Регулирование подачи насосов Общие сведения

Работа центробежного насоса является экономичной при таком числе оборотов, при котором достига­ются требуемые подача и высота подъема жидкости.

При правильном подборе насоса этому условию соответствует только одна точка, называемая рабо­чей, - точка пересечения характеристики насоса и характеристики трубопровода. Однако расход воды, потребляемой сетью, изменяется во времени; в соот­ветствии с этим должна перемещаться и рабочая точ­ка, для чего необходимо изменять характеристику трубопровода или насоса.

Искусственное изменение характеристики трубопро­вода или насоса для обеспечения заданных величин по­дачи и напора насоса называется регулированием на­сосной установки.

Изменение характеристики трубопровода достигается дросселированием задвижкой, изменением характеристи­ки насоса путем изменения числа оборотов рабочего коле­са насоса или изменением диаметра рабочего колеса.

Регулирование подачи и напора дросселированием на нагнетании

С помощью открытия или прикрытия задвиж­ки на нагнетательной линии можно изменить подачу насоса от Q_A до Q_A1 (рис. 5).

Рис. 5. Характеристика насоса и сети

при регулировании подачи насоса напорной задвижкой:

1 - характеристика насоса _;

2 - характе­ристика трубопровода при полностью открытой задвижке на нагнетании ;

3 - характеристика трубопровода при приоткрытой задвижке на нагнетании ;

4 - характеристика насоса ;

A - рабочая точка при полностью открытой задвижке;

А₁ - рабочая точка при приоткрытой задвижке на нагнетании

Рассмотрим сущность этого метода. При полностью открытой задвижке насос создает напор Н_А и производит подачу жидкости Q_A в нагнетательный трубопровод.

Для уменьшения подачи до Q_A1 необходимо прикрыть задвижку на нагнетании, что повысит сопротивление в нагнетательном трубопроводе, характеристика трубопро­вода будет круче и соответственно напор насоса составит Н_А1. К сожалению, КПД насоса упадет.

Метод регулирования с помощью задвижки на нагне­тательной линии прост, но не экономичен (снижается КПД), ибо часть энергии, потребляемой насосом, тра­тится на преодоление сопротивлений в задвижке.

Регулирование подачи дросселированием на всасывании

Регулирование подачи насоса можно теорети­чески осуществлять дросселированием на всасывании. Уменьшая подачу, увеличивают в этом случае сопро­тивление всасывающего трубопровода, что повышает вакуум в насосе, способствует выделению паров из жид­кости и увеличивает возможность появления кавитации в насосе. В этом случае нарушается плавность потока и создается неравномерное распределение скоростей на входе в рабочее колесо, что увеличивает потери напора. Таким образом, метод регулирования подачи насоса путем дросселирования всасывающей линии практичес­ки не рекомендуется применять.

Регулирование подачи впуском воздуха

Регулирование подачи насоса впуском возду­ха во всасывающий патрубок возможно, когда геомет­рическая высота всасывания значительно меньше допу­стимой. В этом случае впуск воздуха может не ухудшить работу насоса и не вызвать кавитации.

При впуске воздуха характеристика насоса как бы смещается вниз, КПД снижается тем больше, чем боль­ше впускается воздуха. Этот способ более экономичен, чем регулирование дросселированием на всасывании, но он не распространен в производственной практике.

Регулирование подачи перепуском жидкости

Подачу насоса можно регулировать перепус­ком жидкости из нагнетательного трубопровода во вса­сывающий, но при этом снижается КПД системы.

Перепуск жидкости во всасывающий трубопровод улучшает кавитационные качества насоса, но при этом требуется устройство циркуляционного трубопровода, ус­тановка дополнительной арматуры, что усложняет тру­бопроводную обвязку насоса.

Регулирование подачи обточкой рабочего колеса

Возможна регулировка подачи изменением диаметра рабочего колеса, установленного в насосе.

В этом случае нужно иметь два комплекта колес, со­ответствующих максимальной и минимальной подачам.

Этот метод можно осуществлять обточкой рабочего колеса по внешнему диаметру.

Регулирование подачи и напора изменением

частоты вращения рабочего колеса

Изменяя частоту вращения, можно изменить подачу и напор насоса, что более выгодно экономически по сравнению с другими методами регулирования.

Регулирование подачи в широком диапазоне приво­дит к незначительному изменению КПД насоса.

Осуществляется этот метод с помощью гидромуфт, электромагнитных муфт, многоскоростных электродви­гателей, двигателей внутреннего сгорания и т.д.

Частоту вращения рабочего колеса выбирают такой, чтобы характеристика насоса прошла через рабочую точку при заданном расходе.

Устройства для регулирования частоты вращения электродвигателей, применяемых в качестве привода центробежных насосов, особенно большой мощности, пока еще конструктивно сложны и дорогостоящи. Этот метод чаще всего используется путем применения двух- и четырехскоростных двигателей, т.е. регулирования ступенчатого.

На насосных станциях с несколькими агрегатами час­тоту вращения регулируют обычно у одного-двух насосов.

Регулирование подачи частотой вращения чаще все­го применяют в пожарных автонасосах, изменяя частоту вращения двигателя внутреннего сгорания автомобиля.