НАСОСЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Лектор: профессор каф. АТЭС Коротких А.Г. Насосы Насосы предназначены для перемещения жидкостей и сообщения им энергии. В трубопроводах ТЭС перемещаются жидкости при различных давлениях и температурах: вода, масло, мазут, пульпа, реагенты. По назначению насосы ТЭС подразделяются на две группы: • насосы основного технологического назначения • и вспомогательные. В тепловой схеме электростанций насосы используются для перемещения воды и в основном располагаются в помещении турбинного отделения. Насосы • К первой группе относятся питательные, бустерные, конденсатные, дренажные, циркуляционные (охлаждающей воды конденсаторов), сетевые и подпиточные насосы. • Во вторую группу входят насосы технической воды, пожарные, насосы сырой и химически очищенной воды, дозаторы реагентов, подъемные насосы водоструйных эжекторов и газоохладителей генераторов, перекачивающие насосы баков запаса конденсата и обессоленной воды, дренажных и других баков, насосы смывной и эжектирующей воды, багерные и шламовые насосы систем гидравлического шлакозолоудаления, мазутные насосы, маслонасосы систем смазки главных и приводных турбин, электрических генераторов, питательных насосов и мельниц и некоторые другие насосы. Классификация насосов • • • • По принципу действия насосы можно разделить на две группы: объемные и динамические. В насосах объемного типа определенный объем перекачиваемой жидкости отсекается и перемещается от входного патрубка к напорному, и ей сообщается дополнительная энергия, главным образом, в виде энергии давления. Насосы объемного типа подразделяются на две группы: возвратно-поступательного действия и ротационные. Классификация насосов В первую группу входят поршневые и плунжерные насосы, а во вторую – шестеренчатые (зубчатые), винтовые и пластинчатые . В насосах динамического действия приращение энергии жидкости происходит в результате взаимодействия потока жидкости с вращающимся рабочим органом. Принято подразделять эти насосы на две группы: • лопастные и • вихревые. В лопастных насосах жидкость получает приращение энергии за счет взаимодействия с вращающимися лопастями рабочего колеса. Классификация насосов Преобладающее распространение получили лопастные насосы, которые по направлению потока в рабочем колесе подразделяются на • центробежные (радиальные и диагональные) и • осевые. Особую группу составляют струйные насосы (эжекторы, инжекторы, гидроэлеваторы). Струйные насосы (эжекторы) применяются, главным образом, для отсоса воздуха из систем, находящихся под вакуумом, и для откачки воды из затопляемых помещений. Насосы В большинстве случаев объемные и динамические насосы имеют электропривод от двигателей трехфазного тока асинхронного типа, не позволяющих непосредственно осуществлять регулирование производительности плавным изменением частоты вращения. Иногда используются двухскоростные электродвигатели со ступенчатым изменением частоты вращения. Насосы большой мощности и с высокой частотой вращения имеют паротурбинный привод. В основном это питательные насосы энергоблоков мощностью 250 МВт и выше. Лопастные насосы Форма проточной части рабочих колес лопастных насосов: а) – центробежного радиального; б) – центробежного диагонального; в) – осевого Насосная установка Устройство, состоящее из насоса, двигателя, соединительной муфты (или вариатора частоты вращения) и измерительных приборов, называется насосным агрегатом и входит в состав насосной установки. Жидкая среда из приемного резервуара по подводящему трубопроводу подводится к насосу, который посредством муфты соединен с приводным электродвигателем. Среда, получив приращение энергии, по напорному трубопроводу подается в напорный резервуар. На напорном трубопроводе установлены запорно-регулирующая задвижка и сужающее устройство расходомера. Насосная установка Схема насосной установки состоит из: 1 – сетка; 2 – обратный клапан на всасывающем трубопроводе; 3 – приемный резервуар (два варианта расположения); 4 – подводящий трубопровод; 5 – задвижка на подводе воды к насосу при верхнем расположении приемного резервуара; 6 – насос; 7 – обратный клапан на нагнетании насоса; 8 – задвижка на нагнетании; 9 – сужающее устройство (диафрагма) расходомера; 10 – напорный трубопровод; 11 – напорный резервуар; 12 – приводной электродвигатель; 13 – муфта; MB – мановакуумметр на всасывающей стороне насоса; М – манометр на нагнетании; G – расходомер Насосная установка Насосная установка Для защиты насоса от обратного тока жидкости при случайном отключении двигателя на напорном трубопроводе может быть установлен обратный клапан. Приемный резервуар может располагаться как выше насоса, так и ниже его оси (см. на рис. второй случай изображен штриховыми линиями). В первом случае на подводящем трубопроводе перед насосом устанавливается задвижка, во втором на нижнем конце подводящей трубы в большинстве случаев располагают обратный (приемный) клапан, обеспечивающий заполнение (заливку) корпуса насоса водой, необходимое для нормального пуска насоса в работу. Насосная установка При отсутствии на всасе обратного клапана при низком расположении приемного резервуара приходится для заливки насоса перед пуском применять специальное (обычно струйное) воздухоотсасывающее устройство. Для предотвращения попадания в насос твердых частиц вход в подводящий трубопровод защищают сеткой. В состав насосной установки могут быть включены дополнительная запорно-регулирующая арматура, предохранительные устройства, приборы для измерения гидравлических и электрических параметров. Основные параметры насосов Различают объемную и массовую подачу насоса. Объемная подача Q – объем жидкости, подаваемой насосом через напорный патрубок в единицу времени, и измеряется в м3/с. Массовая подача Qм измеряется в кг/с и представляет собой массу жидкости, подаваемой насосом через напорный патрубок в единицу времени. Между объемной и массовой подачами существует соотношение Qм Q , где - плотность, кг/м3 Основные параметры насосов Важнейшей энергетической характеристикой насоса является давление – давление, которое создается насосом и которое характеризует энергию, сообщаемую жидкости в насосе. Энергия, измеряемая в Дж/м3, равнозначна Па [Н/м2 = Нм/м3). Давление насоса определяется по формуле сн2 св2 p pн pв g z н zв , 2 где рн и рв – абсолютные давления на нагнетании и всасе насоса, Па; сн и св – скорость жидкости на нагнетании и всасе, м/с; zн и zв – высоты, м, точек измерения давления, отсчитываемые от произвольной горизонтальной плоскости сравнения (плоскость 0-0 на рис.). Основные параметры насосов В практике широко используется понятие «напор насоса», также связанное с давлением и определяемое зависимостью Н р / g Напор насоса измеряется в метрах вертикального столба перекачиваемой жидкости, [м] pн pв cн2 св2 H z н zв g 2g pн pв H g Основные параметры насосов Напор, развиваемый насосом, расходуется на преодоление сопротивления сети Нс, под которым понимают сумму гидравлических потерь для повышения давления, изменения кинетической энергии потока и поднятия жидкости (при приемном резервуаре ниже оси насоса) р2 р1 с22 с12 Нс z H g 2g При работе насоса на конкретную сеть в установившемся режиме должно выполняться равенство Н = Нс. Основные параметры насосов При определении мощности насоса различают полезную мощность, или мощность, передаваемую жидкой среде Nп = Qp, Вт, и потребляемую мощность, или мощность, подводимую к валу насоса от двигателя: N Nп н QH g н . Напорная характеристика насоса Характеристикой насоса динамического типа называется зависимость его основных параметров от подачи Q при постоянной частоте вращения n и при заданных вязкости и плотности жидкости и размерах его рабочих колес. Важнейшей считается напорная характеристика Н(Q) насоса. Кривые N(Q) и н(Q) характеризуют энергетические качества насоса. Кривая Нвс.доп(Q) дает представление о всасывающей способности насоса. Напорная характеристика насоса
