Центробежные насосы, самоочищающиеся фильтры

Центробежные насосы, самоочищающиеся фильтры
Борис Колесников

Предлагаемая читателю книга состоит из 3-х частей и содержит:1) рекомендации по модернизации центробежных насосов и повышению эффективности их эксплуатации;2) результаты стендовых испытаний модели центробежного регулируемого насоса с изменяемой геометрией спирального отвода;3) описание конструкций самоочищающихся фильтров для систем техводоснабжения насосных станций и входных фильтров для насосов.Книга предназначена для разработчиков насосного и фильтровального оборудования, проектировщиков.

Центробежные насосы, самоочищающиеся фильтры

Борис Колесников

© Борис Колесников, 2019

ISBN 978-5-0050-2238-7

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Борис Колесников

2019

Новое – это хорошо забытое старое» [1]

ЧАСТЬ 1

Рекомендации по повышению эффективности эксплуатации центробежных насосов

(в условиях Средней Азии)

Ключевые слова и рисунки:

НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ДВУСТОРОННЕГО ВХОДА, МЕЛИОРАТИВНЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ, ИЗНОС БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ НАСОСА, ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ МАТЕРИАЛОВ, РАБОЧИЕ КОЛЁСА СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ, ЦЕЛЬНОСВАРНОЙ РОТОР НАСОСА, УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ КОЛЬЦА С ПОРОГОМ, САЛЬНИКОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ, ТЕХНИЧЕСКОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ, РЕКОМЕНДАЦИИ

Ключевые рисунки

1.1. ПРЕДИСЛОВИЕ

В 1987 г., в ПКТБ «Узводприборавтоматика»* на базе новых для того времени технических решений, защищённых авторскими свидетельствами на изобретения, были разработаны рекомендации по повышению технического уровня эксплуатации насосного оборудования мелиоративных насосных станций. [2]

К сожалению, упомянутые рекомендации не заинтересовали водохозяйственные организации и предприятия Центральной Азии и были незаслуженно забыты.

Примечание: В годы перестройки ПКТБ «Узводприборавтоматика» (г. Бектемир, Ташкентская обл.) прекратило своё существование.

Из рассмотрения размещённых в сети Интернет многочисленных информационных материалов можно установить, что конструкция и технические характеристики центробежных насосов двустороннего входа, применяемых на мелиоративных насосных станциях, практически не изменились и находятся на уровне параметров насосного оборудования, освоенного машиностроением СССР ещё в довоенные годы прошлого века [3], [4].

Основным недостатком указанных насосов является их низкая износостойкость (при наличии в перекачиваемой воде абразивных частиц), вследствие чего в процессе эксплуатации происходит интенсивный износ проточной части, что приводит к значительным непроизводительным затратам на электроэнергию и к дополнительным расходам на техническое обслуживание.

В связи с постоянным ужесточением требований международных и Европейских норм (ISO и EN) к энергоэффективности и качеству центробежных насосов, актуальность публикуемых в сети Интернет давно известных рекомендаций по повышение эффективности эксплуатации центробежных насосов, не вызывает сомнений. (Это именно тот случай, когда «Новое – это хорошо забытое старое»)

2. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

ДВУСТОРОННЕГО ВХОДА

Типовая конструктивная схема центробежного насоса двустороннего входа изображена на рис. 1.1. Насос состоит из корпуса 7, крышки 11 и ротора насоса 10, включающего рабочее колесо 8, расположенное на валу между защитными втулками 3, закреплёнными на валу специальными гайками 12 с левой и правой резьбой и шарикоподшипниками 13 установленными на обоих концах вала 10. Ротор насоса 10 установлен и закреплён в корпусах подшипников 2. Уплотнение рабочего колеса 8 относительно корпуса 8 и крышки 11 выполнено щелевым и состоит из подвижных уплотнительных колец 6 и неподвижных уплотнительных колец 9, установленных в специальных посадочных местах корпуса 7. Уплотнение вала ротора насоса 10 выполнено сальниковым и состоит из грунд-буксы 5, набора колец 3 сальниковой набивки, кольца 4 гидравлического затвора и нажимной крышки 13. Охлаждение сальника осуществляется перекачиваемой водой, поступающей к сальнику через отверстия в крышке насоса 11 и трубки 14, имеющих краники 15 для регулирования величины давления в гидравлическом затворе 4. [5], [6]

Рис. 1.1. Центробежный насос двустороннего входа (12НДс)

1- полумуфта; 2- корпус подшипника; 3- сальниковая набивка; 4- кольцо гидравлического затвора; 5- букса сальника; 6- подвижное уплотнительное кольцо; 7- корпус; 8- рабочее колесо; 9- неподвижное уплотнительное кольцо; 10- вал ротора насоса; 11- крышка насоса; 12- специальная гайка; 13- крышка сальника; 14- трубка подвода воды к гидравлическому затвору; 15- краник

С целью обеспечения ремонтопригодности ротора насоса без отсоединения от входного и выходного патрубков корпуса насоса всасывающего и напорного трубопроводов, крышка насоса 11 присоединена к корпуса насоса 7 посредством фланцевого соединения, расположенного в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения ротора.

В качестве основного конструкционного материала для изготовления базовых деталей центробежных насосов типа Д нормативными документами рекомендуется применять (за исключением вала) серый чугун (см. таблицу 1.1).

Таблица 1.1

Широкое применение серого чугуна для изготовления центробежных насосов обусловлено его высокими литейными свойствами, позволяющими получать качественные отливки рабочих колёс и корпусов, имеющих сложную пространственную конфигурацию проточной части.

3. ПРИМЕНЕНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ДВУСТОРОННЕГО ВХОДА НА МЕЛИОРАТИВНЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЯХ

Рост производства сельскохозяйственной продукции в республиках Средней Азии в значительной степени был обусловлен внедрением машинного орошения и введением в оборот дополнительных орошаемых посевных площадей за счёт строительства и ввода в эксплуатацию крупных, средних и мелких мелиоративных насосных станций.

По опубликованным данным [7] в республике Узбекистан суммарный объём воды, перекачиваемой насосами, составлял около30 куб. км (по состоянию на 1998 г). Общее количество насосных станций составляло 1133 шт., в том числе: крупных – 76 шт; средних – 496 шт. мелких – 591 шт. Установленная мощность насосных станций составляла – 3256 тыс. кВт, в том числе – крупных н.с. – 1924 тыс. кВт; расход электроэнергии— 6895 млн кВт. час; стоимость электроэнергии, затраченной на подъём воды, – 296,46 млн. долларов США.

Общее количество насосных станций в Республике Таджикистан на 01.01.2011 г. составляло 448 шт., на которых установлено1866 агрегатов различных марок и производительностей [8].

Значительное развитие машинное орошение получило также в других республиках Центральной Азии: в Казахстане, Кыргызстане и Туркменистане.

Пример компоновки крупной насосной станции представлен на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Схема насосной станции

1 – канал; 2 – водозаборное устройство; 3 – подводящий канал; 4 – аванкамера; 5 – насосная станция; 6 – напорный трубопровод; 7 – напорный бассейн; 8 – магистральный канал [9]

Как правило, подавляющее большинство средних и мелких, а также некоторых крупных мелиоративных насосных станций, например насосная станция машинного канала «Аму-Занг» в Узбекистане, оборудованы насосными агрегатами укомплектованными центробежными насосами двустороннего входа типа Д, рис. 1.1, конструкция которых обеспечивает значительные удобства технической эксплуатации и ремонта.

Схема установки центробежного насоса с положительной и с отрицательной высотами всасывания показана на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Схема установки центробежного насоса двустороннего входа [10]

а) — с положительной геометрической высотой всасывания б) – с отрицательной геометрической высотой всасывания

1 – напорный трубопровод; 2 – задвижка; 3 – обратный клапан; 4 – насос; 5 – приемный клапан; 6 – манометр; 7– вакуумметр; 8- всасывающий трубопровод; Н – напор насоса; Н

 – геометрическая высота всасывания; Н

 – геометрическая высота нагнетания; Н

– геометрическая высота подъема; h

 — гидравлические потери на входе в насос; h