Geum.ru

Тепловые двигатели и нагнетатели

Вид материалаДокументы
Параллельное и последовательное соединения центробежных насосов
2 — характеристика одного насоса; 3
В — рабочая точка двух параллельно включенных насосов; С
Н1 одиночного насоса, по характеристике 2
С (пересечение линий 1
3 насосов получается суммированием ординат (напоров) Н
4 — КПД одиночного насоса; А
Неустойчивость работы. Помпаж.
2.12). Для насоса, имеющего падающую характеристику (рис. 2.12, а)
H1 — характеристика насоса; H
Условное обозначение
1; одинарное торцевое — 2в
Шифр насоса(агрегата)
Таблица 2.3 Соответствие маркировки некоторых центробежных насосов разных лет выпуска
Тип насосаТип насоса
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

Параллельное и последовательное соединения центробежных насосов

Параллельное включение насосов

Если подобрать насос достаточной производительности не удается, либо производительность наиболее подходящего насоса чрезмерно велика, и КПД при регулировании байпасированием оказывается очень низким, то возможна установка в сети двух или более параллельно работающих насосов. Варианты соединения нагнетателей с разными характеристиками изложены в специальной литературе [6, 9].



Рис. 2.10. Параллельное соединение насосов:
1 — характеристика сети; 2 — характеристика одного насоса;
3 — суммарная характеристика двух одинаковых насосов, включенных параллельно; 4 — КПД одиночного насоса;
А — условная рабочая точка каждого насоса;
В — рабочая точка двух параллельно включенных насосов;
С — рабочая точка одиночного насоса

На рис. 2.10 показан случай параллельного соединения двух одинаковых насосов, когда сопротивлением участка трубопровода, смонтированного для подключения второго насоса, можно пренебречь.

Суммарная характеристика строится следующим образом. На оси ординат выбирается некоторое значение напора Н1 одиночного насоса, по характеристике 2 насоса определяется производительность одиночного насоса Q1. При параллельном соединении напоры насосов одинаковы, а расходы суммируются, поэтому при значении напора Н1 производительность двух насосов составит 2Q1. Аналогичные построения выполняются для ряда точек, по которым затем строится плавная линия 3, которую и можно считать суммарной характеристикой двух одинаковых насосов, включенных параллельно.

При работе одиночного насоса рабочей является точка С (пересечение линий 1 и 2), ей соответствует расход QС. При установке второго насоса рабочая точка В находится как пересечение линий 1 и 3, ей соответствует расход QВ, который в общем случае не равен 2QС. Это связано с тем, что при увеличении расхода через сеть потери напора в ней возрастают (т. е. характеристика сети 1 — возрастающая функция).

Производительность каждого из параллельно включенных насосов можно найти аналитически как QА = , а также из графика, проводя горизонталь из точки В до пересечения с характеристикой 2 одиночного насоса в точке А. Каждый из двух насосов работает с подачей QА, по которой и следует находить КПД насосов. Общий КПД установки есть отношение полезной мощности Nпол = gQВHр к затраченной двумя насосами , откуда нетрудно найти h = h пар.

Подобным образом можно построить характеристику трех и более параллельно включенных насосов.

Последовательное включение насосов

В насосных установках иногда приходится с целью повышения давления устанавливать насосы последовательно, т. е. нагнетательный трубопровод одного насоса присоединяют к всасывающему патрубку следующего насоса. Таким образом, происходит сложение напоров, развиваемых насосами при выбранной производительности (рис. 2.11).

Общая характеристика 3 насосов получается суммированием ординат (напоров) Н1 одиночных насосов при произвольно задаваемых подачах Q1. При работе одиночного насоса рабочей является точка С (пересечение линий 1 и 2), ей соответствует напор НС. При установке последовательно второго насоса рабочая точка В находится как пересечение линий 1 и 3; ей соответствует напор НВ, который в общем случае не равен 2НС. Это связано с тем, что характеристика сети 1 сильно отклоняется от вертикали (удвоение напора могло бы происходить в случае строго вертикальной характеристики сети, что практически имеет место при очень большом приведенном коэффициенте сопротивления сети). В результате при увеличении напора происходит и возрастание расхода (QВ > QC).



Рис. 2.11. Последовательное соединение насосов:
1 — характеристика сети; 2 — характеристика одного насоса;
3 — суммарная характеристика двух одинаковых насосов, включенных последовательно; 4 — КПД одиночного насоса;
А — условная рабочая точка каждого насоса;
В — рабочая точка двух последовательно включенных
насосов; С — рабочая точка одиночного насоса

Напор каждого из последовательно включенных насосов можно найти аналитически как НА = , а также из графика, проведя вертикаль из точки В до пересечения с характеристикой 2 одиночного насоса в точке А. Каждый из двух насосов работает с подачей QА = QВ = Qр, по которой и следует находить КПД насосов. Общий КПД установки h есть отношение полезной мощности Nпол = r gQрHВ к затраченной двумя насосами , откуда нетрудно найти h  = hпос.

Из двух схем подключения выбирают ту, которая обеспечивает наибольший КПД.

Неустойчивость работы. Помпаж.

В системах, состоящих из центробежных или осевых машин, подключенных к сети, могут возникать изменения режимов, обусловленные случайными срывами вихрей с кромок лопастей, резким изменением потребляемого расхода и другими флуктуациями. Такие причины выводят систему из «равновесного» состояния. Если при снятии этих возмущающих причин система приходит в исходное состояние, то она устойчива. При определенном сочетании форм характеристик машины и сети снятие возмущений не приводит к устойчивому равновесию, и в системе возбуждаются самопроизвольные колебания подачи, напора и мощности машины, т. е. автоколебания, или помпаж. Помпаж происходит у насосов, имеющих кривую H = f (Q) с западающей левой ветвью (тихоходные центробежные насосы) или с седлообразной (осевые насосы).

Для объяснения причины помпажа рассмотрим примеры (рис.  2.12). Для насоса, имеющего падающую характеристику (рис. 2.12, а), при случайном увеличении подачи на величину dQ напор, необходимый для работы сети (точка 1), оказывается больше напора насоса (точка 2), сеть как бы тормозит работу насоса, и система стремится вернуться в первоначальный режим (точка А). Если же произошло случайное уменьшение подачи на величину dQ, то напор насоса (точка 3) превысит сопротивление сети (точка 4) и подача насоса увеличится, а режим работы вернется к точке А. Такая работа насоса называется устойчивой, а условие устойчивости имеет вид

. (2.18)


а
б

Рис. 2.12. К анализу устойчивой работы насоса в сети:
а) насос с падающей характеристикой;
б) насос с седлообразной характеристикой;
H1 — характеристика насоса; H2 — характеристика сети

Для насоса с седлообразной характеристикой (рис. 2.12, б) это условие не выполняется в точке А, поэтому режим работы в этой точке неустойчивый, а в точках В и С — устойчивый.


Краткая характеристика основных типоразмеров центробежных насосов для химической и нефтехимической промышленности

Все центробежные насосы для химических и нефтехимических производств по расположению рабочего колеса и опор относительно друг друга можно разделить на два класса: консольные (рабочее колесо насажено на консольную часть вала, находящегося в отдельной стойке) и межопорные (рабочие колеса расположены между опорами вала).

По установленной классификации химические насосы подразделяются на типы и исполнения по конструктивным и эксплуатационным признакам.

К конструктивным признакам относятся:

- соединение рабочих органов с электродвигателем (насосы на отдельной стойке и моноблочные, рабочее колесо которых насажено непосредственно на вал электродвигателя);

- расположение рабочих органов относительно жидкости в питающей емкости (выносные и погружные насосы, в последнем случае рабочее колесо погружено в емкость с жидкостью);

- уплотнение вала (насосы с уплотнением и бессальниковые);

- положение оси вала (горизонтальное или вертикальное);

- материал проточной части (сталь, чугун, титан, неметаллические материалы).

К эксплуатационным признакам относятся:

- температура перекачиваемой жидкости;

- содержание в ней твердых частиц;

- давление на входе в насос.

В ГОСТ 10168–75 выделено шесть основных типов насосов:

1) Х — химический консольный на отдельной стойке;

2) АХ — химический консольный на отдельной стойке для перекачивания абразивных жидкостей;

3) ХГ — химический герметичный моноблочный с электродвигателем;

4) ХП — химический погружной;

5) ХПА — химический погружной для перекачивания абразивных жидкостей;

6) ПХП — химический погружной с выносными опорами для перекачивания пульп.

В обозначение типоразмерного ряда насосов с вертикальной осью вала (кроме погружных насосов) входит буква В — ХВ, АХВ, ХГВ; в обозначение типоразмерного ряда насосов с обогревом корпуса входит буква О — ХО, АХО, ХПО, ХПАО, ПХПО.

Материал проточной части насоса условно обозначается буквами, представленными в таблице 2.1.

Таблица. 2.1

Условное обозначение материала
проточной части химических насосов

Условное
обозначение
Материал

А
Углеродистая сталь, чугун

Д
Хромистая сталь

К
Хромоникелевая сталь

Е
Хромоникельмолибденовая сталь

М
Хромоникелькремниевая сталь

И
Хромоникельмолибденомедистая сталь

Т
Титан

Н
Никелевые сплавы

Л
Ферросилид

Р
Резина

П
Полимерные материалы

Ф
Фарфор, керамика

Г
Графит

Э
Различные покрытия

Б
Бронза

Ю
Алюминий

Уплотнение вала имеет буквенно-цифровое обозначение: мягкий сальник — 1; одинарное торцевое — 2в; двойное торцевое — 2г; торцевое с сильфоном — 3а; щелевое — 6; манжетное — 7.

Центробежные горизонтальные химические насосы типа Х (табл. 2.2) предназначены для перекачивания нейтральных и агрессивных жидкостей плотностью до 1850 кг/м3 с содержанием твердых частиц размером не более 2 мм до 0,2 массс. %. Эти насосы включают в себя три типоразмерных ряда: насосы обычного применения, насосы для облегченной работы (в таких насосах не подается затворная жидкость в узел уплотнения), моноблочные насосы.

Маркировка химических насосов состоит из следующих элементов: обозначения диаметра напорного патрубка, уменьшенного в 25 раз; обозначения типоразмерного ряда Х (у моноблочных насосов ХМ); обозначения коэффициента быстроходности (через знак умножения указывают число ступеней); обозначения исполнения насоса по материалу проточной части, диаметру рабочего колеса, типу уплотнения; далее следуют индексы насосов для облегченных условий работы.

Для изменения области применения по производительности и напору насосы каждого ряда изготавливают с рабочими колесами трех диаметров. Диаметру колеса, обеспечивающему верхнюю кривую Q—H, индекс индекс не присваивают, средней кривой соответствует индекс I, нижней — индекс II (см. рис. 2.14–2.27).

Примеры условного обозначения стандартизованного химического насоса типа Х:

1) Х 8/90: 8 — производительность в м3/ч, 90 — напор в м;

2) 3Х-9ИII-2в-52: 3 — диаметр напорного патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз; Х — химический; 9 — коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз; И — материал проточной части; II — индекс диаметра рабочего колеса; 2в — тип уплотнения; 52 — индекс насосов для облегченных условий работы;

3) 1,5ХГ-6 ´  3-2,8-2: 1,5 — диаметр напорного патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз; Х — химический; Г — герметичный; 6 — коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз; 3 — число ступеней; 2,8 — мощность электродвигателя, кВт; 2 — конструктивное исполнение (в зависимости от давления и температуры перекачиваемой жидкости).

На современном рынке нагнетателей маркировка однотипных насосов, выпускаемых разными производителями, может несколько различаться. С особенностями маркировки насосов можно ознакомиться по каталогам (см. список литературы), а самые современные данные нетрудно найти на сайтах заводов-изготовителей в сети Интернет. Соответствие маркировки некоторых центробежных насосов разных лет выпуска приведено в табл. 2.3.

Таблица. 2.2

Технические характеристики некоторых марок химических насосов и агрегатов

Шифр насоса
(агрегата)
Подача,
м3/ч
Напор,
м
Шифр
электродвигателя
Мощность, кВт
Масса
насоса,
кг
Габаритные
размеры
агрегата, мм
Масса агрегата, кг

АХ40-25-160
6,3
32
А112М2
7,5
50
1022305410
171

АХ50-32-160
12,5
32
АИР100L2
5,5
50
965305392
153

АХ50-32-200
12,5
50
АИР160S2
15
60
1194305510
276

АХ65-40-200
25
50
АИР160S2
15
60
1214305510
276

АХ65-50-160
25
32
А132М2
11
48
1100305350
210

АХ100-65-400
50
50
А200М4
37
165
1585670715
680

АХ125-100-315
125
32
А200L4
45
145
1640630715
630

АХ125-100-400
125
50
А250S4
75
170
1725685860
940

АХ125-80-250
80
20
АИР160М4
18,5
105
1440430595
385

АХ200-150-400
315
50
А280S4
110
360
2205860965
1536

АХО40-25-160
6,3
32
А112М2
7,5
53
1022305410
174

АХО50-32-160
12,5
32
АИР100L2
5,5
53
965305392
156

АХО50-32-200
12,5
50
АИР160S2
15
63
1194305510
279

АХО65-40-200
25
50
АИР160S2
15
63
1214305510
279

Х50-32-125Д(Х8/18)
12,5
20
А100S2
4
42
930418335
142

Х50-32-125Д
12,5
20
А100S2
4
42
930418335
142

Х50-32-250Д
12,5
80
А180М2
30
97
1407430570
383

Х65-50-125Д(Х20/18Д)
25
20
АИР100L2
5,5
62
930418335
158

Х65-50-125Д
25
20
А100L2
5,5
62
930418335
158

Х65-50-160Р-СД
25
32
А132М2
11
67
1095305458
220

Х80-50-160Д
50
32
АИР160М4
18,5
75
1255460500
320

Х80-50-160Д(Х45/31Д)
50
32
АИР160М2
18,5
75
1255460500
320

Х80-50-200Д
50
50
А180М2
30
85
1250504570
400

Х80-50-200Д(Х45/55Д)
50
50
А180М2
30
85
1290504570
400

Х100-80-160Д
100
32
А180М2
30
100
1400514550
360

Х100-80-60Д(Х90/33Д) 18,53000
100
32
А180М2
30
100
1400514550
360

Х150-125-315Д
200
32
А250S4
75
200
1725704825
915

Х150-125-315Д
200
32
А250S4
75
200
1730704815
915

Х2/30Р-СД
2
30
А90L2
3
48
1015280353
126

ХМ32-20-125К5
3,15
25
А71В2
1,1
27,5
435200201
32,6

ХО50-32-250Д
12,5
80
А180М2
30
100
1407430570
386

АХ125-100-400
125
50
А250S4
75
170
1725685860
940

АХ125-80-250
80
20
АИР160М4
18,5
105
1440430595
385

АХ200-150-400
315
50
А280S4
110
360
2205860965
1536

АХО40-25-160
6,3
32
А112М2
7,5
53
1022305410
174

АХО50-32-160
12,5
32
АИР100L2
5,5
53
965305392
156

АХО50-32-200
12,5
50
АИР160S2
15
63
1194305510
279

АХО65-40-200
25
50
АИР160S2
15
63
1214305510
279

Х50-32-125Д(Х8/18)
12,5
20
А100S2
4
42
930418335
142

Х50-32-125Д
12,5
20
А100S2
4
42
930418335
142

Х50-32-250Д
12,5
80
А180М2
30
97
1407430570
383

Х65-50-125Д(Х20/18Д)
25
20
АИР100L2
5,5
62
930418335
158

Х65-50-125Д
25
20
А100L2
5,5
62
930418335
158

Х65-50-160Р-СД
25
32
А132М2
11
67
1095305458
220

Х80-50-160Д
50
32
АИР160М4
18,5
75
1255460500
320

Х80-50-160Д(Х45/31Д)
50
32
АИР160М2
18,5
75
1255460500
320

Х80-50-200Д
50
50
А180М2
30
85
1250504570
400

Х80-50-200Д(Х45/55Д)
50
50
А180М2
30
85
1290504570
400

Х100-80-160Д
100
32
А180М2
30
100
1400514550
360

Х100-80-60Д(Х90/33Д) 18,5 3000
100
32
А180М2
30
100
1400514550
360

Х150-125-315Д
200
32
А250S4
75
200
1725704825
915

Х150-125-315Д
200
32
А250S4
75
200
1730704815
915

Х2/30Р-СД
2
30
А90L2
3
48
1015280353
126

ХМ32-20-125К5
3,15
25
А71В2
1,1
27,5
435200201
32,6

ХО50-32-250Д
12,5
80
А180М2
30
100
1407430570
386

Таблица 2.3

Соответствие маркировки некоторых центробежных насосов разных лет выпуска

Тип насосаТип насоса
Тип насоса-аналога

с 1998 г.
до 1998 г.
до 1990 г.
до 1982 г.

Горизонтальные насосы
АД2500-62-2

АД2500-62-2
Д2000-62
18НДС

Д200-36

Д200-36
Д200-36
5НДВ

АД6300-27

АД6300-27
Д6300-27
 

АД2000-21-2

АД2000-21-2
Д2000-21
16НДВ

1Д1600-90

1Д1600-90
Д1600-90
14НДС

1Д315-71

1Д315-71
Д320-70
6НДС

Консольные насосы
К100-65-200

К100-65-200
К90/55
4К-8

К50-32-125

К50-32-125
К8/18
1,5К-6

К200-150-315

К200-150-315
К290/30
8K-12

Консольные насосы
К150-125-315

К150-125-315
К160/30
6K-8

KM100-80-160

KM100-80-160
KM90/35
4КМ-12

К65-50-160
К65-50-160
К20/30
2К-6

Фекальные насосы
CM100-65-200/4

CM100-65-200/4
СД50/10
ФГ57,7/9,5

2СМ80-50-200/2

CM80-50-200/2
СД50/56
ФГ51/58

2СМ150-125-315а/4

CM150-125-315а/4
СД250/22,5
ФГ216/24

CM150-125-400/4

CM150-125-400/4
СД160/45
ФГ144/46

CM250-200-400/6

CM250-200-400/6
СД450/22,5
ФГ450/22,5

2CM200-150-500a/4

CM200-150-500a/4
СД450/56
ФГ450/57,5

Герметичные насосы
1ЦГ25/80К-11

1ЦГ25/80К-11
3ХГ-6Е-14
ЦНГ-69

1ЦГ12,5/50К-4

1ЦГ12,5/50К-4
2ХГ-3К-14
ЦНГ-68

1ЦГ6,3/32К-2,2

1ЦГ6,3/32К-2,2
1,5ХГ-6К-2,8
ЦНГ-70М-1

1ЦГ6,3/20К-1,1

1ЦГ6,3/20К-1,1
1,5ХГ-6К-2,8
ЦНГ-70М-1

4ЦГ50/80К-11

4ЦГ50/80К-11
2ХГ-12К-14
ЦНГ-71

Химические насосы
АХ200-150-400

АХ200-150-400
АХ280/42
 

АХ65-50-160

АХ65-50-160
АХ20/31
2Х-6

АХ65-40-200

АХ65-40-200
АХ20/53
2Х-4

АХ100-65-315

АХ100-65-315
АХ45/31
3Х-9

АХ100-65-400

АХ100-65-400
АХ45/54
3АХ-6

АХ125-80-250

АХ125-80-250
АХ90/19
 

АХ125-100-400

АХ125-100-400
АХ90/49
4АХ-9

АХ250-200-315

АХ250-200-315
АХ500/37
 

АХП50-32-200

АХП50-32-200
АХП8/40
 

АХП65-50-160

АХП65-50-160
АХП20/31
 

АХ50-32-200

АХ50-32-200
Х8/60
 

Х80-50-200

Х80-50-200
Х45/54
3Х-6

АХ125-100-315

АХ125-100-315
АХ90/33
4АХ-12

АХ50-32-160

АХ50-32-160
АХ8/30
1,5Х-4

АХ40-25-160

АХ40-25-160
Х3/40
 

Х200-150-315

Х200-150-315
Х280/29
8Х-12

Х150-125-400

Х150-125-400
Х160/49
5Х-12

Х150-125-315

Х150-125-315
Х160/29
6Х-9

Х100-65-315

Х100-65-315
Х90/140
 

Х100-65-250

Х100-65-250
Х90/85
4Х-6

Х100-80-160

Х100-80-160
Х90/33
4Х-12

АХП100-65-400

АХП100-65-400
АХП45/54
 

Х80-65-160

Х80-65-160
Х45/31
3Х-9

Х65-50-160

Х65-50-160
Х20/32
2Х-6

Х65-50-125

Х65-50-125
Х20/18
2Х-9

Х50-32-125

Х50-32-125
Х8/18
1,5Х-6

Х100-65-200

Х100-65-200
Х90/49
4Х-9