Регулирование работы насосов

Насосы

Дополнительная информация о дозирующих насосах MSR по телефону +7 (916) 791–29–72

Регулирование работы насосов

Введение

В практике эксплуатации насосов нередко приходится прибегать к регулированию их параметров, главным образом подачи, реже — напора. Так, например, режим работы мелиоративных насосных станций диктуется графиком водоподачи, имеющим значительные колебания во времени и течение поливного сезона, а иногда и в течение суток. Этим вызывается необходимость регулирования подачи насосной станции. Регулирование подачи может также иметь место на насосных станциях городского водоснабжения, на гидроаккумуляторных установках, на установках для перекачки нефти, на циркуляционных и питательных насосах теплоэлектростанций и т. п.

Под регулированием насоса понимают процесс произвольного изменения его подачи для обеспечения требуемой ее величины.

Насос и внешняя сеть образуют единую систему, равновесное состояние которой определяется материальным и энергетическим балансом. Материальный баланс выражается условием равенства подачи насоса расходу во внешней сети, энергетический - равенством напора насоса напору, потребляемому сетью. Графически условие материального и энергетического баланса системы выражается точкой пересечения характеристик насоса и сети. При данных характеристиках насоса и сети существует только одна точка, отвечающая условиям устойчивого равновесия. Величина водопотребления, как правило, изменяется во времени, в соответствии с чем должна перемещаться рабочая точка системы. С этой целью необходимо регулировать подачу насоса.

В связи с тем, что рабочая точка системы определяется характеристиками как насоса, так и сети, то регулировать подачу можно за счет изменения характеристики сети (количественный метод) или за счет изменения характеристики насоса (качественный метод). Изменение подачи и напора насосной установки за счет изменения характеристики сети можно добиться изменением статической составляющей сопротивления системы (геометрической высоты нагнетания или всасывания, давления над поверхностью жидкости в приемном резервуаре), изменением гидравлического сопротивления движению жидкости во всасывающем или напорном трубопроводе, изменением схемы сети (например, за счет введения байпасной линии).

Качественно работа системы «насос-сеть» регулируется изменением частоты вращения рабочего колеса насоса, геометрии проточных каналов насоса и кинематики потока на входе в рабочее колесо.

Существуют также комбинированные способы регулирования, при которых изменение характеристики сети и изменение характеристики насоса происходят одновременно и взаимосвязано.

К количественным способам регулирования лопастных насосов относятся:

дросселирование напорной стороны насоса;
дросселирование всасывающей стороны насоса;
перепуск (байпасирование);
сброс части поднятого количества воды в нижний бьеф;
впуск воздуха во всасывающую трубу насоса;
авторегулирование (изменение статической составляющей напора);
комбинацией включения параллельно/последовательно работающих ступеней в многосекционных насосах;
применение баков-гидроаккумуляторов;

На крупных насосных станциях применяют следующие способы регулирования, которые также можно отнести к количественным способам:

применение ячеистого успокоителя в аванкамере насосной станции;
применение перепускного трубопровода, соединяющего нитки напорных коммуникаций крупных насосных станций;
изменение числа параллельно работающих насосов (применение разменных агрегатов).

К качественным способам регулирования относятся:

изменение частоты вращения рабочего колеса;
изменение угла установки лопастей направляющего аппарата на входе в рабочее колесо насоса;
изменение угла установки лопастей направляющего аппарата на выходе из рабочего колеса насоса;
изменение ширины рабочего колеса;
изменение степени открытия поперечного сечения каналов рабочего колеса;
изменение угла установки лопастей рабочего колеса;
саморегулирование;
обточка рабочего колеса.

К комбинированным способам регулирования относятся:

саморегулирование с перепуском;
перепуск по малому контуру с закруткой потока перед рабочим колесом;
дросселирование с перепуском;
перепуск с подкруткой;
дросселирование и изменение частоты вращения рабочего колеса;
комбинация лопастного и водоструйного насосов и другие.

Классификация способов регулирования подачи

Регулирование производится только изменением характеристики насоса.
Изменение характеристики сети, а характеристика насоса остается неизменной.
Изменение характеристики насоса и сети.

Автоматическое регулирование может быть зависимым и независимым. Зависимое, или программное, регулирование считается наиболее совершенным. Заданный параметр при автоматическом регулировании должен меняться по определенному заранее установленному графику.

Различают также непрерывное или прерывное (позиционное) регулирование процесса.

При позиционном прерывном регулировании подача воды то прекращается, то вновь восстанавливается.

При непрерывном регулировании регулятор все время поддерживает заданную величину параметра (давления, расхода) – показателя регулирования. Всякое изменение этой величины воспринимается чувствительным элементом измерительной системы и полученная информация о рассогласовании передается на исполнительный элемент регулятора.

Изменение характеристик насоса можно сделать постоянным (долговременным) или текущим.

При постоянном (долговременном) регулировании насос переводится в новый режим работы на достаточно длительный срок. Такое регулирование выполнить проще, чем регулировать подачу и напор в процессе работы системы.

Под текущим регулированием подразумевается непрерывное изменение характеристики Q–H в процессе работы установки в зависимости от поступления жидкости к насосу или потребления жидкости в системе.

Количественные способы регулирования подачи

К ним относятся:

Дросселирование напорной стороны насоса
Дросселирование всасывающей стороны насоса
Перепуск (байпасирование)
Сброс части поднятого количества воды в нижний бьеф
Впуск воздуха во всасывающую трубу насоса
Авторегулирование (изменение статической составляющей напора)
Комбинацией включения параллельно/последовательно работающих ступеней в многосекционных насосах
Применение баков-гидроаккумуляторов
Применение ячеистого успокоителя в аванкамере насосной станции
Применение перепускного трубопровода, соединяющего нитки напорных коммуникаций крупных насосных станций
Изменение числа параллельно работающих насосов (применение разменных агрегатов)

Прочие способы:

Введение в жидкость добавок высокомолекулярных соединений
Магнитогидродинамическая закрутка потока перед рабочим колесом
Перепуск по малому контуру с закруткой потока перед рабочим колесом
Дросселирование с перепуском
Комбинация лопастного и водоструйного насосов

Качественные способы регулирования подачи

К ним относятся:

Изменение частоты вращения рабочего колеса
Изменение угла установки лопастей направляющего аппарата на входе в рабочее колесо насоса
Изменение угла установки лопастей направляющего аппарата на выходе из рабочего колеса насоса
Изменение ширины рабочего колеса
Изменение степени открытия поперечного сечения каналов рабочего колеса
Изменение угла установки лопастей рабочего колеса
Саморегулирование
Обточка рабочего колеса

Прочие способы:

Введение в жидкость добавок высокомолекулярных соединений
Магнитогидродинамическая закрутка потока перед рабочим колесом
Перепуск по малому контуру с закруткой потока перед рабочим колесом
Дросселирование с перепуском
Комбинация лопастного и водоструйного насосов

Промышленные насосы