Последовательная работа насосов
Последовательной называется работа насосов, при которой один насос (I ступень) подает перекачиваемую жидкость во всасывающий патрубок {иногда во всасывающий трубопровод) другого насоса (Ц ступень), а последний подает ее в напорный водовод (рис. 4.8).
В условиях проектирования и строительства насосных станций последовательную работу насосов применяют в тех случаях, когда жидкость подается по трубам на очень большие расстояния или на большую высоту. В некоторых случаях перекачивать жидкость можно только последовательно работающими насосами. Так, например, на насосных станциях, перекачивающих осадок, в момент запуска рабочего насоса требуется создать напор, который превышает напор, развиваемый насосом, и который можно создать при последовательной работе двух насосов. Последовательное соединение применяют и в тех случаях, когда необходимо при постоянном (или почти постоянном) расходе увеличить напор, что невозможно сделать одним насосом.
Рассмотрим случай последовательной работы рядом установленных двух однотипных центробежных насосов (см. рис. 4.8). Для построений суммарной характеристики Q — fii+и последовательной работы двух однотипных насосов необходимо сложить ординаты характеристики Q — /Ал при одинаковых подачах. Возьмем произвольно подачи фл, Qfi и Qb и сложим напоры. При закрытой задвижке напор Н = 2На, при подаче напор НА = = 2 аг, соответственно НБ=2бд и Нв=2ве. Полученные точки А, Б и В соединяют плавной кривой, которая является суммарной характеристикой последовательной работы центробежных насосов.
станцин необходимо от точки В провести линию, параллельную осн абсцисс до пересечения с кривыми Q — //(нс-л и Q —Дннс_л соответственно в точках 4 и 5. Напор насосов на каждой насосной станции определяется точками 6 и 7, полученными пересечением перпендикуляров, восставленных из точек 4 и 5, с кривыми характеристик параллельной работы насосов на каждой насосной станции. Для определения рабочей точки каждого насоса следует снести режимные точки 6 и 7 работы каждой станции на индивидуальные характеристики насосов, работающих на насосной станции.
Из рис. 4.8 видно, что напор одного насоса недостаточен даже для подъема воды на геометрическую высоту Ht. При подключении второго однотипного насоса с такой же характеристикой оказывается, что насосы развивают напор, достаточный, чтобы поднять воду на высоту НГ и преодолеть сопротивление в трубопроводе при заданной подаче.
Режимная точка работы последовательно соединенных насосов определяется точкой К, полученной пересечением суммарной характеристики Q— /7i + ji с характеристикой трубопровода Q — Нтр.
Если насосы установлены последовательно на одной станции, то при построении характеристики трубопровода необходимо учесть потери на участке от напорного патрубка насоса I до всасывающего патрубка насоса // и внести поправку в характеристику Q — Нп. Игнорировать потери в соединительном участке недопустимо, так как обычно диаметры арматуры и трубопровода, соединяющего насосы, принимают равными диаметру всасывающего патрубка насоса //. Вследствие больших скоростей движения жидкости потери напора на этом участке относительно велики. По этой же причине необходимо стремиться к максимальному упрощению соединительного трубопровода, по возможности избегая поворотов. Следует отметить, что последовательное соединение насосов обычно экономически менее выгодно, чем применение одного насоса.
При последовательной работе насосов следует обращать особое внимание на выбор насосов, так как не все они могут быть использованы для последовательной работы по условиям прочности корпуса. Эти условия оговариваются в техническом паспорте насоса. Обычно последовательное соединение насосов допускается не более чем в две ступени.
Последовательно соединенные насосы можно расположить в одном машинном зале, значительно сократив эксплуатационные затраты и капитальные вложения на строительство здания станции, но в этом случае необходимо устанавливать арматуру повышенной прочности и выполнять более массивные крепления и упоры труб. Поэтому иногда целесообразнее размещать насосы на отдалении друг от друга при транспортировании воды на большое расстояние.
Аналитическое определение подачи насоса по уравнению (4.11), в котором подача-выражена неявной функцией расхода, весьма трудоемко и возможно методом подбора и последовательного приближения.
В настоящее время институт ВНИИ разработал рекомендации для расчета водозабора подземных вод скважинными насосами с применением ЭВМ. Однако для анализа влияния различных параметров на изменение подачи необходимо ввести их в программу и произвести пересчет, что приводит к большим затратам машинного времени.
Анализ работы скважинного водозабора весьма наглядно можно произвести с помощью графического метода расчета насосов для водяных скважин, предложенного В. Г. Лобачевым, В. Ф. Тольиман и Р. Г. Добровольским.