О применении сменных проточных частей в насосах со спиральным отводом

А.А.Иванюшин, А.Ал. Руденко, И.Б. Твердохлеб

Эксплуатация насосного оборудования зачастую предполагает регулирование параметров, что предопределяет смещением рабочей точки насоса относительно оптимальной подачи. Смещение рабочей точки в сторону меньшей подачи относительно точки максимального к.п.д. и длительная работа на переменных режимах, снижает эффективность использования насоса.

Одним из наиболее эффективных способов изменения параметров насоса является регулирование его частоты вращения с помощью гидромуфты(ГМ) или частотно-регулируемого привода(ЧРП). Однако во многих случаях, регулирование параметров насоса требуется с изменением подачи при сохранении высокого уровня давления на выходе с целью максимального использования возможности трубопровода по допускаемому давлению. При смещении по подаче более чем на 20-30% относительно оптимальной, применение только ГМ или ЧРП является менее эффективным, по сравнению с использованием сменных рабочих органов.

Большое распространение в качестве сменных рабочих органов насоса получили сменные ротора, а в ряде случаев и сменные проточные части(СПЧ), состоящие из сменного ротора и направляющего аппарата(НА) или спиральной вставки.

Непосредственное введение НА в конструкцию насоса для всех режимов повлечет увеличение радиального размера насоса. Поэтому для уменьшения габаритов в условиях номинальной подачи предлагается применение базового двухзавиткового спирального отвода без НА, а для подач менее номинальной – с НА. Критерием применения СПЧ принято увеличение к.п.д. для соответствующей подачи более чем на 2% относительно к.п.д. со сменным ротором. Кроме того установка СПЧ с НА приводит к снижению в 1,5-2 раза радиальной силы, действующей на ротор насоса, что благоприятно сказывается на увеличении ресурса подшипников и в целом надежности насоса.

При проектировании насоса в котором предполагается использование СПЧ необходимо соблюдать ряд условий:

• для возможности обеспечения требуемого номинального напора для СПЧ на подачи 0,25Qном - 0,7Qном проточная часть с основным ротором желательно проектировать с максимально возможным, в рамках классических рекомендаций, зазором между РК и отводом в зависимости от Ns;
• пазухи между РК и корпусом должны назначаться с учетом возможности размещения НА;
• в рабочих колесах основного ротора следует использовать не более 7 лопастей;
• НА применяемые в СПЧ с номинальными напорами должны иметь отношения наружного диаметра к внутреннему D3/D5 не более 1,2;
• НА применяемые в СПЧ с номинальными напорами должны иметь 9 и более каналов;

Особенности систематизации СПЧ для различных подач и напоров, и рациональная область применения приведены в докладе.