Регулирование режима работы насоса. совместная работа насосов


Данной характеристике насоса и насосной установки соответствует только одна рабочая точка. Однако требуемая подача может изменяться. Для того чтобы изменить режим работы насоса, необходимо изменить характеристику насоса либо насосной установки. Это изменение характеристик для обеспечения требуемой подачи называют регулированием. Регулирование центробежных насосов может осуществляться или при помощи регулирующей задвижки – дроссельное регулирование (изменяется характеристика насосной установки), или изменением частоты вращения (изменяется характеристика насоса).

Регулирование задвижкой (дросселирование).

Предположим, что насос должен иметь подачу не , соответствующую точке «а», а  (Рис. 14.9). Этой подаче соответствует точка «b» характеристики насоса. Чтобы характеристика насосной установки пересеклась с кривой напоров  в точке «b», необходимо увеличить потери напора в сети. Это осуществляется прикрытием регулирующей задвижки, установленной на нагнетательном трубопроводе. Для удобства регулирования подачи насоса таким способом строят дроссельные кривые, каждая из которых представляет характеристику сети с добавлением сопротивления задвижки при различной степени ее прикрытия. Точки пересечения характеристики насоса с дроссельными кривыми соответствует режиму работы насоса на сеть с разной степенью прикрытия задвижки.

Дополнительные потери напора снижают КПД установки, поэтому этот способ неэкономичен. Однако благодаря простоте регулирование дросселированием получило наибольшее распространение.

Регулирование изменением частоты вращения.

Изменение частоты вращения вала ведет к изменению его характеристики и, следовательно, рабочего режима (Рис. 14.10). Этот способ не вносит никаких дополнительных потерь энергии, но для его осуществления необходимы двигатели с переменной частотой вращения или передаточные устройства с плавным изменением передаточного отношения (вариаторы).

Регулирование работы насоса изменением его частоты вращения более экономично, чем регулирование дросселированием.

Изменить подачу можно также перепуском части жидкости, подаваемой насосом, из напорного трубопровода во всасывающий так называемое регулирование перепуском. Жидкость отводится из напорного трубопровода по обводному трубопроводу, на котором установлена задвижка. При изменении степени открытия этой задвижки изменяется расход перепускаемой жидкости и, следовательно, расход во внешней сети.

 Совместная работа насосов заключается в том, что на одну сеть работают два или более насосов, соединенных последовательно или параллельно.

Совместную работу насосов можно рассматривать и как способ регулирования режима работы, так как при этом изменяются основные рабочие параметры насоса: последовательное соединение обычно применяют для увеличения напора, а параллельное соединение – для увеличения подачи.

Последовательной работой насосов называют такую их работу, когда жидкость из напорного патрубка первого насоса подается во всасывающий патрубок второго. Затем жидкость поступает в третий, четвертый насос и т.д. и, наконец, подается в сеть из нагнетательного патрубка последнего насоса. Последовательно работающие насосы могут иметь одинаковые, а также разные характеристики. На практике, для последовательной работы, предпочтение отдают насосам с одинаковыми характеристиками.

На основе принципа последовательной работы работают многоступенчатые насосы. Необходимым условием последовательной работы насосов является близость их характеристик по подаче.

Рассмотрим режим последовательной работы двух насосов  и , имеющих разные характеристики (Рис. 14.11). Так последовательное соединение насосов применяется для увеличения напора в тех случаях, когда один насос не может создать требуемого напора, то общий напор равен сумме напоров обоих насосов, взятых при одной и той же подаче. Следовательно, суммарная характеристика насосов  получается сложением ординат кривых напоров  и  обоих насосов. Пересечение суммарной характеристики насосов с характеристикой насосной установки даст рабочую точку «а», которая определяет подачу  и суммарный напор обоих насосов. Так как рабочая точка «а» находится на спадающей ветви суммарной характеристики, то суммарный напор будет меньше суммы напоров двух отдельно работающих насосов, т.е. .

Если бы характеристика сети была положе (пунктирная линия), то увеличение напора при совместной работе было бы не столь значительным. Поэтому последовательное соединение насосов наиболее эффективно в сетях с крутыми характеристиками.

При последовательной работе двух насосов может в некоторой степени увеличиться и общая подача насосов на данный трубопровод.

Последовательная работа центробежных насосов предполагает значительное повышение давления в том насосе, который представляет собой вторую ступень. При этом давление в насосе  может превысить величину, допустимую по условиям прочности. В таком случае целесообразно устанавливать насос  не сразу после насоса , а на расстоянии, достаточном для снижения давления до безопасного значения. Место установки насоса второй ступени может быть определено путем построения пьезометрической линии напорного трубопровода.

При параллельном соединении насосов каждый из насосов имеет свою всасывающую линию. На выходе из насосов все потоки сливаются и поступают в общую нагнетательную линию, при этом напор остается таким же, как при работе одного насоса, а подача увеличивается. Следовательно, работа параллельно соединенных насосов применяется для повышения подачи.

Рассмотрим работу двух параллельно соединенных насосов с разными характеристиками  и  (Рис. 14.12). Насос с характеристикой  может начать работу в трубопровод только тогда, когда первый насос с увеличением подачи снизит свой напор до максимального напора, создаваемого вторым насосом.

Начало совместной работы характеризуется точкой В. С этой точки можно строить суммарную характеристику.

Построение суммарной характеристики () в случае параллельного соединения насосов выполняют путем сложением абсцисс характеристик  и . Суммарная характеристика насосов пересекается с характеристикой трубопровода  в точке «а», абсцисса которой дает значение общей подачи , подаваемой двумя насосами, а ордината – напор . Нетрудно убедиться, что суммарная подача оказывается меньше суммы подач отдельных насосов .

При крутой характеристике сети (пунктирная линия) подача совместно работающих насосов практически не увеличивается. Как видно, эта подача меньше подачи  или  одного работающего насоса на сеть с пологой характеристикой (сплошная линия) и значительно меньше подачи  двух совместно работающих насосов. Следовательно, параллельная работа насосов дает относительно большой рост подачи при работе на сеть с пологой характеристикой, имеющей малое сопротивление.

Возможна совместная работа насосов различных по принципу действия, например, центробежного и поршневого. Принимая во внимание то обстоятельство, что поршневой насос создает практически неограниченный напор, а центробежный насос может обеспечить достаточно большую подачу эти насосы, при совместной работе на сеть, обычно соединяют параллельно.