книги / Паровые насосы

мально возможную высоту всасывания при данном числе двой­ ных ходов поршня. Такие характеристики называют кавита­ ционными. Их снимают обычно при нескольких значениях чисел двойных ходов поршня.

Важными для паровых насосов являются парорасходные ха­ рактеристики. В качестве примера на рис. 30 представлены гра­ фические зависимости, выражающие изменение полного и удель­ ного расхода пара от числа двойных ходов поршня в минуту для насоса ПНП-4. Там же нанесен график полезной мощности N„ насоса.

6, нг/ч

Nn, кВт

1.2.

0,9

0,6

0.3

0

где Gк и Gn — в кг/ч, N„ — в кВт.

При снятии парорасходных характеристик давление на вы­ ходе из насоса, вакуумметрическая высота всасывания и дав­ ление отработавшего пара поддерживались постоянными.

Из рис. 30 видно, что с уменьшением числа двойных ходов п поршня удельный расход пара резко возрастает. Это вызывается увеличением потерь от теплообмена с понижением скорости поршня.

На рис. 31 можно видеть, как изменяются полный G и удель­ ный g yR расходы пара, а также напор Я от активного давления пара. Под активным давлением пара ракт понимают разность давлений свежего пара на входе в насос и отработавшего пара на выходе из насоса. Такие характеристики получают при по­ стоянном числе двойных ходов поршня, постоянной вакуумметрической высоте всасывания и постоянном давлении отрабо­ тавшего пара.

При расчетах под активным давлением пара понимают раз­ ность давлений пара на паровой поршень. Найдем аналитиче­ скую зависимость между напором прямодействующего насоса и активным давлением пара на поршень при п = const.

Для насосов, работающих без расширения пара, можно на­ писать

pgHFfa,. = (pi — p2)F n — T,

где р1 — давление в паровом цилиндре со стороны впуска; рч — давление в паровом цилиндре со стороны выпуска; Я — напор, создаваемый насосом; F — площадь гидравлического поршня; Fn— площадь парового поршня; Т — сила трения в поршнях, сальниках и золотниковом приводе; т)г — гидравлический к. п. д. насоса.

Решая это уравнение относительно Я, получим

Обозначим

FnT]r/pgF = A0 и Tr\r/pgF = В0,

тогда

Я — AQ(pi — р2) — BQ.

Это есть уравнение прямой. Угловой коэффициент А0 тем больше, чем больше отношение F„/F. Особенно большой угол подъема имеют характеристики Я = f{p\ — рг) высоконапорных котельнопитательных насосов, так как для получения требуе­ мого напора диаметр парового поршня у них берется много больше диаметра гидравлического поршня. В приведенных вы­ водах г|г принят постоянным.

Кроме рассмотренных выше характеристик, во время стен­ довых испытаний снимают также характеристики, выражающие зависимость подачи Q, коэффициент подачи г|о и активного дав­ ления пара от числа двойных ходов поршня. Такие характери­ стики представлены на рис. 32. При испытании насоса давление на выходе, вакуумметрическую высоту всасывания и давление отработавшего пара сохраняют постоянными.

В последние годы стали замерять уровень шума, создавае­ мого насосом. Допустимые уровни звуковой мощности (в дБ) при соответствующих частотах (Гц) регламентированы стандар­ том на сдвоенные паровые поршневые насосы.

18. И НД ИВ ИД УАЛ ЬН АЯ И СОВМ ЕСТНАЯ РАБОТА НАСОСОВ

Паровой поршневой насос может работать на трубопровод индивидуально и совместно с другими насосами. Рассмотрим сначала индивидуальную работу насоса на трубопровод.

Обратимся к рис. 33, а. Здесь нанесены характеристики на­ соса Q — Я для трех значений числа двойных ходов поршня щ,

Рис. 33. Работа поршневых насосов на трубопровод: а — индивидуальная работа; б — параллельная работа

л2 и Пз и характеристика трубопровода АВ. Через Я ст обозначен статический напор системы (например, давление в паровом котле).

Характеристика трубопровода строится по уравнению

Дтр== Яст “Ь koQip I

где Qrp — расход жидкости через трубопровод, м3/с; k0 — по­ стоянная для каждого данного трубопровода, определяемая по

выполнении практических расчетов характеристику Q — H для этих насосов часто изображают прямой линией.

Если предположить, что характеристика трубопровода есть кривая AD, то совместная работа обоих насосов была бы не­ возможна, так как суммарная характеристика 3 не пересекается кривой AD. В этом случае центробежный насос выключится, т. е. его невозвратный клапан закроется, а сам насос будет ра­ ботать вхолостую.

Если выключить поршневой насос, то, как уже упоминалось выше, рабочей точкой центробежного насоса при работе на тру­ бопровод с характеристикой АВ будет С2, при этом подача его Q2 будет больше Q2.

Н

Ъ

н2

А

Рассмотрение кривых на рис. 34 позволяет сделать следую­ щие выводы:

1) подключение центробежного насоса к магистрали парал­ лельно поршневому насосу увеличивает расход на Q2 < Q2;

2) чем круче поднимается характеристика трубопровода, тем меньшую прибавку к расходу дает подключение центробеж­ ного насоса;

3) чем положе опускается характеристика центробежного насоса, тем большая прибавка к расходу получается от его под­ ключения.

При пуске кривошипных поршневых и центробежных насо­ сов в параллельную работу рекомендуется присоединять цен­ тробежный насос к уже работающему поршневому постепенным открытием напорной задвижки, так как присоединение поршне­ вого насоса к центробежному вызывает резкое изменение по­ дачи последнего, что приводит к гидравлическому удару. Паро­ вой поршневой насос можно подключать к уже работающему /центробежному насосу постепенным открытием паровпускного вентиля.

Большие значения г|) относятся к насосам с повышенным напором, у которых для уменьшения силы, действующей на поршневой шток, принимают малое сечение поршня и относи­ тельно большую длину хода.

Одиночные прямодействующие насосы с длинным ходом поршня (большим г|э) являются наиболее приспособленными для перекачивания легко испаряющихся жидкостей.

Коэффициент подачи т]0 можно принимать в соответствии с данными, приведенными в п. 16.

Число двойных ходов поршня в минуту п у сдвоенных паро­ вых насосов обычно лежит в пределах от 30 до 120 и у одиноч­ ных от 20 до 50. Большие значения чисел двойных ходов поршня относятся к малым насосам.

Для сдвоенных паровых насосов в ГОСТ 11376—77 указано число двойных ходов поршня для каждой модификации насоса.

В'табл. 4 приведены технические данные сдвоенных паро­ вых насосов некоторых зарубежных фирм.

м/с

Насосы, указанные в табл. 4, установлены на многих оте­ чественных морских танкерах и служат для зачистки танков от остатков нефтепродуктов.

Для определения числа двойных ходов поршня в минуту п судовых сдвоенных паровых насосов в работе [13] рекомендуют­ ся следующие формулы:

для насосов общесудового назначения

п = 1 000/(11,8 + 0,03735);

для насосов питательных и перекачивающих высоковязкие жидкости

п = 1000/(16,8 + 0.0893S),

где S — в мм.

Выбранное число двойных ходов поршня должно быть про­ верено по средней скорости поршня.

На рис. 35 дана примерная зависимость средней скорости поршня иср от длины хода S для паровых прямодействующих насосов, работающих на воде. График 1 относится к сдвоенным насосам, график 2 — к одиночным насосам.

Для насосов, предназначенных для перекачивания вязких жидкостей, средняя скорость поршня принимается меньше, чем для водяных насосов. График, изображающий снижение сред­ ней скорости ыСр поршня в зависимостс от вязкости V жидко­ сти представлен на рис. 36. Благодаря снижению скорости поршня создаются стабильные условия работы насоса на вязкой жидкости.

Определив диаметр цилиндра, находят ход поршня 5 = ф£). Зная ход поршня, можно определить осевой размер гидравли­ ческого цилиндра. Зазор между поршнем, находящимся в край­ нем положении, и крышкой или днищем цилиндра определяется из расчета паровой подушки.