Насосная установка

Нестационарность кавитационной  зоны и вызванные ее появлением вторичные течения жидкости приводят к значительным пульсациям давления в потоке, которое оказывает динамическое воздействие на поверхности, направляющие поток. Разрушение кавитационных пузырей происходит черезвычайно быстро и сопровождается характерным шипящим звуком, который всегда сопутствует кавитации. Таким образом, возникновение кавитации всегда сопровождается усилением шума.

Образование кавитационных  зон в межлопасных каналах  колес (рис. 1.5 а ) насосов и вызываемое ими изменение плотности рабочей среды приводят в ряде случаев к дебалансу, деформациям вала и неравномерному изнашиванию направляющих подшипников. В сложных гидравлических системах большой протяженности процесс образования и, в еще большей мере, разрушения кавитационных зон приводит к возникновению гидроудара. И, наконец, в подавляющем большинстве случаев К. сопровождается разрушением поверхности, на которой возникают и некоторое время существуют кавитационные пузыри. Это разрушение является одним из самых опасных последствий К. , называют кавитационной эрозией. Механические повреждения рабочих органов насосов в результате кавитационной эрозии могут за относительно короткий срок достигнуть размеров, затрудняющих их нормальную эксплуатацию и даже делающих ее практически невозможной.

Условием, определяющим безкавитационную работу, является наличие достаточного кавитационного запаса, представляющего собой разность между удельной энергией на входе и энергией , соответствующей давлению парообразования, т.е. :

                    

;                                (4)

Где - давление на входе в насос;

       - скорость при входе в насос;

     - давление парообразования;

Для любого насоса существует некоторый минимальный кавитационный запас . Если он будет меньше , то насос начнет кавитировать.В конкретной насосанной установке необходимо различать требуемый кавитационный запас и действительный кавитационный запас . Требуемы кавитационный запас зависит от конструкции насоса и определяется как минимально допустимая разность между удельной энергией потока на входе в рабочее колесо при данной подаче и энергией , соответствующей давлению парообразования жидкости. Вычисляют по формуле (4). Действительный кавитационный запас зависит от конкретной системы, на которую работает насос.

 

 

1.3.Описание технологической  схемы повысиительной насосной станции теплоснабжения города Комсомольска

Тепловые сети, являются составной  частью системы централизованного  теплоснабжения современных городов, представляют собой сложные инженерные сооружения, предназначенные для транспортировки тепловой энергии от источников тепла к потребителям.

Повысительная насосная станция (ПНС) предназначена для снижения давления воды в обратном сетевом трубопроводе с целью увеличения перепада в  системе отопления города.

Рассмотрим процесс циркуляции воды более подробно, используя принципиальную технологическую схему (рис 1.1).

ПНС оборудована четырьмя насосами (Н1 – Н4) Д1250-125 , работающими в зимний период (два из которых являются резервными) и одним насосом(Н - 5) Д630-90 для летнего периода, иллоулавливателями (магнитными), тремя котлами ПТВМ - 50, грязевиком и трубопроводом с запорно-регулируемой арматурой. Забор воды может осуществляться как через промежуточные резервуары, которые выполняют функции регулирующих емкостей, так и без них.

Распределение воды по трубам регулируется задвижками С, установленными на трубопроводе, причем для транспортирования воды на дальние расстояния начальной точке напорного водопровода приходиться создавать весьма большой напор, энергия которого используется для преодоления гидравлических сопротивлений.

Из технологической схемы (рис.1.7) видно, что вода поступает в грязевик с обратного трубопровода Æ 630 мм, к которому также присоединены всасывающие трубопроводы насосов, развивающих давление до двух атмосфер на всасывании и 12,13 атмосфер при нагнетании. После насосов вода попадает в напорный сетевой трубопровод Æ 630 мм. Далее поступает на магнитный иллоулавливатель, который очищает воду, посредством воздействия магнитного поля, от силикатов, магниевой и кальциевой солей.

 

 

Рисунок 1.7. - Технологическая схема повысительной тепловой насосной станции

После фильтров вода подается на входной  коллектор котла ПТВМ-50, где происходит подогрев воды по отопительному графику до заданной температуры. Дальше вода поступает в выходной коллектор, откуда через сетевой трубопровод подается в систему городского отопления.

.

           Таблица 2 – Паспортные характеристики насосов Д630-90, Д1250-125

Обозначение насоса	Подача,м3/ч	Напор,м	Частота вращения,об/мин	Допустимый кавитацион-ный  запас,не более	КПД насоса, %, не менее	Мощность двигателя,кВт
Д630-90	630	90	1450	3,5	75	250
Д1250-125	1250	125	1450	5,0	76	630

 

 

 

1.4 Расчет мощнсти и выбор двигателя.

Мощность, необходимая для привода насоса, определяется по формуле:

                  (5)

где k – коэффициент запаса, учитывающий возможные перегрузки электродвигателя при эксплуатации, например при запуске; определяется в зависимости от P в диапазоне от  1.1 до 1.25. ρ – плотность перекачиваемой жидкости, кг/ ; g – ускорение силы тяжести, м/ ; - подача насоса, максимально возможная в схеме проектируемой насосной станции, например один насос на два водовода, ;   - напор соответствующие максимально возможной подаче ;  - КПД насоса, соответствующий ; - КПД передачи (при соединении насоса с двигателем через упругую муфту .

Проверим достоверность таблицы 2, приведенной в предыдущей главе. Для этого найдем напор насоса Д1250-125 в единицах измерения [м³/с].

Подставим получившееся значение в (5):

 

Ближайшая большая мощность стандартизированного значения это 630 кВт.

Из справочника[ ] выбераем двигаетль марки А4 с напряжением 6000 В данными приведёнными в таблице 3.

 

Таблица 3 - Номинальные данные двигателя  А4 (U=6000B)

Мощность, кВт	630
Синхронная частота вращения, об/мин	1500
Скольжение, %	1,3
Ток статора	72,5
КПД, %	95,1
	0,88
	2,3
	1
	5,3
Момент инерции,	13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗЕЛ III. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПЧ-АД

3.1 Расчет схемы замещения

Рисунок 2.1. – Схема замещения асинхронного двигателя при частотном регулировании

Анализ характеристик  АД при  частотном управлении можно произвести, использовав схему замещения, приведенную  на рисунке 2.1.