Насос — это гидравлическая машина, в которой механическая энергия двигателя преобразуется в энергию перемещаемой жидкости. Каждый насос имеет свою гидравлическую характеристику, которой называется зависимость напора, создаваемого насосом H от его производительности (расхода воды) G. Насосные установки применяются на насосных подстанциях в системах теплоснабжения, в тепловых пунктах, а также они являются важной частью инженерного оборудования зданий: систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, холодоснабжения, горячего и холодного водоснабжения.
Основное назначение насосов — поддерживать необходимое давление воды при различных режимах работы инженерных систем. Целью нашей работы является разработка лабораторного стенда для исследования работы насосных подстанций в тепловых сетях. Насосные подстанции сооружаются в крупных системах теплоснабжения, когда необходимо подавать теплоноситель на большие расстояния и не хватает напора для его перекачки, или при сложном рельефе местности, когда высокое давление в теплосети может разрушить отопительные приборы.
Водяные системы теплоснабжения представляют собой сложные гидравлические системы, в которых работа источника теплоты, тепловых сетей и потребителей находится во взаимосвязи. В процессе эксплуатации система не остаётся в стационарном (неподвижном) состоянии, так как происходит включение и отключение потребителей, что приводит к изменению производительности и напора в теплосети, вызывая колебания внутренней температуры в помещениях. Для правильного управления системой теплоснабжения необходимо регулирование гидравлического режима в зависимости от изменяющихся условий работы [1].
На станции сетевые насосы могут работать по параллельной или последовательной схемам [2]. При параллельной схеме работы насосы развивают одинаковый напор H, а их производительности G складываются. При последовательной схеме включения — складываются напоры насосов H, а их производительность G не изменяется.
Для исследования и выбора правильного гидравлического режима работы насосной подстанции разработан лабораторный стенд, схема которого показана на рис. 1.
Рис. 1. Схема лабораторной установки
Лабораторная установка (рис. 1, табл. 1) позволяет проводить исследование совместно работающих параллельно и последовательно включенных насосов. В нагнетательный трубопровод сети может подаваться вода двумя одинаковыми центробежными электронасосами типа VA 65/130 1/2" (поз. 1). Вода засасывается насосами из пластиковой трубы 130 мм и длиной 1,3 м. На всасывающих патрубках насосов и на перемычках установлены шаровые краны 15 мм (поз. 5), позволяющие переключать режимы работы насосов на последовательную или параллельную схему работы. Для измерения расходов в трубопроводе на нагнетательной линии установлены показывающие электронные расходомеры (поз. 2). Для измерения создаваемого насосами давления на всасывающем и нагнетательном трубопроводах устанавливаются манометры (поз. 3). Общий расход в сети определяется с помощью расходомера на общем нагнетательном трубопроводе. Изменение характеристики сети выполняется регулирующими вентилями путем регулирования сопротивления сети. Все показания измерительных приборов выводятся на щиток управления.
Таблица 1
Спецификация оборудования для лабораторного стенда
|
Позиция |
Наименование оборудования |
Тип, марка |
Количество |
|
1 |
Циркуляционный насос 15 со ступенчатым регулированием частоты вращения |
VA 65/130 1/2" |
2 |
|
2 |
Датчик расхода жидкости |
ДР 10–3/15 |
4 |
|
3 |
Показывающий манометр-вакууметр |
ТМВ-510 |
6 |
|
4 |
Вентиль регулирующий 15 |
2 |
|
|
5 |
Кран шаровый 15 |
6 |
|
|
6 |
Труба пластиковая 110 |
1 |
|
|
7 |
Щит из ДСП для крепления трубопроводов и оборудования |
1 |
|
|
8 |
Полипропиленовая труба 15 |
8 |
|
|
9 |
Расходомер двухканальный |
СЛ 8–01 (Солис) |
2 |
|
10 |
Хомут (сиделка) 110 для присоединения пластиковой трубы 15 |
2 |
Выводы.
- Исследование гидравлических режимов работы насосных установок позволит строить гидравлические характеристики совместной работы насосов и тепловой сети.
- Изменяя сопротивление трубопроводов, производительность и схему включения насосов можно выбрать требуемый гидравлический режим работы насосных установок при любом режиме работы теплосети.
Литература:
- Рафальская Т. А. Моделирование и компьютеризация тепловых и гидравлических режимов систем теплоснабжения / Т. А. Рафальская, А. С. Басин // Энергетика: экология, надежность, безопасность: Материалы докладов седьмой всероссийской научно-технической конференции. Томск: Изд-во ТПУ, 2001. Т. 1. С.133–136.
- Насосы, вентиляторы, компрессоры в инженерном оборудовании зданий / А. М. Гримитлин, О. П. Иванов, В. А. Пухкал. Учебное пособие. — СПб: Издательство «АВОК Северо-Запад», 2006. — 216 с.
