ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ РАБОТА НАСОСОВ
Последовательная работа насосов.
Основные области применения последовательной схемы работы насосов:
1.Трубопроводы большой протяжённости.
В магистральных трубопроводах, транспортирующих воду или нефть на большие расстояния. Насосная система представляет собой длинный трубопровод с большими потерями на трение по всему трубопроводу. Поэтому для того чтобы прокачать жидкость через трубопровод потребуется насос с очень высоким напором и, следовательно, очень высокой мощностью. На магистральном трубопроводе может быть несколько насосный станций. На каждой станции могут быть установлены насосы, работающие последовательно.
В магистральных трубопроводах, транспортирующих воду или нефть на большие расстояния. Насосная система представляет собой длинный трубопровод с большими потерями на трение по всему трубопроводу. Поэтому для того чтобы прокачать жидкость через трубопровод потребуется насос с очень высоким напором и, следовательно, очень высокой мощностью. На магистральном трубопроводе может быть несколько насосный станций. На каждой станции могут быть установлены насосы, работающие последовательно.
2. На тепловых электростанциях. Применение бустерных насосов.
Аналогичное применение нескольких последовательно соединенных насосов на тепловых электростанциях (конденсатный насос, бустерный насос для конденсата и питательный насос для котла). Теоретически, один насос мог бы перекачивать воду из конденсатора через подогреватели питательной воды в котел. Однако требуемое давление нагнетания этого одного насоса будет настолько высоким, что нагреватели питательной воды и другие компоненты системы будут стоить дорого из-за высокого рабочего давления. Кроме того, при попытке сделать это с помощью одного насоса, скорее всего, возникнут серьезные проблемы с кавитационным запасом NPSH.
Аналогичное применение нескольких последовательно соединенных насосов на тепловых электростанциях (конденсатный насос, бустерный насос для конденсата и питательный насос для котла). Теоретически, один насос мог бы перекачивать воду из конденсатора через подогреватели питательной воды в котел. Однако требуемое давление нагнетания этого одного насоса будет настолько высоким, что нагреватели питательной воды и другие компоненты системы будут стоить дорого из-за высокого рабочего давления. Кроме того, при попытке сделать это с помощью одного насоса, скорее всего, возникнут серьезные проблемы с кавитационным запасом NPSH.
3. Применение бустерных насосов с целью обеспечения достаточного NPSHA для основного насоса.
Например - одноступенчатый низкооборотный бустерный насос с двойным входом и напором 150-200 м, питает высокоскоростной питательный насос котла с напором 4000 м с высоким NPSHR.
В этом случае первый насос из двух последовательно соединенных это насос с относительно небольшим напором (и, следовательно, относительно низкой мощностью). Но при расчете NPSHA для второго последовательно включенного насоса уравнение для расчета NPSHA будет содержать дополнительный член, а именно напор первого насоса.
В качестве примера можно привести питательный насос котла электростанции, который работает с частотой 6000 или 7000 об/мин для того чтобы развить необходимый напор для достижения давления в котле.
Из-за такой высокой частоты вращения требуемый кавитационный запас насоса NPSHR составляет 30 метров. Высокое значение NPSHA обеспечивается за счет добавления в систему низкоскоростного бустерного насоса.
Например - одноступенчатый низкооборотный бустерный насос с двойным входом и напором 150-200 м, питает высокоскоростной питательный насос котла с напором 4000 м с высоким NPSHR.
В этом случае первый насос из двух последовательно соединенных это насос с относительно небольшим напором (и, следовательно, относительно низкой мощностью). Но при расчете NPSHA для второго последовательно включенного насоса уравнение для расчета NPSHA будет содержать дополнительный член, а именно напор первого насоса.
В качестве примера можно привести питательный насос котла электростанции, который работает с частотой 6000 или 7000 об/мин для того чтобы развить необходимый напор для достижения давления в котле.
Из-за такой высокой частоты вращения требуемый кавитационный запас насоса NPSHR составляет 30 метров. Высокое значение NPSHA обеспечивается за счет добавления в систему низкоскоростного бустерного насоса.
4. Регулирование расхода через трубопровод за счет изменения количества работающих насосов.
5. Возможность использования стандартных насосов, что позволяет в некоторых случаях снизить стоимость системы.
Например, если система на рисунке представляет собой длинный трубопровод с большими потерями на трение по всему трубопроводу, попытка прокачать через систему жидкость при помощи одного насоса приведет к тому, что насос необходимо будет выбрать насос с высоким напором, а значит, и большой мощностью.
Возможно насос с требуемыми параметрами невозможно будет найти.
Разбиение трубопровода на несколько последовательно соединенных участков снижает требуемое расчетное давление для трубопроводов системы, арматуры, приборов и т. д. Насосы установлены на расстоянии друг от друга и потери по длине трубопровода между насосами снижают давление на входе в следующий насос.
Возможно насос с требуемыми параметрами невозможно будет найти.
Разбиение трубопровода на несколько последовательно соединенных участков снижает требуемое расчетное давление для трубопроводов системы, арматуры, приборов и т. д. Насосы установлены на расстоянии друг от друга и потери по длине трубопровода между насосами снижают давление на входе в следующий насос.
Подключение насосов последовательно.
При последовательной работе напорная линия одного насоса соединяется со всасывающей линией второго насоса. Как показано на рисунке.
Когда два или более насосов работают последовательно, расход через все насосы одинаков, поскольку все, что проходит через один насос, должно проходить через следующий насос (при условии отсутствия дополнительных трубопроводов).
Второй насос берет напор первого насоса и добавляет свой напор и увеличивает суммарный напор.
Теоретически последовательные насосы обеспечивают вдвое больший напор при той же подаче.
Однако, поскольку конструкция системы включает Т образные соединения труб, 6 клапанов и как минимум 6 колен труб прямо у насосов, фактический напор не удваивается, так как потери на трение значительно изменяется при таком расположении.
Те же советы, что и для параллельно работающих насосов, применимы и к последовательно работающим насосам. В зависимости от формы характеристики системы один насос, работающий последовательно, может работать левее своей точки максимального КПД (BEP) или даже при нулевой подаче. Если он работает с напором при нулевой подаче, у вас нет возможности использовать один насос.
Когда два или более насосов работают последовательно, расход через все насосы одинаков, поскольку все, что проходит через один насос, должно проходить через следующий насос (при условии отсутствия дополнительных трубопроводов).
Второй насос берет напор первого насоса и добавляет свой напор и увеличивает суммарный напор.
Теоретически последовательные насосы обеспечивают вдвое больший напор при той же подаче.
Однако, поскольку конструкция системы включает Т образные соединения труб, 6 клапанов и как минимум 6 колен труб прямо у насосов, фактический напор не удваивается, так как потери на трение значительно изменяется при таком расположении.
Те же советы, что и для параллельно работающих насосов, применимы и к последовательно работающим насосам. В зависимости от формы характеристики системы один насос, работающий последовательно, может работать левее своей точки максимального КПД (BEP) или даже при нулевой подаче. Если он работает с напором при нулевой подаче, у вас нет возможности использовать один насос.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ НАСОСОВ
При последовательной работе все насосы обеспечивают одинаковый расход. Q1=Q2=Q3
Поэтому суммарная Q-H характеристика, получается путем сложения напоров отдельных насосов при постоянной подаче.
При последовательной работе отдельные насосы могут сильно отличаться друг от друга, но они должны быть подобраны таким образом, чтобы покрывать диапазон требуемых подач.
Q1 = Q2 =Q
Поэтому суммарная Q-H характеристика, получается путем сложения напоров отдельных насосов при постоянной подаче.
При последовательной работе отдельные насосы могут сильно отличаться друг от друга, но они должны быть подобраны таким образом, чтобы покрывать диапазон требуемых подач.
Q1 = Q2 =Q
Работа насосов при последовательной работе насосов в системе с малой статической составляющей.
Пересечение суммарной характеристики насосов с характеристикой системы определяет общий расход, подаваемый в систему, и позволяет определить, в какой точке кривой H-Q работает каждый из насосов.
На рисунке показано, как построить характеристику для трех одинаковых насосов, работающих последовательно в системе с динамической составляющей.
и.
На рисунке показано, как построить характеристику для трех одинаковых насосов, работающих последовательно в системе с динамической составляющей.
и.
Работа насосов при последовательной работе насосов в системе с большой статической составляющей.
Подключение третьего насоса увеличивает суммарную подачу на гораздо меньшую величину по сравнению с подключением второго наоса.
Совместная характеристика питательного и бустерного насосов.
Суммарная характера насосов имеющих разные напорные характеристики на примере бустерного и питательного насосов.
Выбор способа регулирования между последовательной и параллельной схемами.
a) Если Hстат>Hдин. Последовательная установка. (РИС. А) Если при последовательной работе один насос выходит из строя, другой работает с меньшим расходом и меньшим КПД в диапазоне, в котором следует ожидать нестабильной работы.
b) Если Hстат>Hдин. Параллельная работа. (РИС. Б). В этом случае параллельно работающие насосы работают гораздо лучше и обеспечивают большую подачу при более высоком КПД..
c) Если Hстат<Hдин (РИС. С). Последовательная установка. Если потери, зависящие от расхода (потери на трение), являются преобладающими, то последовательная схема является предпочтительной, так как при отключении одного из двух насосов подача будет составлять 70% от первоначального расхода. Кроме того, насос работает с лучшим NPSH и высоким КПД.
d) Если Hстат<Hдин (РИС. Д) Параллельная работа. Если в характеристике системы преимущественно потери на трение, то параллельная работа насоса не рекомендуется.
b) Если Hстат>Hдин. Параллельная работа. (РИС. Б). В этом случае параллельно работающие насосы работают гораздо лучше и обеспечивают большую подачу при более высоком КПД..
c) Если Hстат<Hдин (РИС. С). Последовательная установка. Если потери, зависящие от расхода (потери на трение), являются преобладающими, то последовательная схема является предпочтительной, так как при отключении одного из двух насосов подача будет составлять 70% от первоначального расхода. Кроме того, насос работает с лучшим NPSH и высоким КПД.
d) Если Hстат<Hдин (РИС. Д) Параллельная работа. Если в характеристике системы преимущественно потери на трение, то параллельная работа насоса не рекомендуется.
Дополнительные условия, которые необходимо учитыватьпри последовательной работе насосов.
- Если насосы работают последовательно, необходимо учитывать, что уплотнения и корпуса насосов, расположенных далее, находятся под более высоким давлением. Корпус и фланцы насосов должны быть рассчитаны на суммарное давление. В особенности необходимо обратить внимание на крайний насос. Уплотнение вала должно быть подобрано с учетом суммарного давления всех насосов. Вероятней всего оно должно быть разгруженным с учётом возможного давления всасывания насоса, расположенного далее по системе.
- Если задвижка, установленная после последнего насоса, случайно будет закрыта то, все насосы, установленные до задвижки будут работать с максимальным напором при нулевой подаче, что означает, что давление в системе после последнего насоса будет значительно выше рабочего и, возможно, выше расчетного давления корпуса насоса, уплотнений, трубопроводов, арматуры и других элементов системы. Учитывая такую возможность, в конструкцию системы следует включить систему сброса давления или другие ограничители давления, чтобы давление не превышало расчетных пределов.
Другие темы курса "Регулирование насосов".
ДРУГИЕ КУРСЫ О НАСОСАХ.
Курсы по насосному оборудованию
- Регулирование насосов.Частотное регулирование. Параллельная работа насосов, Дроссельное регулирование (регулирование задвижкой). Подрезка рабочего колеса. Комбинированные способы регулирования насосов. Воздух в насосе.
- Кавитация.Кавитационный запас насоса. Виды кавитационных запасов (критический, допускаемый). Располагаемый кавитационный запас системы. Условие работы насоса без кавитации. Способы устранения кавитации.
- Эксплуатация насосов.Монтаж насоса. Фундаменты. Всасывающие и нагнетательные трубопроводы. Монтаж трубопроводов. Усилия от трубопроводов на патрубки насосов. Пуск и останов насосов. Фильтры на входе в насос.
- Типы насосов. Насосы по API 610.Основные типы насосов по конструкции. Типы насосов по API 610. Требования стандарта API 610.
- Уплотнения в насосах. Уплотнения по API 682.Сальникове уплотнения. Торцовые уплотнения. Одинарные уплотнения. Двойные уплотнения. Выбор уплотнения.
- Надежность насосов.Причины поломок насосов. Причины выхода из строя подшипников, уплотнений. Обслуживание и ремонт. Обеспечение надежной работы насосов. Как сократить количество ремонтов насосов.
- Подшипники в насосах.Подшипники качения. Подшипники скольжения. Способы смазки. Причины выхода из строя.
- Аудит насосных систем.Обследование насосных систем. Измерение параметров насосов на объекте (подача, напор, мощность). Способы увеличения эффективности насосной системы.
