Насосы котельных

В котельных преимущественно применяются центробежные насосы с электрическим приводом, которые по своему назначению подразделяются на питательные, подпиточные, сетевые, сырой воды и конденсатные.

Основными характеристиками насосов являются:

– подача (объем воды, подаваемый насосом в единицу времени) в м ³/ ч (л/с);

– напор (разность давлений после насоса и до него) в м вод.ст.;

– допустимая температура воды на входе в насос, при которой вода в насосе не вскипает, в ⁰С.

С целью повышения надежности водоснабжения устройств котельной обычно используется не менее двух параллельно соединенных насосов с одинаковыми характеристиками, из которых один насос является рабочим, а второй резервным. Если насосы работают одновременно, то давление воды за насосами остается прежним, а подача воды увеличивается и становится равной сумме подач каждого из насосов (рис. 66). Регулирование подачи насосов производится задвижками, установленными на напорных участках трубопроводов, а при наличии обводной линии (байпаса) перепуском части воды из напорного трубопровода во всасывающий трубопровод.

 

 

 

Рис.66. Насосная установка:

1 – насос; 2 – электродвигатель; 3 – фундамент; 4 – пружинный амортизатор; 5 – гибкая вставка; 6 - переходный патрубок; 7 – обратный клапан; 8 – задвижка; 9 – манометр; 10 – байпасный трубопровод.

 

 

Из центробежных насосов в котельных широко используются одноступенчатые консольные насосы типа К (КМ), одноступенчатые насосы с двухсторонним всасыванием типа Д. и многоступенчатые насосы типа ЦНСГ, а также многоступенчатые конденсатные насосы типа КС

Консольные насосы предназначены для перекачивания чистой неагрессивной воды с температурой до 85 ⁰С в количестве от 5 до 350 м ³. При этом создаваемый ими напор составляет 20 – 80 м вод.ст.

По способу установки и крепления насосы делятся на два типа: К и КМ (рис. 67). Насосы типа К имеют самостоятельную стойку, которая крепится к опорной раме. Вал насоса соединяется с валом электродвигателя упругой муфтой.

 

 

Рис.67. Насосы консольные:

1 – крышка корпуса; 2 – корпус; 3 – уплотняющее кольцо; 4 – рабочее колесо; 5 – сальниковая набивка; 6 – защитная втулка; 7 – крышка сальника; 8 – вал; 9 – шарикоподшипник; 10 – электродвигатель.

 

У насосов типа КМ (моноблочный) рабочее колесо установлено на удлиненном валу электродвигателя, а корпус насоса крепится к фланцу электродвигателя. В остальном насосы имеют одинаковое устройство. Их насосные части унифицированы и имеют идентичные технические характеристики.

Спиральный корпус 2 насоса типа К имеет отлитые с ним заодно нагнетательный патрубок и две опорные лапы. Спереди насоса по его оси к корпусу крепится крышка с всасывающим (входным) патрубком. 1. Это позволяет в случае необходимости, сняв крышку, извлечь рабочее колесо, не производя полной разборки насоса. В нижней части корпуса расположено сливное отверстие, а вверху отверстие для выпуска воздуха при заполнении насоса водой. Отверстия закрываются пробками с резьбой. Рабочее колесо 4 посажено на консольную часть вала 8, который вращается в двух шарикоподшипниках 9. Смазка подшипников производится маслом, находящимся в корпусе подшипников. От протечек воды вдоль вала насос защищает сальниковая набивка 5, уплотняемая крышкой сальника 7.

Марка консольного насоса обозначается тремя цифрами, например, К 50 – 32 – 125. Первая цифра обозначает диаметр всасывающего патрубка в мм, вторая цифра указывает на диаметр нагнетательного патрубка в мм, а третья – на диаметр рабочего колеса, мм

Центробежные горизонтальные одноступенчатые насосы двустороннего входа используются в качестве сетевых насосов, так как имеют наибольшую для центробежных насосов подачу (рис.68).. Ее величина находится в интервале от 200 до 800 м /ч. Напор, создаваемый насосами, расходуется на преодоление сопротивлений в котельной и в тепловых сетях и находится в пределах от 40 до 95 м вод. ст.

 

Рис. 68. Сетевой насос двустороннего входа:

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – защитная втулка; 4 – рабочее колесо; 5 – вал; 6 – защитно-уплотняющее кольцо; 7 – трубка для подвода воды к сальнику; 8 – подшипник; 9 – набивка сальника.

В нижней части корпуса насоса горизонтально расположены всасывающий и нагнетательные патрубки, направленные в противоположные стороны под углом 90 ⁰ к оси насоса. Корпус насоса имеет горизонтальный разъем, что позволяет осматривать и обслуживать насос без съема его с фундамента.

Рабочее колесо насоса имеет двусторонний ввод воды, для чего в корпусе насоса расположены вводные каналы, находящиеся слева и справа от рабочего колеса. Двусторонний подвод воды к рабочему колесу позволяет уравновесить осевые усилия и предотвратить смещение колеса в одну сторону.

Опорами вала служат два подшипника. Для уплотнения вала от протечек воды используется два сальника, к которым из напорной полости насоса под давлением подводится вода.

В марках насосов указывается буква Д, после которой первая цифра обозначает величину подачи в м ³ / ч, а вторая – напор в м вод. ст. Например, насос Д–200–95.

Центробежные многоступенчатые секционные насосы типа ЦНСГ (насос центробежный, многоступенчатый для горячей воды) создают напор до 160 – 230 м вод. ст. при подаче до 60 м³ /ч воды с температурой не выше 105 ⁰С. При таких характеристиках насосы широко используются для питания котлов среднего давления. Марка насоса имеет следующее обозначение, например, насос ЦНСГ- 38 – 132, где первая цифра обозначает подачу в м ³ / ч, а вторая – напор в м вод. ст.

 

Рис. 69. Схема насоса ЦНСГ – 38 – 132:

1 – всасывающий патрубок; 2 – кольцо направляющего аппарата; 3 – направляющий аппарат; 4 – рабочее колесо; 5 – вал; 6 – нагнетательный патрубок; 7 – шарикоподшипник; 8 – диск разгрузки.

Каждая ступень многоступенчатого насоса (рис.69) состоит из рабочего колеса 4 и направляющего аппарата 3, который служит для безударного входа воды в следующую ступень. Колесо посажено на вал 5, вращающийся в двух подшипниках 7, установленных в кронштейнах. Во избежание осевого перемещения вала с колесами на вал надет диск разгрузки 8. Часть воды из последней секции поступает в разгрузочную камеру и давит на диск слева направо, в то время как реакция струи воды на выходе из каждой ступени стремится сдвинуть вал справа налево. Поэтому вал остается на месте. Вода из разгрузочной камеры по разгрузочной линии отводится в полость всасывания.

Подшипники охлаждаются водой давлением не более 0,3 МПа. Движение воды на рисунке показано стрелками. После подшипников вода поступает в сальники.

Для перекачки конденсата с температурой до 120 ⁰С применяются конденсатные насосы типа КС, которые являются многоступенчатыми. Колесо первой ступени имеет двухсторонний вход и расположено между второй и третьей ступенями. Корпус насоса разъемный в горизонтальной плоскости. Верхняя часть корпуса не имеет присоединений и свободно снимается для производства осмотра. Насосы имеют подачу от 12 до 80 м³ /ч и более и напор от 0,5 до 5,5 МПа. Марка насоса обозначается буквами КС и двумя цифрами, указывающими на подачу в м³/ч и величину напора в м вод. ст., например, КС-12-50.

Согласно «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» (ПБ–574–03) для питания котлов водой допускается применять поршневые насосы паровым приводом. Однако по сравнению с центробежными насосами паровые насосы имеют низкую экономичность. Так вследствие неполного расширения пара в цилиндрах паровых поршневых насосов его расход достигает 3–5 % от производительности котлов. Поэтому насосы применяются в качестве резервных для питания котлов при прекращении электроснабжения котельной.

Для питания котлов наиболее часто применяются двухцилиндровые насосы с вертикальным расположением цилиндров марок ПДВ –10/20, ПДВ – 16/20, ПДВ – 25/20 и др. Первая цифра обозначает подачу воды в м³/ч, а вторая указывает на величину напора в кгс/см². Наибольшая номинальная подача насосов равна 60 м³/ч.

Насос состоит из блока паровых 4 и блока водяных (гидравлических) цилиндров 10 расположенных на одной вертикальной оси (рис.70). Штоки паровых и гидравлических поршней соединены между собой муфтой, вследствие чего движение парового поршня вызывает перемещение водяного поршня.

Диаметр водяного поршня в 1,4 – 1,8 раза меньше диаметра парового поршня. Однако на поршни действует одна и та же сила F, создаваемая давлением пара. Поэтому давление воды в водяном цилиндре увеличивается в 2 – 3 раза.

Блок паровых цилиндров отлит совместно с двумя золотниковыми коробками, расположенными между цилиндрами. Каждая золотниковая коробка соединена со своим цилиндром четырьмя каналами. По внешним каналам пар поступает в цилиндр, а по внутренним каналам отводится из цилиндра. Открытие и закрытие каналов производит цилиндрический золотник 11, который имеет четыре уплотнительных кольца. Торцы золотника открыты и пар может свободно проходить через золотник. Привод золотника осуществляется паровым поршнем другого цилиндра с помощью рычагов и кривошипа. Открытие и закрытие каналов золотниковой камеры позволяет поочередно подавать пар сверху поршня или под него, вследствие чего поршень совершает возвратно-поступательное движение. Оба паровых поршня работают одновременно, но движутся в разных направлениях.

Блок водяных (гидравлических) цилиндров состоит из двух цилиндров с поршнями и клапанной коробки, в которой размещены всасывающие 7 и нагнетательные клапаны 6 и 8. С одним водяным цилиндром взаимодействует две пары клапанов, каждая из которых состоит из одного всасывающего и одного нагнетательного клапана. Клапаны в парах работают попеременно: если в одной паре всасывающий клапан открыт, то в другой паре всасывающий клапан закрыт. При любом ходе водяного поршня вода входит в цилиндр и выходит из него.

Смазка паровых цилиндров и золотников производится цилиндровым маслом, которое вытесняется из масленки паром и вместе с ним поступает к поверхностям трения.

 

Рис. 70. Схема парового поршневого насоса:

1, 3 - подвод пара; 2 – отвод отработанного пара; 4 – блок паровых цилиндров; 5 – отвод воды в котел; 6, 8 – нагнетательные клапаны; 7 – всасывающие клапаны; 9 – подвод воды; 10 – блок водяных цилиндров; 11 – золотник.