Алексей Крайнюченко

Работа центробежных насосов на нерасчетных режимах

Recommended Posts

Актуальна ли на сегодняшний день проблема работы центробежных насосов в режиме подач ниже и (или) выше номинальной? Существует ли проблема повышенной вибрации ЦН? Хотелось бы узнать ваше мнение по этому вопросу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

При работе ЦН при таких режимах вероятен выход из строя движущихся частей насоса вследствии перегрева и вибрации, так же большая нагрузка на двигатель

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Какие методы регулирования подачи насоса применяются? Регулировка частоты вращения вала насоса каким-либо способом, может смена рабочих колёс?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Основным решением для обеспеченния работы насоса без ЧРП принизких расходах является устройство байпасной линии с установленном на ней регулирующим клапаном расхода минимального потока или дроссельной шайбой (худший вариант).

А вот что касается подач выше номинальных, так производительность насоса будет увеличиваться в соответствии с рабочей кривой (для данного типа рабочего колеса и электродвигателя) до тех пор, покуда сопротивленние сети не станет настолько высоко, что просто выше подачи уже не будет.

ЧРП решают ряд вопросов по производительности, но в основном в пределах рабочих кривых. Про максимальный расход я писал выше, за границу минимального расхода стараются не выходить, ввиду того, что резко снижается напор насоса и он не прокачает сеть.

Технические вовопросы, связанные с обточкой колеса и некоторые другие ухищрения хороши, но только осуществлять их лучше производителю насоса и заново проводить испытания на стенде. При этом нужно тоже учесть, что напор насоса при обточке рабочего колеса снижается.

Да, что я написал, касается в основном центробежных и в общем динамических насосов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Не совсем согласен с предыдущим высказыванием.

Начнём с выяснения самой причины появления вибрации: при работе на нерасчётных режимах (вне рабочей зоны) происходит отрыв пограничного слоя от профиля рабочего колеса, из-за чего на входе в колесо (а при малых подачах и на выходе из колеса) образовываются меняющиеся и вращающиеся вихревые зоны, и в результате это приводит к изменению вибрационных параметров.

И что нам даст применение байпаса? Насос так и продолжает работать в зоне больших (меньших) подач, байпас же просто уменьшает "полезную подачу", в результате чего и вибрация никуда не денется, и КПД насоса существенно упадёт из-за объёмных утечек.

А вот применение дросселя при больших подачах уменьшит подачу насоса и снизит вибрацию. Наилучшим средством в плане КПД будет применение ЧРП или "обточки" колеса. Никаких сложных формул по "обточке" колёс не требуется, всё что нужно есть в ГОСТ 6134 (только не забывайте, что уменьшение диаметра колеса приводит не только к снижению напора, но и производительности).

И ещё: применение ЧРП НЕЛЬЗЯ расчитывать на кривых Q-Н, так как кривая с изменением частоты вращения так же будет меняться.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Посчитав стоимость установки частотно-регулируемых приводов (ЧРП), может оказаться выгоднее качать на дроссель. Ещё существуют более дешёвые решения с гидромуфтами, но на практике широкого распространения вроде как не получили...)

По поводу расчёта ЧРП на кривых Q-H - какой расчёт имеется ввиду? При изменении оборотов кривая двигается вверх-вниз.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Применение байпаса - в любом случае лучше чем применение дроссельны шайб. При открытии крана на байпасе через насос проходит больший объем жидкости, соответственно рабочая точка возвращается в область допустимых значений.

"Качать на дросель" - не лучший выход.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Посчитав стоимость установки частотно-регулируемых приводов (ЧРП), может оказаться выгоднее качать на дроссель. Ещё существуют более дешёвые решения с гидромуфтами, но на практике широкого распространения вроде как не получили...)

По поводу расчёта ЧРП на кривых Q-H - какой расчёт имеется ввиду? При изменении оборотов кривая двигается вверх-вниз.

Насколько мне известно при использовании ЧРП требуется и двигатель подбирать, который позволяет регулировать частоту в широком диапазоне. И у российских двигателей этот диапазон весьма узок, поэтому приходится применять иностранные двигатели, а они дороже и срок их поставки дольше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Насколько мне известно при использовании ЧРП требуется и двигатель подбирать, который позволяет регулировать частоту в широком диапазоне. И у российских двигателей этот диапазон весьма узок, поэтому приходится применять иностранные двигатели, а они дороже и срок их поставки дольше.

Российские двигатели в среднем позволяют регулировать частоту в диапазоне 30% от номинала. Иностранные от 5 до 50 Гц. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Российские двигатели в среднем позволяют регулировать частоту в диапазоне 30% от номинала. Иностранные от 5 до 50 Гц. 

У иностранных другая проблема, у большинства – минимальная температура окружающей среды не ниже минус 20, для использования в холодном климате нужно приобретать фирменный обогревающий кожух, который весьма не дешевый.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Перед тем, как ставить частотники, нужно убедиться в необходимости их установки на центробежных насосах.

В отличие от объемных насосов, динамические, коими являются и центробежными, имеют зависимость всех показателей от частоты вращения: не только мощности и подачи, но и напора. Поэтому для нефтегазовых систем, где давление на нагнетании чаще всего поддерживается постоянным (я не принимаю во внимание насосы, работающие на перекачку только по одной ветке - там снижение производительности снизит и гидравлические сопротивления), снижение напора уже не позволит нормально работать насосу, про что недобросовестные проектировщики и чаще всего заказчики, забывают. Это приведет к требованию установки заведомо более высоконапорных, а тем самым и более мощных двигателей.

ЧРП имеет место только при работе насоса на одну сеть с учетом того, чтобы насос нормально работал при минимальном расходе при имеющимся при этих условиях сопротивлении сети.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Перед тем, как ставить частотники, нужно убедиться в необходимости их установки на центробежных насосах.

В отличие от объемных насосов, динамические, коими являются и центробежными, имеют зависимость всех показателей от частоты вращения: не только мощности и подачи, но и напора. Поэтому для нефтегазовых систем, где давление на нагнетании чаще всего поддерживается постоянным (я не принимаю во внимание насосы, работающие на перекачку только по одной ветке - там снижение производительности снизит и гидравлические сопротивления), снижение напора уже не позволит нормально работать насосу, про что недобросовестные проектировщики и чаще всего заказчики, забывают. Это приведет к требованию установки заведомо более высоконапорных, а тем самым и более мощных двигателей.

ЧРП имеет место только при работе насоса на одну сеть с учетом того, чтобы насос нормально работал при минимальном расходе при имеющимся при этих условиях сопротивлении сети.

100 500% абсолютно верно. Особенно смешно, когда кураторы энергосбережения http://www.sibur.ru/about/controls/sibur/pr_sibur12/ начинают преподносить частотное регулирование как панацею от всего, ну прямо таки элексир молодости. И делают это искренее, а не корысти ради.

Частотное регулирование вещь нужная и общественно полезная, как фрукты и овощи, потому что в них витамины, но даже вегетарианцы не жрут только огурцы с яблоками, а подходят к питанию комплексно. Ключевое слово, во всем написанном - комплексный, профессиональный подход, согласно полученному базовому образованию и опыту.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Перед тем, как ставить частотники, нужно убедиться в необходимости их установки на центробежных насосах.

В отличие от объемных насосов, динамические, коими являются и центробежными, имеют зависимость всех показателей от частоты вращения: не только мощности и подачи, но и напора. Поэтому для нефтегазовых систем, где давление на нагнетании чаще всего поддерживается постоянным (я не принимаю во внимание насосы, работающие на перекачку только по одной ветке - там снижение производительности снизит и гидравлические сопротивления), снижение напора уже не позволит нормально работать насосу, про что недобросовестные проектировщики и чаще всего заказчики, забывают. Это приведет к требованию установки заведомо более высоконапорных, а тем самым и более мощных двигателей.

ЧРП имеет место только при работе насоса на одну сеть с учетом того, чтобы насос нормально работал при минимальном расходе при имеющимся при этих условиях сопротивлении сети.

У нас была проблема с вертикальным центробежным насосом. При снижении частоты в насосе появлялась кавитация. Помогла установка байпасной линии (перепуска с напорного патрубка на всасывающий). 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Перед тем, как ставить частотники, нужно убедиться в необходимости их установки на центробежных насосах.

В отличие от объемных насосов, динамические, коими являются и центробежными, имеют зависимость всех показателей от частоты вращения: не только мощности и подачи, но и напора. Поэтому для нефтегазовых систем, где давление на нагнетании чаще всего поддерживается постоянным (я не принимаю во внимание насосы, работающие на перекачку только по одной ветке - там снижение производительности снизит и гидравлические сопротивления), снижение напора уже не позволит нормально работать насосу, про что недобросовестные проектировщики и чаще всего заказчики, забывают. Это приведет к требованию установки заведомо более высоконапорных, а тем самым и более мощных двигателей.

ЧРП имеет место только при работе насоса на одну сеть с учетом того, чтобы насос нормально работал при минимальном расходе при имеющимся при этих условиях сопротивлении сети.

Алексей, я использовал ЧРП на двигателях ВЭМЗ для регулирования частоты от 5 до 50 Гц, в итоге на двигателях горела обмотка. Из-за чего это может быть?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Александр, здравствуйте!

Во-первых, перед применением двигатели должны быть сертифицированы и допущены к применению ЧРП. Может данный тип не подходит для применения с ЧРП.

Во-вторых, если машины динамические, то попробую предположить, что имели явления токовые перегрузки: они будут тогда, когда в данном диапазоне работы имеете плотность или подачу выше допустимого для двигателя при данном значении мощности. При отсутствии запаса по мощности и отсутствия должного значения сопротивления на нагнетании насоса, соответствующего кривой работы насоса при данной частоте вращения (и соответствующей мощности при данной частоте с учетом КПД), подача будет расти, при этом будет расти и потребляемый насосом ток, что вызывает нагрев электродвигателя. Также при работе вне расчетных характеристик снижается и КПД насоса, что также приводит к увеличению потребляемой мощности.

Для управления подобными схемами ЧРП мои коллеги делали регулирование частоты по давлению на нагнетании насоса, а расход - по клапану на нагнетании: это позволяло держать насос в узком диапазоне напор-подача в рамкам кривой работы на определенной частоте и не допускать перегруза. При выборе уставки давления нужно обеспечить, чтобы насос не вышел за свои рабочие характеристики.

С описанным мной я столкнулся на одном из своих заводов (правда, там насосы были без ЧРП) - слишком большой диапазон давлений в приемной емкости, при минимальном значении которого был возможен самотек, а при максимальном - только перекачка, вызвало необходимость установки дополнительных насосов. А клапан на нагнетании поставить не подумал, так как там регулировать было нечего - в результате насос постоянно отключался по токовым прегрузкам при малой ранице давлений в сырьевой и приемной емкостях - работа его была возможна на 1-2 витках задвижки на нагнетании.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

С описанным мной я столкнулся на одном из своих заводов (правда, там насосы были без ЧРП) - слишком большой диапазон давлений в приемной емкости, при минимальном значении которого был возможен самотек, а при максимальном - только перекачка, вызвало необходимость установки дополнительных насосов. А клапан на нагнетании поставить не подумал, так как там регулировать было нечего - в результате насос постоянно отключался по токовым прегрузкам при малой ранице давлений в сырьевой и приемной емкостях - работа его была возможна на 1-2 витках задвижки на нагнетании.

Алексей, спасибо за ответ!

Вот вот у нас диапазон по подачам был от 5 кубов при разгоне колонны до 25 кубов при нормальной ее работе. Период разгона колонны достигал до двух смен, а иногда и работали на 10 кубах. Номинал насоса был - 25 кубов по подаче. Так и пришлось ставить двигатели АВВ и байпас на самом насосе. И проблема решилась. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Так вы этот насос на для сети потребителей использовали, а для колонного оборудования?

Кто у вас экономист-рационализатор такой?

При изменении подачи в 5 раз напор уменьшается в 25 раз! мощность уменьшается в 125 раз! Теперь просто делайте выводы...

Данные взяты на основании любого расчетника:

Q1/Q2=n1/n2

H1/H2=(n1/n2)^2

N1/N2=(n1/n2)^3

Не раз приходилось их писать заказчику...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Так вы этот насос на для сети потребителей использовали, а для колонного оборудования?

Кто у вас экономист-рационализатор такой?

При изменении подачи в 5 раз напор уменьшается в 25 раз! мощность уменьшается в 125 раз! Теперь просто делайте выводы...

Данные взяты на основании любого расчетника:

Q1/Q2=n1/n2

H1/H2=(n1/n2)^2

N1/N2=(n1/n2)^3

Не раз приходилось их писать заказчику...

Установка проектировалась на одну производительность, а на деле из-за сложностей с отгрузкой продукта (не покупали) приходилось и в половину и в треть мощности работать. Нам завод производитель насосов те же формулы прислал. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Так вы этот насос на для сети потребителей использовали, а для колонного оборудования?

Кто у вас экономист-рационализатор такой?

При изменении подачи в 5 раз напор уменьшается в 25 раз! мощность уменьшается в 125 раз! Теперь просто делайте выводы...

Данные взяты на основании любого расчетника:

Q1/Q2=n1/n2

H1/H2=(n1/n2)^2

N1/N2=(n1/n2)^3

Не раз приходилось их писать заказчику...

Алексей, а есть какая нибудь пропорция, которая отражает зависимость диаметра рабочего колеса насоса напора и подачи. Нам поставщик предлагает рабочие  колеса с подрезкой. Т.е. насос один и тот же, а за счет подрезки рабочего колеса регулируются параметры. Хотелось бы уточнить чем это нам грозит, есть ли какие-нибудь подводные камни?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Зависимость есть - с уменьшением размера рабочего колеса падает производительность и напор, но и КПД. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Зависимость есть - с уменьшением размера рабочего колеса падает производительность и напор, но и КПД. 

Алексей, зависимость прямая?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вот этого вам не скажу, но можно, к примеру, обратиться к тому же Аноду - они делали услуги по модернизации и реконструкции насосов - может чего подскажут конкретнее

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вот методика Транснефти определения характеристик насоса при подрезке колеса. Думаю, они утащили из какой-то книжки по насосам. Иностранцы сразу могут выдать характеристики насосов с обрезанными колесами. Наши кочевряжатся - типа нам надо испытания делать

 

2df44fc92734.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 16.01.2015 в 18:06, Алексей Панкин сказал:

 

Для управления подобными схемами ЧРП мои коллеги делали регулирование частоты по давлению на нагнетании насоса, а расход - по клапану на нагнетании: это позволяло держать насос в узком диапазоне напор-подача в рамкам кривой работы на определенной частоте и не допускать перегруза. При выборе уставки давления нужно обеспечить, чтобы насос не вышел за свои рабочие характеристики.

 

 Алексей, добрый день!

Можете поподробней рассказать о подобной схеме регулирования?одновременно регулируется и давление т.е. напор) и расход насоса?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сергей, схема данного плана не очень удачная, обоснована она только при условии низкого давления в приемной емкости и очень существенного изменения производительности.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас