рается тип электродвигателя, причем если нет ограничений, то следует выбирать наиболее дешевые, открытые кон-струкции. Затем эскизно разрабатывается размещение оборудования с указанием трубопроводов и электрической коммутации и нанесением всего вспомогательного оборудования.

. По справочникам-ценникам определяется стоимость обо-рудования й его монтажа.

Намечаются тип и кубатура здания (помещения) насосной установки и по укрупненным измерителям определяется стоимость сооружения его.

Годовые эксплуатационные затраты складываются из стоимости электроэнергии, отчислений на амортизацию и капитальный ремонт здания и оборудования, стоимости обслуживания, отчислений на текущий ремонт, стоимости смазочных и обтирочных материалов.

Годовой расход электроэнергии легко вычисляется по графику подач и размерной характеристике принятого типа насоса.

Годовая стоимость электроэнергии получается умножением годового расхода ее на стоимость 1 кВт-ч.

Все указанные выше отчисления (амортизация, ремонты) принимаются по ведомственным данным.

Годовая стоимость обслуживания вычисляется в зависимости от штата обслуживающего персонала и его зарплаты также по ведомственным данным.

Если годовые эксплуатационные затраты, вычисленные описанным способом, /?зГЗ годовая подача насосной установки Угод, то стоимость подачи 1 м жидкости в первом варианте составляет

Этот вариант характерен глубоким регулированием и 100 %-ным резервом установленной подачи.

Аналогичным путем, приняв количество насосов равным 2, 3, 4можно рассчитать стоимости Гг, Гз, г... и построить график (рис. 4.59).

Наиболее экономичный вариант насосной установки соответствует количеству насосов гопт, при котором г=Гм,ш.

Применительно к графику на рис. 4.59 экономически наивыгоднейший вариант соответствует количеству насосов гз.

При проектировании насосных установок промышленных предприятий, располагающих для привода и электроэнергией, и паром, должен быть решен вопрос о выборе

2, 2г г zj Z

Рис. 4.59. Выборэкономически наивыгоднейшего варианта, насосной установки

приводного двигателя (электродвигатель или паровая турбина). При этом следует иметь в виду, что турбины малой мощности обычно высокооборотны и для обычных типов насосов без применения редукторов неприемлемы. Кроме того, КПД паровых турбин малой мощности, работающих на выхлоп в атмосферу, очень низок, и энергетическая эффективность насосного агрегата с такой турбиной ничтожна. Принять такой вид привода можно лишь для пускорезервных, кратковременно действующих агрегатов.

Применение паротурбинного привода для постоянно действующих (не резервных) центробежных насосов допустимо лишь при условии использования отработавшего пара турбины в регенеративном цикле или для целей теплофикации. В этом случае парртурбинный привод энергетически эффективнее электрического для мощности привода более 6 МВт.

Для электрического привода центробежных насосов применяют синхронные и асинхронные двигатели.

Частота Пс вращения ротора синхронного двигателя кратна частоте электрического тока сети, питающей двигатель: nc=60f/p, где ] - частота тока электрической сети; р - число пар полюсов электродвигателя.

При принятой в СССР частоте тока 50 Гц частоты вращения валов синхронных двигателей в зависимости от р= = 1, 2, 3, 6 будут соответственно Пс=3000, 1500, 1000, 750, 600, 500.

Частота вращения п асинхронных двигателей меньше, чем синхронных, вследствие разницы между частотами вращения магнитного поля статора и ротора: п<Пс. Разность Пс-п относят к синхронной частоте Пс и называют скольжением {Пс-п)/Пс - 8. Очевидно, что п=Пс(1-s)..

Скольжениепри номинальной нагрузке асинхронных двигателей обратно пропорционально мощности двигателя и лежит в пределах 0,01-0,06 (в среднем 0,03). Для асинхронных двигателей характерны следующие ориентировочные частоты вращения: 2960-1430, 960, 730, 585, 368.

В преобладающем большинстве случаев валы насосов и электродвигателей соединяются непосредственно с помо-

щью упругих муфт, без вариаторов частоты вращения. Поэтому указанные ряды частот вращения являются характерными для центробежных насосов стандартного исполнения.

Выбор типа электродвигателя следует производить с учетом следующих соображений. Асинхронные двигатели больщой мощности и невысокой частоты вращения обладают пониженными КПД. При достаточной мощности питающей сети их включают непосредственно, без добавочных устройств, уменьшающих пусковой ток, что является их положительным качеством. Применение асинхронных двигателей с фазовым ротором с целью облегчения условий пуска рекомендуется лишь в редких случаях ввиду высокой стоимости таких двигателей. Асинхронные двигатели применяют обычно для привода насосов с мощностью не более 500 кВт при частоте вращения не менее 750 об/мин. Длительность разгона при пуске насоса не должна быть более 15 с.

Для привода насосов с мощностью от 500 до 10 000 кВт и более применяют синхронные двигатели, обладающие при больших мощностях и малых частотах вращения высокими энергетическими показателями. Важным положительным свойством синхронных двигателей является их способность работать в качестве компенсаторов реактивной мощности, повышающих cos ф системы. Пуск синхронных двигателей сложнее, чем асинхронных, потому что связан с применением специальных обмоток в пазах якоря, служащих для втягивания ротора в синхронизм (достижения синхронной скорости).

В зависимости от рабочих условий электродвигатели для привода насосов могут иметь особую форму исполнения для защиты от вредных воздействий. В сухих и непыльных залах насосных станций применяют двигатели открытого типа незащищенные. Для работы в сырых помещениях выбирают двигатели с влагостойкой изоляцией или в закрытом исполнении с подводом охлаждающего воздуха извне, нередко от специальной вентиляторной установки;

При расчете мощности двигателя для привода насоса следует учитывать возможное увеличение мощности на валу при отклонении режима от расчетного. Это обстоятельство требует некоторого запаса мощности двигателя и учитывается коэффициентом т запаса мощности:

(4.15)

где М, Н и г\ - параметры насоса при расчетном режиме; т= 1,1-4-1,5 и имеет тем меньшее значение, чем крупнее насос.

4.13. Устройство и эксплуатация насосных установок

Насосный агрегат состоит из насоса, двигателя, трубопроводной арматуры, измерительных приборов и устройства для заполнения насоса жидкостью перед пуском. К насосному агрегату могут быть отнесены и пусковые устрой-

Рис. 4.60. Компоновка насоса со всасывающим н напорным трубопроводами

ства двигателе, а также приборы для автоматического управления работой агрегата.

Компоновки насосных агрегатов определяются назначением последних. Типичная компоновка показана на рис. 4.60.

Насос 1 и двигатель, соединенные эластичной муфтой, располагаются на раме 2 из фасонной прокатной стали. Рама крепится анкерными болтами к фундаменту 3.

Всасывающий трубопровод 4 может быть индивидуальным; в этом случае жидкость берется насосом из приемного колодца 5 через воронку 6. В других случаях всасывающий трубопровод берет жидкость из общего всасывающего коллектора; это встречается, например, в насосных установках для питания паровых котлов. Во всех случаях горизонтальные участки всасывающих трубопроводов укладываются с подъемом к насосу, равным не менее 0,005. Это

необходимо во избежание образования во всасывающих трубопроводах воздушных мешков.

Непосредственно на напорном патрубке насоса располагается обратный клапан 7. Его назначение - автоматически отключать насос от напорного коллектора 9 в случае остановки двигателя (или аварии).

Между обратным клапаном и напорным коллектором 9 располагается задвижка (или вентиль) 8 для дроссельного регулирования насоса и отключения erq от напорной сети.

При диаметре трубопроводов более 300 мм задвижки часто выполняются с* электрическим или гидравлическим приводом. Коллектор 9 располагается на тумбах 10.

Показанное на рис. 4.60 расположение напорных тру-i)oпpoвoдoв выше отметки пола удобно для монтажа, а также надзора за трубопроводом, однако прн этом загромождаются проходы для обслуживающего персонала. Прн такой компоновке в местах перехода через трубопроводы устраивают переходные мостики.

Для освобождения помещения располагают напорные трубопроводы в каналах ниже пола и перекрывают по-, следние рифленой сталью.

Перед пуском центробежные и осевые насосы должны заполняться подаваемой ими жидкостью. Если уровень всасываемой жидкости располагается выше верхней точки насоса или на всасывающем коллекторе имеется избыточное давление, то заполнение насоса производят, открывая задвижку на всасывающей трубе и выпуская воздух через краник, расположенный в верхней точке корпуса насоса.

В установках, где уровень всасываемой жидкости лежит ниже оси насоса, для заполнения пользуются двумя способами:

1) в агрегатах небольшой подачи с диаметром всасыва- ющей трубы до 250 мм на конце ее под уровнем жидкости располагают приемный клапан. При этом заполнение производят через воронку и кран в верхней точке корпуса насоса из водопровода или специального заливочного бака;

2) в агрегатах с йвс>250 мм приемные клапаны не ста-) вят и заполнение производят отсасыванием воздуха из насоса специальным вакуумным насосом (обычно применяют насосы типов<КВН и ВВН, создающие вакуум до 97%).

При наличии загрязнений всасываемой жидкости воронка, на всасывающей трубе комбинируется со щелевым или сетчатым фильтром.

Контроль за работой насоса ведется по показаниям вакуумметра и манометра 12, присоединенных к всасы-

вающему и напорному патрубкам; измерение подачи производится по расходомеру, вмонтированному в напорный трубопровод насоса.

Так как о нйгрузке насоса можно судить по показаниям манометра, часто отказываются от установки расходомеров на каждом насосе и располагают один расходомер на общем трубопроводе, контролируя по его показаниям подачу установки в целом. В качестве расходомеров применяют диафрагмы, трубы Вентури и крыльчатые водомеры.

Мощность, расходуемая агрегатом, определяет.ся при помощи вольтметров, амперметров или ваттметров, располагаемых на электрическом щите агрегата или установки.

Для пуска насосного агрегата следует произвести подготовительные операции: убедиться в свободном вращении вала, проверить открытие кранов манометра и вакуумметр ра, заполнить насос и всасывающую трубу, открыть подачу охлаждающей воды в подшипники (в агрегатах с охлаждаемыми подшипниками), проверить положение уровня масла в подшипниках (при подшипниках с жидкой смазкой). Задвижка на напорном трубопроводе центробежного насоса при пуске должна быть закрыта (при ns<250).

Пуск насоса производится следующим образом: включается электродвигатель и частота вращения его доводит- ся до нормальной; медленно открывается задвижка на напорном патрубке насоса до достижения требуемой подачи; открываются краны, подводящие охлаждающую воду к сальникам насоса.

При работе насоса следует наблюдать за температурой подшипников и корпуса двигателя, которая при нормальных условиях не должна превышать 60 °С, наличием масла в камере подшипников (при жидкой смазке), плотностью сальников (затяжка сальника считается нормальной, если . он пропускает воду редкими каплями и температура его. невысока).

Остановка насосного агрегата заключается в закрытии задвижки на напорной трубе, выключении двигателя, закрытии задвижки на всасывающей трубе и выключении охлаждения сальников и подшипников).

Пуск, обслуживание при работе и остановка агрегатов значительной мощности обязательно регламентируются особыми инструкциями.

Особым инструкциям подчиняется эксплуатация питательных насосных агрегатов паровых котлов и насосов для подачи горячих жидкостей.