Конденсатные насосы: особенности, устройство и разнообразие

Конденсатные насосы

Конденсатные насосы делятся на насосы первого и второго подъемов основного конденсата и дренажные. Насосы первого подъема перекачивают конденсат из конденсатора турбины через блочную очистную установку на вход насосов второго подъема, которые подают конденсат через подогреватели низкого давления в деаэратор. В качестве конденсатных насосов первого подъема применяются насосы КсВА 1500-120, а второго подъема КсА 1500-240.

На рис. 2.31 приведена конструкция конденсатного насосного агрегата КсВА 1500-120 первого подъема. Электродвигатель 1 и насос 9 имеют раздельные фундаменты и помещения. Монтаж насоса производится через люк в фундаменте 7, закрытый плитой 11 с уплотнением 10. Электродвигатель устанавливается на специальной раме 3, которая крепится к фундаменту. Для предотвращения перетока радиоактивного воздуха из помещения насоса в район площадки обслуживания электродвигателя предусмотрен промежуточный вал 4, имеющий специальное уплотнение 5 в области бетонного перекрытия. Промежуточный вал крепится к ротору электродвигателя глухой муфтой 2, ас ротором насоса соединяется зубчатой муфтой 6. Опорной плитой 8 насос установлен на собственную раму (не показана).

Рис. 2.31. Конденсатный насосный агрегат первого подъема КсВА 1500-120 одноконтурных АЭС с реакторами РБМК и двухконтурных с реактором ВВЭР-1000

Насос этого агрегата (рис. 2.32) двухкорпусный, четырехступенчатый. Проточная часть состоит из подвода 10, первой ступени с предвключенным осевым колесом 9 и рабочим колесом 8, промежуточных колес 7, направляющих аппаратов 6. Секции 5 с ротором 1 и направляющими аппаратами крепятся к верхней крышке 4. Разгрузочное устройство — гидравлический поршень 3, концевое уплотнение 2— сальниковое или торцовое механическое. Верхняя радиально-осевая опора ротора — подшипники качения 12, смазываемые маслом. Нижняя радиальная опора — подшипник скольжения 11, работающий на перекачиваемом конденсате.

Рис. 2.32. Конденсатный насос КсВА 1500-120

Насосный агрегат КсА 1500-240 второго подъема (рис. 2.33) горизонтальный. Электродвигатель 1 соединяется с насосом 4 зубчатой муфтой 2 с проставкой 3 для замены узла торцового уплотнения.

Насос (рис. 2.34) одноступенчатый с колесом 6 двустороннего входа с полуспиральным подводом 7 и двухзавитковым спиральным отводом, расположенным в корпусе 4 и крышке 5 насоса. К механическим торцовым уплотнениям 3 запирающая вода подается из напорной полости насоса. Остаточное осевое усилие, действующее на ротор 1, вращающийся в подшипниках 2, воспринимается шарикоподшипником 8 или упорным гидродинамическим сегментным подшипником скольжения.

Рис. 2.33. Конденсатный насосный агрегат второго подъема КсВА 1500-240 для АЭС с реакторами РБМК и ВВЭР-1000

Рис. 2.34. Конденсатный насос второго подъема КсА 1500-240

Технические характеристики конденсатных насосов АЭС приведены в табл. 2.8.

Конденсатные дренажные насосы предназначены для подачи сконденсированного в подогревателях низкого давления пара (дренажа) в основной конденсатный тракт. Кроме того, дренажные насосы применяются для возврата сконденсированного пара из сепараторов и промперегревателей в деаэраторы или в тракт питательной воды. На одноконтурных АЭС с реактором РБМК-1500 применяются конденсатные дренажные насосы КсВА 900-180 и КсВА 320-210; на двухконтурных АЭС с реактором ВВЭР-440 — конденсатные дренажные насосы КсВА 200-220, а на АЭС с реактором ВВЭР-1000 — КсВА 630-125 и КсВА 360-160.

В вертикальном насосном агрегате КсВА 900—180 (рис. 2.35) электродвигатель 1 установлен на цилиндрической раме 3 и соединен с насосом 4 эластичной муфтой 2.

Рис. 2.35. Конденсатный дренажный насосный агрегат КсВА 900-180 АЭС с реактором РБМК-Г500

Насос агрегата (рис. 2.36) двухкорпусный, четырехступенчатый с кольцевым лопаточным подводом 4 и предвключенным осевым колесом 3. Осевые силы воспринимаются поршнем 2 и радиально-упорным подшипником 1. В буксу сальника от внешней системы подводится холодная запирающая вода. Нижняя радиальная опора — подшипник скольжения 5, смазываемый перекачиваемым конденсатом.

Рис. 2.36. Конденсатный дренажный насос КсВА 900-180

Основные параметры конденсатных дренажных насосов приведены в табл. 2.9.

Насос конденсатный: виды, устройство, сферы применения

Конденсатные насосы – это аппараты горизонтального типа в электрическом или механическом варианте исполнения, которые служат для принудительной откачки отработанного конденсата из парового и теплообменного оборудования.

Основное отличие обычного насоса от конденсатного в том, что насос конденсатный может без эффекта кавитации работать с конденсатом достигающем температур выше 120 ⁰С, а некоторые модели в состоянии выдерживать температуры до 160 ⁰С.

Принцип действия аппаратов и типы исполнения

Начнем с того, что конденсатным напорным установкам не нужен гидравлический затвор, потому что сальники при работе аппарата находятся под постоянным давлением, за счет чего достигается эффект высокого уровня всасывания.

Схема аппарат достаточно проста:

• корпус;
• входной обратный клапан;
• клапан для подачи движущей среды;
• вентиляционный клапан;
• поплавок;
• переключающий механизм;
• выходной обратный клапан.

Устройство конденсатного насоса

Поэтапный процесс работы аппарата выглядит следующим образом. Когда в корпус насоса начинает поступать отработанный конденсат, то в этот момент (при правильной работе системы):

• на входе обратный клапан в открытом положении;
• на выходе обратный клапан в закрытом положении;
• клапан вентиляции в открытом положении.

Когда полость насоса заполняется до предела, который регулируется поплавком, переключающий механизм закрывает клапан вентиляции и открывает клапан подачи движущей среды. При этом входной клапан закрыт из-за давления внутри корпуса, а через открывшийся клапан на выходе начинает выдавливаться накопленный конденсат.

Поплавок постепенно опускается до минимума, клапан ввода движущей среды возвращается в исходное положение при помощи срабатывающего механизма переключения. Клапан вентиляции и входной обратный клапан снова открываются, а клапан на выходе снова закрывается и в корпус аппарата снова начинает набираться конденсат.

Типы конденсатных аппаратов

Насосы конденсатные производят в нескольких вариантах исполнения, которые отличаются количеством ступеней, секций и вариантом установки:

• многоступенчатые (2-ух ступенчатые и 4-ех ступенчатые) горизонтального типа установки;
• секционные однокорпусные аппараты горизонтального типа (3-ех и 6-ти ступенчатые);
• секционные двухкорпусные вертикального типа установки;
• спирального типа 1-но ступенчатые аппараты с колесом 2-ухстороннего входа.

Кроме того, аппараты можно сегментировать по следующим принципам:

• направление потока теплоносителей: прямоточное, противоточное и с поперечными токами теплоносителя;
• количество изменения возможных направлений движения теплоносителей – одноходовое, двухходовое и т.д.;
• конструктивное исполнение: кожухо-трубное, пластинчатое и т.д.

Подключаться конденсатные аппараты могут по двум схемам: открытой и закрытой. В закрытых схемах обвязки за установкой или непосредственно внутри самой напорной установки должен быть установлен конденсатоотводчик. Открытая схема подключения подразумевает, что аппарат связан с внешней атмосферой. Закрытая схема связи с атмосферой не подразумевает.

Маркировка и условные обозначения

Серия КС – это узкоспециализированная категория техники, перекачивающая конденсат из отработанных паров или жидкостей со сходными характеристиками. Они преобразовывают механическую энергию в гидравлическую. Применяются в основном на химических и теплоэнергетических предприятиях.

Например, маркировка модели КС 12-50 означает, что это аппарат конденсатный аппарат секционного типа с подачей 12 кубических метров в час и напором в 50 метров. Модельный ряд включает в себя как минимум 4 модификаций по 2 версии каждой модели, которые различаются по весу, мощности и типу двигателя. Но, не смотря на различия, все модели выдают частоту вращения в 3000 оборотов в минуту.

Серия КcВ – это вертикальная, двухкорпусная, секционная, центробежная, двухступенчатая или четырехступенчатая, спиральная техника для тепловых и коммуникационных станций и сетей, которые работают на топливе органического типа.

Принцип работы конденсатного насоса

Маркировка модели КсВ 500-85 означает, что это конденсатная секционная вертикальная аппаратура, которая подает 500 метров кубических в час и дает напор в 85 метров. Существует как минимум 10 базовых моделей, каждая из которых отличается подачей, напором, массой, типом, мощностью двигателя.

В отличии от серии КС эти модели различаются также по частоте вращения – у некоторых моделей она достигает лишь 1450 оборотов в минуту, тогда как другие могут работать при 3000 оборотах в минуту.

Применение конденсаторов для конденсатных насосов

Теплообменные аппараты, осуществляющие процесс конденсации теплоносителей из газообразного в жидкое состояние посредством охлаждения сторонним носителем достаточно широко используются в современной тепловой технике.

Конденсаторные системы Геллера

Предусмотрены в установках, которые используются в системах охлаждения электростанций. Система функционирует в замкнутом герметичном охлаждающем контуре через турбинные конденсаторы, и отводит тепло от станции в воду.

Конденсаторы на турбинах устанавливают либо смешивающего, либо поверхностного типа. Смешивающие струйные конденсаторы используются чаще просто потому, что легки и удобны в обслуживании, и гораздо дешевле поверхностных.

Они работают по принципу сбора пара с тонкой водяной пленки внутри самого конденсатора, который затем охлаждают и смешивают с питательной водой из котла. Конденсаторы поверхностного типа работают на обычных насосах, отводящих конденсат и подающих его в систему питательного котла.

Производство холодильных установок

Холодильные установки, работающие на фреоне, используют конденсаторы, чтобы превращать пары фреона в жидкость. Этим обеспечивается процесс постоянной циркуляции хладагента по системе холодильной установки.

Роль конденсатора в работе холодильника

В последнее время для установки в бытовых кондиционерах появились в продаже помпы, которые работают по принципу дренажного насоса для откачки конденсата. Состоят такие аппараты из миниатюрной дренажной насосной помпочки (размером со спичечный коробок), комплекта для монтажа и поплавка с трубкой.

Поплавок сделан из прозрачных материалов, чтобы было легко отслеживать уровень и степень загрязнения. Дренирует такая помпа около 10-ти литров в час на расстояние до 7-ми метров из кондиционеров мощностью до 18-ти кВт.

Химическая и нефтяная промышленность

Химические предприятия применяют конденсатные аппараты для извлечения дистиллята (чистого вещества) из перегонных и ректификационных веществ. Кроме того, если условия производства подразумевают, что конденсация паров различных по составу смесей происходит при различных температурных режимах, то при помощи конденсатных аппаратов разделяют смеси этих паров при разных температурах.

Монтаж конденсатного насоса Mini Tank (видео)

Конденсатный насос: типы, работа и устройство.

Содержание

Насос, который имеет низкий кавитационный запас или конденсатный насос это устройство, которое предназначено для перекачивания разных жидкостей, воды, пара, а также откачки выработанного конденсата в процессе работы теплообменных и паровых устройств.

В паровом пространстве конденсаторов паросиловых установок достигается вакуум до 94-97%. Образующийся в этих условиях конденсат имеет температуру 25-35 °С. Хотя температура и невелика, конденсат вследствие высокого вакуума находится в состоянии близком к кипению. Поэтому для его откачки необходимо специальное оборудование – конденсатный насос.

Такое оборудование необходимо располагать ниже уровня воды в конденсаторе для того, чтоюы конденсат поступал с некоторым подпором.

Такие могут работать и с конденсатом, разогретым до температуры от + 120 до + 160 градусов без возникновения кавитации, то есть отсутствует гидравлический удар и соответственно не нарушается целостность конструкции.

Типы конденсатных насосов

По устройству конструкции существуют различные варианты насосов в зависимости от количества секций, ступеней, вариантов установки, а также какой конденсатный насос принцип работы:
питательные – насосы конденсатные питательные;
насос центробежный конденсатный исполнение горизонтальное, привод от электродвигателя. Он предназначен для работы в пароводяных сетях ТЭС. Имеет один корпус с односторонним расположением рабочих колес, кольцевой отвод и подвод. Опоры ротора – на подшипниках качения, уплотнение – сальник торцового типа. Детали изготовлены из серого чугуна, нержавеющей, а также углеродистой стали;
помпы одноступенчатые спирального типа;
насос КСД – горизонтальный, спирального типа, двустороннего входа рабочее колесо, концевые уплотнители – сальники. Опора ротора: на подшипниках качения – смазка кольцевая картерная, привод электродвигатель. Используется в металлургии, в тепло и водоснабжении;
кожухо-трубные;
пластинчатые;
конденсатный насос кс.

В зависимости от варианта установки – горизонтальные, вертикальные.

По количеству секций и ступеней – одноступенчатые, многоступенчатые.

По количеству корпусов – однокорпусные, двухкорпусные.

Насос КСП – используется в ТЭЦ, системы тепло и водоснабжения. Горизонтального исполнения, однокорпусный, секционный, рабочее колесо имеет односторонний вход, привод от электродвигателя. Опоры: подшипники, которые осуществляют работу на перекачиваемой среде, уплотнение сальники торцевые.

В зависимости от направления теплоносителя – прямоточные, противоточные, поперечные.

Устройство и принцип работы

Особенности насосов КС:
особенности конструкции позволяют получать низкий кавитационный запас;
сальниковая набивка изготовлена с использованием терморасширенного графита увеличивает ресурс работы время между плановым обслуживанием;
всасывающий патрубок можно поворачивать, при необходимости, относительно вертикальной оси, что позволяет устанавливать его, не меняя разводку трубопроводов.

Комплект насосного агрегата состоит из следующих деталей: рама, на которой устанавливаются конденсатный химический насос и приводной электрический или механический двигатель, которые соединяются между собой через втулочно-пальцевую муфту, крепеж.

К примеру, насосы типа Кс имеют чугунный корпус с разъемом по горизонтали. Входной и выходной патрубки расположены в нижней половине корпуса, что обеспечивает удобство разборки насоса. Концевые уплотнения выполнены с мягкой сальниковой набивкой и кольцом гидравлического уплотнения, к которому у насоса, находящегося в резерве, подается конденсат с избыточным давлением от работающего насоса.

Благодаря симметричному расположению рабочих колес сальниковые уплотнения во время работы насоса находятся под избыточным давлением перекачиваемого конденсата и не нуждаются в гидравлическом затворе.

Верхняя точка подводящей камеры корпуса соединена с паровым пространством конденсатора.

Неуравновешенная доля осевой силы, действующей на ротор, воспринимается одним из радиальных шарикодшипников (со стороны муфты), служащих опорами ротора. Смазка подшипников кольцевая.

Насосы Кс, КсД и КсП – это центробежные агрегаты. Подробнее о принципе работы такого оборудования описано в этой статье.

Маркировка и характеристики

1.Например: конденсатный насос кс 90-155 УХЛ 4 ТУ 3631-056-05747979-98,
– кс – насос конденсатный, исполнение горизонтальное;
– тип – секционный;
– 90 – подача насоса, м 3 /ч;
– 155 – номинальный напор насоса, м;
– УХЛ – тип климатического исполнения;
– 4- в помещении;
– ТУ 3631-056-05747979-98 – технические условия.

2.Например: конденсатный насос КСв 90-150-4 УХЛ 4 ТУ …,
– КСв – насос конденсатный, исполнение вертикальное;
– тип – секционный;
– 4 – тип подшипника – твердоплавный, скольжения;
– 90 – подача насоса, м 3 /ч;
– 150 – напор, м;
– УХЛ – тип климатического исполнения;
– 4 – в помещении.

3.Например: насосы конденсатные питательные ПЭ 60-32-1-1-2 УХЛ 4 ТУ …,
– ПЭ – насос питательный с приводом от электродвигателя, исполнение горизонтальное;
– 1- расположение патрубков по отношению к двигателю – левое вращение, всасывающий патрубок находится со стороны двигателя;
– 1- расположение всасывающего патрубка по отношению к двигателю- патрубок слева;
– 2 – конструктивное исполнение без шнека;
– 60 – подача насоса, м3/ч;
– 32 – напор, м;
– УХЛ – тип климатического исполнения;
– 4- в помещении.

Все изделия, которые изготовлены в исполнении УХЛ 4 – которые предназначены для эксплуатации внутри помещений в соответствии с ГОСТ 15150-69, можно эксплуатировать в районах с сейсмоактивностью до 8 баллов согласно MSK-84.

Также, весь модельный ряд имеет различные модификации, в зависимости от количества секций, подачи, напора, а также мощности, типа двигателя, веса, вариантов подключения патрубков, материала, сальников, подшипников.

Технические характеристики конденсатных насосов КС

Механический конденсатный насос – принцип работы

Механический конденсатный насос устанавливается в бытовую технику, которой мы постоянно пользуется – это кондиционеры и холодильники.

В процессе работа оборудования, например кондиционера, образуется конденсат который необходимо вывести наружу. Для этого и необходим конденсатный насос – конденсатная помпа.

Насос состоит из следующих элементов:
корпус,
переключающий механизм,
поплавок,
обратный клапан на входе,
клапан вентиляционный,
выходной обратный клапан,
клапан, предназначенный для подачи движущей жидкости.

Механический конденсатный насос работает следующим образом:
1 в помпу начинает поступать конденсат;
2 обратный клапан на входе находится в открытом положении, обратный клапан на выходе закрыт, клапан вентиляции открыт;
3 По мере того как полость насоса заполнится до предела поплавок всплывает и приводит в движение переключающий механизм;
4 Переключающий механизм закрывает клапан вентиляции, а клапан для входа движущейся среды открывается;
5 Обратный клапан на входе закрывается из-за увеличения давления внутри корпуса. Благодаря этому повышению давления открывается обратный клапан на выходе, через который вытекает конденсат;
6 По мере выхода конденсата поплавок опускается до минимального уровня, переключая механизм. Клапан вентиляции открывается – давление падает;
7 Обратный клапан на входе открывается, а на выходе закрывается. Помпа снова набирает конденсат.

Область применения

Насос центробежный конденсатный, который выполнен в виде горизонтального, а также вертикального исполнения с приводом от электродвигателя предназначены перекачивать конденсат пароводяных сетей ТЭС на органическом типе топлива, различных жидкостей с такой же вязкостью как у конденсата, а также другими его характеристиками. На электростанциях откачка конденсата из теплообменных устройств, из конденсаторов турбин, сетевых подогревателей, конденсаторов испарительных установок, подогревателей регенеративного подогрева, пароперегревателей турбоустановок и сепараторов АЭС.

Перекачивание пресной воды имеющую температуру до + 160 градусов, концентрация твердых включений до 5 мг/л, максимальный размер включений не более 0,1мм, микротвердость до 6,5ГПа.

Насосы КС предназначены для эксплуатации на пожароопасных и взрывоопасных производствах. Перекачка конденсата для теплоэнергетических предприятий, перекачка горячей воды в котельных жилищно-коммунального хозяйства и промышленных предприятий, для водного хозяйства.

В нефтехимической промышленности и на нефтеперерабатывающих заводах конденсатные насосы применяются для извлечения дистиллята из перегонного, а также ректифицированного вещества. Для конденсации и разделения смеси паров разных смесей, которые происходят при разных температурах.

Насосы типа КС и КСД могут использоваться в качестве конденсатно-бойлерных и перекачивать воду с температурой до 120 градусов цельсия. Для этого в нижних половинах корпусов подшипников в камерах сальников предусмотрены охлаждаемые водой полости.

Перекачка конденсата для различных производственно-технических целей.

1. Общие сведения о конденсатных насосах

1.1. Конденсатные насосы тепловых электростанций предназначены для откачки конденсата греющего пара из теплообменных аппаратов:

– подогревателей системы регенеративного подогрева питательной воды;

– сепараторов и пароперегревателей турбоустановок АЭС;

– конденсаторов испарительных установок.

Конденсатные насосы являются ответственными агрегатами в тепловой схеме турбоустановок и основными (после циркуляционных насосов) потребителями электроэнергии на собственные нужды машинного зала.

В схемах, где основной конденсат турбины подвергается очистке в фильтрах блочных обессоливающих установок (БОУ), для откачки конденсата из конденсаторов турбин устанавливаются две ступени конденсатных насосов. Две или три ступени конденсатных насосов для перекачки основного конденсата применяются в схемах энергоблоков, где устанавливаются контактные (смешивающие) подогреватели низкого давления. На рис. 1 и 2 приведены принципиальные схемы включения конденсатных насосов в системах регенеративного подогрева питательной воды паротурбинных, установок.

Рис. 1. Принципиальная схема включения конденсатных насосов паротурбинных установок:

1 – конденсатор; 2 – конденсатный насос основного потока конденсата; 3 – регулирующий клапан; 4 – охладители пара эжекторов и пара, поступающего из концевых уплотнений;

5 – линия рециркуляции основного конденсата; 6 – подогреватели низкого давления;

7 – конденсатный насос конденсата греющего пара ПНД; 8 – подогреватель сетевой воды (ПСВ); 9 – конденсатный насос конденсата греющего пара ПСВ; 10 – деаэратор

1.2. Учитывая высокую ответственность конденсатных насосов в схеме турбоустановок, их группы, как правило, формируются с резервом. В большинстве случаев группы насосов, перекачивающих основной конденсат, состоят из трех агрегатов с подачей, равной 50-60% максимального расхода конденсата, а остальные группы конденсатных насосов – из двух агрегатов со 100%-ной подачей каждый.

В качестве конденсатных насосов на электростанциях применяются исключительно центробежные насосы горизонтального и вертикального типов. Конденсатные насосы малой и средней подачи выполняются горизонтальными, секционного или спирального типа. Конденсатные насосы первого подъема о подачей 200 м 3 /ч и выше изготовляются в вертикальном исполнении, двухкорпусными, многоступенчатыми, секционного типа; насосы второго подъема большой производительности – горизонтальными, одноступенчатыми, спирального типа, с рабочим колесом двухстороннего входа.

Рис. 2. Принципиальные схемы включения двух ступеней конденсатных насосов:

а – с фильтрами очистки конденсата; б – с фильтрами очистки конденсата и контактными подогревателями низкого давления.

1 – конденсатный насос I ступени; 2 – конденсатный насос II ступени; 3 – фильтры очистки конденсата; 4 – контактные подогреватели; 5 – линия рециркуляция

Конструкции насосов предусматривают ряд решений, обеспечивающих снижение кавитационных разрушений рабочих органов насоса. К таким решениям относятся установка предвключенного осевого колеса (подпорного винта), выполнение равномерного подвода воды к входному патрубку насоса первой ступени, применение хромистой стали для деталей, подвергаемых кавитационному воздействию и т.п.

Отечественная промышленность выпускает конденсатные насосы с подачей от 12 до 2000 м 3 /ч и напорами от 40 до 220 м. Допустимый кавитационный запас насосов первой ступени составляет 1,6-4,5 м, насосов второй ступени 15-18 м.

КПД насосов малой подачи (до 50 м 3 /ч) находится на уровне 45-63% средней подачи (80-200 м 3 /ч) на уровне 65-71%, а у насосов большой подачи – 75-80%.

Для расширения диапазона экономичного использования насосов допускается подрезка рабочих колес по наружному диаметру, не превышая 10% номинального диаметра. Снижение КПД при этом на должно превышать 3%.

1.3. Характерной особенностью конденсатных насосов является перекачка воды с температурами, близкими к температурам насыщения, что предъявляет к ним требования высокой всасывающей способности. Насосы, откачивающие конденсат непосредственно из теплообменных аппаратов, обычно работают в условиях начальной кавитации при входе среды в рабочее колесо первой ступени. Кроме того, по условиям компоновки конденсатные насосы, как правило, работают с малыми подпорами на стороне всасывания; так как их заглубление связано со значительными затратами при строительстве. Для уменьшения вредного влияния кавитации и обеспечения длительной надежной работы насосов заводы рекомендуют ограничивать длительность наработки с малыми подачами и перегрузкой:

до – 0,2Q_ном – не более 3 мин;

св. 0,2 до 0,5Q_ном – до 5% общего времени наработки;

св. 0,5 до 0,85Q_ном – не более 15% общего времени наработки;

св. 0,85Q_ном до 1,05Q_ном – без ограничения времени;

св. 1,05Q_ном – по условиям нагрузки электродвигателя и кавитационного запаса.

1.4. В качестве привода к конденсатным насосам используются асинхронные электродвигатели с напряжением 0,38 и 6 кВ, частотой вращения 1000, 1500 и 3000 об/мин (16,7; 25 и 50 с -1 ). Номинальная мощность электродвигателей выбирается по максимальной мощности, потребляемой насосом, с запасом 10-40%.

КПД электродвигателей при их номинальной загрузке в зависимости от их типа и мощности составляет 88-96%. В пределах (1,20,6)N_ном КПД асинхронных электродвигателей заметно не изменяется.

1.5. Основными требованиями, предъявляемыми к конденсатным насосам, являются:

– надежная, экономичная, стабильная и долговечная работа насосных агрегатов при наличии частичной кавитации;

– обеспечение надежной параллельной работы на общую сеть;

– отсутствие подсоса воздуха и заражение кислородом конденсата через работающий и неработающий резервный агрегат;

– обеспечение быстрого автоматического запуска насосного агрегата из резерва;

– устойчивая работа в широком диапазоне изменения подачи, при изменениях вакуума в конденсаторе или давления в корпусах теплообменных аппаратов;

– обеспечение перегрузки сверх номинальной производительности в переходных режимах.

Кроме того, для конденсатных насосов весьма важными эксплуатационными показателями являются:

– минимальная высота подпора на стороне всасывания;

– крутизна характеристики QH и максимальный напор, развиваемый насосом при нулевой подаче (при работе на закрытую задвижку на стороне нагнетания).

По этим характеристикам определяются отметка установки насоса относительно аппарата, из которого откачивается конденсат, и расчетные параметры конденсатного тракта.

1.6. Работа конденсатных насосов, как и всех других центробежных насосов, характеризуется:

Эти три основных параметра работы насоса связаны один с другим коэффициентом полезного действия:

, (1.1)

где G – массовая подача, кг/с;

N_н – мощность, потребляемая насосом, кВт,

На рис. 3 приведены основные характеристики насосов, какими их представляют заводы-изготовители насосов. Помимо, указанных характеристик Н = f(Q), N_н = f(Q) и _н = f(Q) здесь приведена и характеристика h_доп = f(Q) – зависимость допустимого кавитационного запаса на стороне всасывания насоса от его подачи.

Рис. 3. Основные характеристики конденсатного насоса

h_доп = А,

где А = 1,01,6 – коэффициент запаса, устанавливаемый заводом в зависимости от типа и условий работы насоса;

– кавитационный запас, соответствующий первому критическому режиму кавитации (началу снижения параметров насоса).

1.7. Мощность (кВт), потребляемая приводом насоса, определяется из уравнения

, (1.2)

где _э – КПД приводного электродвигателя.

Если подачу насоса G выразить в т/ч, а развиваемый насосом напор как разность давлений в напорном и входном патрубках

, (Р_наг и Р_вс – в кгс/см 2 ),

а удельный вес жидкости  в кгс/м 3 , то уравнение (1.2) примет вид

. (1.2′)

, (1.2″)

Насос конденсатный: принцип работы, сферы применения

Насосы конденсатные – это горизонтальные устройства, электрические или механические, служащие для принудительно откачивания выработанного конденсата из теплообменных или паровых аппаратов.

Конденсатные насосы отличаются от обычных тем, что могут работать с конденсатом температурой выше 120ᵒС, а некоторые помпы выдерживают температуру до 160ᵒС, и при этом не возникает кавитация.

1 Описание аппаратов и принципа их работы

Конденсатные напорные установки не нуждаются в гидравлическом затворе, потому как сальники во время работы устройства постоянно находятся под давлением, что обеспечивает высокий уровень всасывания.

Насос состоит из:

• корпуса;
• входного обратного клапана;
• клапана для подачи движущей жидкости;
• вентиляционного клапана;
• поплавка;
• переключающего механизма;
• выходного обратного клапана.

Насосы конденсатные промышленные

Принцип действия насоса состоит в следующем. При поступлении в корпус аппарата отработанного конденсата, при условии, что система работает правильно, обратный клапан на входе открыт, а на выходе находится в закрытом состоянии, клапан вентиляции открыт.

После того, как полость аппарата заполнится до предела, регулируемого поплавком, переключающий механизм закроет вентиляцию и откроет подачу движущей жидкости. Благодаря давлению в корпусе входной клапан находится в закрытом положении, а на выходе клапан открывается, и через него выдавливается конденсат.

Постепенно поплавок опускается снова до минимума, все клапаны при помощи автоматического механизма переключения возвращаются в исходное положение. Вентиляция и входной клапан открываются, а выходной закрывается, и в корпус устройства снова набирается конденсат.
к меню ↑

1.1 Типы конденсатных устройств

Существует несколько вариантов конденсатных насосов. Различаются они в зависимости от количества ступеней, секций и вариантов установки:

• многоступенчатые насосы (2-ух и 4-ех) с горизонтальным типом установки;
• горизонтальные секционные однокорпусные устройства (3 и 6 ступеней)
• двухкорпусные секционные аппараты с вертикальным типом установки;
• одноступенчатые помпы спирального типа с колесом, имеющим двухсторонний вход.

Помимо этого насосы разделяют по таким признакам:

• по направлению теплоносителя, которое может быть прямоточным, противоточным и с поперечными потоками;
• по конструктивному исполнению: кожухо-трубные, пластинчатые и т. д.

Принцип работы конденсатного насоса

Насос конденсатный может подключаться по открытой и закрытой схеме. Закрытая схема предполагает наличие конденсатоотводчика за или внутри установки. При открытой схеме устройство связано с внешней средой, чего нет в закрытой схеме.
к меню ↑

1.2 Условные обозначения

Существует несколько серий насосов для конденсата. Например, такие:

1. Серия КС –узкоспециализированная техника, которая перекачивает конденсат отработанного пара или жидкости с похожими характеристиками. При этом механическая энергия преобразовывается в гидравлическую. Применяют их на теплоэнергетических и химических предприятиях. Что же означают цифры в маркировке устройства? Например, модель КС 12-50. Данная маркировка обозначает, что это конденсатный насос, тип – секционный, с подачей 12 м 3 /час и напор в нем – 50 м. В модельном ряду присутствуют минимально 4 модификации, каждая модель по 2 версии. Различаются они мощностью, весом и типом двигателя. Но частота вращения во всех моделях одинакова – 3000 об/мин.

1. Серия КсВ–вертикальное, секционное, центробежное, двухкорпусное, двух- или четырехступенчатое, спиральное устройство для коммуникационных или тепловых станций, сетей, в работе которых применяют органический тип топлива. Модель КсВ 500-85, например, обозначает, что это конденсатный секционный вертикальный насос, подача которого 500 м 3 /час и напор 85 м. Изготовляют 10 моделей, которые отличаются напором, массой, подачей, мощностью и типом двигателя.

Модели этого вида отличаются также частотой вращения – некоторые из них имеют всего 1450 об/мин, а другие работают при 3000 об/мин.
к меню ↑

2 Конденсаторы для конденсатных агрегатов

Теплообменные устройства, которые осуществляют конденсацию теплоносителя из газообразного состояния в жидкое при помощи охлаждения другим носителем, широко используют в настоящее время в тепловых механизмах.

Роль конденсатора в работе холодильника

2.1 Конденсаторная система Геллера

Конденсаторная система Геллера предусматривается в установках, которые используют в системе охлаждения электростанций. Система действует в охлаждающем герметичном замкнутом контуре через конденсаторы турбин, и выводит тепло от электростанции в воду.

На турбинах применяют конденсаторы смешивающего или поверхностного типа. Смешивающий струйный конденсатор используют чаще за счет того, что он легкий и удобный в обслуживании, и по цене более приемлем.

Принцип работы конденсаторов заключается в том, что они собирают пар внутри конденсатора с водяной пленки, охлаждают его и смешивают затем с водой из котла. Конденсаторы для насоса поверхностного вида работают на обычных помпах, которые отводят конденсат и подают его в систему котла.
к меню ↑

2.2 Холодильные установки

В холодильных установках, которые работают на фреоне, используются конденсаторы, чтобы те преобразовывали фреон из газообразного в жидкое состояние. Это обеспечивает постоянную циркуляцию хладагента в системе холодильника.

В настоящее время изготовляют насосы для бытовых кондиционеров, работающие по принципу дренажного насоса, чтобы откачивать конденсат. В такое устройство входит миниатюрная дренажная насосная помпочка (размер спичечного коробка), комплект для монтажа и поплавок с трубкой.

Поплавок изготовляют из прозрачного материала, чтобы легко отслеживался уровень загрязнения. Такой аппарат дренирует примерно 10 л/ч на расстояние до 7 метров из бытовых кондиционеров, имеющих мощность до 18 кВт.
к меню ↑

2.3 Нефтяная и химическая промышленность

В химической промышленности применяются конденсатные устройства, чтобы извлекать чистое вещество – дистиллят из перегонного и ректификационного вещества. Помимо этого, если в производстве необходима конденсация паров разных по составу смесей, происходящая при разной температуре, то с помощью конденсатных устройств происходит разделение смесей этих паров.
к меню ↑

3 Как работает конденсатный насос на ТЭЦ?

Электронасосное центробежное конденсатное устройство КСВ 320-160-2 предназначено для подачи конденсата пара из теплообменных механизмов температурой до 140ᵒС.Производительность этого аппарата 320 м 3 /ч, напор равен 160 м. Рассмотрим на примере этого насоса эксплуатацию, пуск и остановку подобных механизмов.

Устройство конденсатного насоса

4 Подготовка к пуску

Подготовка к запуску конденсатного аппарата включает такие этапы.

1. Осматривают устройство.
2. В верхнем подшипнике помпы должно быть масло.
3. Заливают механизм водой при открытых задвижках на входе и выходе.
4. Закрывают регулирующий клапан.
5. Напорная задвижка и вентиль рециркуляции должны быть открытыми.
6. Проверяют охлаждающую воду на подшипниках, по сливу.
7. Открывают и регулируют подачу обессоленной воды на сальник.
8. Открывают отсос конденсата из сальника.
9. Проверяют установку КИП.

4.1 Запуск конденсатного механизма

Запуск аппарата производят только после проверки и подготовки к работе.

1. Включают электродвигатель на ЦТЩ.
2. После запуска прослушивают насос, чтобы убедится в нормальной работе, проверяют показания КИП.
3. Запрещается оставлять работающим аппарат при закрытой напорной задвижке дольше 2 минут.

4.2 Остановка аппарата

Остановить устройство можно с ЦТЩ или на местном управлении. В случаях аварии выключает автоматика. Аварийные ситуации характеризуются:

• появлением из подшипников дыма;
• появлением из двигателя дыма и искр, запахом горящей изоляции;
• возникновением вибрации и шума.

Закрывают вентиль на напорной линии системы охлаждения. Отключать воду при кратковременной остановке помпы не рекомендуют. Ее отключают после того, как помпа охладится до 45ᵒС. Проверив, нормально ли остановился ротор, закрывают напорную задвижку и отключают двигатель.

Специальное оборудование ADCA

4.3 Обслуживание во время эксплуатации

Периодически проверяют и следят за:

• герметичностью соединений;
• исправностью КИП;
• масло в верхнем подшипнике должно быть в наличии и не протекать;
• температура подшипников не должна повышаться выше 65ᵒС;
• протечка воды из сальника недопустима. Обессоленная вода из картера должна течь тонкой струйкой. П

Подтягивать сальники в процессе работы не рекомендуют.

Раз в 3 месяца в картерах меняют масло.
к меню ↑

Конструкция и область применения насосов

Рассмотрим характерные черты указанных групп насосов.

Насосы для чистой водыприменяются для хозяйственного, технического и противопожарного водоснабжения электрических станций и промышленных предприятии. Они бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми.

Простейшим типом одноступенчатого насоса является консольный насос, обозначаемый буквой К. Внешний вид насоса представлен на рисунке 2.1, а его продольный разрез – на рисунке 2.2.

Рисунок 2.1. Внешний вид центробежного насоса типа К с напорным патрубком, обращенным вверх

Рисунок 2.2. Продольный разрез насоса консольного типа

Рабочее колесо насоса состоит из двух дисков: переднего 1 и заднего 2, между которыми размещены лопасти 3. Передняя крышка 4, отвод 5 и задняя крышка 6 образуют герметичный корпус насоса, в котором вращается рабочее колесо и к которому посредством всасывающего 7 и нагнетательного 8 патрубков присоединяются соответствующие трубопроводы насосной установки. Вал 9 с жестко закрепленным на нем рабочим колесом размещается в подшипниковых опорах 10 на станине II и приводится во вращение электродвигателем, с валом которого он соединен посредством муфты 12.

При вращении рабочего колеса на жидкость, находящуюся в его каналах, действуют центробежные силы, направленные от оси вращения к периферии колеса. Кроме того, перемещаясь относительно жидкости, лопасти рабочего колеса оказывают на неё так называемое турбинное действие, вызывая перераспределение давлений и стимулируя циркуляцию в межлопастном канале. Проявляющиеся при этом силы реакции жидкости обусловлены её вязкостью. Посредством турбинного действия и центробежных сил энергия вращающегося лопастного колеса передается жидкости, в связи с чем жидкость приобретает некоторую скорость (запас кинетической энергии) при выходе из межлопастного канала и в ней повышается давление, характеризующее увеличение запаса потенциальной энергии.

Отвод 5 служит для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса, и представляет кольцевою камеру, постепенно переходящую в нагнетательный патрубок 8. Для того чтобы уменьшить вихреобразование и сделать постоянной скорость движения жидкости вдоль отвода, последнему придают спиральную форму. Нагнетательный патрубок обычно выполняется в виде диффузора, что позволяет постепенно, с минимальными потерями энергии, снизить скорость жидкости на выходе из насоса. В нагнетательном патрубке динамический напор (кинетическая энергия) жидкости частично преобразуется в статический напор (давление), который затем расходуется на преодоление сопротивлений внешней сети насоса.

Между выступом входного отверстия рабочего колеса и корпусом насоса установлены уплотнительные кольца 13, чтобы уменьшить перетоки жидкости из отвода через зазоры между колесом к корпусом обратно в полость всасывания. Сальниковые уплотнения 14 предотвращают утечки жидкости между корпусом и приводным валом.

Насосы этого типа рассчитаны на подачу 10 – 360 м 3 /ч. Создаваемые ими напоры лежат в пределах 10-100 м, частота вращения 1450- 2900 об/мин, диаметр рабочих колес 132 – 328 мм, полный КПД находится в пределах 50-84 %.

На рисунке 2.3представлена типичная для насоса типа К характеристика при n = 2900 об/мин.

Рисунок 2.3. Характеристики консольного насоса с диаметром
всасывающего патрубка 50 мм.

Для внесения большего разнообразия в рабочие параметры насосов заводы широко практикуют обрезку рабочих колес; это дает изменение параметров при сохранении конструкции и габаритов насоса. Приведенные на рисунке 2.3характеристики относятся к колесам двух различных диаметров, отмеченных на графике.

Продольный разрез насоса типа Д представлен на рисунке 2.4, а на рисунке 2.5 дан его внешний вал.

Рисунок 2.4. Продольный разрез насоса типа Д

Рисунок 2.5 Внешний вид насоса типа Д

Насосы типа Д характеризуются двусторонним подводом жидкости к рабочему колесу, спиральной безлопаточной формой направляющих аппаратов и присоединением всасывающего и напорного патрубков к нижней половине корпуса при горизонтальной плоскости разъема.

Основные параметры насосов этого типа: подача 90-12500 м 3 /ч, напор 10 – 102 м, частота вращения 730 – 2950 мин -1 , диаметр рабочих колес 265 – 900 мм полный КПДв пределах 64 – 92 %.

На рисунке 2.6 представлена типичная для насосов типа Д размерная характеристика.

Рисунок 2.6. Характеристики насоса Д-320-70

Величина напора, развиваемого одним рабочим колесом, ограничивается его допустимой окружной скоростью.

Для создания высоких напоров применяют многоступенчатые насосы, в которых несколько рабочих колес соединяются последовательно и располагаются на общем валу в едином корпусе, разделенном на секции, формирующие ступени насоса.

Многоступенчатые насосы представлены тремя основными группами; секционные насосы типа С (секционные насосы с колесами одностороннего входа), насосы с колесами одностороннего входа и горизонтальным разъемом корпуса, насосы с первым колесом двустороннего входа и остальными колесами одностороннего входа и горизонтальным разъемом корпуса. Многоступенчатые насосы этих типов перекрывают подачу от 5 до 1000 м 3 /ч при напорах от 35 до 100 м. Специальные конструкции могут быть выполнены с основными параметрами, выходящими за указанные пределы.

В качестве примера на рисунке 2.7 дан внешний вид четырехступенчатого насоса и приведена, схема последовательного включения его колес (рисунки 2.7,а и 2.7,б).

Рисунок 2.7. Внешний вид и схема соединения колес четырехступенчатого насоса

Основными узлами многоступенчатого насоса рисунок 2.7,б являются корпус 1 и ротор, состоящий из вала 2 и рабочих колес 3. При работе насоса жидкость, поступая через всасывающий патрубок 4, последовательно проходит проточные каналы ступеней, каждая из которых включает в себя в качестве основных элементов подвод 5, рабочее колесо 3 и отвод 6. Из последней ступени жидкость через напорный патрубок поступает в соответствующий трубопровод.

Рисунок 2.8. Характеристики четырехступенчатого насоса марки ЭВ-200×4

Конденсатные насосы применяются для удаления конденсата, а также как горячие, дренажные насосы бойлерных установок. Они предназначены для перекачивания конденсата и дренажа при температуре до 393 К.

Питательные насосы применяются для подачи питательной воды в паровые котлы. В большинстве случаев это центробежные многоступенчатые насосы высокого давления, приспособленные к подаче воды с высокой температурой.

Насосы для кислых сред изготовляются из специальных нержавеющих сталей. Они перекрывают область расходов от 5 до 300 м 3 /ч при напорах от 7 до 500 м.

Насосы для подачи смесей жидкостей и твердых частиц. Условия работы таких насосов специфичны. Поток жидкости, содержащей твердые частицы, проходя большой скоростью через проточную часть, истирает внутренние поверхности насоса.

Поэтому к конструкциям и материалам таких насосов предъявляются особые требования.

В теплоэнергетике такие насосы употребляются для перекачки золосмесей и шлакосмесей в системах гидрозолоудаления, а также при производстве работ по очистке гидротехнических сооружений станции (каналов, колодцев)

Простейшим типом таких насосов является песковый насос марки ПН. Это одноступенчатый консольный насос, предназначенный для перекачивания смеси воды с рудой, гравием и песком с крупностью кусков от 2 до 15 мм в зависимости от размеров насоса.

Максимальная высота подъема при содержании в ней до 65 % твердых частиц крупностью 2 мм составляет до 30 м при частоте вращения до 1470 мин -1 . Подача при содержании твердых частиц до 70 %. Доходит до 138 м 3 /ч.

Песковые насосы большей подачи с диаметром напорного патрубка до 200 мм могут подавать смеси с крупностью частиц до 25 мм и развивать подачу до 500 м 3 /ч. Эти насосы характеризуются боковым подводом смеси к рабочему колесу. Их заводская марка НП.

Шламовые (грязевые) насосы конструктивно сходны с песковыми, но применяются для перекачки смесей с включением более мелких фракций твердых веществ. Так, например, шламовый насос марки ШН-1 перемещает смеси с крупностью частиц всего лишь до 4 мм.

Земляные насосы (землесосы) служат для перекачки больших количеств грунтосмеси (пульпы) при весьма разнородном ее составе. Конструктивно они выполняются в виде консольных центробежных насосов с колесами, спиральными камерами и внутренними дисками, изготовленными из твердых белых чугунов.