Параллельная работа насосов
Параллельной работой насосов называется одновременная подача перекачиваемой жидкости несколькими насосами в общий напорный коллектор (рис. 4.5). Необходимость в параллельной работе нескольких одинаковых или разных насосов возникает в тех случаях, когда невозможно обеспечить требуемый расход воды подачей одного насоса. Кроме того, поскольку водо-Потребление в городе неравномерно по часам суток и по сезонам года, то подачу насосной станции можно регулировать числом одновременно работающих насосов.
При проектировании совместной работы центробежных насосов нужно хорошо знать их характеристики; подбирать насосы следует с учетом характеристики трубопровода.
Центробежные насосы могут работать параллельно при условии равенства развиваемого напора. Если один из насосов имеет напор меньше, чем другие, то он может быть подключен на параллельную работу только в поле рекомендуемой работы. При повышении напора в системе этот насос может принимать участие в работе, но его КПД будет падать. При достижении максимального напора подача насоса будет равна 0. Дальнейшее увеличение напора в системе приведет к закрытию обратного клапана и выключению насоса из работы. Поэтому для параллельной работы следует подбирать насосы однотипные с равными или незначительно отличающимися напорами и подачами.
Различные схемы параллельной работы насосов применяются весьма часто для водоснабжения и перекачивания сточных вод, где целесообразно подачу от нескольких насосов или станций объединять в общий коллектор. Расчет режима работы по таким схемам можно производить аналитическим или графическим способом. В практике проектирования насосных станций наибольшее распространение получил графический способ.
При параллельной работе насосов в сеть возможны следующие варианты компоновки системы «насосы — сеть»:
в системе работает несколько насосов с одинаковыми характеристиками;
в системе работает несколько насосов с разными характеристиками;
Насосы подключены к общему трубопроводу на близком расстоянии друг от друга (см. рис. 4.5), т. е. потери напора от насоса до напорного водовода считают равными для всех установленных насосов, или же насосы находятся на достаточно большом расстоянии друг от друга, т. е. разности потерь напора от насоса до присоединения к общему напорному трубопроводу необходимо учитывать.
Параллельная работа нескольких насосов с одинаковыми характеристиками. При построении характеристики нескольких параллельно работающих насосов на общий напорный трубопровод суммируют подачи насосов при равных напорах.
Для определения подачи одного насоса при их совместной работе следует провести из точки А" линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с характеристикой Q— Я, и in в точке А. Координаты точки А определяют подачу ф(1+цj-щ./З и напор НА каждого насоса при их одновременной работе на систему с характеристикой Q — Н,7 |+а. Для нахождения КПД насоса из точки А восставляем перпендикуляр до пересечения с кривой Q — [,п,in в точке I. Координаты этой точки определяют КПД насоса при параллельной работе трех насосов. Для определения потребляемой мощности и допускаемого кавитационного запаса опускаем перпендикуляр до пересечения с кривыми Q —М.п.ш и Q — Д#1,п,1ц в точках 2 и 3. Координаты этих точек соответственно определяют потребляемую мощность и допустимый кавитационный запас насоса при совместной их работе.
При параллельной работе двух из рассматриваемых насосов их подача, напор, потребляемая мощность, КПД и вакуумметрическая высота всасывания определяются по режимной точке Б. При работе одного из рассматриваемых насосов режим его работы определяется рабочей точкой В. Из рис. 4.5 видно, что суммарная подача трех и двух параллельно работающих насосов меньше суммарной подачи этих же насосов при раздельной их работе на данную систему напорных трубопроводов.
Снижение суммарной подачи объясняется тем, что при увеличении подачи возрастает напор в трубопроводе (НА>НВ и НБ>НВ), что ведет к уменьшению подачи каждого насоса при их совместной работе по сравнению с подачей при одиночной работе насоса на данную систему.
Уменьшение подачи зависит как от увеличения напора в трубопроводе, так и от крутизны характеристики насоса. Поэтому параллельная работа насосов может быть достаточно эффективной при пологих характеристиках трубопроводов.
Режим работы каждого насоса при их совместной работе определяется следующим образом: из точки Б проводим линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с характеристиками Q — Ни и Q — Hi в точках 1 и 2. Через точки 1 и 2 проводим вертикальные линии, точки пересечения которых с кривыми Q — т) и Q — N определяют КПД и мощность каждого насоса при их совместной работе.
Точки 3 и 4 пересечения характеристик Q— Hi и Q — Нц насосов с характеристикой Q — НЛ[1 i + 2 трубопровода определяют режим работы каждого насоса при одиночной работе.
Для устойчивой параллельной работы насосов необходимо, чтобы их характеристики были плавно снижающимися. При параллельной работе насосов, имеющих возрастающие характеристики Q — Н (с подъемом вначале работы, см. рис. 3.7), работа насосов будет устойчивой только в том случае, если режимная точка работы системы «насосы— сеть» расположена на одной линии или ниже точки А, т. е. при напоре, равном или меньшем напора, развиваемого насосом при закрытой задвижке.
Если на насосной станции установлены насосы с пологой характеристикой Q — И и расположены они несимметрично относительно напорного трубопровода, то для определения более точных режимных точек работы каждого насоса при параллельной работе необходимо построить приведенные характеристики Q — Н", для чего строят характеристики всасывающего и напорного трубопроводов в пределах насосной станции и вычитают ординаты полученных характеристик из ординат характеристик соответствующих насосов.
Параллельная работа насосов, расположенных на разных насосных станциях. В системах водоснабжения, имеющих несколько источников питания, применяют схему подави воды несколькими насосными станциями в общие коллекторы. В этом случае необходимо рассчитывать систему параллельно работающих насосов, расположенных на разных насосных станциях.
Подобные схемы часто применяют и при перекачивании сточных вод отдельных районов канализо-вания в напорный трубопровод другой канализационной насосной станции. Такие схемы позволяют значительно сократить протяженность напорных трубопроводов и уменьшить капитальные затраты.
Для расчета системы необходимо определить характеристику параллельной работы насосов, установленных на каждой станции. Этот расчет производится так же, как и для параллельно работающих насосов, установленных на близком расстоянии друг от друга. Затем строятся приведенные характеристики к точке выхода напорных водоводов из насосной станции.
Строим характеристику Q — Мтр а-б трубопровода от точки А до заданной точки подачи воды Б. Складываем приведенные характеристики первой и второй насосных станций, для чего при произвольно выбранных напорах Я), Н2 и складываем абсциссы характеристик. По полученным точкам 1, 2 и 3 строим кривую суммарной характеристики параллельной работы двух насосных станций. Точка В пересечения характеристики водовода Q — Ht?a_e и характеристики параллельной работы насосных станций Q — ffi нс4-инс является режимной точкой работы системы «насосные станции—водовод».