О компанииПродукцияСервисИнформацияКонтактыFAQВакансии

Неписаные законы эксплуатации насосов. 

Оператор насоса достаточно рано понимает, что легко может переместить большое количество жидкости за счет запуска промышленного насоса. Оператор не управляет насосом, им управляет система. В частности, насосом управляет сопротивление в трубопроводах и фитингах. Это полная противоположность тому, чему научены большинство операторов.

При использовании насоса с изменяемой частотой вращения, оператор управляет подачей и давлением через трубопроводы  в соответствии с требованиями по объему реализовываемой продукции. Совершенно естественно думать, что эксплуатация насоса схожа с вождением автомобиля. Нажмете педаль газа, и машина поедет быстрее. Включите фары и можете ехать ночью. Нажмете на педаль тормоза, и остановитесь.

Но это неправильное мнение. И все работает совершенно не так. И это полная противоположность тому, чему научены большинство операторов.

Проблемы с насосами начали разрешаться, когда пришло понимание того, что главенствующей является система, а насос - управляемый механизм.

Система управляет насосом. Система состоит из заборного резервуара и резервуара нагнетания, а также всех трубопроводов, коленчатых патрубков, задвижек, фильтров, технологического оборудования и приборов. Система не реагирует на насос, это насос реагирует на изменения системы.

Если насос вынужден делать то, что он не может сделать, то он часто и преждевременно выходит из строя. Мы называем это загадочный выход насоса из строя, реагирующим обслуживанием или незапланированным простоем. Так откуда вы знаете, как ведет себя насос внутри системы?

Ответ прост, но не всегда реалистичен. Кривая характеристик насоса должна быть доступна и понятна всем, кто связан с насосом, что бывает достаточно редко.

Манометры должны устанавливаться и на всасывающий и на напорный патрубки. Это еще одна редкость. Но еще не все потеряно, если такой информации нет.

Вы можете получить некоторую полезную информацию с идентификационной пластины насоса и двигателя. На пластине двигателя показана скорость вращения. На пластине насоса обычно указывается диаметр рабочего колеса в миллиметрах. Зная скорость вращения и диаметр рабочего колеса, можно использовать следующую таблицу:

Таблица
Таблица 1.
SOH - Shut-off head - напор отключения
BEH - Best efficiency head - напор в точке лучшей эффективности
Первый неписаный закон:
При 1500 об/мин диаметр рабочего колеса в мм даст достоверный напор отключения насоса в метрах. Напор отключения насоса является началом кривой насоса. Он представляет собой максимальный напор при нулевой подаче. Поскольку диаметр рабочего колеса и обороты меняются, напор отключения тоже будет меняется.

Второй неписаный закон:
Координаты напора и подачи в точке наилучшей эффективности насоса (названной точкой лучшей эффективности, BEP) составляют около 85% от напора отключения.

Третий неписаный закон:
Насос должен эксплуатироваться в точке наилучшей эффективности или же близко к ней. Посмотрите таблицу выше. Рассмотрим колесо размером 225 мм, вращающееся при 1500 об/мин. Величина напора отключения на большинстве стандартных насосов будет очень близка к 17 метрам. Согласно этому подача насоса должна составлять около 14 метров.

Говоря по-другому, если в вашей системе трубопроводов требуется напор в 14 метров, и вы используете 4-полюсный двигатель с током питания частотой 50Гц, то насос должен иметь рабочее колесо порядка 225 мм.

Неписаные законы не высечены на камне. Как и во всех законах тут есть свои исключения, зависящие от конструкции насоса и общего КПД, КПД рабочего колеса (шаг лопатки, количество лопаток, и поверхностная обработка) условия образования и наличие ленточек износа, реальная скорость двигателя и некоторые свойства жидкости. Тем не менее, неписаные законы охватывают большинство промышленных насосов. (Самым большим семейством центробежных насосов является водяной насос с радиальным рабочим колесом и приведенной скоростью около 500-1500 единиц. Это семейство охватывает  около 85% всех центробежных насосов.

Если скорость насоса или диаметр рабочего колеса изменятся, характеристики насоса изменятся в соответствии с законами подобия.

На графике показаны важные элементы кривой обычного центробежного насоса, нанесенные на график напор-подача. Вертикальная ось показывает значения перепада давлений или высоту в метрах, начиная с нуля. На горизонтальной оси расположены данные подачи в м3/ч, начиная с нуля.
Важные элементы кривой обычного насоса
Рисунок 1. Важные элементы кривой обычного насоса

Точка А - напор отключения
Точка B - точка наилучшей эффективности на кривой
Точка С - Напор в точке наилучшей эффективности (около 85% от напора отключения)
Точка D - подача в точке наилучшей эффективности

Напор отключения это простое понятие. Если бы вам пришлось качать жидкость в вертикальную трубу, простирающуюся в небо, насос бы проталкивал жидкость в трубу до определенной точки, выше которой он не смог бы поднять столб жидкости. Вес жидкости (гравитация) будет равна энергии прикладываемой к жидкости. Подача прекращается, потому как вся энергия насоса/двигателя идет на поддержание высоты. Это и есть напор отключения.

На кривой есть точка, называемая (BEP), точка наилучшей эффективности, координатами которой являются точка C - наилучший напор в метрах, и точка D, которая означает наилучшую подачу в м3/ч.

Допустим, вам необходим центробежный насос, чтобы заполнить резервуар из источника с подачей 400 м3/час. Напорная труба возвышается над верхней частью резервуара и падает вниз. Всас и резервуар в который попадает вода находятся под атмосферным давлением. Высота перепада 21 метр. над уровнем питающего источника. При перекачивании с подачей 400 м3/ч, система трубопроводов потребляет более 5 метров энергии в качестве трения и динамических потерь. Эти потери происходят при прохождении через трубу, коленчатые соединения, задвижки, технологические устройства и приборы.  Как вы определите насос для такой системы?

Насос должен обеспечивать эффективный напор высотой 26 метров (21 метр - разность высот + 5 метров - потери от сопротивления) при подаче 400 м3/ч. Диаметр рабочего колеса для вашего насоса должен быть около 300 мм, если он работает в паре с 4-полюсным электродвигателем.

Вы увидите это в таблице. Напор отключения будет примерно равен 30,5 метрам. Точка наилучшей эффективности этого насоса будет составлять около 26 метров (85%), подача 400 м3/ч.

Как вы узнаете, работает ли насос так, как должен это делать? Здесь важно использовать датчики и преобразовать напор в давление. Поступающая вода на 26 метрах показала бы перепад в 260 кПа на манометрах насоса.

Если манометр на всасе показывает 40 кПа, то на напорном патрубке он должен показывать 300 кПа (разность давлений 260 кПа). Если на всасе у нас 120 кПа, то на напорном манометре должно быть 380 кПа (разность давлений 260 кПа.). Простой прикрепляющийся расходомер при таком напоре снимет показания в 400 м3/ч. Поскольку разница давлений в насосе далека от 260 кПа, можно предположить, что на нем будет увеличиваться количество обслуживаний и непонятных отказов.

Это действительно просто. Слишком многие люди пытаются усложнить насосы. Это не ракетостроение. Наглядно видно, что вам не нужно принимать заумных решений, чтобы решить проблематику насоса имеющего манометр только на напорном патрубке, при этом, не имея его на всасе, чтобы показать разность давлений. Многие умные и образованные люди делают это неправильно.

Видно, как технологические приборы способствуют надежности насоса. Насосы нуждаются в рабочих датчиках, или преобразователях показывающие разность давлений. Механикам и операторам оборудования требуется обучение, чтобы интерпретировать показания датчиков. Насос нагружен, когда показания дифференциального манометра растут или падают на фоне прогнозируемых величин. Значит скоро пострадают подшипники, или выйдет из строя уплотнение. идет загрузка изображения
О компанииПродукцияСервисИнформацияКонтактыFAQВакансии