеса.

- изменением частоты вращения насоса, что возможно в случае применения приводного, регулируемого двигателя, например, турбины. Для электроприводных насосов это решение нецелесообразно, так как для изменения частоты вращения электродвигателя потребуется сложное оборудование;

- введением байпастного трубопровода.

Подробное описание указанных выше методов изменения расходов рабочих сред изложено в учебнике [1] .

В качестве примеров, рассмотрено изменение подачи насоса, с целью согласования ее рабочего значения с расчетным расходом среды в системе, методом включения в состав гидравлической сети дроссельного клапана в напорную часть трубопровода, а также изменением частоты вращения двигателя.

. Настройка требуемого расхода рабочего тела производится во время испытаний систем СЭУ. В дальнейшем поддержание нормативных параметров теплоносителей осуществляется системой автоматического регулирования главным образом путем байпасирования теплообменных аппаратов энергетических систем СЭУ. Иллюстрация подобного способа регулирования температуры рабочих сред приведена на рис 3.8 в разделе “ Методика выбора теплообменных аппаратов”

Ниже, на рис.3. приведены совмещенные характеристики гидравлической сети и насоса при дроссельном изменения подачи насоса.

Рис 3 1. Дроссельное изменение подачи насоса.

.

На рис. приняты следующие обозначения:

- A – гидравлическая характеристика сети, изображаемая квадратичной параболой.

- B –характеристика сети с введением добавочного гидравлического сопротивления.

- C – характеристика насоса. Характеристику насоса следует принимать по данным завода изготовителя.

- т. 1- соответствует увеличенной подаче насоса по сравнению с расчетной, соответствующей т. 2.

- т. 2- рабочая подача насоса, работающего в составе измененной сети. и равная расчетному расходу теплоносителя.

- напор, затрачиваемый на преодоление дополнительного сопротивления сети.

К недостаткам подобного метода согласования подачи насосов следует отнести повышенный расход энергии на преодоление дополнительного сопротивления сети и возможное ухудшение виброакустических характеристик системы.

Приближенно характеристику насоса можно построить с использованием теории подобия, исходя из равенства коэффициентов быстроходности насосов, характеристики которых приведены в технической и учебной литературе. [1].

Рис 3.2. Изменение подачи насоса снижением частоты вращения.

На рис 3.2. приняты следующие обозначения:

- А - номинальная частота вращения насоса

- В - пониженная частота вращения насоса.

- Gн - спецификационная подача насоса.

- G_p - подача насоса на расчетном режиме

Изменение подачи насоса путем изменения частоты вращения двигателя целесообразно, как отмечалось выше, в случае паротурбинных двигателей насоса.

Достоинством метода является сохранение гидравлического к.п.д насоса. на уровне спецификационного режима и следовательно высокая экономичность.

Изменение подачи насоса методом уменьшения диаметра рабочего колеса в пределах до 20% сопровождается снижением к.п.д., примерно, на 10%, что можно считать допустимым. Иллюстрация этого метода совпадает с рисунком 3.2.

. Для обеспечения требований надежности функционирования систем СЭУ выбор параметров насосов определяется, главным образом, схемой резер­вирования, принятой для рассматриваемой системы.