XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Актуальность заявленной тематики заключается в том что, данный способ регулирования производительности центробежного насоса является экономичным, что является очень важным в условиях рациональности использования природных ресурсов, также данный способ расширяет область применения. Цель данной работы – исследовать способы регулирования производительности центробежного насоса. Объектом исследования является центробежный насос, а предметом – способы регулирования производительности центробежного насоса.

Способ регулирования производительности центробежного насоса заключается в перепуске части перекачиваемой жидкости с выходом насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой и всасывающей задвижкой на входном трубопроводе насоса до байпасной линии. Регулирование производительности производят одновременным открытием байпасной и закрытием всасывающей задвижек и поддерживают постоянным суммарный расход перекачиваемой жидкости в байпасной и выходной линиях или номинальную мощность, потребляемую электродвигателем, вращающим насос [2].

 Предложение относится к системам водоснабжения, перекачки жидкостей и газов.

Известен способ регулирования производительности задвижкой на напорном патрубке насоса (дросселированием), основанный на увеличении сопротивления напорной линии. Способ характеризуется низким КПД, особенно при существенных диапазонах регулирования.

Близким к предлагаемому, является способ регулирования производительности насосов перепуском части перекачиваемой жидкости с выхода насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой. Указанный способ регулировки экономичен для насосов с коэффициентом быстроходности n_s>300 и для вихревых насосов, у которых при увеличении подачи мощность уменьшается. В центробежных насосах с меньшим коэффициентом быстроходности регулирования подачи перепуском ведет к увеличению мощности, потребляемой насосом, и может вызвать перегрузку электродвигателя [3].

Наиболее близким является устройство, в котором реализуется способ регулирования производительности центробежного насоса перепуском части перекачиваемой жидкости с выхода насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой и всасывающей задвижкой на входном трубопроводе насоса до байпасной линии [4].

Однако известный способ регулирования не экономичен.

Задачей изобретения является расширение области применения способа регулирования перепуском для любых центробежных насосов и экономия электроэнергии при регулировании.

Технический результат достигается тем, что в способе регулирования производительности центробежного насоса перепуском части перекачиваемой жидкости с выходом насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой и всасывающей задвижкой на входном трубопроводе насоса до байпасной линии, согласно изобретению регулирование производительности производят одновременным открытием байпасной и закрытием всасывающей задвижек и поддерживают постоянным суммарным расход перекачиваемой жидкости в байпасной и выходной линиях или номинальную мощность, потребляемую электродвигателем, вращающим насос.

Существенными отличительными признаками заявленного технического решения являются регулирование производительности одновременным открытием байпасной и закрытием всасывающей задвижек вместо регулирования одной байпасной задвижкой в прототипе и поддержание постоянным суммарного объема перекачиваемой жидкости в байпасной и выходной линиях или номинальной мощности, потребляемой электродвигателем, вращающим насос [4].

Сохранение суммарного расхода перекачиваемой жидкости или номинальной мощности, потребляемой электродвигателем, вращающим насос, позволяет избежать увеличения мощности потребляемой насосом и перегрузки двигателя при регулировании. Повышение давления на входе насоса, достигаемое при одновременном открытии байпасной и закрытии всасывающей задвижек, приводит к пропорциональной экономии электроэнергии.

На практике требуется регулировка производительности насосов на 30-50%, поэтому скорость жидкости в байпасной линии и потери в ней незначительны и соизмеримы с потерями при регулировании производительности насоса за счет изменения частоты вращения насоса с помощью асинхронно-вентильных каскадов и преобразователей частоты.

На практике наиболее просто можно реализовать предлагаемый способ регулирования с помощью соответствия числа оборотов всасывающей задвижки числу оборотов ведущей байпасной задвижки для сохранения суммарного расхода жидкости. Можно изготовить специальную задвижку, в которой с помощью одного привода регулируются два потока жидкости, представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Задвижка, в которой с помощью одного привода регулируется два потока жидкости

Предлагаемый способ регулирования целесообразно применять в электроприводных насосах с мощными высоковольтными синхронными и асинхронными двигателями взамен регулирования с помощью дорогостоящих частотных преобразователей и асинхронно-вентильных каскадов.

Способ регулирования производительности центробежного насоса перепуском части перекачиваемой жидкости с выхода насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой и всасывающей задвижкой на входном трубопроводе насоса до байпасной линии, отличающийся тем, что регулирование производительности производят одновременным открытием байпасной и закрытием всасывающей задвижек и поддерживают постоянным суммарный расход перекачиваемой жидкости в байпасной и выходной линиях или номинальную мощность, потребляемую электродвигателем, вращающим насос [3].

Исходя из вышесказанного, можно указать следующие способы регулирования производительности центробежного насоса, мощности и типа асинхронного двигателя:

регулирование производительности задвижкой на напорном патрубке насоса (дросселированием);

регулирование производительности насосов перепуском части перекачиваемой жидкости с выхода насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой.

Список литературы

ГОСТ 22337-77: Насосы центробежные питательные. Основные параметры [Электронный ресурс] // Библиотека ГОСТов. – Режим доступа: http://vsegost.com/Catalog/32/32941.shtml (дата обращения 16.09.2019).

Капитальный ремонт – магистральный трубопровод [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ai08.org (дата обращения: 06.10.2019).

Капитальный ремонт трубопроводов. Виды работ при капремонте [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studfiles.net/preview/3283120/page:27/ (дата обращения: 08.10.2019).

Независимый научно-технический портал. Изобретение. Патент Российской Федерации RU2277645. Способ регулирования производительности центробежного насоса. – Режим доступа: http://www.ntpo.com/izobreteniya-rossiyskoy-federacii/nasosy-i-kompressory/2927-sposob-regulirovaniya-proizvoditelnosti-centrobezhnogo-nasosa.html (дата обращения: 08.10.2019).

Код для цитирования: Скопировать