Насосом называется гидравлическая машина, которая создает перемещение жидкости при сообщении ей энергии. Насос вместе с электроприводом и передаточным механизмом является насосным агрегатом. Оборудование, обеспечивающее работу насосов в нужном режиме, состоящее из одного или нескольких насосных агрегатов, трубопроводов различной арматуры управления и защиты, является насосной установкой.
Основными параметрами, характеризующими режим работы насосной установки, являются давление и подача. Давлением называют разность удельных энергий жидкости в напорном и всасывающем патрубках насоса, необходимая для подъема жидкости на заданную высоту и для преодоления сил трения в трубопроводе. Подача - это объем жидкости, который перекачивается насосной установкой за единицу времени.
Режим работы насосной установки это определенный порядок работы оборудования насоса в соответствии с изменяющимися условиями работы системы в целом.
В зависимости от рода перекачиваемой жидкости и ее назначения, насосные установки подразделяют на водопроводные, канализационные, мелиоративные, теплофикационные, нефтеперекачивающие и другие.
На тепловых электростанциях насосные установки используют для выполнения разных технологических задач по выработке тепловой и электрической энергии. Питательные насосы подают воду в котельные; конденсационные - перекачивают отработанный в турбине пар, который в последствии превращается в воду, конденсат, в деаэратор; циркуляционные насосы обеспечивают непрерывное снабжение охлаждающей воды градирни и брызгальные бассейны через конденсаторы и охлаждающие устройства.
Большое распространение получили насосные установки транспортировке нефтепродуктов, строительном производстве, а так же в горнорудной промышленности.
Насосные станции состоят из одного или нескольких насосных агрегатов, которых может быть до 20. Если в состав установки входят больше двух агрегатов, напорные и всасывающие линии насосов связывают между собой напорными и всасывающими коллекторами соответственно.
Насосы, их приводы и трубопроводы с регулирующей запорной арматурой относятся к основному оборудованию насосной установки.
В современных насосных установках самыми распространенными получили лопастные центробежные и осевые насосы.Пример центробежного насоса представлен на рисунке 1. Внутри неподвижного спирального корпуса 1 на валу 3 находится рабочее колесо 2, которое состоит из двух дисков, между которыми находятся лопасти 4. Корпус насоса соединяется с всасывающим 5 и напорным трубопроводами 6.
Если жидкостью наполнить корпус насоса и все его всасывающие трубопроводы, а затем заставить вращаться рабочее колесо, то и сама жидкость придет во вращение. Создавая большое давление на периферии, центробежные силы перемещают жидкость в зону большего давления, а в центре насоса давление разрежено. За счет такой разности давлений жидкость поступает в напорный трубопровод. Таким образом реализуется непрерывная подача жидкости насосом.
Существуют разные классификации центробежных насосов:
1. по количеству выходов подразделяются на односторонние и двухсторонние;
2. могут быть с одним рабочим колесом (одноступенчатые) и с несколькими (многоступенчатые);
3. в зависимости от расположения вала - горизонтальные и вертикальные.
Основные рабочие характеристики определяются через их характеристики - зависимости напора Н, мощности N, коэффициента полезного действия п и допустимой вакуумметрической высоты всасывания Нд™ (или кавитационного запаса ДЛдоп) от подачи насоса Q при определенной частоте вращения n рабочего колеса диаметром D.
Внутренние трубопроводы насосных станций выполняются из стальных труб, соединение которых выполняется в помощью сварки. Трубопроводной арматурой служат различные задвижки, затворы, обратные клапаны.
Режимы работы в основном зависят от режимов водопотребления и притока сточной жидкости, которые в свою очередь зависят от климата,
природных условий, режимов работы предприятий и организаций города, культурных мероприятий и содержания их программ.
Режим водопотребления - режим, которых характеризующийся суточными, недельными и другими подобными графиками работы.
Для изучения режимов работы неудобно пользоваться суточными графиками, т.к они существенно отличаются в зависимости от дня недели, времени года и т.д.
При стабильном водопотреблении насосные установки работают с постоянными напором H и подачей Q. С ростом водопотребления подачу необходимо увеличить и подачу, при этом увеличиваются потери давления в трубах, а значит нужно увеличить и давление, развиваемое насосом. И наоборот, с уменьшением водопотребления - уменьшаем подачу и давление. В настоящее время это регулирование осуществляется за счет регулирования частоты вращения рабочих колес с помощью регулируемого электропривода.
В данном проекте была разработана питательная насосная станция. Было составлено описание технологического процесса, приведена упрощенная схема объекта. Проведен расчет электропривода насосного агрегата. Дано описание конструкции и кинематики механизмов. Также была описана
последовательность работы механизмов объекта и связь между ними.
После разработки функциональной схемы системы насосного агрегата был произведен выбор оборудования. Был выбран преобразователь частоты Danfoss VLT® AQUA Drive и дополнительный специальный датчик реального времени MCB 117. Также был выбран двигатель мощностью 75 кВт.
На заключительном этапе был произведен расчет переходных процессов рассчитанной системы.
