Регулирование подачи центробежных насосов

Основной задачей регулирования подачи является обеспечение заданного графика водо- (газопотребления) Q(t), который определяется технологическим процессом (на промпредприятии) или графиком потребления жилого района.

При работе данного насоса на данную сеть параметры рабочей точки Н, Q однозначно определяются характеристиками машины и сети.

 

 

Таким образом, для изменения (регулирования) Q можно:

1. изменить характеристику сети

2. изменить характеристику машины.

♦ При регулировании подачи часто существуют ограничения. Например, потребители могут задавать вполне определенные условия по давлению.

2.12.1. Дросселирование на нагнетании (изменение характеристики сети)

 

 

Рабочая точка ­– т. А. Параметры работы Q_a, Н_а, N_a, η_a.

Прикрываем дроссель – характеристика сети идет круче.

 

(т.к. ; дроссель прикрывается → ζ↑).

 

Новая рабочая точка – т. А'. Новые параметры работы: Q_a' < Q_a,

H_a' > H_a, N_a' < N_a. η может изменяться по-разному.

Дросселирование уменьшает мощность машины и, вместе с тем, повышает долю энергии, расходуемую на регулирование. Чем глубже регулирование (чем больше ζ), тем большая доля мощности расходуется на дросселе. Например, при регулировании от Q_a до Q_a' потери напора на дросселе ΔН_рег = (Н_а' – Н_а) и потери мощности при этом

Подача может уменьшаться не только вследствие изменения степени открытия дросселя, но и по причинам, связанным с изменением давления в сети (или геометрической высоты, на которую подается жидкость, например, ее уровня в баке). При р↑ или Н_ст↑ в сети характеристика сети смещается влево вверх, проходит эквидистантно первоначальной, отсекает на оси ординат отрезок на ( ) больше, чем исходная (первоначальная) характеристика. Рабочая точка при этом – т. А''. (ΔН_ст – увеличение геометрической высоты подачи жидкости в сети, Δр – увеличение давления у потребителя).

Данный способ:

(+) очень простой; (–) энергетически не эффективный.

Остальные способы связаны с изменением характеристики машины.

 

2.12.2. Изменение частоты вращения вала машины

 

 

n₁ < n₂ < n₃ < n­₄

 

При этом H₁ < H₂ < H₃ < H₄

 

Q₁ < Q₂ < Q₃ < Q₄

 

(+) энергетически самый эффективный способ.

Небольшие ЦБ машины приводятся в движение короткозамкнутым электрическим двигателем 3-фазного тока. Для них изменять частоту вращения невозможно, и поэтому данный способ не применим. В основном используется дросселирование на нагнетании.

Мощные ЦБ машины снабжают электродвигателями, допускающими плавную или ступенчатую регулировку n (это хотя и дорого, но эффективно за счет экономии энергии на привод).

При использовании в качестве привода паровых или газовых турбин задача упрощается (изменение n турбины производится путем изменения пропуска пара или подачи топлива на ГТУ).

Используются вариаторы скорости и (или) гидромуфты, включенные между двигателями и насосами.

Очень часто применяют этот способ в сочетании с другими (например, грубая регулировка – изменением n (ступенчато); плавная – дросселированием).

Например, машина работает при частоте n_o. При этом подача – Q_o. Необходима подача Q_зад.

 

Увеличиваем n до n₁ → Q = Q_в, затем дросселированием на нагнетании добиваемся Q = Q_зад.

 

2.12.3. Регулирование поворотными направляющими лопастями

на входе в рабочее колесо

Согласно уравнению Эйлера

 

 

Если α₁ ≠ 90°, то U₁C_1­­­U ≠ 0. Закручивая поток на входе в рабочее колесо можно увеличивать U₁C_1U а следственно, уменьшать Н_т.

 

 

 

 

При регулировании N↓

(+) способ сравнительно

экономичен.