Интенсивный износ вызывает необходимость останавливать турбину и производить ее ремонт путем наплавки и зачистки изношенных поверхностей или замены деталей новыми. Все это снижает эффективность станции и вызывает повышение стоимости эксплуатации.

Важным фактором является установление оптимального межремонтного периода. Для обычных условий при отсутствии в воде повышенного количества абразивных наносов срок между капитальными ремонтами может быть установлен 25 000-30 000 ч работы турбины. Обычно в ГОСТ-на гидравлические турбины указывается срок между капитальными ремонтами не менее 4 лет и общий срок службы не менее 30 лет.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК И ВИДЫ НАСОСОВ

9-1. НАПОРЫ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Принципиальная схема насосной установки, приведенная на рис. В-1, б, показывает, что назначением насоса является преобразование подведенной к нему энергии от привода в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости.

Рассмотрим гидравлическую схему насосной установки (рис. 9-1), применимую к насосам любого вида. Основными элементами установки являются: насос, имеющий два патрубка - входной (всасывающий) - сечение /-/ и выходной (напорный) - сечение 2-2, подводящий (всасывающий) трубопровод В н напорный трубопровод Я.

Выделяют следующие показатели установки.

Статический или геометрический напор Я„, м, представляет собой разность отметок в верхнем г^. g ив нижнем гц. бассейнах, т. е. высоту, на которую поднимается жидкость:

(9-1)

Если жидкость подается в резервуар, в котором поддерживается избыточное давление р. Па, как показано на рис. 9-1, б, то статический напор равен:

С1 -вб-2нб +

(9-1)

где р - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м*; g - ускорение свободного падения, м/с^.

Напор насоса Я равен разности удельных энергий жидкости в выходном и во входном патрубках вх

Я = 62-61.

(9-2)

Согласно (9-2) из определения удельной энергии жидкости, данного в § 1-1, следует, что шпор Н, м, показывает численное значение в джоулях энергии, пер^аваемую насосом каждой единице силы веса в 1 Н жидкости, которая подается в выходной патрубок (в напорный трубопровод), или в технической системе единиц в кгс-м на каждый 1 кгс веса жидкости.

Навое

таг

Рис. 9-1. Принципиальная схема насосной установки.

Используя выражение удельной энергии (1-3) и принимая согласно схеме на рис. 9-1 = ц = Н^, где - г е о м е т р и-ческая высота всасывания или просто высота всасывания насоса, получаем следующие выражения для вх и е^:

Pi

(9-20

которые показывают, что для определения напора необходимо найти выражения давлений во входном и в выходном патрубках насоса.

Давление во входном патрубке. Напишем уравнение Бернулли (1-7) для потока между двумя сечениями поверхности жидкости в нижнем бассейне - сечением НБ и сечением Расположим площадь сравнения 0-0 на отметке НБ. Для дан-

ных условий, имея в виду, что на поверхности НБ избыточное давление равно нулю g/pg = 0, Zh. б = О и = О, получаем:

К

pg 2g -

где pjpg - пьезометрическая высота, соответствующая давлению во входном сечении hg,. - гидравлические потери во всасывающем трубопроводе. Отсюда находим:

+ К

(9-3)

Получили, что pjpg < 0. Это указывает на наличие в сечении /-/ вакуума Яв (рис. 1-3):

(9-4)

Яв - вакуумметрическая высота всасыва-ниянасоса.

Абсолютное давление в жидкости практически не может быть отрицательным {р^ > 0), так как при этом происходит разрыв сплошности. Следовательно, согласно (1-10) это соответствует требованию

Яв<-

На уровне моря Рдм ~ 0,1 МПа, т. е. Я. < 10 м. Подставляя это значение в (9-4), приходим к выводу, что геометрическая высота всасывания насоса должна быть ограничена

H,<\Q м.

Это важный для практики вывод.

Давление в напорном патрубке. Составим уравнение Бернулли для потока между сечениями 2-2 и свободной поверхностью в верхнем бассейне ВБ. Плоскость сравнения 0-0 сохраним на отметке НБ. Учитывая параметры, показанные на схеме рис. 9-1, pJS = О, vq = О, получаем:

Pi pg

Здесь - гидравлические потери в напорном трубопроводе. Отсюда искомое давление

(9-5)

На рис. 9-1, а показаны геометрические величины пьезометрической высоты pjpg и Pi/pg.

Зная pjpg (9-3) и Pi/pg (9-5), можем найти значения удельных энергий ei и г!

и, беря их разность по (9-2), определить напор

2g ±

(9-6)

Здесь hot ~ Кс + - суммарные гидравлические потери по длине и местные во всасывающем и в напорном трубопроводах. Итак, напор насоса равен сумме статического напора и гидравлических потерь в сети или в трубопроводах.

Поскольку, как известно из гидравлики, при турбулентном движении потери (местные и по длине) определяются формулой

А^ = -

Q Ft

где Vt - средняя скорость течения; Q - расход и - площадь сечения трубопровода, то /j ot в (9-6) можно выразить чарез q

пот

или

Как следует из приведенных соотношений, /Сс - коэффициент сопротивления трубопровода (сети), зависящий только от геометрии трубопровода (диаметры, длины) и видов установленных дополнительных сопротивлений (задвижки, вентили и пр.).

В результате получается другое выражение напора, необходимого для обеспечения подачи q на данную сеть (поэтому он обозначен

(9-6)

Зависимости (9-6) и (9-6) называются характеристикой сети.

Измерение напора насоса производится манометром М, который присоединяется к выходному патрубку, и вакуумметром В, который присоединяется к входному патрубку (рис. 9-2). Перед измерениями оба прибора продувают открытием устанавливаемых перед ними трехходовых кранов. В результате трубка, соединяющая манометр, будет заполнена жидкостью, а в трубке к вакуумметру будет находиться воздух. Таким образом вакуумметр показывает вакуум в точке трубопровода, к которой он присоединен, а манометр - давление с поправкой на высоту его установки 2 ,в. Непосредственно по отсчетам, приведенным к высоте, и находится пьезометрический перепад, создаваемый насосом:

J Насос

pg pg

где Яв - показания манометра и вакуумметра, пересчитанные на высоту подъема перекачиваемой жидкости.

Напор насоса согласно (9-2) и (9-2) будет равен: iP - u

Я = /l +Яз+г„з-f~, (9-7)

т. е. незначительно отличается от пьезометрического перепада.

1сли насос установлен с подпором (см. рис. 14-1) и в его входном патрубке имеется избыточное давление, то напор насоса определяется по показаниям двух манометров;

Рис. 9-2. Измерение напора насоса.

(9-7)

Здесь hx и А„2 - показания манометров, присоединенных к входному и напорному патрубкам, пересчитанные на высоту подъема перекачиваемой жидкости, а 2,2 - разность отметок установки манометров.

9-2. мощность НАСОСА

Важным параметром, характеризующим работу насоса и насосной установки, является подача (расход) жидкости q, т. е. объем жидкости, подаваемой насосом в напорный патрубок в единицу времени. Подача q измеряется в л/с, м*/с или м'/ч.

Согласно определению напор И представляет собой удельную энергию в Дж/Н. Следовательно, общая полезная мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкости, Л/, Вт,

N = pgQH.

(9-8)