Регулирование подачи центробежных насосов

Метод заключается в том, что в сети последовательно с насосом устанавливается устройство с переменным (регулируемым) живым сечением, именуемое дросселем, в котором рассеивается часть напора насоса (рис. 18). В качестве таких дросселей используется запорно- регулирующая арматура, т.е. задвижки, вентили, а в воздуховодах применяются заслонки (поворотного типа и шиберные).

Место установки дросселей для насосов лопастного типа - линия нагнетания, поскольку в случае их установки на линии всасывания давление на входе в насос уменьшается (за счет появления потерь на дросселе). В результате возрастает риск появления кавитации в насосе.

Рис. 18. Регулирование производительности лопастных насосов дросселированием: 1 - характеристика насоса; 2 - исходная характеристика сети; 3 - характеристика сети с дросселем; 4 - кривая КПД насоса;

5 - насос лопастного типа; 6 - дроссель

На рис. 18 показана совмещенная характеристика сети и центробежного насоса при дросселировании. Из графиков видно, что если включить насос в сеть без регулирующих устройств, то рабочая точка, являющаяся пересечением характеристики насоса 1 и характеристики трубопроводной 2 сети, будет иметь абсциссу Qo, лежащую значительно правее абсциссы заданной рабочей производительности Q_p.

После включения дросселя в сеть ее сопротивление возрастет. Это означает, что кривая характеристики сети станет круче. Характеристику сети можно плавно регулировать путем изменения степени закрытия дросселя. Таким путем и достигается настройка системы на требуемую производительность Q_p.

Характеристика сети 3 при этом будет пересекать характеристику насоса 1 в точке с абсциссой Q_p. Ордината этой точки Н_н есть напор насоса. Из графиков видно, что этот напор складывается из двух частей: падения напора в сети Я_с и потерь напора в дросселе И_л. Величина Н_с находится как ордината точки пересечения вертикальной линии Q = Q_p = const с исходной характеристикой 2 сети, значение й_д - как разность (Нн-Нс).

Особенностью регулирования производительности дросселированием является последовательное соединение насоса, сети и дросселя. Поэтому расходы в них будут одинаковыми: Q_p = Qh. Все характеристики насоса (напор, КПД, эффективная мощность, кавитационный запас) обычно задаются графически как функции расхода.

Общий КПД установки будет меньше, поскольку часть энергии, сообщаемой насосом жидкости, рассеется в дросселе. КПД установки есть отношение полезной мощности

к затраченной (эффективной)

Изменение напорной характеристики трубопровода добиваются изменением сопротивления трубопровода регулировкой задвижки.

Метод заключается в том, что в сети параллельно с насосом устанавливается байпасная (обходная) линия с дросселем, через которую пропускается избыточная часть жидкости (рис. 19), т.е. производительность насоса Qh может быть представлена как сумма

где Qc = Qo - расход жидкости в сети (рабочий расход);

Qg - расход жидкости через байпасную линию.

В схеме регулирования производительности байпасированием полный напор насоса Нн можно считать равным изменению напора в сети Нс, т.е. Нн = Нс.

Рис. 19. Регулирование производительности насосов байпасированием:

• 1 - характеристика насоса; 2 - характеристика сети; 3 - кривая КПД насоса;
• 4 - насос; 5 - байпасная линия; 6 - байпасный регулятор расхода

На рис. 19 показана совмещенная характеристика сети и насоса при байпасировании. Из графиков видно, что если включить насос в сеть при закрытом дросселе на байпасной линии, то рабочая точка, являющаяся пересечением характеристики 1 насоса и характеристики 2 сети, будет лежать правее заданной рабочей производительности Q_p; при этом Qq = 0. По мере открывания байпасной линии расход через нее Qg возрастает, а напор в системе снижается. При этом благодаря наклону характеристик сети и насоса производительность сети будет уменьшаться, а подача насоса - увеличиваться. Этот процесс регулирования продолжается до тех пор, пока расход в сети Qc не станет равным рабочему расходу Q_p.

Не вся энергия, передаваемая насосом жидкости, будет использоваться в сети, поскольку часть жидкости с высоким давлением возвращается через байпасную линию на всасывающую сторону насоса с низким давлением, теряя энергию.

Изменения напорной характеристики трубопровода добиваются перепуском части воды во всасывающий патрубок.

Эти способы наиболее просты в реализации, но неэкономичны, поскольку потребляемая мощность мало изменяется. Кроме того, они позволяют регулировать только в сторону снижения подачи жидкости насосов.

Регулирование работы самого насоса осуществляется принципиально двумя способами: обточкой рабочего колеса и изменением частоты оборотов вала насоса. Входящие в комплектацию насосов электродвигатели подразумевают изменение частоты вращения ротора, что достигается благодаря применению реостатов, сопротивлений или возможностью выбора задействованных обмоток мотора.