Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Паровые насосы

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
8.01 Mб
Скачать

Т а б л и ц а 17. Максимальные значения октавных уровней звуковой мощности для стандартных паровых насосов

 

 

Октавные

уровни звуковой мощности (дБ) при средне­

Гипоразмер

 

геометрической частоте октавных полос (Гц)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

ПДГ

2,5/20

86

88

89

88

85

83

81

79

ПДГ

6/4

ПДГ 6/20

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДГ

16/8

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДВ

16/20

92

94

94

93

90

88

86

84

ПДВ

25/20

ПДВ 25/4

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДГ 25/16

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДВ

10/50

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДВ 25/50

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДВ 60/8

97

98

98

96

93

91

89

87

ПДВ

125/8

ПДГ

10/40

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДГ 25/45

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДГ 60/8

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДГ 40/32

 

 

 

98

96

94

 

 

ПДГ

60/20

100

100

100

92

90

ПДГ 60/25

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДВ

160/16

 

101

 

102

 

 

 

 

ПДВ

250/8

100

101,5

102,5

102,5

102

101

ПДГ

125/32

 

 

 

 

 

 

 

 

Зная фактор виброактивности, можно рассчитать общий уро­ вень вибрации (дБ) по формуле

М = 7 4 + 141g Qp/M.

Как показали исследования, вибрационная характеристика поршневого кривошипного насоса зависит от режимов его ра­ боты. При повышении давления на выходе общие уровни вибра­ ции насоса и его основных частей увеличиваются по логарифми­ ческому закону. Вибрационная характеристика поршневого на­ соса изменяется в зависимости от вакуумметрической высоты всасывания. Наиболее значительную вибрацию насос испыты­ вает при работе с большой высотой всасывания. Это учитывает­ ся при установлении допустимой вакуумметрической высоты всасывания, которая указывается в паспорте насоса.

6 И. А. Чип

Паровые насосы работают более спокойно, чем кривошипные (приводные), однако и для них введены ограничения по уровню шума и виброактивности.

Для насосов, изготовляемых по ГОСТ 11376—77, октавные уровни звуковой мощности на номинальном режиме не должны

Т а б л и ц а

18. Максимальные

 

превышать

значений,

указан­

 

ных

в

табл.

17.

Значения

значения октавных уровней

 

октавных

уровней

колеба­

колебательной скорости для

 

стандартных

паровых насосов

 

тельной скорости приведены в

 

 

 

 

табл.

18.

 

 

 

 

 

Среднегеометри­

Среднеквадрати­

Общие

уровни

колебатель­

ческое значение ко­

ной

скорости

замеряются

на

ческая частота

лебательной

ско­

октавных полос.

рости, дБ, относи­

торцах

фундаментных

болтов

Ги

 

 

 

тельно 5* 10“ 8

м/с

или на опорах насоса в на­

 

 

 

 

правлении,

 

перпендикуляр­

2

 

107

 

ном

опорной

поверхности

на­

4

 

100

 

соса.

 

проектировании порш­

8

 

92

 

При

16

 

92

 

невых насосов

обращают вни­

31,6

 

92

 

мание

на

повышение

механи­

63

 

92

 

 

 

 

 

ческого

сопротивления

их

за

счет увеличения жесткости от­ дельных элементов конструкции, что приводит к уменьшению вибрации и уровня шума насосов.

49. ОБЪЕМ И УСЛОВИЯ ПОСТАВКИ НАСОСОВ

Вместе с насосом должны поставляться: комплект запасных частей, арматура, контрольно-измерительные приборы и спе­ циальный инструмент. К запасным частям относятся: всасываю­ щие и напорные клапаны в сборе, уплотняющие кольца гидрав­ лических поршней, поршневые паровые кольца, уплотняющие золотниковые кольца, сальниковая набивка. Количество постав­ ляемых запасных частей указывается в спецификации или ве­ домости.

По согласованию с поставщиком насосы могут комплектовать­ ся предохранительными клапанами и воздушными колпаками.

С каждым насосом должно поставляться «Руководство по эксплуатации», включающее в себя формуляр, техническое опи­ сание, инструкцию по эксплуатации и чертежи быстроизнашивающихся деталей.

Поставка как одиночных, так и сдвоенных насосов должна осуществляться в соответствии с заказом. В заказе указывают­ ся: марка насоса, физико-химические свойства перекачиваемой жидкости, характеристика пара (давление на входе в насос, перегретый или насыщенный, противодавление), условия работы паровой части (со смазкой или без смазки), основные пара­ метры (подача, напор или давление на выходе, вакуумметриче-

162

ская высота всасывания). Насосы, поставляемые по специаль­ ным техническим условиям на поставку, должны полностью со­ ответствовать этим условиям.

Срок гарантии для

обычных насосов

устанавливается 12,

а со Знаком

качества— 18 месяцев со дня

ввода

насоса в экс­

плуатацию.

должна

быть укреплена табличка,

содержащая

На насосе

следующие данные: наименование и товарный знак предприя­ тия-изготовителя; условное обозначение насоса; порядковый но­ мер и год выпуска насоса; подачу, давление на выходе, рабочее давление пара и наибольшую его температуру; массу насоса; клеймо технического контроля. Для насосов, которым присвоен государственный Знак качества, на табличке помещается изобра­

жение этого знака. Табличка может содержать и другие данные. Надписи на табличках насосов, предназначенных для экс­ порта, должны быть выполнены на языке, указанном в заказе-

наряде внешнеторговой организации.

Запасные части и специальный инструмент маркируют обо­ значением чертежа на самих деталях или на подвешенных к ним бирках.

На заводе-изготовителе насосы и комплектующие изделия проходят консервацию. После консервации все отверстия насоса закрываются пробками или заглушками с прокладками. Закон­ сервированный насос, комплектующие изделия и документация упаковываются в тару, исключающую возможность их механи­ ческого повреждения и воздействия на них метеорологических условий при транспортировании и хранении. Насосы могут и не упаковываться в ящики при условии обеспечения их сохран­ ности во время транспортирования.

Погрузка и выгрузка упакованного насоса должны произво­ диться осторожно, в соответствии с предохранительными под­ писями на ящике. Захват стропами должен осуществляться в указанных на ящике местах.

Насос и комплектующие изделия должны храниться в соот­ ветствии с инструкцией завода-изготовителя.

Г л а в а XI. ПНЕВМ АТИЧЕСКИЕ И ГИД РАВЛИЧЕСКИЕ ПРЯМ ОДЕЙСТВУЮ Щ ИЕ НАСОСЫ

50. П Н ЕВ М АТИ Ч ЕС КИЕ П РЯМ ОД ЕЙСТВУЮ Щ ИЕ НАСОСЫ

В некоторых отраслях народного хозяйства находят применение прямодействующие насосы, работающие на сжатом воздухе. Они используются, например, для водоотлива при проходке го­ ризонтальных горных выработок, уклонов, а также на разрезах. Такие насосы применяются иногда на строительных работах для откачивания сильно загрязненной воды.

6*

Пневматические прямодействующие насосы выгодно приме­ нять в тех производствах, где имеется в достаточном количестве дешевый сжатый воздух.

Пневматические насосы выполняются обычно сдвоенными двустороннего действия. Гидравлическая и силовая часть у этих насосов имеет такое же устройство, как и у сдвоенных паровых прямодействующих насосов. В горном деле находит применение сдвоенный пневматической прямодействующий насос НПЗ-2 (рис. 97), который используется для откачивания воды как чи­ стой, так и загрязненной.

 

О с н о в н ы е т е х н и ч е с к и е д а н н ы е н а с о с а

 

Подача,

м8/ч .

 

 

15

Напор, м

...........................................................................................

высота

всасывания, м вод. ст.

6

Вакуумметрическая

7

Давление

(абсолютное) воздуха, МПа

0,6

Расход воздуха, м3/мин.........................................................

 

95

Число двойных ходов поршня в минуту

Ход поршней, м м ....................

 

.

125

Диаметр воздушных цилиндров, мм . .

135

Диаметр

гидравлических цилиндров, мм

90

Габаритные размеры

насоса,

мм:

1200

длина .

 

 

ширина

 

 

545

высота .

 

 

560

Пневматический насос НПЗ-2 имеет горизонтальное испол­ нение. Блок воздушных и блок гидравлических цилиндров соеди­ нены между собой промежуточной частью, отлитой за одно це­ лое с воздушным блоком.

В насосе применены плоские золотники. Механизм воздухораспределения действует так же, как и механизм парораспреде­ ления у сдвоенных паровых насосов. Напорные и всасывающие клапаны насоса — тарельчатые с пружинной нагрузкой.

Насос в сборе монтируется на раме, выполненной в виде са­ лазок. Между опорами насоса и рамой устанавливаются рези­ новые амортизаторы.

У воздушных сдвоенных прямодействующих насосов соотно­ шение между диаметрами воздушного DB и гидравлического D цилиндров может быть определено из уравнения

рgff

jiD2

7|м (Р\в

Р 2в)

(65)

Лг

4

 

 

 

где Н — напор насоса; г\г — гидравлический к. п. д. насоса; ри — давление воздуха в цилиндре со стороны впуска; р2в — давление воздуха в цилиндре со стороны выпуска; г\м— механический к. п. д. агрегата.

Решая уравнение (65) относительно DB, получим

DB= D

^гПм (P1B Р2в)

Рис. 97. Сдвоенный пневматический прямодействующий насос:

/ — воздушные цилиндры; 2—муфтовый вентиль; 3—автоматическая масленка; 4—воздухораспределительное устройство; 5—ги­ дравлические цилиндры; 6—рама; 7—резинотканевый шланг; 8—приемная сетка

В гидравлических прямодействующих насосах (в отличие от паровых и воздушных) рабочей средой является жидкость, по­ даваемая в силовой цилиндр под давлением. В качестве рабочей (силовой) жидкости обычно используется масло или эмульсия. В связи с широким внедрением гидроприводов в различные от­ расли народного хозяйства гидравлические прямодействующие насосы начинают находить все большее применение. При уме­ ренных давлениях гидравлические прямодействующие насосы могут выполняться по типу паровых и воздушных.

Для очень высоких давлений гидравлические прямодействую­ щие насосы выполняются по схеме, показанной на рис. 98, а.

Рис. 98. Схемы гидравлических прямодействующих насосов: а — одноплун­ жерного; б — двухплунжерного

Высокое давление создается с помощью плунжера 2> связанного с поршнем 1 силового цилиндра. Рабочий (насосный) цилиндр снабжен всасывающим 4 и напорным 3 клапанами, причем для повышения надежности обычно применяют по два последова­

тельно расположенных клапана на линиях нагнетания и пита­ ния.

Для насоса, построенного по схеме рис. 98, а, потребное дав­ ление р\ жидкости на поршень силового цилиндра определяется из соотношения

PiD2 = p2d2/r]h

(66)

где р2 — давление жидкости на выходе из насоса; D — диаметр поршня силового цилиндра; d — диаметр плунжера рабочего ци­ линдра; г|1 — коэффициент, учитывающий потери на трение в

поршне, сальнике и гидравлические потери в рабочем цилиндре и клапанах.

Из соотношения (66) получим

Pi = pzd2[ D \ v.

Ш

Для нормальной работы прямодействующего насоса силовой насос, подающий жидкость в силовой цилиндр, должен обеспе­ чивать давление

Pc = Pl/Tlp.y + ДРп.т,

где rip. у — коэффициент, учитывающий гидравлические потери в распределительном устройстве; Дрп. т — потеря давления в под­ водящем трубопроводе к силовому цилиндру.

Секундная подача рассматриваемого насоса

 

Q = i T - ^ o ^ .

 

где S — ход плунжера; rio — коэффициент подачи, равный

при­

мерно 0,9...0,94.

 

Поскольку нагнетание жидкости одноплунжерным насосом

(рис. 98, а) происходит лишь при движении плунжера в

одну

сторону, подача жидкости будет прерывистой, что во многих случаях нежелательно, а иногда и недопустимо.

Для выравнивания подачи применяют двухплунжерные на­ сосы (рис. 98, б). Поршень 5 силового цилиндра приводит в дви­ жение плунжеры 4 насосной части, каждый цилиндр которой снабжен дублированными напорными 1 и всасывающими 2 кла­ панами. Реверс движения плунжеров осуществляется с помощью электромагнитного распределителя 5, управляемого от конце­ вых выключателей (на схеме не показаны), на которые воздей­ ствует в конце ходов поршень 5 силового цилиндра. Приме­ няются также схемы, в которых распределитель переключается непосредственно поршнем силового цилиндра.

При схеме питания, показанной на рис. 98, б, насос приго­ ден лишь для случаев, когда нагнетаемая им жидкость является рабочей средой силового цилиндра.

Рассмотренные насосы обычно применяются при давлении 300 МПа и выше и расходе 20—40 л/мин; число рабочих ходов составляет примерно 120...150 дв. ход мин. При давлениях по­ рядка 200 МПа диаметр плунжера не превышает 50...60 мм и его ход — 200 мм. Диаметр силового цилиндра составляет 200...250 мм. При более высоких давлениях диаметр плунжера обычно не превышает 15...20 мм и ход— 100...120 мм.

Гидравлические насосы прямого действия находят примене­ ние в буровых установках.

Схема гидроприводного насоса показана на рис. 99. В на­ сосный блок входят четыре рабочих цилиндра 1, один из кото­ рых является резервным. Поршни рабочих цилиндров приводят­

ся

в

действие рабочей жидкостью, поступающей от силового насо­

са

3

(обычно поршневого) через распределительный механизм

2.

Схемой предусмотрено параллельное и последовательное

включение силовых насосов. В качестве рабочей (силовой) жидкости используется техническая вода или антифриз. Кроме указанных элементов, в схему входят пневматические компен­ саторы, емкости с отстойниками, предохранительные устройства и контрольно-измерительная аппаратура.

При параллельной работе оба силовых насоса 3 забирают воду (или антифриз в зимнее время) из резервуара и направ­ ляют ее в распределительное устройство 2, а из него в рабочий цилиндр 1. Поршень-разделитель под действием силовой жидко­ сти перемещается в рабочем цилиндре, вытесняя перекачивае­ мую жидкость через клапан в напорный трубопровод.

Рис. 99. Схема гидроприводного бурового насоса:

Я К — предохранительный клапан; РЦ резервный цилиндр; РИ—резервный силовой насос

Во втором рабочем цилиндре в это время осуществляется всасывание. При этом распределительный механизм открывает выход силовой жидкости из цилиндра на слив, давление в ци­ линдре падает. Подпорный центробежный насос 4 забирает пе­ рекачиваемую жидкость из емкости 5 и подает ее через всасы­ вающий клапан в рабочий цилиндр, вследствие чего поршеньразделитель перемещается вправо. По окончании хода нагнета­ ния в одном цилиндре и хода всасывания в другом автоматиче­ ски срабатывает распределительное устройство и такты ме­ няются.

Параллельная работа силовых насосов необходима тогда, когда требуется увеличенный расход жидкости (в начале буре­ ния скважины).

Работы по созданию гидроприводных буровых насосов нахо­ дятся в стадии теоретических и экспериментальных исследова­ ний.

Г л а в а XII. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ТРУБОПРОВОДОВ НАСОСНОЙ

УСТАНОВКИ

52. ЗАД АЧ И ГИ Д РАВ Л И Ч ЕС К ОГО

Р А С Ч ЕТА

Гидравлический расчет трубопроводов является одним из основ­ ных вопросов при проектировании насосных установок. Он слу­ жит основой для выбора внутренних диаметров труб, скоростей движения жидкости, подачи и напора насоса.

В практике проектирования насосных установок встречаются разнообразные случаи гидравлического расчета трубопроводов. Однако все "они могут быть сведены к решению двух типовых задач прямой и обратной.

По схеме прямой задачи выполняются все случаи гидравли­ ческих расчетов, при которых напор, расходуемый на преодоле­ ние гидравлических сопротивлений в трубопроводе, является искомой величиной. Обратная задача представляет собой такой случай гидравлического расчета трубопровода, при котором зна­ чение напора заранее задается. По. результатам решения пря­ мой задачи выбирают подачу и напор насоса, предназначенного для обслуживания проектируемой установки.

Цель гидравлического расчета при решении обратной за­ дачи'— определить диаметр трубопровода и параметры движе­ ния жидкости в нем, исходя из располагаемого напора насосной установки.

Расчет трубопровода начинают с вычерчивания расчетной схемы с нанесением на нее насоса и арматуры. Трубопровод разбивают на отдельные участки (простые трубопроводы), в пределах которых значения расходов и внутренние диаметры труб постоянны. Участки обычно обозначают двумя цифрами: 1—2, 2—3 и т. д., первая из которых указывает начало, а вто­ рая — конец участка по ходу расчета. Около каждого участка на выносной линии указывают диаметр трубы и длину участка, а иногда расход и скорость протекающей среды. Кроме того, на схему наносят значения возвышения г,- узловых расчетных то­ чек над плоскостью сравнения.

53. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫ Е ЗАВИСИМ ОСТИ

В основе гидравлического расчета трубопроводов лежат из­ вестные из гидравлики уравнение неразрывности и уравнение Бернулли.

При рассмотрении вопросов, связанных с гидравлическим расчетом трубопроводов, будем исходить из того, что сдвоенные паровые насосы обеспечивают практически постоянную подачу, а одиночные насосы для выравнивания подачи имеют воздушные Колпаки. При наличии воздушных колпаков у сдвоенных

насосов приводимые в дальнейшем зависимости будут наиболее точно изображать действительную картину движения жидкости в трубопроводах насосной установки.

Уравнение неразрывности (сплошности) для несжимаемой жидкости имеет вид

f\Vi = f2v2= const,

(67)

где fi и /2 — площади сечений 1 и 2 трубы; v\ и v2— средние скорости движения жидкости в сечениях 1 и 2.

Уравнение (67) показывает, что если в трубопроводе нет притоков и отводов, то расход жидкости в любом сечении яв­ ляется постоянным, а следовательно, значения средних скоро­ стей будут обратно пропорциональны площадям сечений трубы:

vi/v2= /2//1.

Уравнение Бернулли выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. При установившемся движении несжи­ маемой жидкости для сечений 1 и 2 потока относительно произ­ вольно выбранной горизонтальной плоскости сравнения оно за­ пишется в следующем виде:

I

Р{ I

А

I

I

°2 ,

и

Zl +

J g + a 'W

= Z2-+ ~Pg+

° 2.1F +

hl~2'

где z\ я Z2 — высоты

расположения

центров тяжести сечений 1

и 2 потока над плоскостью сравнения; р\ и р2— давления в цен­ трах тяжести сечений 1 и 2; h\-2— потерянная удельная энер­ гия потока или потеря напора на участке 1—2; ai и а 2 — коэф­ фициенты, учитывающие неравномерность распределения скоро­

стей

по сечению

потока (для

турбулентного

режима a

= 1,045

и

практически принимается

а = 1 ;

для ламинарного

режима

a

— 2); g — ускорение свободного падения.

 

 

 

Как известно, ламинарный режим течения наблюдается при

Re <

2300, тогда

как турбулентный при Re >

2300. Число Рей­

нольдса

Re = vd/v,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где V— скорость

течения жидкости

в трубе,

м/с; d — внутрен­

ний диаметр трубы, м; v — коэффициент кинематической вязко­ сти, м2/с.

Для различных капельных жидкостей v зависит главным об­ разом от температуры, уменьшаясь с ее повышением.

Основным видом течения жидкости в трубопроводах является турбулентное. Ламинарный режим течения наблюдается в тру­ бопроводах, транспортирующих жидкости, обладающие значи­ тельной вязкостью (мазут, масло, нефть и др.). По физическому смыслу все члены уравнения Бернулли представляют собой удельные энергии (отнесенные к 1 кг массы жидкости); так, член г есть удельная потенциальная энергия положения жидко­ сти, член p/pg— удельная потенциальная энергия давления в

170

Соседние файлы в папке книги