Энергоэффективность работы центробежного насоса

Изменение энергетических характеристик насосного оборудования можно производить различными способами. С нашей точки зрения одним из наиболее технологически простых и экономически приемлемых способов является изменение геометрии выходной части лопасти рабочего колеса. Указанный способ позволяет сохранить без изменения отвод насоса -корпусную деталь. В большинстве случаев даёт возможность использовать серийную отливку рабочего колеса, что значительно снижает трудоёмкость и капиталоёмкость таких работ.

Поэтому основной задачей работы является исследование влияния геометрических параметров выходной части лопатки рабочего колеса насоса на рабочий процесс при различных значениях подачи насоса.

Анализ показателей энергоэффективности и надёжности работы насосных агрегатов позволяет сделать вывод, что при регулировании целесообразно изменять подачу насосов в пределах 0,6-1,2 Qhom. Нижний предел - 0,6 Qhom ограничивается снижением энергоэффективности процесса из-за уменьшения на таких параметрах работы коэффициентов полезного действия приводного электродвигателя и насоса, т. е. всего насосного агрегата. Верхний предел - 1,2 Qhom ограничивается возможностями приводного электродвигателя. На таких режимах работы он может перегружаться. Исходя из этих ограничений, все исследования проводились в рамках указанных пределов изменения подачи насосов.

В настоящей работе для численного исследования использовался программный продукт, позволяющий решать систему уравнений, описывающих течение вязкой несжимаемой жидкости, методом последовательных приближений.

Наиболее общий случай движения вязкой среды описывается системой уравнений Навье-Стокса и уравнения неразрывности.

Результаты физического исследования насоса с базовым рабочим колесом представлены на рисунке пунктирной линией. Сплошная линия с точками представляет результаты численного исследования насоса с базовым рабочим колесом. Сплошные линии с квадратами, с треугольниками и с кружками построены по результатам численного исследования насоса с различной формой выходного участка лопатки рабочего колеса.

Следует отметить, что полученные путем численного исследования результаты влияния формы выходного участка лопасти рабочего колеса на форму напорной характеристики насоса подтверждают тот факт, что наличие скошенного участка на выходе (варианты №2 и №3) приводит к увеличению крутизны напорной характеристики.

Результаты приведенных исследований использованы для проектирования рабочих колес насосов 24НД с при модернизации насосных агрегатов станции водооборотного цикла химического комбината Исходными данными для проектирования колёс являлись результаты исследований объектно-ориентированной модели системы оборотного водоснабжения, в работу которой включена указанная насосная станция.

Сравнение результатов научных исследований, моделирования и проектирования с результатами инструментальных измерений основных показателей режима работы элементов системы оборотного водоснабжения после модернизации насосных агрегатов показывает их хорошую сходимость. Отклонения реальных величин напора и мощности насосов от расчётных во всём диапазоне исследуемых подач находятся в пределах 3%. Снижение расхода электроэнергии группой работающих насосных агрегатов насосной станции после модернизации при обеспечении всех требований технологического процесса водоснабжения составило 18,25%.