Проблема: насос не может достичь номинального расхода или имеет низкую эффективность
Thread Content
Контекст: трубопровод длинной примерно 170 км (внешний диаметр — 355 мм, объем трубопровода на километр — около 96 кубических метров). С помощью центробежных водяных насосов вода из реки подается в трубопроводы для обеспечения водного потока; при этом используются шары для очистки трубопроводов, а также проводится контроль за их деформацией ； Гидравлическая диаграмма показывает, что максимальная высота на протяжении всего пути течения на 158 м превышает высоту начальной точки. В процессе работы было определено, что суммарное сопротивление течению составляет примерно 2,1 МПа. Схема работы насосов для перекачки воды: существует два канала подачи воды – один в работе, другой в резерве. Каждый канал соединен с помощью центробежного насоса, расположенного на плавучем судне у берега (далее – 1# насос для подачи воды; номинальный расход воды – 320 куб. м/ч, номинальная высота подъема – 60 метров; необходимый запас против аэрозольного эффекта – 5 метров; мощность двигателя – 90 кВт, напряжение – 380 В). Этот насос работает последовательно с центробежным насосом, расположенным на берегу (далее – 1# насос для перекачки воды; номинальный расход воды – 320 куб. м/ч, номинальная высота подъема – 400 метров; необходимый запас против аэрозольного эффекта – 5,7 метра; мощность двигателя – 500 кВт, номинальный ток двигателя – 35,3 А, напряжение – 10 кВ). Насос, расположенный на берегу, находится примерно на 20 метров выше по отношению к насосу на плавучем судне. Процесс запуска насоса: предварительное вращение насоса и слив воздуха выполняются в соответствии со стандартной процедурой. Сначала включается насос №1 для подачи воды. При закрытой выходной клапане сила тока составляет 30 А. Когда выходной клапан открыт полностью, шаровой клапан на входе насоса №1 находится в положении открытия. При стабильном давлении на входе включается насос №1. При закрытой выходной клапане сила тока остается на уровне 28 А. Постепенно регулируется степень открытия выходного клапана, при этом отслеживается изменение силы тока. Когда сила тока стабилизируется на уровне 35 А, выходной клапан открыт лишь примерно на 10%. Из-за опасений возникновения перегрузки тока дальнейшее увеличение степени открытия клапана невозможно. В этот момент давление на входе составляет 0,65 МПа, а давление на выходе — 4,9 МПа; давление на выходе из станции — 3,8 МПа. На панели управления указывается, что мощность двигателя насоса составляет 540 кВт. Путем расчета средней скорости потока в трубопроводе между двумя точками с использованием шаров для очистки трубопровода (примерно 96 кубических метров воды на километр) была определена производительность насоса в этот период времени. Оказалось, что производительность насоса составляет примерно 260 кубических метров в час, что меньше номинальной производительности в 320 кубических метров в час. Согласно этим показателям расхода, эффективность насоса составляет всего около 55% (эффективность = ρgQH/N). Это значительно меньше, чем 75%, обещанных в техническом соглашении с этой компанией ； По предварительным оценкам, причиной является низкая эффективность насосов этого производителя; из-за выбора слишком маленького двигателя и возникает эта проблема. Дополнение: аналогичная проблема имеется и у второго резервного насоса. Резервный насос для подачи воды (далее — насос №1; номинальный расход — 420 куб. м/ч, номинальное давление — 80 метров; необходимый запас против кавитации — 5 метров; мощность двигателя — 110 кВт). Резервный насос для перекачки воды (номинальный расход — 320 куб. м/ч, номинальное давление — 400 метров; необходимый запас против кавитации — 5,7 метра; мощность двигателя — 500 кВт; номинальный ток двигателя — 35,3 А; напряжение — 10 кВ) ； Измерения вибрации и температуры с помощью портативных датчиков вибраций и инфракрасных термометров проходят нормально ； Водяной насос — это насос третьего класса типа BB4. Вопрос: По этому вопросу производитель не соглашается с нашим анализом; по его мнению, диаметр выхода насоса для перекачки жидкости составляет 150 мм, тогда как диаметр наших труб — 355 мм (с использованием переходных элементов разного диаметра), поэтому вполне возможно, что нормативный расход жидкости не будет достигнут. Мы считаем, что такое утверждение совершенно бессмысленно. Пожалуйста, помогите проанализировать эту проблему, дорогие эксперты. Буду благодарен за любые советы. Обычно причинами чрезмерного энергопотребления насоса являются следующие (пожалуйста, помогите определить, какая из возможностей наиболее вероятна, спасибо): (1) слишком высокая скорость вращения насоса ； (2) Удельный вес переносимой жидкости превышает заложенное в проект значение ； (3) Высокая вязкость жидкости при транспортировке ； (4) Размер лопастей насоса слишком велик ； (5) Сопротивление в системе трубопроводов превышает или ниже установленных значений ； (6) Недостаточная высота подъема воды, слишком большой расход воды; (7) Трение между деталями ротора и статора ； (8) Повреждение или износ подшипников ； (9) Чрезмерное давление механического уплотнителя на основание уплотнения ； (10) Повреждение выходной трубопроводной линии ； (11) Искривление вала насоса ； (12) Неравномерное тепловое расширение различных деталей насоса ； (13) Прибор для измерения мощности неисправен ； (14) Устройство балансировки насоса не работает.
1# Мотор насоса выбран слишком маленьким; трубопровод крупный, сопротивление невелико, поэтому при одинаковом токе работы расход должен быть выше
“«Трубопровод длинной протяженности (внешний диаметр 355 мм, объем трубопровода на километр составляет примерно 96 кубических метров). С помощью шаров для очистки труб была определена средняя скорость потока воды между двумя точками в трубопроводе (примерно 96 кубических метров воды на километр). На основе этого был рассчитан расход воды насосом; оказалось, что он составляет примерно 260 кубических метров в час. Является ли такой способ расчета достоверным?»
Инструкция по расчету расхода: поскольку на месте отсутствуют приборы для измерения расхода, на основе данных предыдущей эксплуатации было установлено, что насос №1 может обеспечивать номинальный расход. Номинальный ток этого насоса составляет примерно 120 А. Поэтому для расчетов используется формула ρgQH=1,732U×I×cosφ×η. Отсюда следует, что Q1=Q2×H2×I1×η1/(H1×I2×η2). Берется точка 1 в качестве точки расчета, а точка 2 — в качестве номинальной точки. Предполагается, что η1=η2 (на самом деле обычно η1…
У LZ очень высокие требования — измерять эффективность центробежного насоса непосредственно на месте! На самом деле для измерения (а на деле речь идет о тестировании производительности) необходимы соответствующие измерительные приборы, которые в полевых условиях трудно обеспечить. Полученные таким образом значения являются лишь ориентировочными и не могут использоваться для определения производительности насоса. Разве на центробежных насосах при выпуске не проводятся тесты на производительность? Был ли LZ там во время тестирования, чтобы убедиться, что показатели эффективности соответствуют требованиям? Если в момент проверки этого не удалось достичь, можно отклонить приемку и попросить производителя устранить недостатки. Текущие тесты демонстрируют большую погрешность, так что, если ничего не поможет, стоит обратиться к третьей стороне для тестирования. Кроме того: чтобы выиграть тендер, производители насосов обычно искусственно повышают эффективность насосов при подаче заявок; добиться эффективности 75% для насосов модели BB4 крайне сложно. :лол
Раньше были похожие случаи, вы можете попробовать снова. У двигателей обычно есть защита от перегрузки, найдите человека, который будет следить за током в двигателе. Включите насос и выпускной клапан; продолжайте увеличивать открытие клапана до тех пор, пока двигатель не остановится. При снижении давления объем потока увеличится, а при достижении определенного уровня открытия клапана ток снизится. Это опытный подход, стоит попробовать. Или же вы можете провести расчеты
Факторы, которые следует учитывать: по разным причинам, включая факторы, связанные с местом установки и процессом производства, фактическая эффективность работы насоса невысока, а фактическая мощность выше, в результате чего выбирается двигатель меньшей мощности.
Не проводились тесты на проверку производительности (если бы они были проведены, можно было бы выявить проблемы; в этом аспекте у нас слабое управление). Данные тестов, приведенные производителем в сопроводительных материалах, показывают, что эффективность соответствует условиям технического соглашения, однако существует высокая вероятность фальсификации этих данных.
Ответ для пользователя с 6-го этажа: Мы ранее уже пытались увеличить степень открытия выходного клапана; ток достигал 36,2 А. Однако из-за отсутствия контроля за температурой статора двигателя и других компонентов (система защиты), мы не рискнули увеличивать значение ещё больше. Впоследствии ток в двигателе держался на уровне, не превышающем номинального значения в 35,3 А.