Вибір потужності електродвигуна насосної установки

Для того щоб обрати тип і потужність електро установки, потрібно виходячи з місцевих умов вирішити питання про схему водопостачання. Подачу води виробляють в головному через водонапірні котел або водонапірні бак з приводом відцентрових насосів від асинхронних двигунів.

Конкретна подача води від насоса в розподільну мережу здійснюється у відкритих іригаційних системах з приводом від асинхронних двигунів.

Для прийнятої схеми водопостачання вибирають насос (майже завжди надійний і звичайний в експлуатації насос відцентрового типу).

Для вибору насоса і визначення його потужності по водоспоживанню визначають необхідні подачу і напір.

Подачу Qн (л / ч) насоса знаходять з подальшого співвідношення:

де Qmaxч - ймовірний найбільший годинну витрату води, л / год, kч - коефіцієнт нерівномірності годинної витрати, kсут - коефіцієнт нерівномірності добової витрати (1,1 - 1,3), η - ККД установки, що враховує втрати води), Qср.сут - середньодобова витрата води, л / сут.

Напір насоса вибирають таким, щоб він міг подавати воду при потрібному тиску в задану точку. Необхідний напір насоса ННТР визначається висотою всмоктування Нвс і висотою нагнітання ННД, сума яких визначає статичний напір Нс, втратами в трубопроводах Hп і різницею тисків на верхньому Рву і нижньому РНУ рівнях.

Беручи до уваги, що напір H = P / ρg, де Р - тиск, Па, ρ - щільність води, кг / м3, g - 9,8 м / с2 - прискорення вільного падіння, g - питома вага води, к / м3 , отримуємо:

ННТР = Hc + Hп + (1 / ρ) х (Рву - РНУ)

Знаючи необхідні витрати і напір, по каталогу вибирають насос відповідних характеристик з урахуванням можливої ​​частоти обертання приводного мотора. Далі визначають потужність електродвигуна насоса.

За універсальної характеристиці обраного насоса уточнюють його подачу Qн натиск Нн і визначають коефіцієнт корисної дії ηн і потужність насоса Рн.

Потужність (кВт) мотора приводу насоса Pдв = (k з х ρ х Qн х Нн) / (ηн х ηп),

де - k з коефіцієнт запасу, що залежить від потужності електродвигуна насоса: Р, кВт - (1,05 - 1,7), тому що в реальних умовах роботи насосів можуть відбуватися витоку води з напірного трубопроводу (внаслідок нещільності з`єднань, розривів трубопроводу та ін, тому електродвигуни для насосів вибирають з таким собі запасом потужності. Чим більше потужність, тим менше коефіцієнт запасу можна прийняти. Так для потужності електродвигуна насоса 2 кВт - k з = 1,5, 3 кВт - k з = 1,33, 5 кВт - k з = 1,2, при потужності більше 10 кВт-k з = 1,05 - 1,1. ηп - ККД передачі (для прямої передачі 1 , клиноременной 0,98, зубчастої 0,97, плоскопасової 0,95), ηн - ККД насосів поршневих 0,7 - 0,9, ц нтробежних 0,4 - 0,8, вихрових 0,25 - 0,5.

Для відцентрових насосів особливо важливий правильний вибір кутової швидкості насоса, тому що його продуктивність пропорційна кутовий швидкості, натиск і момент - квадрату кутової швидкості, потужність - її кубу: Q ≡ ​​ω, H ≡ ω2, М≡ ω2, P ≡ ω3

З цих співвідношень випливає, що при збільшенні кутової швидкості насоса потужність його зростає, що може привести до перегріву електродвигуна. При заниженні кутової швидкості мотора натиск насоса може виявитися недостатнім для розрахункової подачі.

Вибираючи електронасосний агрегат по каталогу, потрібно врахувати його робочі властивості (рис. 1) і характеристику магістралі, на яку працює насос, іншими словами залежність між подачею і сумарним значенням напору, необхідного для підйому води на задану висоту, подолання гідравлічних опорів і створення надлишкового тиску на виході з нагнітального трубопроводу. Необхідно прагнути до того, щоб робоча точка А перебувала в зоні максимальних значень ККД агрегату.

Мал. 1. Властивості насоса при різних частотах обертання (1, 2, 3, 4), магістралі при різних ступенях дросселирования (5, 6) і ККД (7) насоса при номінальній частоті обертання.

Тип електродвигуна вибирають, виходячи з умови середовища і особливостей монтажу. Наприклад, для приводу заглибних насосів типу ЕЦВ використовують електродвигуни потужністю 0,7 - 65 кВт спеціального виконання типу ПЕДВ, розраховані для роботи в свердловинах діаметром від 100 до 250 мм з подачею на висоту до 350 м. Обмотка статора мотора виконана проводом з поліхлорвінілової вологостійкої ізоляцією.

Електродвигун спільно з насосом встановлюється в свердловині зануреним в відкачують воду (рис. 3). Приклад умовного позначення агрегату: ЕЦВ-6-10-80-М, де ЕЦВ-6 - електронасосні свердловинний агрегат для води з межею «6» по поперечнику свердловини, а конкретно - для свердловини з внутрішнім діаметром 149,5 мм, 10 - номінальна подача насоса, м3 / год, 80 - номінальний напір, м, м - вид кліматичного виконання по ГОСТ 15150-69.

Умовне позначення електродвигуна, використовуваного в агрегаті: ПЕДВ4-144 (ПЕДВ - погружной електродвигун водозаповнених, 4 - номінальна потужність, кВт, 144 - найбільший розмір в поперечному перерізі, мм).

Мал. 2. Електронасосний відцентровий свердловинний агрегат для води: 1 - насос, 2 - обойма, 3 - головка, 4 - зворотний клапан, 5 - робоче колесо, 6 - лопатковий відведення, 7 - муфта, 8 - движок, 9 - верхній підшипниковий щит, 10 - статор, 11 - ротор, 12 - нижній підшипниковий щит, 13 - днище, 14 - пробка, 15 - пробка-фільтр, 16 - шпилька, 17 - сітка, 18 - кожух

Мал. 3. Схема розташування агрегату в свердловині: 1 - агрегат, 2 - водопідйомна колона, 3 - датчик «сухого ходу», 4 - кабель, 5 - муфта, 6 - опорна плита або оголовок, 7 - коліно, 8 - кран триходовий, 9 - манометр, 10 - засувка, 11 - станція управління і захисту, 12 - хомут, 13 - фільтр

У приводі непогружних відцентрових і вихрових насосів вживають асинхронні двигуни я і движки з фазним ротором з вологостійкої ізоляцією потужністю 1,5 - 55 кВт.

Занурювальні електронасоси залежно від рівня залягання водоносного шару експлуатують на глибинах 40 - 230 м.

Механічна риса відцентрового насоса має вентиляторний вид. Момент опору тертя в підшипниках насоса Мс - 0,05 Мн.

Середній момент поршневого насоса при роботі на магістраль, де підтримується постійний натиск, не залежить від кутової швидкості обертання. Запуск поршневого насоса здійснюється при відкритій засувці на напірному трубопроводі. Інакше може статися катастрофа.

Відцентровий насос можна пускати як при відкритій, так і при закритій засувці на напірному трубопроводі.

З урахуванням умов середовища, особливостей монтажу, потрібної потужності і частоти обертання насоса за довідковими таблицями вибирають електродвигун відповідного типу.

Школа для електрика