Фрагмент № 13г Регулирование режима работы насоса

Данной характеристике насоса в данной насосной установке (в данной сети) соответствует только одна рабочая точка (см. Фрагмент № 11Г). Между тем, требуемая подача может изменяться. Для того чтобы изменить режим работы насоса, необходимо изменить характеристику сети (см. Фрагмент № 10Г) или напорную характеристику насоса (см. Фрагмент № 3Г, рис. 2, кривая Н). Это изменение характеристик для обеспечения требуемой подачи называется регулированием. Регулирование центробежных насосов может осуществляться дросселированием (при помощи устройств, изменяющих площадь проходного сечения, таких как задвижка, заслонка, вентиль и пр.), или изменением частоты вращения (изменяется характеристика насоса).

Рассмотрим эти способы регулирования подробнее.

Дросселирование. Предположим, что насос должен иметь подачу не QА, соответствующую рабочей точке А, а Qв < QА (рис. 1). Этой подаче соответствует точка В характеристики насоса.

Чтобы характеристика сети пересекалась с кривой напора в точке В, необходимо увеличить потери напора (см. Фрагмент № 8Г) в сети. Это осуществляется уменьшением проходного сечения какого-либо дросселирующего устройства, установленного на напорном трубопроводе. В результате увеличения потерь напора характеристика сети пойдёт круче и пересечёт кривую напора в точке В.

Таким образом, регулирование работы насоса дросселированием вызывает дополнительные потери энергии, снижающие КПД, поэтому этот способ неэкономичен. Однако благодаря простоте он получил наибольшее распространение.

Изменение частоты вращения. При этом способе изменяется характеристика насоса и, следовательно, рабочий режим. Рисунок 2 иллюстрирует изменение подачи Q насоса при изменении частоты вращения n.

Для регулирования изменением частоты вращения необходимы двигатели с переменной частотой вращения. Наиболее распространённые асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором практически не допускают изменение частоты вращения.

Применяется также изменение частоты вращения включением сопротивления в цепи ротора асинхронного двигателя с фазовым ротором, а также гидромуфтой.

Регулирование работы насоса изменением его частоты вращения более экономично, чем регулирование дросселированием. Даже применение гидромуфт и сопротивления в цепи ротора асинхронного двигателя, связанное с дополнительными потерями мощности, экономичнее, чем регулирование дросселированием.

Подробнее о способах изменение частоты вращения см. Фрагмент № 14Г.

Отдельно отметим регулирование режима работы насоса изменением кинематики потока на входе в рабочее колесо с помощью установки поворотно-лопастного направляющего аппарата. Поворотно-лопастной направляющий аппарат изменяет момент скорости (закрутку) потока на входе в рабочее колесо. При этом закрутка по направлению вращения рабочего колеса (положительная) уменьшает напор насоса, а против вращения (отрицательная) увеличивает напор. Этот способ регулирования допускает изменение подачи на 25 % при понижении напора на 15 % и уменьшении потребляемой мощности на 30 % от номинальной. КПД насоса при этом снижается на 2 – 3 %. Регулирование параметров насоса входным направляющим аппаратом экономически целесообразно и конструктивно осуществимо на крупных насосных агрегатах в системах, где статический напор составляет незначительную часть напора насоса.

Примечание.

Для любителей точных формулировок приводим выдержку из ГОСТ 17398 – 72:
Номинальный режим насоса – режим работы насоса, обеспечивающий заданные технические показатели.