Предпусковая заливка насоса

2.1 Основные способы заливки насосов

Способы заливки насосов условно можно разделить на постоянные и предпусковые.

Рис. 2.1. Постоянные способы заливки

Рис. 2.2. Предпусковые способы заливки

Как видно из самого названия, предпусковые способы заливки используются для заливки трубопроводов, на практике обычно используется подпитывающий насос малой мощности и его цель состоит только в создании столба жидкости необходимого для успешной работы насоса.

Постоянные способы заливки используются в процессе работы насосов. Очень большой интерес представляет использование погружных насосов, струйных аппаратов и подкачивающих насосов, более подробно данную методику рассмотрим при работе водоотливной установки с подпором на входе. Суть данного способа состоит в создании напора на входе в насос менее мощным насосом, при этом он имеет аналогичную производительность что и основной насос. При постоянных способах заливки достигается уменьшение кавитации. Из практики кавитация - это не что иное, как "закипание воды", в трубопроводах возникает образование воздушных пузырьков, как следствие в зоне образования пузырьков происходит их схлопывание и скол материала со стенок трубопроводов.

При заливке погружными вертикальными насосами вода к рабочим колесам поступает с подпором, что создает благоприятные условия для их эксплуатации. Способ заливки прост и надежен, но уход и контроль за насосами несколько затруднены.

Автоматизированные водоотливные установки с погружными насосами нашли широкое применение на участковых и перекачных водоотливах шахт и рудников.

При сифонном способе - вода с вышележащего горизонта подводится по специальной сифонной трубке к насосу, благодаря чему обеспечивается его постоянное заполнение при стоянке. На всасывающем трубопроводе должен быть установлен приемный клапан, а на сифонной трубке - обратный. Этот способ заливки также отличается простотой и надежностью.

Сифонный способ заливки насосов может быть осуществлен и при применении гидрорегуляторов, которыми вода перепускается из нагнетательного трубопровода или от постороннего источника водоснабжения в специальный бак, а из него - в насос.

При использовании баковых аккумуляторов (БА) – используют однокамерные баковые аккумуляторы, монтируемые на всасывающей линии насосов. Баковый аккумулятор представляет собой герметически закрытый цилиндрический сосуд - бак с двумя патрубками, с помощью которых он монтируется на всасывающем трубопроводе. При этом бак располагается на 50-100 мм выше насоса в горизонтальном положении. Внутри бака между патрубками приваривается труба, так, что между ней и нижним патрубком образуется узкая кольцеобразная щель (сопло).

При заливке из нагнетательного трубопровода – происходит заливка трубопровода преимущественно ручным способом, но возможно и применение автоматизации. Суть способа уже понятна из самого названия.

2.2 Водоотливная установка с баковым аккумулятором (БА)

В автоматизированных установках нашли широкое распространение для заливки однокамерные баковые аккумуляторы, монтируемые на всасывающей линии насосов. Баковый аккумулятор (рис.2.3) представляет собой герметически закрытый цилиндрический сосуд - бак 3 с двумя патрубками с помощью которых он монтируется на всасывающем трубопроводе. При этом бак располагается на 50-100 мм выше насоса в горизонтальном положении. Внутри бака между патрубками приваривается труба 2 так, что между ней и нижним патрубком образуется узкая кольцеобразная щель (сопло).

Рис. 2.3. Водоотливная установка с баковым аккумулятором

Для обеспечения первоначального пуска насоса бак (и насос) заполняется водой из нагнетательного трубопровода 6 через обводную трубку 5 или штуцер уравнительной трубки 4. При включении насоса, вода из бака с большой скоростью проходит через кольцевую щель, в результате чего вместе с водой захватывается воздух, поступающий из верхней части бака и всасывающего трубопровода 1. По мере нарастания разрежения всасывающий трубопровод и баковый аккумулятор заполняются водой из водосборника. Так как водо-воздушная смесь, выбрасываемая насосом, имеет давление, недостаточное для открытия обратного клапана 7, на время пуска управляемый вентиль 9 открыт и смесь сбрасывается в водосборник. По окончании пуска управляемый вентиль закрывается и вода направляется по нагнетательному трубопроводу. Клапан в приемной сетке обычно не ставится, поэтому при остановке насоса вода уходит из всасывающего трубопровода, оставаясь в баке аккумулятора. Уравнительная трубка служит для предотвращения после остановки насоса ухода воды из бака вследствие избыточного давления со стороны насоса и разрежения со стороны всасывающего трубопровода. Задвижка 8 постоянно открыта.

Область применения баковых аккумуляторов ограничивается в основном перекачным и вспомогательным водоотливом. Мощные насосы с большим диаметром всасывающего трубопровода должны иметь баки больших размеров, что затрудняет их размещение в камере.

2.3 Заливка насоса из нагнетательного трубопровода

Изобразим на рис.2.4 наиболее распространенную схему заливки.

Рис. 2.4. Заливка насоса из нагнетательного трубопровода

Заливка происходит посредством вентилей 1 и 2, а также управляемого вентиля 3.

Этот способ широко применяется при ручном управлении водоотливными установками и может быть использован при их автоматизации. Способ отличается простотой, его применение не связано с большими переделками установки.

К недостаткам способа относятся: переменный напор, ограниченные запасы воды в нагнетательном трубопроводе и возможность ухода воды из него через неплотности обратных клапанов и задвижек.

Автоматическая заливка насосов из нагнетательного трубопровода успешно осуществляется с помощью управляемого заливочного вентиля и простой дренажной системы. Для удаления воздуха к крышке насоса со стороны всасывания подсоединяется дренажная трубка диаметром 18,9-25,5 мм, конец которой погружается в воду на глубину расположения приемной сетки.

При применении дренажной трубки довольно просто решаются вопросы герметизации всасывающей линии, удаления воздуха из насоса и предохранения всасывающего трубопровода от высоких давлений.

Автоматическую заливку из нагнетательного трубопровода следует рекомендовать там, где можно обеспечить минимум трехкратную заливку насоса, так как в схему автоматизации обычно включены три насоса (при отказе первого насоса должен быть залит второй, при отказе второго - третий).

2.4 Заливка вспомогательными насосами

Основные насосы и их всасывающие трубопроводы заполняются водой с помощью вспомогательных погруженных насосов небольшой мощности. В таких схемах работа основного насоса зависит от работы вспомогательного, способ заливки которого должен быть достаточно надежным.

Вспомогательные насосы подключаются к основным последовательно. Примером последовательного включения являются водоотливные установки с бустерными насосами, монтируемыми на всасывающих трубопроводах основных насосов. В качестве бустерных применяются вертикальные погруженные насосы.

Рис. 2.5. Водоотливная установка с погружным насосом

Как видно из предложенной схемы погружной насос 2 создает напор на входе в основной насос. Регулирование производится при помощи задвижки 1. Суть способа состоит в том, что насосу в процессе работы необходим подпор на входе для этого устанавливается насос 2 он имеет такую же производительность что и основной насос но меньший напор, всасывая жидкость он ее подает через нагнетательный трубопровод 3, а поток жидкости регулируется при помощи задвижки 1.

Преимуществом данного способа является то, что создается нужный напор при сравнительно небольших затратах на подкачивающее устройство, при этом энергопотребление несуществено возрастает. Данный способ получил широкое распространение как средство борьбы с кавитацией.

Недостатком способа является то, что наличие дополнительных устройств снижает надежность водоотливной установки, при этом иногда и конфигурация насосных камер не позволяет использовать данный способ.

Есть способ предпусковой заливки при использование струйного аппарата.

Рис. 2.6. Водоотливная установка со струйным аппаратом

Суть данного способа состоит в том, что подпор создается струйным аппаратом 2, который соединен с основным насосом при помощи трубопровода 3 и регулируется управляемой задвижкой 1.

Преимуществом данного способа является не только то что создается предпусковая заливка, но и обеспечивается подпор и постоянная подача во времени.

Недостатком является усложнение схемы водоотлива, как следствие увеличение времени на обслуживание водоотлива. Также наличие дополнительных устройств снижает надежность установки.

В автоматизированных установках контроль заливки производится с помощью реле заливки, действующего по принципу контактного манометра или поплавковой камеры и по времени.

Наиболее простым является контроль по времени, так как во всех схемах автоматизации имеются реле времени. Для надежности следует выбирать заливочные средства достаточной производительности с учетом возможных утечек воды через неплотности.

Контроль за работой насосных установок должен быть поставлен как исключающий их эксплуатацию при значительном отклонении режима работы от оптимального. Работу насоса можно контролировать с помощью реле давления. При установке реле производительности на всасывающем или нагнетательном трубопроводах достигается также косвенный контроль разгрузочного устройства секционных насосов. Для обеспечения контроля целости нагнетательного трубопровода реле производительности устанавливается на выходном конце нагнетательного трубопровода. При разрыве трубопровода работа насоса автоматически прекращается. Однако, как показал опыт, такое расположение реле производительности нерационально, так как для этого требуется сигнальный кабель значительной длины. Кроме того, возникает необходимость защиты приборов на поверхности от поломок и обмерзания.

Ключевые термины:

Трубопровод – инженерное сооружение, предназначенное для транспортировки газообразных и жидких веществ, а также твёрдого топлива и иных твёрдых веществ в виде раствора под воздействием разницы давлений в поперечных сечениях трубы.

Задвижка –трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Задвижки — очень распространённый тип запорной арматуры. Они широко применяются практически на любых технологических и транспортных трубопроводах диаметрами от 15 до 2000 миллиметров.

Трубопроводная арматура – устройство, устанавливаемое на трубопроводах, агрегатах, сосудах и предназначенное для управления, отключения, распределения, регулирования, сброса, смешивания, фазоразделения.

Запорная арматура — вид трубопроводной арматуры, предназначенный для перекрытия потока среды. Она имеет наиболее широкое применение и составляет обычно около 80% от всего количества применяемых изделий. К запорной арматуре относят и пробно-спускную и контрольно-спускную арматуру, используемую для проверки уровня жидкой среды в ёмкостях, отбора проб, выпуска воздуха из верхних полостей, дренажа и т.д.

Насос — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Разность давлений жидкости в насосе и трубопроводе обусловливает её перемещение.

Сифон — изогнутая трубка с коленами разной длины, по которой жидкость поступает из сосуда с более высоким уровнем в сосуд с более низким уровнем жидкости. Для обеспечения работоспособности сифон необходимо предварительно заполнить жидкостью.

Контрольные вопросы

1. Какие существуют способы заливки насосов?
2. К предпусковым способам заливки относятся?
3. К постоянным способам заливки относятся?
4. В чем состоит суть водоотливной установки с баковым аккумулятором?
5. Как происходит заливка при помощи вспомогательных насосов?
6. Назовите преимущества водоотливной установки со струйным аппаратом?
7. Назовите недостатки водоотливной установки с подкачивающим насосом?
8. Назовите преимущества водоотливной установки с подкачивающим насосом?
9. Назовите недостатки водоотливной установки со струйным аппаратом?
10. В чем состоит особенность подкачивающих насосов?

Упражнения

Прочтите статью перейдя по ссылке: http://ea.donntu.edu.ua:8080/jspui/bitstream/123456789/13202/3/Vin_Miz.pdf

Краткие итоги

• Рассмотрели постоянные и предпусковые способы заливки
• Познакомились с основными способами заливки насоса
• Рассмотрели основные недостатки и преимущества способов