ТРЕБОВАНИЕ НА СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ
Возможные стандарты:

1. API 610 ГОСТ 32601 НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ДЛЯ НЕФТЯНОЙ, НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
2. ISO 9905 ГОСТ Р 54806-2011НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ Технические требования КЛАСС I.
3. ISO 5199 ГОСТР 54805 – 2011НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ Технические требования КЛАСС II.
4. Внутренние стандарты. (Исходные технические требования компании).

СВОЙСТВА ПЕРЕКАЧИВАЕМОЙ ЖИДКОСТИ
Физические свойства жидкостей:
Все характеристики насосов в каталогах приводятся на воде. Испытания насосов на стендах проводятся на воде.
Физические свойства воды:
Вязкость – 1 сСт
Плотность – 998 кг/м3
Температура – 20 °С
Давление насыщенных паров – 2,34 кПа

Если жидкость отличная от воды, то необходимо более внимательно рассматривать свойства жидкости и учитывать их влияние на характеристики насоса.

Физические свойства жидкости.

1. Вязкость жидкости. Максимальная минимальная в соответствии с минимальной и максимальной температуре жидкости. Характеристики насосов в каталогах приводятся на воде. Если вязкость выше 1 сСт (вода), то неохобдима корректировка характеристик с учетом реальной вязкости. Чем выше вязкость тем больше потребляемая мощность. Необходимо учесть при выборе мощности электродвигателя. Если жидкость высоковязкая, то при температуре окружающего воздуха она может иметь высокую вязкость или застыть, что необходимо учитывать при подготовке к пуску насоса. Например, предусмотреть процедуру прогрева насоса). Вязкость может меняться при эксплуатации в зависимости от температуры перекачиваемой жидкости. В начальный момент пуска вязкость может быть высокая далее по мере эксплуатации вязкость может значительно снизиться.

В ОЛ может быть указано только одно значение вязкости, например, только для рабочей температуры. В этом случае необходимо запросить вязкость при минимальной температуре.
Связанные конструктивные требования - Требуется ли обогрев насоса (рубашка обогрева), требуется ли пропарка насоса. Так как жидкость может застыть внутри насоса при остановке (например, мазут).

2. Плотность жидкости. Влияет на потребляемую мощность насоса:

• если плотность выше чем плотность воды (увеличится потребляемая мощность необходимо обратить внимание на выбор мощности электродвигателя).
• если плотность ниже, то потребляемая мощность ниже.

Все характеристик насосов приводятся на воде. Более высокую плотность необходимо учесть при выборе мощности электродвигателя.

3. Давление насыщенных паров. Необходимо для оценки риска возникновения кавитации в насосе. Нефтепродукты имеют более высокое давление насыщенных паров. Высокое давление насыщенных паров означает риск возникновения кавитации.

Учет физических свойств жидкости при подборе насоса.
Если перекачиваемая жидкость имеет переменную плотность, то при расчете напора насоса, необходимо брать минимальную плотностьпри наибольшем перепаде давления в системе для требуемой подачи.
Если требуются корректировка характеристик (Q-H, КПД, мощности) с учетом вязкости, то они должны быть в зоне ответственности производителя насоса.

4. Присутствие свободного газа. Возможное присутствие свободного газа в перекачиваемой жидкости или растворенных газов, которые могут выделится из жидкости во всасывающей трубе. В этом случае располагаемый NPSHA (давление на входе в насос) должен быть выбран таким образом, чтобы объемная доля свободного газа на входе в рабочее колесо была ниже, как правило, 2 - 4 % при минимально возможном давлении всасывания).

5. Присутствие твердых частиц в перекачиваемой жидкости (возможность абразивного износа). Стандартное значение для насосов для воды – 50 мг/л. Большее содержание требует применения специальных материалов для деталей насосов уплотнений более стойких к абразивному износу, или специальной конструкции насосов. Как правило, применяются насосы с рабочими органами с рабочими колесами и корпусными деталями, изготовленными из более материалов более высокой твердости.
Если содержание большое то рассмотреть применение Грунтовых насосов.
Содержание твердых частиц в перекачиваемой жидкости (Содержание механических примесей в перекачиваемой жидкости)
Определяет работоспособность насоса. Возможность абразивного износа. Ресурс насоса. Для большинства насосов для воды – 50 мг/л.
Большее содержание требует применения специальных материалов для деталей насосов уплотнений более стойких к абразивному износу, или специальной конструкции насосов.
Единицы измерения концентрации механических примесей в перекачиваемой жидкости измеряется в мг/л, г/м³ .
Пересчет содержания механических примесей выраженного в разных единицах:
1 мг/л = 0,001 г/л = 1 г/м³
1% по массе = 10 г/л = 10 кг/м³
Размер механических примесей.
Твердость механических примесей.

6. Температура жидкости. Рабочая температура. Диапазон изменения температуры - максимальная, минимальная. При увеличении температуры растет давление насыщенных паров и растет риск возникновения кавитации. Если температура воды выше 100 С, то давление на входе в насос должно быть выше атмосферного. Величина необходимого давления зависит от давления насыщенных паров жидкости при этой температуре. Давление насыщенных паров необходимо учитывать при расчет располагаемого кавитационного запаса.
Температура влияет на выбор типа насоса и материалов, уплотнений, резиновых колец . Особенно резиновых уплотнение, прокладок, торцовых уплотнений сальниковой набивки. Необходимо проверить допускаемый диапазон температур применения всех материалов.
Температура влияет на выбор конструкции насоса. температура до 140 С возможно применения насоса OH1. Если температура выше то необходимо применение насоса типа ОН2 с лапами по центру.
По температуре жидкости насосы можно разделить на Горячие и холодные. Условная граница 150 С.

7. Химический состав жидкости.
Кислотность жидкости pH.
Содержание Хлоридов.
Общая минерализация.
Содержание сероводорода.
Содержание других химических элементов.

В зависимости от химического составаперекачиваемой жидкости насосы можно разделить на три большие группы:

1. Общепромышленные насосы. Вода и сходные с ней по физическим и химическим свойствам жидкости.
2. Химически активные жидкости. Химические насосы.
3. Нефтяные жидкости.

В зависимости от области применения могут меняться тип насосов, материалы, уплотнения подшипниковые узлы.

Общие положения к выбору параметров насосов.

Необходимая подача насоса обычно определяется требованиями системы, в которой он работает.
Технологический процесс требует определенную подачу насоса.
Например, емкость должна быть заполнена (или опорожнена) за определенное время. Система кондиционирования воздуха требует определенного расхода охлажденной воды для выполнения работы, на которую она рассчитана.
В качестве примера можно привести технологическую установку с переменной производительностью или систему охлажденной воды, разработанную для обеспечения переменной нагрузки на систему кондиционирования.
Алгоритм работы насоса может быть определён с использованием программных продуктов, или по результатам проведенного обследования системы так как это поможет выбрать оптимальный тип насоса и системы управления.

Варианты задания параметров насоса подача/напор.

1. Требуемая точка или гарантированная точка.
2. Рабочий диапазон подач минимальная максимальнаяподача/напор.
3. Несколько рабочих точек или облако рабочих точек.
4. Если задано несколько точек и некоторые из них выходят за пределы рабочего диапазона (пиковые режимы), то необходимо запросить продолжительность каждого из режимов работы.

Номинальные параметры (подача/напор).
Максимальные параметры (подача/напор).
Минимальные параметры (подача/напор).

ПАРАМЕТРЫ НАСОСА – ПОДАЧА, НАПОР, КАВИТАЦИОННЫЙ ЗАПАС.

Для правильного выбора насоса необходимо знать следующую информацию:

1. Данные для требуемой рабочей точки: Q, H. Часто требуемая/гарантированная рабочая точка Q, H. может не совпадать с точкой максимального КПД BEP, но это не является обязательным требованием, возможно задать максимальное отклонение от точки максимального КПД.Q/Qопт).
2. Данные о других рабочих точках (при необходимости).

2.1. Максимальная и минимальная подача в режиме постоянной работы QmaxQmin.
2.2. Максимальная и минимальная подача при кратковременной работе или в переходных режимах, например, при переключении параллельно работающих насосах, при отключении одного из насосов и т.п.
2.3. Для параллельно работающих насосов максимальный расход (выбег) определяется при работе одного насоса.
2.4. При последовательной работе насосов необходимо проанализировать их взаимное влияние с точки зрения регулирования и аварийных ситуаций, таких как выход одного насоса из строя.

Требования к напору насоса.
Требования по напору могут указаны в разных видах.

1. Напор насоса в метрах.
2. Давление нагнетания, бар, кПа и т.п.
3. Давление всасывания. Давление на входе в насос, бар, кПа .
4. Дифференциальное давление (напор) насоса*.

* Дифференциальное давление (напор) насоса - разница между давлением (напором) на выходе из насоса и давлением (напором) на входе в насос.
H_насос=(р_нагн.- р_всас.)/(g x плотность).
Возможные ошибки. Если указано давление на выходе и давление на входе, то при расчете напора не всегда учитывают давление на входе.Не лишним будет уточнить у заказчика требуемый напор.

Возможные неточности при указании напора насоса.
Указан напор или давление на нагнетании и давление или напор входе.
иногда заказчик не понимает напор насоса указан с учётом давления на входе или нет.
Например:
Напор насоса – 50 м.
Давление на входе в насос 2 бар.
Возможные варианты для подбора насоса:
1. Подобрать насос с напором 50 м.
2. Подобрать насос с напором 50-20= 30 м. Потому что напор насоса - это разница напоров на выходе и входе.
Дифференциальный напор – это напор, который необходимо использовать для подбора насоса.

Источники технической информации для подбора насоса.
Для подбора насосов можно воспользоваться следующими источниками:

1. Каталоги производителей (рекламная продукция).
2. Заполнить опросные листы производителейи отправить производителям поставщикам оборудования.
3. Программы подбора на сайтах производителей. (преимущества использования программ подбора – есть доступ к характеристикам всех насосов выпускаемых насосов данной фирмы, возможность адаптировать перестроить характеристики скачать документацию в удобном виде).

ДЕТАЛЬНЫЙ ВЫБОР НАСОСА ПО ЧАСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
Какой насос выбрать если есть несколько вариантов. Критерии отбора.

1. КПД насоса и потребляемая мощность.
2. Положение рабочей точки относительно точки максимального КПД и относительно рабочего диапазона.
3. Если указана не одна а несколько рабочих точек то необходимо чтобы все рабочие точки лежали в пределах рабочего диапазона.
4. Кавитационный запас. Проверить удовлетворяет ли насос требованиям по кавитационному запасу. Иногда это требование игнорируют.
5. Частота вращения. (.). В ОЛ может быть указана требуемая частота вращения.

РЕЖИМ РАБОТЫ НАСОСА
Насосы, выбранные для системы, должны обеспечивать требуемый напор и расход для всех потребителей (веток трубопроводов), конфигураций трубопроводов, характеристик технологического расходов и меняющихся свойств продукта. К свойствам продукта, которые следует учитывать, относятся относительная плотность, вязкость, давление пара, удельная теплоемкость и температурный диапазон.

При выборе центробежных насосов рекомендуется отдавать предпочтение таким насосам, у которых расчетная рабочая точка (напор и производительность) находится немного левее точки максимального КПД на напорной характеристике насоса. Причина этого заключается в том, что подавляющее большинство насосов имеют завышенные параметры из-за консервативного подхода, используемого специалистами при подборе насоса для оценки общего напора в системе. Поскольку фактический результирующий напор в системе обычно меньше, чем прогнозируется инженером в процессе выбора насоса, насос будет стремиться сместиться вправо на своей кривой производительности, к точке, где требуемый общий напор меньше. Если бы первоначальный выбор был сделан справа от максимального КПД, то более низкий, чем прогнозировалось, общий напор насоса будет стремиться сместить рабочую точку еще дальше вправо на кривой производительности. Поэтому предпочтительнее делать первоначальный выбор слева от точки максимального КПД, чтобы, если фактический напор окажется меньше, то рабочая точка насоса сместится вправо по кривой и приблизится к точке максимального КПД. Это не жесткое правило, но инженеру следует помнить, что если насос выбран в точке, расположенной значительно правее точки максимального КПД на напорной характеристике, и если фактический напор насоса меньше прогнозируемого, это позволит рабочей точке насоса сместиться еще дальше вправо, что может привести к проблемам с перегрузкой двигателя или кавитацией в насосе.

ТРЕБОВАНИЕ API 610 К МАКСИМАЛЬНОМУ ДИАМЕТРУ РАБОЧЕГО КОЛЕСА.
С учетом возможной неопределённости при определении требуемых параметров насосов, а также возможного увеличения сопротивления системы, в стандарте API 610 предусмотрено требование о том, что нельзя подбирать насос с максимальным диаметром рабочего колеса.
Запас по диаметру должен составлять не менее 5 %.
Для того чтобы иметь возможность установить рабочее колесо большего диаметра на большие параметры. При этом необходимо учитывать мощность электродвигателя с учетом возможности установки рабочего колеса большего диаметра.

В требованиях опросного листа может быть указано:

1. NPSHR (требуемый кавитационный запас насоса).
2. NPSHA (располагаемый кавитационный запас системы).

1. Насос необходимо подбирать таким образом, чтобы его NPSHR был меньше кавитационного запаса насоса (NPSHR) или кавитационного запаса системы (NPSHA), указанного в ОЛ.

NPSHR (ОЛ)> NPSHR (насоса)
NPSHA (ОЛ) > NPSHR (насоса

2. Необходимо проверять условие работы без кавитации во всем диапазоне подач. Если указана максимальная подача, то проверить требование к кавитационному запасу при максимальной подаче.

При максимальной подаче располагаемый кавитационный запас системы NPSHA должен быть достаточным для исключения развитой кавитации, при которой будет происходить существенное (более 3%) падение напора насоса .

Условие безкавитационной работы насоса NPSHA > NPSHR.
Проверять условие безкавитационной работы следует во всем рабочем диапазоне подач включая Qмакс.

Особенность работы без кавитации при перекачивании жидкости отличной от холодной воды.
Давление насыщенных паров выше, чем у холодной воды.

Увеличение давления насыщенных паров при увеличении температуры. Для того чтобы обеспечить работу насоса необходимо уточнить давление насыщенных паров при данной температуре для того чтобы исключить закипание жидкости на входе в насос.

Например, давление насыщенных паров воды при температуре 150 °С составляет 475 кПа (4,75 бар). Таким образом, давление на входе в насос должно быть не менее 5 бар.

NPSHA=Hвх-Hвсас-Hн.паров-Hпотерь

ЧАСТОТНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАСОСА.
Варианты требований ОЛ:

1. Необходимо частотное регулирование. Возможно указан диапазон регулирования в виде рабочих точек.
2. Указан диапазон параметров, которые возможно обеспечить за счет изменения частоты вращения насосов.

Какие насосы и как нужно подбирать для частотного регулирования.

1. Форма напорной характеристики насоса.

• Без западаний «без горба».
• Стабильно пологопадающая. Не плоская.

2. Положение рабочей точки относительно точки максимального КПД.

• Если есть статическая составляющая > 30 %, то точка при максимальной подаче должна лежать ближе к правой границе рабочего диапазона.
• Комплектация электродвигателем адаптированным для работы с ЧРП.

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА НАСОСОВ.
В требованиях ОЛ может быть указано:
Параллельная работа.
Суммарная подача насосов при параллельной работе.

Какие условия должны выполняться:

1. Форма напорной характеристики насоса. Без западаний («горбатая»). Стабильно пологопадающая. Не рекомендуется «плоская» напорная характеристика.
2. Насосы должны быть одинакового типоразмера и с одинаковыми рабочими колесами. Возможно ограничить класс испытаний для того чтобы характеристики имели минимальные отличие. (Например, Grade 1 B). Трубопроводная обвязка всех насосов должна быть одинаковая.

Требование к форме напорной характеристики насоса при параллельной работе.
Критерии выбора насосного оборудования:

1. Насос(ы), выбранные для параллельной работы , должны иметь напорно-расходную характеристику, которая непрерывно возрастают по мере уменьшения подачи до нулевой подачи.
2. Если насосная система спроектирована для параллельной работы насосов, то повышение напора до точки нулевой подачи должно составлять не менее 10% от напора при точки максимального КПД .

Комментарий: Насосы без существенного наклона характеристики по мере уменьшения расхода более подвержены работе в режиме нулевой подачи (на закрытую задвижку), если такие насосы работают параллельно.
Комментарий: Достичь непрерывно возрастающей кривой напора в насосах малой подачей и высоким напором не всегда возможно. У таких насосом может быть либо плоская либо горбатая характеристики.
Насосы с такой характеристикой редко работают параллельно.

Несколько насосов работающих параллельно на общий коллектор. В этом случае насосы могут иметь несколько рабочих точек в зависимости от количества работающих насосов. Обычно рабочая точка выбирается для режима, когда все насосы работают одновременно. Для того чтобы КПД насоса был максимально высоким при меньшем количестве работающих насосов, насос следует выбирать таким образом, чтобы точка максимального КПД насоса находилась справа от основной рабочей точки.

ТРЕБОВАНИЯ К ФОРМЕ НАПОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ.

1. Наклон. Крутизна.
2. Напор при нулевой подаче.

Заказчик сам указывает требования к форме напорной характеристике.

УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА.
Насосы должны иметь механизм уплотнения вала, рассчитанный на все условия эксплуатации. Механизмы уплотнения должны иметь вспомогательные системы, соответствующие условиям технологического процесса и требованиям к уплотнению.

• Сальники.
• Торцовые уплотнения (одинарные, двойные).

Как правило, заказчик сам определяет тип уплотнения.