7.2. Подбор насосов

Суммарная подача рабочих насосов G_Н определяется по формуле

G_н = G₀ + G_в+ aG_г.в^ср, (4.2)

где G₀ — расчетный расход сетевой воды на отопление; G_в—расчетный расход сетевой воды на вентиляцию; G_г.в^ср — среднечасовой расход сетевой воды на горячее водоснаб­жение; а — коэффициент, принимаемый в за­висимости от системы (закрытая, открытая) и вида трубопровода (подающий, обратный), на котором установлены подкачивающие насосы.

Значения коэффициента а принимаются:

• для закрытых систем теплоснабжения независимо от вида трубопровода, на кото­ром располагаются подкачивающие насосы, а = 1;

• для открытых систем теплоснабжения при установке насосов на подающем тру­бопроводе а = 1,2;

• для открытых систем теплоснабжения при установке насосов на обратном трубо­проводе а = 0,6.

Суммарная подача перекачивающих на­сосов в летний период G_н^л

G_н^л=βG_г.в^м, (4.3)</div>

где β — коэффициент, характеризующий сни­жение расхода сетевой воды на горячее водоснабжение в летний период (β = 0,8); G_г.в^м — максимально-часовой расход воды на горячее водоснабжение.

Напор подкачивающей насосной станции H_нсопределяется как разность напоров в подающей (или обратной) линии до и после насосной станции.

В случае переменного гидравлического режима работы тепловой сети (например, при параллельной работе источников теп­лоты) производительность и напор насосной станции следует определять при заданном расчетном режиме и проверять с учетом конкретных условий при других нерасчетных режимах работы тепловой сети.

При известном напоре насосной станции H_нс напор насосов определяется по формуле

H_н= Н_нс + ∆Н_к + ∑Н_р,(4.4)

где ∆Н_к- потери напора в коммуникациях насосной станции; ∑Н_р- сумма потерь на­пора в полностью открытых регуляторах (при их последовательной установке).

Если точные данные отсутствуют, потеря напора в коммуникациях может быть при­нята равной 10—15 м, потеря напора в пол­ностью открытом регуляторе типа РК — равной 5 — 10 м.

Минимальное число рабочих подкачи­вающих насосов в насосных станциях принимается равным двум. Независимо от числа рабочих насосов в насосных станциях должна быть предусмотрена установка одно­го резервного насоса. При выборе числа насосов следует учитывать, что увеличение единичной мощности насосных агрегатов с одновременным уменьшением их числа позволяет снизить капитальные вложения в насосные установки и строительные конст­рукции насосных станций, а также ведет к повышению их КПД. Одновременно это при­водит (в случае дроссельного регулирования) к увеличению потерь энергии при перемен­ном режиме работы.

Подача подпиточных насосов G_п.н при­нимается равной:

G_п.н = С'(V'_т.с + V_м) + С"V"_т.с + 1,2G_г.в(1)^ср + G_г.в(2)^м, (4.5)</div>

где С' — коэффициент, определяющий потери сетевой воды с утечками в долях суммар­ного объема воды в магистральных и рас­пределительных тепловых сетях и местных системах потребителей теплоты;'С" — то же в транзитных сетях; V'_т.с — суммарный объем воды в трубопроводах магистральных и распределительных тепловых сетей; V"_т.с — то же в транзитных сетях; V_м — объем воды в местных системах отопления и горячего водоснабжения; G_г.в(1)^ср — суммарный средне­часовой расход воды на горячее водоснаб­жение отдельных потребителей либо районов теплопотребления, снабженных баками-акку­муляторами, расположенными на тепловых пунктах либо в тепловых сетях за насосной станцией (при открытой системе теплоснаб­жения); G_г.в(2)^м— максимально-часовой расход воды у остальных потребителей открытой системы.

Значение коэффициента С' принимается равным 0,005, аС" = 0,0075.

Для закрытых систем G_г.в(1)^ср= 0 и G_г.в(2)^м= 0. Для открытых систем с баками-аккумуляторами, установленными только на источнике теплоты, G_г.в(1)^ср= 0, а G_г.в(2)^м рав­няется сумме максимально-часовых расходов воды на горячее водоснабжение всех потре­бителей открытой системы.

Напор подпиточных насосов:

в статическом режиме

Н_ст = Н'_ст - Н_ст + ∆Н_п, (4.6)

в рабочем режиме при рассечке тепло­вой сети на зоны

Н_раб = Н'_ст - Н_обр + ∆Н_п ; (4.7)

где Н_ст — статический напор в отключенной зоне; Н'_ст — статический напор в смежной зоне (т. е. в зоне, из которой осуществля­ется подпитка отключенной зоны); Н_обр — напор в обратной линии смежной зоны при рассечке в случае сохранения циркуляции в этой зоне; ∆Н_п — потери напора в подпиточной линии, включая потери напора в полностью открытом регуляторе подпитки. За расчетную величину напора прини­мается наибольшее его значение в рабочем либо статическом режиме.

Минимальное число рабочих подпиточ­ных насосов, устанавливаемых в насосных станциях принимается: в закрытых систе­мах — один, в открытых — два насоса.

Как при открытой, так и при закрытой системе теплоснабжения в насосной станции предусматривается один резервный подпиточный насос.

Допускается в насосных станциях с сум­марным расходом сетевой воды 600 — 700 м³/ч и менее установка одного рабочего подпиточного насоса без резерва в закрытых системах и двух насосов (одного рабочего и одного резервного) в открытых системах.

Мощность электродвигателя насосной установки N, кВт, рассчитывается по фор­муле

N=GH/(367η_нη_э), (4.8)

где G — расход воды, т/ч; H — напор насо­сов, м; η_н и η_э — КПД насоса и электро­двигателя.

Максимальный КПД насоса составляет 0,6 — 0,75 для насосов малой и средней подачи и 0,8 — 0,9 для крупных насосов. Теоретически наиболее экономичным способом регулиро­вания подачи и напора насосов яв­ляется изменение частоты вращения рабо­чего колеса. Для этого могут быть исполь­зованы электродвигатели с изменяемой частотой вращения, гидромуфты, электро­магнитные муфты и пр.

Пересчет основных характеристик насоса при изменении частоты вращения произво­дится по формулам:

G₁/G₂ = n₁/n₂; (4.9)

H₁/H₂ = n₁²/n₂²; (4.10)

N₁/N₂= n₁³/n₂³;(4.11)

где G₁, H₁, N₁ — соответственно расход, напор и мощность насоса при частоте вращения n₁; G₂, H₂, N₂ — то же при частоте вращения n₂.

В отечественной практике способ регули­рования производительности насосов путем изменения частоты вращения не нашел широ­кого применения из-за его сложности и высокой стоимости.

Регулирование напора и подачи насосов обычно осуществляется дросселированием либо перепуском сетевой воды по перемычке между напорным и всасывающим трубопро­водами. При дросселировании регулирующий клапан устанавливается на напорном тру­бопроводе, а в случае регулирования пере­пуском — на перемычке между напорным и всасывающим трубопроводами.

В обоих вариантах регулирования имеют место непроизводительные затраты энергии. При дросселировании эти затраты вызваны потерями напора в полностью открытом регуляторе и дополнительными потерями напора в процессе регулирования, а при ре­гулировании перепуском – увеличением по­дачи насосов на величину расхода воды в обводной линии.

При постоянном режиме работы на­сосной установки для уменьшения подачи и напора насосов (в том случае, когда они не соответствуют требуемым значениям) производится обточка рабочих колес.

Параметры насосов при обточке опре­деляются путем пересчета по формулам:

G₁/G₂=D₁/D₂; (4.12)

Н₁/Н₂=(D₁/D₂)²; (4.13)

где G₁ и Н₁ — соответственно подача и напор при диаметре рабочего колеса D₁; G₂ и H₂ — то же при диаметре колеса D₂ .