RU2277645C2 - Способ регулирования производительности центробежного насоса - Google Patents
Способ регулирования производительности центробежного насоса Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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 м3/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 м3/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 51/2 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 21/2 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.
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 |
Family
ID=35862980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004113023/06A RU2277645C2 (ru) | 2004-04-27 | 2004-04-27 | Способ регулирования производительности центробежного насоса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2277645C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572100C1 (ru) * | 2014-12-19 | 2015-12-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Способ предупреждения и подавления пылегазовых выбросов в карьере |
RU2647288C1 (ru) * | 2017-03-21 | 2018-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ автоматического управления технологическим процессом подачи газового конденсата в магистральный конденсатопровод |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103075352A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-05-01 | 王耀洲 | 一种拓宽泵使用范围的调节装置及方法 |
-
2004
- 2004-04-27 RU RU2004113023/06A patent/RU2277645C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
фиг.1, 3. * |
ЧИНЯЕВ И.А. Лопастные насосы. Справочное пособие. Ленинград, Машиностроение, 1973, с.132-133, рис.77. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572100C1 (ru) * | 2014-12-19 | 2015-12-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Способ предупреждения и подавления пылегазовых выбросов в карьере |
RU2647288C1 (ru) * | 2017-03-21 | 2018-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ автоматического управления технологическим процессом подачи газового конденсата в магистральный конденсатопровод |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004113023A (ru) | 2005-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6676383B2 (en) | Method and a pump apparatus for the generation of an adjustable, substantially constant volume flow of a fluid and a use of this method | |
JPS611886A (ja) | 水封真空ポンプ用制御装置 | |
JPS6158666B2 (ru) | ||
CN104863911B (zh) | 负载敏感变量泵控制液压马达空载转速稳定的液压回路 | |
JPH0144904B2 (ru) | ||
RU2305208C1 (ru) | Вертикальный шнеково-центробежный насос | |
RU2277645C2 (ru) | Способ регулирования производительности центробежного насоса | |
US4243892A (en) | Energy-efficient fluid medium pumping system | |
KR101299801B1 (ko) | 터보 압축기 제어 방법 | |
CN107044458A (zh) | 一种采用蓄能器调压的索道液压驱动系统 | |
US5551837A (en) | Apparatus for regulating the transport flow of a liquid that is circulated by a centrifugal pump in a closed pipe system | |
Dave et al. | Energy conservation in centrifugal pump with variable frequency drive including SCADA, PLC and HMI | |
RU153810U1 (ru) | Устройство для регулирования производительности лопастного насоса | |
Korenkova et al. | Improving the controllability of the electro-hydraulic complex in emergency operating modes. | |
Dosi | Energy conservation in centrifugal pump using variable frequency drive including SCADA and PLC | |
Korenkova et al. | The system of the pumping plant hydrodynamic protection in the event of an emergency shutdown of the power supply. | |
CN205503584U (zh) | 一种油缸换向及容积调速液压系统 | |
SU1557354A1 (ru) | Способ управлени параллельно работающими двум насосными агрегатами | |
CN219452427U (zh) | 一种新型透平真空泵 | |
Paszota | Energy Saving in a Hydraulic Servomechanism System–Theory and Examples of Laboratory Verifi cation | |
Schonek | Energy efficiency: benefits of variable speed control in pumps, fans and compressors | |
US3433162A (en) | Centrifugal pump with slip coupling | |
CN210715135U (zh) | 一种可调吸力的自吸泵 | |
CN219795437U (zh) | 一种可自适应功率调节的三机式蓄能泵 | |
Perez | Operating Centrifugal Pumps with Variable Frequency Drives in Static Head Applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130428 |