Как уменьшить производительность насоса
Перейти к содержимому

Как уменьшить производительность насоса

  • автор:

Как уменьшить производительность скважинного насоса (чтобы он не превышал дебит скважины)

Мы уже неоднократно писали, что расход скважинного насоса должен минимум на 10-15% быть меньше дебита скважины (например, см. статью «Скважинные насосы – большая глубина не проблема» или «Как подобрать скважинный насос»). Последствий несоблюдения этого условия может быть несколько:

– насос выкачает из скважины всю воду и, если не предусмотрена его защита от сухого хода (работа всухую, без воды), то просто серьезно выйдет из строя (расплавятся подшипники);

– постоянное осушение скважины насосом быстро приведет к ее заиливанию.

Но зачастую дебит песчаной скважины меньше расхода насоса. Например, меньше 1м 3 /ч, а минимальный расход того же скважинного насоса Grundfos – 1.7 м 3 /ч (Grundfos SQ первой серии). В насосах Водомет есть модели с минимальным расходом 0,45-0,6 м 3 /ч. Но, во-первых, многие не хотят покупать такие насосы, предпочитая более надежные и технически совершенные зарубежные марки. Во-вторых, насосов Водомет в трехдюймовом исполнении вообще не существует. Кроме того, возможна ситуация, когда насос достается по случаю, а не подбирается под конкретные характеристики скважины. Как в таком случае поступать?

Выход один – искусственно уменьшить расход скважины. Как это сделать? На специализированных форумах по водоснабжению этот вопрос многократно обсуждался, что говорит об актуальности проблемы. Давались разные советы, но всех их можно свести к следующим вариантам:

1. Уменьшить мощность, а значит и расход насоса путем уменьшения напряжения, подводимого к нему (например, при помощи ЛАТР).

2. Уменьшить расход при помощи понижения частоты вращения вала двигателя (частотное регулирование).

3. Увеличить гидравлическое сопротивление в системе, например, поставив вентиль или кран.

4. Часть воды туже вновь сбрасывать в скважину.

Рассмотрим подробнее, каждый из этих вариантов.

1. Уменьшение напряжения, подводимого к насосу. Крайне нежелательный вариант. Производитель в паспорте к насосу всегда указывает, что допустимые колебания напряжения составляют ± 10%, а то и ±5%. Все системы управления насосов имеют защиту от просадок напряжения.

2. Уменьшение частоты вращения вала двигателя. Сейчас только насосы Grundfos серии SQE позволяют частотное регулирование в пределах 65-100% диапазона расхода и напора. Заметим, что эти насосы имеют высокую стоимость, даже по сравнению с отнюдь не дешевыми насосами Grundfos серии SQ (отличие именно в возможности частотного регулирования).

3. Увеличение гидравлического сопротивления. В принципе, такой вариант возможен. Но не желателен. Что значит увеличенное гидравлическое сопротивление? Ведь согласно закону сохранения энергии, чем выше статическое давление (которое как раз и растет при увеличении гидравлического сопротивления), тем ниже скорость жидкости. Но не забываем, что скважинные насосы охлаждаются водой, которую перекачивают. И уменьшение скорости водяного потока означает ухудшения отвода тепла, что ведет к перегреву насоса. Минимальная скорость водяного потока должна быть не менее 0,5м/с.

Перепускание части воды обратно в скважину. Против этого варианта у нас никаких возражений нет за исключением того, что часть энергии расходуется зря (кстати, в предыдущем варианте тоже, так как насосу приходится преодолевать повышенное гидравлическое сопротивление). Конструктивно это реализуется следующим образом. В трубу до мембранного гидроаккумулятора врезается труба с краном, второй конец которой опускается в скважину. Регулируя проходное сечение крана, можно легко добиться необходимого фактического расхода насоса. Учитывая, что малодебитные песчаные скважины в основном используются для летних домиков, такой вариант вполне приемлем, так как суммарный перерасход электроэнергии будет не слишком велик.

Как уменьшить производительность центробежного насоса

Рассмотрим ситуацию, когда насос в скважине установлен слишком мощный, например с производительностью, превышающей производительность скважины. В этом случае насос может выкачать из нее всю воду и будет работать на сухую пока не сгорит или пока не сработает защита, если таковая имеется. Или, например, если напор, который создает насос значительно превышает необходимый для конкретной системы водоснабжения дома. Все это, помимо повышенного расхода электроэнергии и снижения долговечности насоса в связи с нерациональным его использованием, вдобавок может еще и доставлять неудобства при пользовании водой. Что делать в такой ситуации.

Есть разные способы как можно понизить производительность насоса. Самый простой и удобный метод регулировки — это изменение объемной подачи насоса при помощи перекрытия вентиля или крана, установленного на выходе трубопровода. Однако нужно иметь в виду, что при сильном пережатии крана проток воды через насос уменьшится, соответственно ухудшится его охлаждение, что приведет к перегреву насоса. Для центробежного насоса в такой ситуации наиболее предпочтительный способ, который можно выполнить самостоятельно – это уменьшение числа рабочих колес насоса. Возьмем для примера центробежный насос, произведенный в Китае. Чтобы добраться до рабочих колес, откручиваем винты удерживающие прижимную планку защиты кабеля, снимаем ее, затем откручиваем винты фиксирующие сетчатый фильтр и под ним видим место крепления двигателя и рабочей части насоса. Откручиваем и отсоединяем насосную часть от двигателя, после чего достаем рабочие колеса. Центробежный насос состоит из нескольких последовательно соединенных рабочих колес, закрепленных на одном валу. Общий напор, создаваемый таким насосом, пропорционален числу рабочих колес, поэтому, чтобы понизить напорную характеристику насоса, просто убираем из схемы одно или несколько рабочих колес, в зависимости от нужного результата. При этом руководствуемся правилом – не трогаем первое и последнее, а так же не убираем 2 колеса подряд. После этой операции получаем насос с меньшими напорно-расходными характеристиками.

Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

Список тем Список сообщений Новая тема

16.11.13 11:12

Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

Получилась малодебитная скважина. И мыл, и трусил, и всёравно 1куб в час. Насос шнековый 250 ватт, 1.2 куба в час.Хочу поставить реостат для освещения.
Или у кого есть нароботанные варианты.

12 (и более) лет назад
Сообщения: 49

16.11.13 11:15

Re: Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

У твоего насоса выход 1 дюйм, а ты поставь переходник на 3/4 и пнд не 32 а 25 мм производительность при заужении диаметра и упадет.

Модератор
12 (и более) лет назад
Сообщения: 913

16.11.13 11:23

Re: Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

Да хоть и задвижкой сверху придуши но первый предложенный вариант умней, его не видно.

14 (и более) лет назад
Сообщения: 2,913

18.11.13 19:36

Re: Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

Мой помбур называет это сделать Кощея (игла в яйце, яйцо в утке, утка в ларце) — в 32 прекрасно лезет 25, в 25-20. Дальше не пробовал, может тоже чего лезет, но нужды не было. И снаружи все четко.

13 (и более) лет назад
Сообщения: 514

21.11.13 17:47

Re: Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

ближе к насосу сделать дырку в напорной трубе

10 (и более) лет назад
Сообщения: 1,182

21.11.13 20:45

Re: Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

Если система будет с автоматикой, то насос умрет очень быстро

Модератор
12 (и более) лет назад
Сообщения: 913

22.11.13 09:14

Re: Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

Да, все венро, будет воздушить, путь тупиковый.

14 (и более) лет назад
Сообщения: 2,913

22.11.13 15:45

Re: Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

BurovikiK Пишет:
——————————————————-
> Если система будет с
> автоматикой, то насос умрет
> очень быстро

Если это мне, то не понял.
Как бы дырка должна быть в воде, 10см от насоса. воздуху не где взяться.
Если с автоматикой, то естественно ниже клапана дырка.

10 (и более) лет назад
Сообщения: 1,182

Анонимный пользователь

22.12.13 17:35

Re: Уменьшение производительности насоса без вреда для насоса

mdz3 Пишет:
——————————————————-
> BurovikiK Пишет:
> —————————————————
> ——
> > Если система будет с
> > автоматикой, то насос
> умрет
> > очень быстро
>
> kris Пишет:
> —————————————————
> ——
> > Да, все венро, будет
> > воздушить, путь
> тупиковый.
>
> Если это мне, то не понял.
> Как бы дырка должна быть в
> воде, 10см от насоса. воздуху
> не где взяться.
> Если с автоматикой, то
> естественно ниже клапана
> дырка.

Насос будет постоянно молотить гоняя воду по кругу соответственно выйдет из строя.Кроме этого вода струёй будет бить в стенку и размывать породу если это открытый ствол, давая муть и заиливание..
Тут самый лучший вариант это поставить частотник и уменьшить обороты и соответственно производительность вашего насоса!
А если честно, то ничего делать не надо если исключить большой долговременный разбор воды, а пиковые и кратковременные можно компенсировать количеством литров добавленных гидроаккоммуляторов!

RU2277645C2 — Способ регулирования производительности центробежного насоса — Google Patents

Publication number RU2277645C2 RU2277645C2 RU2004113023/06A RU2004113023A RU2277645C2 RU 2277645 C2 RU2277645 C2 RU 2277645C2 RU 2004113023/06 A RU2004113023/06 A RU 2004113023/06A RU 2004113023 A RU2004113023 A RU 2004113023A RU 2277645 C2 RU2277645 C2 RU 2277645C2 Authority RU Russia Prior art keywords pump bypass bypass line gate valve Prior art date 2004-04-27 Application number RU2004113023/06A Other languages English ( en ) Other versions RU2004113023A ( ru Inventor Евгений Борисович Шеин (RU) Евгений Борисович Шеин Александр Евгеньевич Шеин (RU) Александр Евгеньевич Шеин Евгений Евгеньевич Шеин (RU) Евгений Евгеньевич Шеин Original Assignee Евгений Борисович Шеин Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.) 2004-04-27 Filing date 2004-04-27 Publication date 2006-06-10 2004-04-27 Application filed by Евгений Борисович Шеин filed Critical Евгений Борисович Шеин 2004-04-27 Priority to RU2004113023/06A priority Critical patent/RU2277645C2/ru 2005-10-20 Publication of RU2004113023A publication Critical patent/RU2004113023A/ru 2006-06-10 Application granted granted Critical 2006-06-10 Publication of RU2277645C2 publication Critical patent/RU2277645C2/ru

Links

Images

Abstract

Способ регулирования производительности центробежного насоса заключается в перепуске части перекачиваемой жидкости с выхода насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой и всасывающей задвижкой на входном трубопроводе насоса до байпасной линии. Регулирование производительности производят одновременным открытием байпасной и закрытием всасывающей задвижек и поддерживают постоянным суммарный расход перекачиваемой жидкости в байпасной и выходной линиях или номинальную мощность, потребляемую электродвигателем, вращающим насос. Изобретение направлено на экономию электроэнергии и расширение области применения. 4 ил.

Description

Предложение относится к системам водоснабжения, перекачки жидкостей и газов.

Известен способ регулирования производительности задвижкой на напорном патрубке насоса (дросселированием), основанный на увеличении сопротивления напорной линии (Лобачев П.В. Насосы и насосные станции. Учеб. для техникумов, — 3-е изд., перераб. и доп. Москва, Стройиздат, 1990, с.106). Способ характеризуется низким КПД, особенно при существенных диапазонах регулирования.

Близким к предлагаемому является способ регулирования производительности насосов перепуском части перекачиваемой жидкости с выхода насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой. Указанный способ регулировки экономичен для насосов с коэффициентом быстроходности ns>300 и для вихревых насосов, у которых при увеличении подачи мощность уменьшается. В центробежных насосах с меньшим коэффициентом быстроходности регулирования подачи перепуском ведет к увеличению мощности, потребляемой насосом, и может вызвать перегрузку электродвигателя (Лобачев П.В. Насосы и насосные станции. Учеб. для техникумов, — 3-е изд., перераб. и доп. Москва, Стройиздат, 1990, с.106-109).

Наиболее близким является устройство, в котором реализуется способ регулирования производительности центробежного насоса перепуском части перекачиваемой жидкости с выхода насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой и всасывающей задвижкой на входном трубопроводе насоса до байпасной линии [JP 1-0176675 В (SAYAMA SEISAKUSHO КК) 30.06.1998, фиг.1, 3].

Однако известный способ регулирования не экономичен.

Задачей изобретения является расширение области применения способа регулирования перепуском для любых центробежных насосов и экономия электроэнергии при регулировании.

Технический результат достигается тем, что в способе регулирования производительности центробежного насоса перепуском части перекачиваемой жидкости с выхода насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой и всасывающей задвижкой на входном трубопроводе насоса до байпасной линии, согласно изобретению регулирование производительности производят одновременным открытием байпасной и закрытием всасывающей задвижек и поддерживают постоянным суммарным расход перекачиваемой жидкости в байпасной и выходной линиях или номинальную мощность, потребляемую электродвигателем, вращающим насос.

Существенными отличительными признаками заявленного технического решения являются регулирование производительности одновременным открытием байпасной и закрытием всасывающей задвижек вместо регулирования одной байпасной задвижкой в прототипе и поддержание постоянным суммарного объема перекачиваемой жидкости в байпасной и выходной линиях или номинальной мощности, потребляемой электродвигателем, вращающим насос.

Сохранение суммарного расхода перекачиваемой жидкости или номинальной мощности, потребляемой электродвигателем, вращающим насос, позволяет избежать увеличения мощности потребляемой насосом и перегрузки двигателя при регулировании. Повышение давления на входе насоса, достигаемое при одновременном открытии байпасной и закрытии всасывающей задвижек, приводит к пропорциональной экономии электроэнергии.

Предлагаемый способ регулирования производительности центробежных насосов иллюстрируют схемы фиг.1 — 4.

На фиг.1. и 3 изображены предельные варианты, а на фиг 2 — промежуточный вариант реализации предлагаемого способа регулирования. Фиг.4 поясняет предлагаемый способ регулирования с помощью характеристики Q-H насоса и характеристики Р водопроводной сети.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит насос 1, байпасную задвижку 2, всасывающую задвижку 3, манометры 4, 5 и 6. На фиг.4 использованы следующие обозначения: производительность (расход) Qн — номинальный, Qp — регулировочный; характеристика сети Р — номинальная и Рр -регулировочная; характеристика паспортная насоса Q-H, где Н — высота подъема перекачиваемой жидкости.

На схеме фиг.1 изображен исходный вариант, когда всасывающая задвижка 3 на входе насоса 1 полностью открыта, а байпасная задвижка 2 полностью закрыта. Насос и двигатель, его вращающий, работают в номинальном режиме. Давление на выходе насоса, измеряемое манометром 4, определяется потребителями и параллельно работающими насосами и равно 10 атмосферам. Давление на входе насоса, измеряемое манометром 5, для простоты принимаем равным 0 атм. Производительность насоса Q1=1000 м 3 /ч задаем для примера.

На схеме фиг.2 изображен промежуточный вариант регулировки, когда байпасная задвижка 2 на перепускной линии приоткрыта, а всасывающая задвижка 3 на входе насоса призакрыта. При этом часть жидкости Q1=100 м 3 /ч, которую не нужно поставлять потребителю, циркулирует по обводной линии, перенося часть энергии с выхода насоса на его вход и повышая давление на входе, измеряемое манометром 5, например на 1 атмосферу, что эквивалентно поднятию воды на входе насоса на 10 метров. При этом уменьшается разность давлений на входе и выходе насоса на 1 атмосферу и разгружается электродвигатель, приводящий в движение насос. Однако скорость жидкости на входе и внутри насоса несколько (примерно на 10%) возрастает, что приведет к снижению кавитационного запаса насоса и к ограничению диапазона регулирования. Кавитационный запас можно сохранить, если при регулировании поддерживать мощность двигателя, равной номинальной, вместо поддержания номинальным расхода.

На схеме фиг.3 изображен предельный вариант регулировки, когда байпасная задвижка 2 на перепускной линии открыта полностью, а всасывающая задвижка 3 на входе насоса 1 полностью закрыта. При этом вся жидкость циркулирует по обводной линии. Давление на входе и выходе насоса равны (без учета потерь) и определяются потребителями, и параллельно работающими другими насосами.

Энергия двигателя тратится лишь на поддержание циркуляции жидкости в байпасной линии. Скорость жидкости в байпасной линии возрастает в несколько раз (например, в 5 раз), а потери в байпасной линии максимальны и пропорциональны квадрату скорости жидкости.

Если диаметр байпасного трубопровода равен диаметру напорного (выходного) трубопровода насоса, то при закрытой всасывающей задвижке и полностью открытой байпасной задвижке, скорость жидкости в байпасной линии будет максимальной и превышать скорость на выходе насоса при номинальной нагрузке, например, в 5 раз (почти как на свободный излив). Расход жидкости, перекачиваемой насосом, возрастет также в 5 раз. Если уменьшать диаметр байпасного трубопровода, а скорость жидкости считать оставшейся максимальной, то, чтобы обеспечить расход жидкости, равный номинальному, можно уменьшить диаметр байпасного трубопровода в 5 1/2 раз, то есть в 2,2 раза. Если учесть, что производительность насоса регулируют на 50% (в 2 раза), то диаметр байпасного трубопровода может быть уменьшен еще в 2 1/2 раза, то есть в 1,4 раза. Следовательно, диаметр байпасного трубопровода может быть меньше диаметра напорного примерно в 3 раза.

На практике требуется регулировка производительности насосов на 30-50%, поэтому скорость жидкости в байпасной линии и потери в ней незначительны и соизмеримы с потерями при регулировании производительности насоса за счет изменения частоты вращения насоса с помощью асинхронно-вентильных каскадов и преобразователей частоты.

Рисунок фиг.4 поясняет предлагаемый способ регулирования с помощью характеристики Q-H насоса и характеристики Р водопроводной сети. Точка расхода Qн соответствует номинальному режиму работы насоса (фиг.1). Точка расхода Qp соответствует регулировочной величине расхода (фиг.2). Поскольку суммарный расход насоса сохраняется при регулировке равным Qн, то точка 1 показывает, где должна проходить регулировочная характеристика сети Рр (выделена пунктиром). Величина Δh соответствует повышению давления на входе насоса при регулировке.

Возможность осуществления способа рассмотрим на практическом примере. Например, надо модернизировать действующую насосную станцию с насосными агрегатами мощностью 1 МВт и регулированием производительности дросселированием (Лобачев П.В. Насосы и насосные станции. Учеб. для техникумов, — 3-е изд. перераб. и доп. Москва, Стройиздат, 1990, с.106). При частичном открывании байпасной задвижки 2 (фиг.2) с целью уменьшения количества жидкости, поставляемой потребителю, дополнительно загружается насос и электродвигатель, например до 1,2 МВт, что недопустимо. Чтобы разгрузить насосный агрегат до допустимой номинальной мощности, согласно изобретению надо прикрыть всасывающую задвижку 3, одновременно контролируя расход жидкости. Если регулировка недостаточна, то вышеописанные операции надо повторить. Однако при поддержании номинальной мощности не полностью используется возможность экономии электроэнергии. Если далее прикрывать всасывающую задвижку можно получить большую экономию электроэнергии. Оптимальный результат достигается при сохранении суммарного расхода перекачиваемой жидкости в байпасной и выходной линиях.

На практике наиболее просто можно реализовать предлагаемый способ регулирования с помощью таблицы соответствия числа оборотов всасывающей задвижки числу оборотов ведущей байпасной задвижки для сохранения суммарного расхода жидкости. Можно изготовить специальную задвижку, в которой с помощью одного привода регулируются два потока жидкости.

Предлагаемый способ регулирования целесообразно применять в электроприводных насосах с мощными высоковольтными синхронными и асинхронными двигателями взамен регулирования с помощью дорогостоящих частотных преобразователей и асинхронно-вентильных каскадов.

Годовая экономия электроэнергии, например, для насоса типа Д4000-95-2, приводимого во вращение синхронным двигателем мощностью 1250 кВт, составит 1095000 кВт·ч даже при экономии в 10% (максимальная экономия электроэнергии при регулировании производительности на 30% близка к 30%).

Claims ( 1 )

Способ регулирования производительности центробежного насоса перепуском части перекачиваемой жидкости с выхода насоса на его вход через байпасную линию с регулирующей задвижкой и всасывающей задвижкой на входном трубопроводе насоса до байпасной линии, отличающийся тем, что регулирование производительности производят одновременным открытием байпасной и закрытием всасывающей задвижек и поддерживают постоянным суммарный расход перекачиваемой жидкости в байпасной и выходной линиях или номинальную мощность, потребляемую электродвигателем, вращающим насос.

RU2004113023/06A 2004-04-27 2004-04-27 Способ регулирования производительности центробежного насоса RU2277645C2 ( ru )

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113023/06A RU2277645C2 ( ru ) 2004-04-27 2004-04-27 Способ регулирования производительности центробежного насоса

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113023/06A RU2277645C2 ( ru ) 2004-04-27 2004-04-27 Способ регулирования производительности центробежного насоса

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004113023A RU2004113023A ( ru ) 2005-10-20
RU2277645C2 true RU2277645C2 ( ru ) 2006-06-10

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *