Подбор насосов и анализ их работы в системе водоснабжения

Для подбора насосов целесообразно свести результаты подсчетов расчетной производительности и расчетного напора насосов для различных режимов работы ВНС II в таблицу. (табл. 2.3 для ВНС II).

Таблица 2.3

Режимы	Расчетная произво-дитель- ность	Расчетный напор H, м	Геометрическая высота подъема Нг, м	Всасывающие линии	Напорные линии	Насос-ная стан-ция	Водо-про-вод-ная сеть
Q, м/ч	q, л/с	dвс, мм	hвс, м	dн, мм	hн, м	, м	hс, м
Для систем водоснабжения с водонапорной башней
1-й										-
2-й
3-й										-
Для систем водоснабжения с контррезервуаром
1-й
2-й
3-й

Используя данные табл.2.3 по расчетным параметрам и подбираются насосы для проектируемой насосной станции. Выбор марки насосов производится по сводному графику характеристик центробежных насосов, а затем уточняется по рабочим характеристикам насосов. При подборе насосов следует иметь в виду, что основным расчетным режимом является 1-й режим с параметрами и (для систем с контррезервуаром – и ).

Положение точки с такими координатами на сводном графике харак-теристик насосов позволяет выявить марку насоса (или несколько насосов), которые обеспечивают расчетные параметры. Сводный график полей в коор-динатах и представлен фигурами, каждая из которых ограничивает область оптимальной работы насоса определенной марки. Верхняя и нижняя линии фигуры показывает часть основной характеристики насоса соответственно с максимальным и сточенным диаметрами рабочего колеса.

Наилучшим положением точки является такое, когда она находится на верхней граничной линии области насоса. Также удачным считается попадание точки внутрь фигуры области насоса. Хуже положение точки ниже нижней границы фигуры. На рис 2.9 показаны примеры различного положения расчетной точки на сводном графике полей. Точка находится в пределах оптимальной области работы насоса 1 с максимальным рабочим колесом. Точка расположена чуть ниже характеристики насоса 1 со сточенным колесом, который для нее и пригоден. Для точки насос 3 дает завышенный напор даже со сточенным рабочим колесом, поэтому необходима его регулировка. Для точки пригодны насосы 1 и 2, поэтому окончательный выбор производится на основании их технико-экономического сравнения.

Точка не попадает в зону оптимальной работы ни одного из приведенных насосов. Следует мысленно продолжить характеристики показанных насосов до пересечения с осью напоров и выбрать ближайший по расходу и напору насос (очевидно 1). Этот насос при работе на точку будет иметь невысокий коэффициент полезного действия, но часто с этим приходится мириться. Иногда, для того, чтобы расчетная точка попала в оптимальную область работы насоса, прибегают к корректировке графика подачи или изменению характеристики трубопроводов (например, изменению диаметра труб или числа ниток водоводов).

Точка также лежит за пределами оптимальной зоны работы приве-денных насосов. Для нее можно рекомендовать применение двух парал-лельно работающих насосов 1 с параметрами и .

После выбора марки насоса по сводному графику полей, по паспорт-ным характеристикам этого насоса (из каталога) производится уточнение его пригодности для работы на расчетные точки. При этом следует анализировать работу насосной станции во всех характерных режимах.

Насосная станция потребляет наибольшее количество электроэнергии при 1-м режиме, поэтому необходимо подобрать насосы таким образом, чтобы они работали при этом режиме по возможности с наибольшим КПД. Следует стремиться также, чтобы при работе насосов II ступени КПД у них был в пределах рабочей зоны характеристики насоса. Работа насосов при подаче воды на тушение пожара и при аварийном режиме считается до-пустимой и при низких значениях КПД, но при условии, что обеспечиваются потребные производительности и напоры насосов.

Рекомендуется принимать для насосной станции все одинаковые насосы, используя их параллельную работу в разных условиях, в том числе и в условиях пожара.

Производительность и напор подобранных насосов проверяют по положению рабочей точки. Для этого необходимо на общий график нанести характеристики насосов при их индивидуальной и параллельной работе и характеристики той системы, на которую работают эти насосы (рис. 2.10 и 2.11).

На графике должны быть все рабочие характеристики насоса ( , , , или ), которые берут из каталогов насосов, а также характеристики параллельной работы двух, трех и т.д. насосов и характеристики системы, на которую работают насосы во всех трех или четырех режимах.

Если на станции установлены одинаковые насосы, то суммарная характеристика двух параллельно работающих насосов строится удвоением подачи насоса при заданных значениях напоров (для трех насосов подачи утраивается и т.д.). Соответственно при разных насосах построение таких суммарных характеристик осуществляется суммирование их подачи при одинаковых напорах.

Затем на этот же график наносятся для каждого режима характе-ристики трубопроводов ( ), которые строятся по следующим уравнениям.

Д л я 1 – го р е ж и м а .

: , (2.45)

где .

Для систем водоснабжения с контррезервуаром:

,

где .

,

где .

Д л я 2 – го р е ж и м а.

: , (2.46)

где .

Д л я 3 – го р е ж и м а .

: , (2.47)

где .

При построении характеристик трубопроводов расходы принимаются в м³/с.

Координаты точек пересечения кривых (см. рис 2.10 и 2.11 на графиках точки 1 ∂, 1 ∂′, 2 ∂, 3 ∂) являются рабочими точками насосов, которые показывают действительную производительность и напор, создаваемые данными насосами при соответствующем режиме работы насосной станции. Координаты точек 1, 1′, 2, 3 показывают производительность и напор, установленные расчетами.

Найденная таким образом действительная производительность не должна превышать предварительно установленную более чем на 5…10%. В противном случае подбираются другие насосы или область применения принятых насосов может быть расширена путем изменения (снижения) числа оборотов рабочего колеса насоса. При этом подача, создаваемый напор и потребляемая мощность изменяются по следующим зависимостям:

; ; ,

где	, и	- подача, создаваемый напор и мощность, потребляемая на валу насоса, при исходном числе оборотов рабочего колеса в минуту ;
, и	- подача, создаваемый напор и мощность, потребляемая на валу насоса, при новом числе оборотов рабочего колеса в минуту .

Подача и создаваемый насосом напор могут быть снижены, если произвести обточку рабочего колеса насоса.

В каталогах насосов на графиках представлены группы характеристик при постоянном числе оборотов, соответствующие нормальному диаметру колеса насоса, а также нескольким вариантам обточек колеса, выполняемых на заводе. Поэтому при выборе насосов следует определиться с наиболее оптимальным диаметром рабочего колеса, при котором дейст-вительная производительность не будет превышать установленную расчетами производительность более чем на 5…10%.

В результате анализа графиков совместной работы насосов и трубопроводов иногда может оказаться целесообразным уменьшить диаметр труб напорных линий (или увеличить), если окажется, что напор подобранных насосов недостаточен или его рабочие параметры неудовлетворительны.

После окончательного выбора насосов устанавливают действительные параметры их работы, подбирают электродвигатели и из каталога выписывают все установочные данные насоса и двигателя.