​Методы регулирования расхода трубопроводных центробежных насосов

1. Дросселирование выхода  

Для насосов с низкой и средней удельной скоростью это распространенный и экономичный метод регулирования расхода, хотя он обычно ограничивается такими насосами. Частичное закрытие любого типа клапана на выпускном трубопроводе увеличивает напор в системе, в результате чего кривая напора в системе пересекает кривую напора трубопроводного насоса при меньшем расходе.  

Дроссельное регулирование на выходе смещает рабочую точку в область более низкого КПД и приводит к потерям мощности на дроссельном клапане. Это может быть важно для крупных насосных установок, где методы регулирования с более высокими инвестициями могут оказаться более экономически привлекательными. Дросселирование в закрытое положение может привести к перегреву жидкости внутри насоса; для поддержания необходимого минимального расхода можно использовать байпасную линию или использовать альтернативные методы регулирования — это особенно важно для насосов, перекачивающих горячую воду или летучие жидкости.  

2. Дросселирование всасывания  

Если имеется достаточный NPSH (чистый положительный напор на всасывании), дросселирование всасывающего трубопровода может сэкономить некоторую мощность. Топливо для реактивных двигателейтрубопроводные насосычасто используйте дросселирование на входе, поскольку дросселирование на выходе может вызвать перегрев или испарение жидкости. При очень низких скоростях потока рабочие колеса этих насосов заполняются жидкостью лишь частично, поэтому входная мощность и повышение температуры составляют примерно 1/30 от тех, которые возникают при полной работе рабочего колеса во время дросселирования на выходе.  

Расход конденсатных насосов обычно регулируется глубиной погружения, что эквивалентно дросселированию на входе. Специальная конструкция позволяет свести к минимуму кавитационные повреждения этих насосов, хотя их энергоэффективность становится весьма низкой.  

3. Регулирование байпаса  

Весь или часть потока изтрубопроводный насосНапорную линию можно отвести через обводную трубу обратно к всасывающему отверстию насоса или другой подходящей точке. Байпас может быть оборудован одним или несколькими отверстиями для потока и подходящими регулирующими клапанами. Байпас-дозатор обычно используется для уменьшения расхода питательных насосов котла, в основном для предотвращения перегрева. Если байпас отводит избыточный поток от пропеллерного насоса вместо дросселирования на выходе, можно добиться значительной экономии электроэнергии.  

4. Регулирование скорости  

Этот метод минимизирует требуемую мощность и исключает перегрев при регулировании расхода. Паровые турбины и двигатели внутреннего сгорания могут легко адаптироваться к регулированию скорости с небольшими дополнительными затратами. Для регулировки скорости можно использовать различные механические, магнитные и гидравлические устройства регулирования скорости, а также двигатели постоянного и переменного тока с регулируемой скоростью.  

Двигатели с регулируемой скоростью обычно дороги и оправданы только после экономических исследований для конкретных случаев. Изучено регулируемое лопаточное регулирование: для насосов с удельной частотой вращения 5700 (2,086) эффективны регулируемые направляющие лопатки, установленные перед рабочим колесом. Эти лопатки могут создавать положительное предварительное вращение, снижая напор, поток и эффективность, хотя их регулирующий эффект относительно незначителен для других конкретных скоростей.  

В Европе большие насосы для аккумулирования энергии для производства электроэнергии успешно используют регулируемые выпускные лопатки диффузора. Также были разработаны пропеллерные насосы с лопатками с переменным шагом, обеспечивающие широкий диапазон расхода при постоянном напоре и относительно небольших потерях эффективности. Однако эти методы слишком сложны и дорогостоящи, что ограничивает их практическое применение.  

5. Нагнетание воздуха  

Нагнетание воздуха во всасывающее отверстие насоса — это еще один метод регулирования расхода, который позволяет сэкономить некоторую мощность по сравнению с дросселированием на выходе. Однако наличие воздуха в транспортируемой жидкости, как правило, нежелательно, а избыток воздуха может привести к потере напора насоса. Таким образом, этот метод на практике применяется редко, за исключением особых случаев.