8.4. Пуск насосов типа опв и дпв
8.4.1. Вследствие особенностей напорных характеристик осевых и диагональных насосов пуск их в работу требует выполнения ряда специфических требований. В частности, пуск этих насосов при закрытой напорной задвижке категорически запрещается, так как в этом режиме происходит резкое увеличение давления, что может привести к разрыву напорного трубопровода до задвижки, поломке рабочих элементов насоса из-за перегрузки и выходу из строя электродвигателя.
8.4.2. Завод-изготовитель предписывает производить пуск насоса при заполненном водой тракте циркуляционной воды и значении давления, не превышающем максимально допустимое, указанное на характеристике (см. рис. 8.5, линия Нмакс).
Рис. 8.8. Схема водоснабжения АЭС с напорным бассейном:
1 - приемный ковш (водохранилище); 2 - насос; 3 - напорный водовод; 4 - клапан срыва сифона (для предотвращения обратного вращения насоса при останове электродвигателя); 5 - напорный бассейн; 6 - напорный водовод к конденсатору; 7 - затворы; 8 - конденсатор; 9 - сливная линия; 10 - водохранилище; Нгеод - геодезическая высота подъема воды насосом; Нк - напор, срабатываемый в тракте "напорный бассейн – конденсатор - водохранилище"
Пуск осевого насоса, снабженного механизмом поворота лопастей на ходу, при заполненной водой системе производится при минимальном угле поворота лопастей. После достижения включенным электродвигателем номинальной частоты вращения насос выходит на рабочую точку 2 (см. рис. 8.5). Далее увеличением угла поворота лопастей насос выводится на необходимую по условиям эксплуатации подачу (максимальная подача - рабочая точка 1 - достигается при максимальном угле поворота лопастей).
Если же лопасти допускают разворот только при остановленном насосе, он пускается при необходимом по режимным условиям угле поворота лопастей и при достижении номинальной частоты вращения выходит на режим, соответствующий точке 1.
8.4.3. При блочной схеме водоснабжения, предусматривающей использование сифона (см. рис.8.6, а), требование пуска насоса при заполненной системе не всегда может быть выполнено, поскольку после останова насоса вся циркуляционная система опорожняется - вода сливается через насос в аванкамеру и из сливного водовода в сбросной тракт. Заполнение же системы большой вместимости с помощью эжектора циркуляционной оистемы (см. рис. 8.7) требует значительного времени. Поэтому пуск осевого насоса, если отсутствуют другие средства для предварительного заполнения всего тракта циркуляционной системы водой и ввода в действие сифона, часто производится при незаполненной водой системе. Если насос снабжен механизмом для перестановки лопастей на ходу, пуск его производится при минимальном угле поворота лопастей.
Последовательность пусковых операций и изменение режима работы при этом следующие. После включения электродвигателя и достижения насосом номинальной частоты вращения рабочая точка насоса оказывается в правой части рабочей ветви его характеристики, поскольку давление насоса я момент пуска минимальное (например, точка 3 на рис. 8.5). По мере заполнения напорного водовода и водяного объема конденсатора давление насоса увеличивается вследствие продолжающегося увеличения столба жидкости и рабочая точка насоса перемещается по характеристике при мин на нерабочую ветвь (точка 4). В этом режиме работы насоса происходит заполнение водой конденсатора и сливной линии и вступает в работу сифон, после чего необходимое давление насоса уменьшается и он переходит на режим работы, соответствующий точке 2 (соответственно гидравлической характеристике тракта). Затем установкой лопастей под необходимым углом достигается требуемая подача насоса (например, точка 1 на рис. 8.5).
Для ускорения начала действия сифона обычно несколько прикрывается задвижка (затвор) на сливной линии. После включения в работу сифона, что легко обнаруживается по показанию мановакуумметра, присоединенного к верхней точке сливной камеры конденсатора, задвижка (затвор) на сливной линии должна быть немедленно полностью открыта.
При пуске насоса с минимальным углом поворота лопастей переход его с рабочей части характеристики на нерабочую происходит практически незаметно, поскольку провал характеристики при минимальном угле выражен не резко (см. рис. 8.5).
Если же при пуске насоса угол поворота лопастей максимальный, например в случае неподвижно закрепленных лопастей или при невозможности перестановки лопастей на ходу, процесс протекает с заметно выраженным изменением режима при переходе с рабочей ветви характеристики (точка 5) на нерабочую (точка 6). При режиме в точке 7 завершается заполнение системы водой, вступает в работу сифон и по мере снижения давления насоса последний переходит через точки 6 и 5 на рабочую ветвь в точку 1.
Перед пуском насоса эжектор циркуляционной системы должен быть включен в работу и оставаться включенным в течение всего периода пуска насоса до выхода его на рабочую точку и создания нормального значения разрежения в верхней точке сливной камеры конденсатора.
8.4.4. При блочной схеме водоснабжения с охлаждением воды в градирне (см. рис.8.7, б) после останова циркуляционного насоса сливная линия остается заполненной водой до уровня нижнего ряда трубок конденсатора, а из напорного водовода и водяного пространства конденсатора вода сливается через насос. Поскольку в этом случае расчетное давление насоса выбирается таким образом, чтобы обеспечить подачу воды на водораспределительное устройство градирни, перемещение рабочей точки насоса при заполнении системы водой в период пуска происходит только в пределах рабочей части его характеристики.
8.4.5. При включении осевого (или диагонального) насоса на параллельную работу с насосами, работающими на общую напорную магистраль (например, при схеме рис. 8.6 насоса III в параллель к уже работающим насосам IV и V), возможен помпажный режим работы пускаемого насоса, если он не выйдет на рабочую часть характеристики, а останется на ее нерабочей части. В момент пуска дополнительно включенного насоса обратный клапан на его напорной линии закрыт, для его открытия насос должен развить давление несколько большее, чем давление в магистрали (точка 1 на рис. 8.9, отвечающая режиму работы двух насосов до включения дополнительного насоса). Подача пускаемого насоса незначительна, поскольку закрыт обратный клапан, и рабочая точка этого насоса находится на нерабочей части характеристики А. После повышения давления пускаемого насоса до точки 2 открывается обратный клапан и в магистраль начинает поступать из этого насоса вода, а рабочая точка перемещается по нерабочей части характеристики А насоса от точки 2 до точки 4 с подачей Q'. Соответственно по характеристике системы Г перемещается и рабочая точка теперь уже трех работающих параллельно насосов (из точки 1 в точку 4), давление пускаемого насоса и уже работавших насосов сравнивается.
Поскольку нижняя точка провала характеристики А между нерабочей и рабочей частью характеристики (точка а) лежит ниже точки установившегося режима (точка 4), пускаемый насос остается работать на нерабочей части характеристики, т.е. в помпажном режиме в точке 4. При этом обратный клапан открывается не полностью и находится в неустойчивом положении из-за недостаточной скорости воды, поэтому возможно его закрытие. Эксплуатация осевого насоса в этом режиме может привести к повреждению деталей насоса, поэтому категорически запрещается.
Если же провал характеристики А насоса между нерабочей и рабочей частью характеристики относительно мал (см. пунктир на рис. 8.9), то возможно перемещение рабочей точки пускаемого насоса на рабочую часть характеристики в точку 3 c подачей Q". Подача трех работающих насосов отвечает на характеристике Г и на суммарной характеристике В трех работающих параллельно насосов точке 3'.
Рис. 8.9. Пуск осевого насоса типа ОПВ в параллельную работу к работающим насосам:
А - характеристика пускаемого насоса; Б - суммарная характеристика насосов, находящихся в работе; В - суммарная характеристика насосов после подключения дополнительного насоса;
Г - гидравлическая характеристика системы водоснабжения
8.4.6. Для предотвращения попадания осевого насоса при его включении в параллельную работу с другими насосами в помпажный режим должны применяться линии холостого сброса воды из напорного водовода до обратного клапана, обычно объединяемые в общий сбросной водовод (на рис. 8.6, б показано пунктиром для насосов III-V). Слив воды из линии холостого сброса должен производиться в водохранилище вне приемного ковша, так как слив воды в ковш приводит к сильному замутнению в нем воды и поступлению грязи в конденсатор.
Насос пускается при открытой задвижке на холостом сбросе, и вследствие малого при этом значения давления начальный режим отвечает рабочей части напорной характеристики насоса в правой ее части (например, точка 5 на рис. 8.9). Затем постепенно прикрывается задвижка на сбросной линии, давление насоса увеличивается до значения, соответствующего открытию обратного клапана (точка 2), и насос выходит на режим параллельной работы с другими насосами (например, точка 3 на рис. 8.5). Сечение линии холостого сброса определяется из расчета пропуска через нее 60-70% максимальной подачи насоса.