ПОДРЕЗКА РАБОЧЕГО КОЛЕСА НАСОСА
Подрезка рабочего колеса может снизить потребляемую мощность насоса на 20 %
Главные темы:
-
Когда необходима обрезка рабочего колеса насоса?
-
Почему пользователь насоса решает подрезать рабочее колесо насоса? Какие неисправности в работе насоса указывают на то, что необходимо подрезать рабочее колесо.
-
Как изменяются характеристики насоса при подрезке рабочего колеса? По каким формулам можно рассчитать диаметр рабочего колеса.
-
Как обрезка рабочего колеса влияет на энергосбережение?
-
Примеры расчета обрезки рабочего колеса
-
Определение диаметра рабочего колеса по каталогу.
-
Определение диаметра рабочего колеса для требуемых параметров насоса.
Когда необходима обрезка рабочего колеса насоса?
Насос имеет параметры больше чем необходимы или насос переразмерен.
Признаки того, что насос переразмерен:
-
Применение регулирования задвижкой (дросселирование)
-
Перегрузка электродвигателя и срабатывание автоматики по превышению тока.
-
Повышенная вибрация насоса трубопроводов, задвижек.
-
Частые поломки насоса, повышенные затраты на ремонт.
-
Кавитация насоса.
В каких случаях подрезка рабочего колеса наиболее эффективна?
Если характеристика не меняется во времени. требуемые параметры не меняются во времени. например наполнение резервуара.
Сколько энергии можно сэкономить за счет подрезки рабочего колеса?
По статистике обрезка крыльчатки позволяет сэкономить до 20% электроэнергии.
Кроме прямой экономии необходимо учитывать и косвенную экономию. Например, если насос регулируется задвижкой , то повышенный износ и соответственно его ремонт и замена. Ремонт самого насоса.
Зависимость параметров насоса от диаметра рабочего колеса?
Законы подобия для обрезки рабочих колес.
Q1 - подача при исходном диаметре РК
H1 - напор при исходном диаметре
P1 - мощность при исходном диаметре
D1 - первоначальный диаметр рабочего колеса
Q2 - требуемая подача
H2 - требуемый напор
P2 - требуемая мощность
D2 - расчетный диаметр рабочего колеса
Характеристики насоса с рабочими колесами разного диаметра можно найти в технических каталогах.
Напорные характеристики для рабочих колес разного диаметра 510, 460, 410 мм.
ВАЖНО . Подрезанное рабочее колесо обычно имеет меньший КПД, чем полноразмерное рабочее колесо.
Точка максимального КПД движется в сторону меньшей подачи.
ВАЖНО . NPSH повышается. Это необходимо принимать во внимание, ели вы решите обрезать рабочее колесо.
Зависимость мощности насоса при диаметрах рабочего колеса 510, 460 410 мм
Когда применяется подрезка рабочего колеса ?
Обрезка рабочего колеса используется для адаптации характеристики насоса к характеристике системы, чтобы обеспечить эффективную работу насоса.
-
Какие параметры насос должен иметь насос после подрезки?
-
Какой действительный диаметр рабочего колеса до подрезки?
-
Меняется ли характеристика системы во времени? Существуют ли максимальные или минимальные режимы работы? Максимальный режим работы насоса должен быть обеспечен после подрезки РК.
-
Необходимо учесть разницу между реальной частотой вращения насоса и приведенной в каталоге если вы планируете использовать для вычисления диаметра характеристики из каталога.
-
Если насос новый, то необходимо учесть что при работе насос будет изнашиваться и его характеристика (напор) будет снижаться.
Способы определения диаметра рабочего колеса.
-
Запросить производителя насоса рассчитать диаметр рабочего колеса.
-
Рассчитать характеристики с использованием законов подобия.
-
Использование характеристик из каталога.
-
Использовать программы подбора которые размещены на сайтах компаний производителей. В программе подбора можно построить характеристики насоса при разных диаметрах рабочего колеса.
-
Приобрести рабочее колесо меньшего диаметра. колесо большего диаметра сохранить для дальнейшего использования при возможном увеличении требований системы и параметрам насосов.
Какие параметры должен иметь насос после подрезки рабочего колеса?
Шаг 1. Определить действительные параметры насоса. Провести испытания на на месте эксплуатации.
Шаг 2. Измерить перепад давления на задвижке до и после. Давление после задвижки это требуемое давление системы.
Шаг 3. Цель подрезки рабочего колеса исключить или минимизировать дросселирование задвижкой. Можно добавить запас 10-15 % к напору с учётом компенсации будущего износа насоса и снижения напора.
Пример
Когда выбран насос с рабочим колесом 510 мм, рабочая точка будет на пересечении кривой HQ и кривой системы при подаче 1540 м3 / ч, но требуемый расход 1000 м3 / ч.
Кроме того, насос потребляет дополнительную мощность и перегружает электродвигатель.
Для соответствия требованиям системы используется задвижка. Рабочая точка смещается до подачи 1000 м3 / ч.
Но регулирующий клапан дросселирует напор насоса что приводит к потере энергии .
Разница в мощности на валу составляет 120 кВт между подрезанным и неподрезанным рабочим колесами.
Потенциал экономии очень существенна.
Разница в NPSH между полноразмерным и обрезанным рабочим колесом составляет 0,5 м.
Эту разницу нужно учитывать.
Диаметр РК Мощность насоса
510 мм 325 кВт
510 мм с дросселированием 240 кВт
410 мм 120 кВт
Необходимо помнить, что диаметр рабочего колеса, рассчитанный по формулам, дает меньший диаметр, чем требуется. Иногда погрешность может достигать 15-20 %. Для рабочего колеса с более низким nq (более высокий напор, более низкий расход) формулы дают лучший результат, чем для рабочих колес с высоким nq (низкий напор, большая производительность). Это объясняется тем, что бандажи рабочих колес с малым nq параллельны, а бандажи рабочих колес с большими nq не параллельны и при обрезке не только уменьшается диаметр, но и увеличивается ширина рабочего колеса.
Определение диаметра рабочего колеса по каталожным характеристикам.
В каталоге мы можем найти характеристики для разных диаметров рабочего колеса. Посмотрите на характеристики.
Требуемая рабочая точка может лежать между характеристиками для разных диаметров.
Требуемые рабочие точки
Определение диаметра рабочего колеса под требуемые параметры насоса.
Необходим расход 615 м3/ч, статический напор системы 37 м, с учетом потерь на трение требуемый напор насоса составит 55 м.
Для обеспечения этих параметров был выбран насос с диаметром колеса 375 мм.
После пуска насоса оказалось, что для поддержания необходимого расхода необходимо прибегать к регулированию задвижкой и фактическая рабочая точка будет А.
Причина в том, что фактическая характеристика системы оказалась ниже расчетной. Напор насоса больше, чем требуется.
Шаг 1. Строим параболу подобных мод на основе уравнений. Берем произвольную подачу (720 м3/ч) и находим для нее соответствующее давление. (Красная линия).
Шаг 2. Находим точку пересечения параболы с характеристикой насоса с рабочим колесом 375 мм. Мы получаем напор.
Шаг 3. Теперь нам нужно определить новый диаметр рабочего колеса, соответствующий напору 53 м, используя законы подобия.
Шаг 4. Рассчитайте снижение мощности насоса.
Рассчитайте соотношение диаметров.
Подача насоса соответствующая максимальному диаметру.
615/0,92=668 м3/ч.
Мощность на валу насоса, соответствующая полному диаметру, составляет 130 кВт.
Мощность на валу насоса, соответствующая усеченному диаметру 130х0,78=101,4 кВт
Разность мощностей на валу = 130-101,4=28,6 кВт
Калькулятор подрезки рабочего колеса
По ссылке можно скачать калькулятор расчета подрезки рабочего колеса.
Ссылка на видео