6.2 Регулирование работы насосной установки

Регулирование работы насосной установки имеет целью изменение основных его параметров подачи Q и напора Н; при этом меняются и значения мощности N, и к.п.д η насоса.

Регулирование может осуществляться воздействием на элементы трубопроводной сети (характеристику трубопровода) или воздействием на насос (характеристику насоса).

I. Воздействие на характеристику трубопроводной сети.

К данной группе методов регулирования относятся:

а) дроссельное регулирование - состоит в создании потоку искусственного сопротивления в виде сужения сечения потока в каком-либо его сечении при помощи дроссельного устройства (задвижка, заслонка, штуцер и др.). Регулирующее дроссельное устройство устанавливают на напорной линии насоса, обычно вблизи него. Изменяя положение дросселя можно получить любую подачу в сети от 0 до значения, соответствующего полному его открытию.

Суть метода показана на рисунке 6.2. Здесь точка А является рабочей точкой системы при полностью открытом дроссельном устройстве. Точка В – при частично закрытом запорном устройстве.

Рисунок 6.2. - Метод регулирования дросселированием

Для создания требуемой подачи Q_тр, потоку требуется сообщить напор Н_тр, соответствующий расходу энергии в трубопроводе при данной подаче. Однако напор, развиваемый насосом Н_В при этой же подаче, больше. Чтобы обеспечить требуемый режим, потери напора в трубопроводе, увеличивают до напора, развиваемого насосом, с помощью дроссельного устройства. Характеристика трубопровода при этом становится круче и пересекает характеристику насоса в точке В. Разница Н_тр - Н_В = h_др. соответствует местным потерям энергии в дроссельном устройстве.

Таким образом, требуемая подача обеспечивается за счет увеличения потерь в трубопроводе, что является недостатком данного метода регулирования. Способ регулирования – неэкономичный. Мощность, потребляемая насосом при дросселировании, составляет:

, (6.3)

где η – кпд насоса при соответствующем режиме работы.

Поскольку при дросселировании полезно используется в сети только напор Н_тр, то кпд насосной установки η_н.у. будет меньше кпд насоса и составит:

.

Достоинствами данного метода регулирования являются - простота; надежность; оперативность; плавность (обеспечивается любая подача).

б) Регулирование перепуском - состоит в перепуске части жидкости с выхода насоса на его вход по перепускному трубопроводу (байпасу).

На графике, изображенном на рисунке 6.3, исходный режим работы характеризуется рабочей точкой А. Для обеспечения подачи в основном трубопроводе Q_тр в сети требуется создать напор Н_тр. Этот напор может развиваться насосом только при подаче Q_В. Последнюю создают подключением к основному трубопроводу перепускного, открытием на нем дроссельного устройства. Насос в этом случае работает на два параллельных трубопровода с суммарной характеристикой, пересекающейся с характеристикой насоса в точке В. Подача насоса возрастает от значения Q_A до Q_В, а в основном трубопроводе падает до Q_тр.

Разница подачи насоса Q_В и подачи в основном трубопроводе Q_тр, соответствует количеству жидкости перепускаемому по перепускной линии – q. Насос, таким образом, работает при большей, чем требуется подаче, но развивает требуемый напор.

Рисунок 6.3. - Метод регулирования перепуском

Достоинства и недостатки метода регулирования перепуском такие же, как при дросселировании.

Мощность, потребляемая насосом при перепуске, составляет:

. (6.4)

При пологопадающих Q-Н характеристиках насоса выгоднее использовать дросселирование, при крутопадающих – перепуск.