Базовые положения эксплуатационной надежности центробежных насосов

Почему возникает проблема с эксплуатационной надежностью центробежных насосов?

Ответ кроется не в плохом качестве оборудования, а в незнании определенных базовых положений.

Базовые положения эксплуатационной надежности центробежных насосов

Положение 1. Насосом управляет система, а не потребитель.

Обычный потребитель понимает, что может, включив насос, переместить большой объем воды из скважины или резервуара в конечные точки потребления. Однако производительностью насоса управляет не желание потребителя, а возможности системы, в частности сопротивление потоку в трубопроводах и фитингах.

В свою очередь насос с регулируемой скоростью позволяет управлять производительностью и давлением. Естественно было бы предположить, что эксплуатация насоса с регулируемой скоростью похожа на эксплуатацию обычного автомобиля – нажимаем на педаль газа и едем быстрее, нажимаем на педаль тормоза и уменьшаем скорость. Это неправильная точка зрения – регулируемый насос работает не так и реальность не соответствует тому, о чем говорит интуиция.

Понимание проблемы приходит с пониманием того, что главенствующим всегда является гидравлическая система, а не способ управления насосом. Система представляет собой источник (скважину, резервуар, коммунальный водопровод низкого давления), все фитинги и трубопроводы, фильтры и задвижки, технологическое оборудование, нагнетательный резервуар или другие конечные точки потребления. Система никак не реагирует на изменения в характеристиках насоса, но насос реагирует на изменения в характеристиках системы. Если насос вынужден выполнять ту работу, которую он не в состоянии выполнять – он часто и преждевременно будет выходить из строя! Такой «загадочный» для потребителя выход из строя будет сопровождаться дорогостоящим ремонтом и незапланированным простоем.

Возникает логичный вопрос: объясняя «загадочный» выход из строя насоса, откуда Вы можете знать то, как ведет себя насос в составе системы? Как правило, слова о ненадлежащем качестве оборудования или его компонентов просто маскируют отсутствие понимания того, как ведет себя насос в составе конкретно взятой системы. Логика говорит о том, что для понимания поведения насоса в составе системы нужны средства мониторинга, а не просто обычный манометр в нагнетательном трубопроводе. Ответ на предыдущий вопрос не настолько сложен, но не всегда легко реализуем на практике. Работа насоса должна всегда находиться в пределах допустимых эксплуатационных кривых. Как минимум, это означает необходимость того, что эксплуатационные графики должны быть доступны и понятны для потребителя, а это уже редкость. Вторая редкость – наличие средств мониторинга не только на нагнетании, но и на всасывании. Однако, и в первом, и во втором случае задачу не трудно решить – информационная табличка на насосе указывает допустимые эксплуатационные границы (максимальные и минимальные значения полей напора и производительности), а мановакууметр или манометр в зависимости от наличия отрицательного или положительного подпора всегда можно установить в линию всасывания.

Положение 2. Насос должен работать в точке лучшей энергетической эффективности.

Насос должен работать при соотношениях напора и производительности, близких или совпадающих с точкой лучшей энергетической эффективности. Это положение не связано исключительно с увеличением расхода электроэнергии на выполнение насосом работы. Как правило, точка наилучшей эффективности на графике расположена на пересечении гидравлической кривой линией напора с координатой 85% от максимального напора насоса.

Насос должен работать в точке лучшей энергетической эффективности

А — максимальный напор на закрытую задвижку.

B — точка наилучшей эффективности насоса (BEP, best efficiency point)

C – напор в точке наилучшей эффективности

D- производительность в точке наилучшей эффективности.

Если насос выбран так, что его работа осуществляется в точке, далекой от точки лучшей эффективности, можно предположить увеличение обслуживания и появление в обозримом будущем непонятных отказов. Это не сложно для понимания. Аксиомой есть то, что любой электронасос работает с потерями энергии. Энергия теряется и в двигателе, и в гидравлике. Однако, чем ниже КПД, тем эти потери больше.

Потери энергии становятся причиной вибрации, шума и дополнительного нагрева компонентов гидравлики и электродвигателя. Эти дополнительные потери не только увеличивают потребление электроэнергии, но в конечном счете ведут и к более быстрому износу гидравлики и двигателя, увеличению числа ремонтов и обслуживания, затратам на отказавшие детали.

Насос с ростом общих потерь энергии получает дополнительную механическую и тепловую нагрузку. Отклонение от точки наибольшей эффективности сопровождается ростом вибрации и дополнительным теплообразованием, а значит торцевые уплотнения, подшипники, поверхности трения, обмотки двигателя получают большую механическую и тепловую нагрузку и раньше выйдут из строя. Насос может работать не в точке максимальной эффективности по причине его выбора с большим запасом мощности.

Закон 3. Неточный параметрический выбор сокращает срок службы насоса.

Итак, неточно выбрали параметры насоса – получили дополнительную механическую и тепловую нагрузку. Допустим Вам требуется центробежный насос для перекачивания воды из одного резервуара в другой со скоростью 100 куб.м/ч.

Оба резервуара находятся под атмосферным давлением. Геометрический перепад высоты составляет 10 метров. Расчетные гидравлические потери напора в системе составляют 5 метров.

Как Вы определите насос для такой системы?

Насос должен обеспечивать напор 15 метров (геометрическая высота плюс потери напора на преодоление сопротивления системы). Насос должен обеспечивать производительность 100 куб.м/ч. Рабочая точка насоса должна быть максимально приближена к точке наибольшей эффективности (BEP) насоса.

Например, центробежный насос Pedrollo HF 30B обеспечивает производительность 100 куб.м/ч с напором 15 метров в точке наивысшей эффективности ( кпд = 73%).

Характеристика насоса pedrollo hf

А как Вы будете контролировать эффективность работы насоса?

Вы установите два манометра – на входе и выходе насоса. Перепад давления при работе насоса и подаче в резервуар 100 куб.м/ч должен составлять 150 кПа (1,5 бар). Вы получите максимально эффективный режим работы насоса.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Голосов:3, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...