Насосные станции Адмирал

Параллельная работа центробежных насосов

Насосы в насосных станциях и крупных установках, как правило, работают совместно, т.е. несколько насосов подают жидкость в одну систему. При этом насосы могут быть включены в систему последовательно (последовательная работа) или параллельно (параллельная работа). Параллельной называют совместную одновременную работу нескольких насосов, присоединенных напорными патрубками к общей системе.
Параллельная работа центробежных насосов с одинаковыми характеристиками. На рис. 3.11, а изображена характеристика Q — H каждого из двух одинаковых насосов. Для того чтобы построить суммарную характеристику этих двух насосов при параллельной работе, необходимо удвоить абсциссы кривой Q—H одного насоса при одинаковых ординатах (напорах). Например, для нахождения точки в суммарной характеристики Q — H необходимо удвоить отрезок аб. Таким образом, отрезок ав = 2аб. Так же находят и другие точки суммарной характеристики.

Характеристики параллельной работы двух центробежных насосов в одной системе

Рис. 3.11. Характеристики параллельной работы двух центробежных насосов в
одной системе
а — насосы с одинаковыми характеристиками; 6 — насосы с разными характеристиками

 

 

Для определения режима совместной работы насосов характеристику Р — Е системы нужно построить так же, как и при работе одного насоса. Рабочая точка в этом случае будет находиться на пересечении суммарной характеристики насосов с характеристикой системы.
Общая подача при параллельной работе двух насосов характеризуется абсциссой точки 2 и равна QI+I1, напор соответствует ординате точки 2, равной HI+I1 или Hi. Чтобы установить, в каком режиме работает каждый из насосов, необходимо провести из точки 2 линию, параллельную оси абсцисс. Абсцисса, соответствующая точке пересечения этой линии с кривой Q — H насоса (точка 1), определит расход, а ордината — напор Hi каждого из параллельно работающих насосов. Следовательно, напор, развиваемый каждым насосом, равен напору, развиваемому двумя насосами при их параллельной работе, а подача каждого насоса равна половине суммарной подачи двух насосов.
Если бы в данную систему жидкость подавал только один насос, то режим его работы характеризовался бы напором и подачей в точке 5. Как видно из рис. 3.11, а при этом его подача Q была бы больше, чем в случае параллельной работы со вторым насосом.
Таким образом, суммарная подача насосов, работающих параллельно в общей системе, меньше, чем сумма подачи этих же насосов при их раздельной работе. Это происходит из-за того, что при увеличении общего расхода жидкости, подаваемой в систему, возрастают потери напора, а следовательно, увеличивается и напор, необходимый для подачи данного расхода, что влечет за собои уменьшение подачи каждого насоса.
Коэффициент полезного действия каждого из параллельно работающих насосов характеризуется его КПД в точке 4 на пересечении кривой Q — η с перпендикуляром, опущенным из точки 1. Как видно из рис. 3.11, а, КПД каждого из параллельно работающих насосов также отличается от КПД насоса при раздельной работе, который характеризуется КПД в точке 3 на кривой Q - η.

Мощность каждого из параллельно работающих насосов характеризуется мощностью в точке 7 на кривой Q—N, тогда как мощность отдельно работающего насоса определяется мощностью в точке 6.
При построении суммарной характеристики трех параллельно работающих насосов необходимо утроить абсциссы характеристики каждого насоса. Режим работы трех и более насосов при их параллельном включении определяется так же, как и в случае параллельной работы двух насосов. При увеличении числа параллельно работающих насосов или при увеличении сопротивления системы, например, при выключении одного из участков параллельно работающих водоводов при аварии, подача каждого насоса в отдельности уменьшается.
Параллельная работа одинаковых насосов в одну систему эффективна при пологих характеристиках системы и крутых характеристиках насосов. При крутой характеристике системы, параллельная работа может оказаться неэффективной, так как при подключении к одному насосу второго или третьего насоса подача возрастет незначительно.
Одинаковые насосы для параллельной работы по каталогам подбирать следует так, чтобы оптимальная точка характеристики соответствовала напору, вычисленному для подачи всего расхода в систему, и подаче, равной общему расходу, деленному на число включенных одинаковых насосов.
Параллельная работа центробежных насосов с разными характеристиками. Насосы с разными характеристиками могут параллельно работать только при определенных условиях, в зависимости от соотношения характеристик этих насосов.
Проанализировать возможность и целесообразность параллельной работы насосов с разными характеристиками можно, совмещая характеристики насосов и системы. На рис. 3.11,6 показаны характеристики насосов I и II. Как видно из рисунка, насос II развивает меньший напор, чем насос I. Поэтому насос II может работать параллельно с насосом I, только начиная с точки, где развиваемые ими напоры равны (точка С на рис. 3.11,6). Характеристика совместной работы насосов (суммарная характеристика), начиная с точки С, строится путем сложения абсцисс характеристик насосов I и II при одинаковых ординатах (напорах, развиваемых насосами).
Для определения суммарной подачи необходимо построить характеристику системы (кривая РЕ на рис. 3.11,6). Затем из точки А — точки пересечения характеристики системы с суммарной характеристикой совместной работы насосов I и II следует провести линию, параллельную оси ординат, которая отсечет на оси абсцисс отрезок, соответствующий расходу Qi+i1, подаваемому в систему обоими насосами. Подачу каждого из совместно работающих насосов можно найти, проведя из точки А прямую, параллельную оси абсцисс. Пересечение этой прямой с характеристиками насосов I и II дает соответствующие точкам 1' и 2' величины подачи Q'i
 
Как и в случае параллельной работы двух насосов с одинаковыми характеристиками, суммарная подача двух насосов меньше суммы подач каждого из насосов в отдельности. Из рис. 3.11,6 видно, что QI+QI >QI+II. Мощность и КПД совместно работающих насосов определяются так же, как и в случае совместной параллельной работы двух насосов с одинаковыми характеристиками.
Принцип построения характеристики параллельной работы разных насосов применяют и для построения характеристики параллельной работы нескольких одинаковых насосов, когда подачу одного из них регулируют изменением частоты вращения.
В практике работы водопроводных систем встречаются случаи, когда в параллельную работу вступают насосы, расположенные на значительном расстоянии друг от друга. Простейший пример такой параллельной работы насосов представлен на рис. 3.12. Для того чтобы правильно оценить параллельную работу насосов в этом случае, необходимо привести их характеристики к одной точке (точке а на рис. 3.12). Пренебрегая потерями на участке от насоса 2 до точки а, можно предположить, что характеристика насоса 2 в этой точке тождественна его заводской характеристике.
Для приведения характеристики насоса 1 к точке а необходимо построить его дроссельную или приведенную характеристику относительно оси этой точки, т. е. вычесть из ординат заводской характеристики насоса потери напора на участке от насоса 1 до точки а. Эта характеристика представлена кривой (Q—H)1a на рис. 3.12.
При построении характеристики совместной работы насосов 1 и 2 [кривая (Q—H)1a+2] необходимо суммировать абсциссы кривых (Q—H)1a и (Q—H)2 при одинаковых напорах, т. е. сложить характеристики насосов, приведенные к одной точке (в данном случае к точке а). При этом характеристика системы (кривая Р—А) строится для участка а—б трубопровода.
По такому же принципу можно построить характеристики трех и более насосов, расположенных на значительных расстояниях один от другого и подающих жидкость в один общий напорный трубопровод.
Если в точках 1 и 2 расположены не отдельные насосы, а насосные станции с несколькими насосами, то характеристика совместной работы этих насосных станций строится таким же способом, только вместо характеристик Q — Н насоса принимают характеристики параллельно работающих насосов соответственно в точках 1 и 2. Таким образом можно получить характеристику совместной работы двух и более насосных станций, работающих в одной системе.