2. Оборудование насосных установок
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 1 (рис.5), имеющего спиральную форму, находится рабочее колесо 2, закрепленное на валу 3. Колесо 2 состоит из двух дисков, между которыми расположены лопасти 4. Корпус насоса соединен с всасывающим и напорным трубопроводами патрубками 5 и 6. 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 (рис. б) и вертикальные (рис. 7).
Осевые насосы. Рабочее колесо (рис. 8) 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 (типа О) и с поворотными 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 (рис. 8). Возможность изменения угла установки лопастей позволяет регулировать подачу и напор насоса в широких пределах при сохранении высоких значений КПД.
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 380–660В, а выше — на 6–10 кВ. В ряде случаев, особенно в передвижных насосных установках, для привода насосов используются двигатели внутреннего сгорания.
Трубопроводы. Трубопроводная арматура. Внутренние трубопроводы насосных станций (напорные и всасывающие линии насосов, всасывающие и напорные коллекторы и др.) выполняются из стальных труб. Соединение стальных труб осуществляется сваркой. В качестве трубопроводной арматуры в насосных установках используются задвижки, затворы, обратные затворы (клапаны).
В зависимости от конструкции задвижки подразделяются на параллельные (рис. 9, а) и клиновые (рис. 9,6). Задвижки большого диаметра, а также работающие с дистанционным и автоматическим управлением, оборудуются гидравлическими или электрическими приводами. Для уравновешивания давления по обе стороны диска у крупных задвижет предусматривается обводная задвижка (байпас).
В качестве запорной и регулирующей арматуры используются затворы. Широкое распространение в последнее время получили дисковые затворы (рис. 10), которые оборудуются электрическими приводами.
Обратные затворы (рис. 11) предназначены для того, чтобы воспрепятствовать опорожнению напорных трубопроводов и обратному вращению насоса после его остановки. Конструкции обратных затворов различны: с замедленной посадкой, однодисковые, многодисковые, с противовесом и др.
Во время работы насоса под действием потока воды диск поворачивается на оси и вода проходит через затвор. После остановки насоса диск под действием собственного веса и давления воды со стороны напорного водовода опускается и затвор закрывается.
