Проектирование и оптимизация насосной системы: комплексное руководство от всасывающего трубопровода до компоновки выпускного отверстия

Конструкция системы трубопроводов оказывает существенное влияние на эффективность работы и срок службы центробежных насосов. Поэтому при прокладке трубопроводов насоса необходимо комплексно учитывать конструкцию как всасывающих, так и напорных труб, включая требования к простоте эксплуатации, ремонтопригодности и гибкости.

 

 

• Конструкция всасывающей трубы насоса

 

Требования к размеру трубопровода:В инженерной практике обычно рекомендуется, чтобы диаметр всасывающей трубы насоса был как минимум на один размер больше размера всасывающего фланца или соединительной трубы насоса. Это конструктивное отличие обычно достигается с помощью эксцентрикового переходника, верхняя часть которого обычно горизонтальна, но конкретный угол может меняться в зависимости от конкретной ситуации. Секция всасывания насоса имеет решающее значение, поскольку она определяет, может ли линия тока плавно достигать впускного отверстия насоса, избегая крупномасштабной-турбулентности, которая может быть вызвана изгибами вверх по потоку. Это требование тесно связано с геометрией трубы; поэтому при обустройстве всасывающего трубопровода приоритет следует отдавать использованию более длинных прямых участков трубы. Трубы большего диаметра помогают снизить падение давления из-за трения и обеспечить большее давление на входе насоса (т. е. во всасывающем отверстии рабочего колеса), обеспечивая получение насосом достаточной энергии.

 

• Конструкция регулирующего клапана и обратного клапана

 

Выбор диаметра регулирующего клапана:Это главным образом связано с тем, что клапаны меньшего размера относительно дешевле и по сравнению с клапанами на трубопроводах того же диаметра обеспечивают превосходное и более точное управление. Однако стоит отметить, что выбор клапана меньшего размера приведет к увеличению перепада давления.

 

Необходимость установки обратного клапана:Да, обычно рекомендуется установить обратный клапан на стороне выхода насоса, чтобы обеспечить стабильную работу системы. Основная функция обратного клапана — поддерживать достаточный запас среды в системе, предотвращая тем самым перелив жидкости или задержки-запуска при остановке насоса. Кроме того, он эффективно предотвращает обратный поток среды при остановке насоса, что может привести к вращению насоса в обратном направлении, тем самым обеспечивая безопасную работу насоса.

 

• Требования к давлению на входе насоса

 

Требуется ли на всасывающем патрубке положительное давление?

На самом деле, не всегда. Некоторые насосы предназначены для забора жидкости ниже центральной линии насоса. Такая конструкция встречается во многих типах насосов, от небольших бытовых до больших промышленных насосов.

 

• Рекомендации по компоновке трубопровода

 

Схема подключения выпускного отверстия и резервуара:В идеале трубопровод должен иметь плавный уклон вверх от выпускного отверстия насоса до дна резервуара (резервуара для воды), чтобы обеспечить плавное удаление воздуха, попадающего в насос, из системы. Однако на практике трубопровод часто не имеет постоянного наклона вверх, а простирается на некоторое расстояние горизонтально. Допускаются более длинные горизонтальные участки трубопровода при условии, что избегаются воздушные карманы или неровные поверхности (и то, и другое может задерживать воздух).

 

Концевые-линейные регулирующие и выпускные клапаны-:Кроме того, концы труб обычно не соединены напрямую с нижней частью резервуара для хранения (резервуара для воды). В этом случае труба выступает из более высокого положения, создавая высокую точку, в которой может задерживаться воздух. Это может иметь или не иметь решающее значение для процесса/потока, требуя оценки опытных операторов и инженеров. Если верхняя точка имеет решающее значение для процесса/потока, необходимо установить/использовать выпускной клапан.

 

• Методы измерения производительности

 

Сравнение с теоретическими характеристиками:Эффективным методом оценки производительности насоса является сравнение фактической производительности с теоретической характеристической кривой. Для этого необходимо установить манометр на впускном и выпускном фланцах насоса, убедившись, что манометры расположены близко к точке измерения. Также необходимо учитывать разницу высот между манометром и осевой линией насоса. Чтобы уменьшить влияние возможных колебаний давления рядом с насосом, на манометре можно установить клапан или использовать масло-ударостойкий-манометр.

 

Измерение расхода и эффективности:Кроме того, измерение скорости потока имеет важное значение. В идеале эти данные должны быть получены с помощью устройства измерения расхода на трубопроводе. Если устройство измерения расхода невозможно установить, можно рассмотреть другие методы, например, периодическое добавление перекачиваемой среды в резервуар для хранения (резервуар для воды) известного объема. Показания давления предоставляют информацию об общем напоре насоса. В сочетании с данными о расходе вы можете дополнительно сравнить фактические результаты с теоретической характеристической кривой.

 

• Влияние вязкости на производительность насоса

 

Влияние высокой вязкости: При стандартных условиях производительность насоса или характеристические кривые обычно определяются на основе воды. Однако, когда вязкость жидкости выше, чем у воды, производительность насоса существенно ухудшается. В частности, это негативно влияет на общий напор, расход и мощность. В частности, когда вязкость достигает или превышает 400 сСт, эффективность насоса может упасть ниже 50%, и в этом случае подходящим решением может быть использование объемного насоса.

 

Понимание важности конфигурации впускных и выпускных трубопроводов при проектировании насосной системы имеет решающее значение для обеспечения безопасной и стабильной работы насоса. Хорошо-спроектированная и настроенная система может эффективно повысить эффективность насоса и продлить срок его службы.