9.4 Мероприятия по предотвращению возникновения помпажа

Противопомпажные мероприятия в принципе вытекают из рассмотренных выше причин возникновения помпажа. Все мероприятия можно разделить на три группы:

– конструктивные мероприятия при создании нагнетателей;

– проектные мероприятия на этапе проектирования системы и подбора оборудования;

– эксплуатационные мероприятия на этапе эксплуатации системы.

Ниже более подробно рассматриваются мероприятия каждой группы.

9.4.1 Конструктивные мероприятия

Учитывая, что для насосов с непрерывно падающей характеристикой возникновение помпажа в принципе невозможно, казалось бы очевидным использовать всегда именно такие насосы. Однако наличие горба на характеристике насоса является почти неизбежным явлением, так как вызвано изменением условий обтекания лопаток рабочего колеса при малых подачах. В этих режимах ухудшается угол натекания на лопатку, возрастают потери, в результате чего напор, развиваемый насосом, снижается. На графике характеристик это выражается в появлении завала в области малых подач. Чтобы убрать этот завал, необходимо увеличить напор насоса в этих режимах. Для этих целей иногда осуществляют боковую подрезку рабочего колеса (рисунок 9.7).

Рисунок 9.7 – Боковая подрезка рабочего колеса насоса

При боковой подрезке при малых подачах скошенная кромка лопатки начинает работать как лопатка вихревого насоса, создавая в рабочем канале насоса вихревой поток. Это позволяет увеличить напор при малых подачах. Однако на больших подачах подобная обточка колеса приводит к ухудшению рабочих параметров, и в первую очередь КПД. Поэтому такой способ выравнивания характеристики может быть рекомендован только для небольших насосов с умеренным потреблением энергии. Большинство же крупных насосов имеют характеристику с горбом в первом квадранте.

9.4.2 Проектные мероприятия

На этапе выполнения проектных работ необходимо так подобрать оборудование и его размещение, чтобы возможно было впоследствии эксплуатировать насосную установку без возникновения помпажа. Для этого следует предусматривать следующие мероприятия:

– высоту установки напорного бака (отметку уровня воды в баке) принимать на минимально-допустимом уровне. Это позволяет уменьшить противодавление в системе.

– обеспечивать работу насосов при больших значениях расхода, не допуская дросселирования сети с целью снижения подачи.

– рекомендуется устанавливать насосы с пологой характеристикой, имеющие небольшое изменение напора в широком диапазоне подач.

– если требуется регулирование расхода, вместо дросселирования лучше использовать последовательное включение/отключение насосов. Для этого целесообразно компоновать установку из нескольких одинаковых насосов, включаемых параллельно.

– предусматривать установку обратных клапанов на напорном патрубке каждого насоса для предотвращения перетекания жидкости в обратном направлении.

– предусматривать в проекте антипомпажную автоматику, обеспечивающую невозможность повышения напора до значений, при которых возможен срыв работы насосов.

– предусматривать надежное электропитание, без колебаний напряжения, которые могут приводить к снижению напора, развиваемого насосами, из-за снижения скорости вращения рабочего колеса.

– предусматривать достаточный запас мощности двигателя насоса, для обеспечения необходимой скорости вращения рабочего колеса при небольших колебаниях напряжения.