Основы для энергоэффективных насосов
Министерство энергетики США установило, что 25 процентов промышленных двигателей потребление энергии системы в настоящее время потребляется насосных систем. Интерес к энергетической эффективности является не причудой, промышленное производство экономики, глобальные ограничения энергоснабжения и экологические реалии сохранения, вероятно, будет прочной тема на протяжении десятилетий, если не до бесконечности.
В затраты на энергию продолжает расти, насос производители понимают, что делает оборудование более эффективным будет способствовать экономии энергии. В то время как традиционные методы определения и приобретения трубопроводы, клапаны, фитинги, насосы и водители часто приводит к низкой себестоимости, эти методы часто приводят к системам с ненужным, дорогие потреблением энергии и высокой стоимости обслуживания. Субъект хозяйствования, который включает в себя энергии, надежность и экономическую выгоду оптимизированных насосных систем может увеличить прибыль, получить производственные возможности повышения эффективности и инициировать необходимые обновления капитала для долгосрочного выживания бизнеса.
Насосы используются в насосных системах можно разделить на две основные категории: центробежные (центробежные, диагональные и осевые) и объемные. Поскольку большинство насосов и использования энергии в промышленных и коммерческих приложений в категории центробежные насосы, предстоящий руководство от HI и PSM занимается исключительно центробежные насосы.
Центробежные насос преобразует кинетическую энергию в потенциальную или энергию давления. Энергии накачки устройства преобразования компонентов из трех основных частей: водитель, который превращает вращающихся элементов, рабочего колеса и вала (вращающийся элемент) и стационарной диффузии элемента.
Обычно связана с вращающимся элементом насоса на связи, водитель вызывает вала и связанных с крыльчаткой вращаться. В корпусе насоса загрунтовать, жидкость поступает вращающейся крыльчаткой глаз, расположенных вдоль оси крыльчатки. Жидкость ускоряется в проходах лопаточного рабочего колеса, где непрерывная передача импульса и преобразование энергии происходит. Как потоков жидкости через рабочее колесо проходы, скорость увеличивается.
Когда жидкость выходит из колеса, скорость жидкости наибольший на конце лопасти. Быстро движущихся жидкости покидает рабочее колесо насоса, и жидкость поступает в распространении элементов насоса. Увеличение площади поперечного сечения проточной части происходит и жидкости замедляется. Торможение жидкости в распространении разделе преобразует кинетическую энергию жидкости потенциальным или энергию давления. Диффундирующей части насоса может быть диффузор или спиральным в зависимости от конфигурации насоса.
Форма, размер, скорость и дизайн крыльчатки и распространения раздел устанавливает глава насоса и характеристики течения. Рабочее колесо насоса и распространение конструкции разделе на основе предполагаемого применения, технические характеристики пользователя для насосов и насосов опыт производителя. После того, как насос установлен, конструкция корпуса конверт не могут быть легко изменены, но пользователь может часто менять диаметр рабочего колеса и / или регулировать скорость для более полного удовлетворения требований насосной. Для некоторых насосов, производитель может иметь альтернативное рабочее колесо, предназначенное для более высокой или более низкой пропускной способностью.
Соображения по выбору насоса: Выбор центробежные насос требует тщательного анализа головы система по сравнению с потоком требований; насос характеристики, насосных приложений, площадь для насоса и привода, спецификаций, норм, правил и надежность, ремонтопригодность и соображения стоимости энергии. Указания инженера, возможно, придется работать в тесном сотрудничестве с производителем насоса или дистрибьютора, чтобы выбрать оптимальный насос и его размер, скорость и силу требований, тип привода, механическое уплотнение и вспомогательное оборудование.
Понимание Кривая производительности насоса Все насос выборы должны включать соответствующие эксплуатационные характеристики насоса с системным требованиям в течение ожидаемого диапазона потоков.
Существуют три основных типа насоса кривые поставляется насос Производитель: выбор графика (также известный как график диапазона или семейства кривых), опубликованной кривой и сертифицированных кривой.
Таблица выбора показывает производительность карты для аналогичных семьи насоса. На рисунке 1 показана схема отбора на линии общего назначения насосы конце всасывания. Голова и поток весов на гидравлической графике диапазон охвата часто отформатирована на полу-журнала или логарифмическом масштабе, чтобы отобразить широкий диапазон расхода и глава значения на одном графике.
Таблица выбора показывает различные размеры насосов для насосов данного производителя тип и скорость. Требуется головы и расхода приведены на кривой, а производитель оценивает насосы с лучшей эффективностью точки вблизи указанных пунктов работы.
После того, как список приемлемых насосов разработаны, опубликованы кривые производителя можно ссылаться, чтобы определить лучший насос для приложения. На рисунке 2 приведен пример опубликован кривой 5x6x11 насос работает на 1770 оборотах. Полезная информация операционных могут быть получены из насоса производителя кривая для этого приложения, в том числе:
Диаметр крыльчатки находится между 10 - и 10,5-в
Насос 85 процентов эффективны при проектировании точка
Мощности (в рабочей точке) составляет примерно 30 л.с.
Чистая гидравлическим напором требуется примерно 10 футов
Связь с производителем насоса или офис продаж для рассмотрения соответствия данной модели насоса для указанных условий эксплуатации рекомендуется при указании насоса.
После того, как насос был заказан и выпустили на строительство, производитель строит, и если тестирование не требуется, сертифицированный кривая производительности в комплект поставки. Для надежности, стабильности результатов испытаний, рекомендуется, чтобы сертифицированные кривая на основе тестирования требования, содержащиеся в ANSI / HI 1.6 или 2.6. В отличие от опубликованных кривой, которая является общей кривой для данного типа насоса модели и размеры, сертифицированный кривой отражает результаты тестов в частности насос поставляется под заказ.
Расположение насоса в системе имеет большое влияние на чистую кавитационный запас доступных (NPSHa). Изменение высоты источника насоса или всасывания прямо соответствует увеличению или уменьшению NPSHa. В новой системе размещения насоса при минимально возможной точки или подъемные всасывания часто может быть выполнена с минимальным влиянием на затраты. После того как система будет построена, изменение NPSHa, за исключением изменения уровня набор точек, зачастую непомерно.
Компонент глава потери NPSHa основан на потери на трение в трубопроводе насоса. Эти потери могут быть значительными и возрастают с площади увеличился коэффициент расхода. Производительность насоса может быть ограничено NPSHa. Снижение потерь трения трубопровода возможно за счет увеличения диаметра всасывающего трубопровода, уменьшая количество локтей или арматуры, или выбор клапанов с меньшими потерями, то есть заменить проходной клапан с задвижкой.
Температурно-зависимых свойств технологической жидкости могут существенно повлиять на NPSHa, голова, скорость потока и потребляемой мощности. Вода в 68 градусов по Цельсию есть пара напор 0,78 футов, но есть пара напор 33,9 футов на 203 градусов F. повышение температуры воды представляет собой 33-футов сокращение NPSHa если нет других изменениях . Изменение температуры жидкости влияет на вязкость жидкости. Для ньютоновской жидкости, повышение температуры ведет к снижению вязкости, и понижение температуры приводит к увеличению вязкости.
Давление, действующее на поверхность жидкости из расходного бака непосредственно влияет на NPSHa. Это может быть возможно увеличить NPSHa за счет увеличения давления всасывания танк, но этот вариант не следует выбирать без проверки расходного бака давление ограничений и факторов, связанных с процессом.
Правила насоса Affinity Правила насос близость описать, как изменение диаметра рабочего колеса (до 5 процентов только изменения), а также влияет на скорость вращения насоса. Насос кривая получена из серии тестовых точек, соединенных вместе, образуя плавную линию. Дискретных значений расхода и глава тест может рассматриваться как принадлежащие к точке координат. При использовании правил насос близость, важно регулировать как голова и поток значений для той же точке координат.
Изменение скорости вращения Когда скорость вращения насоса меняется, скорость потока (мощности), головой и питание для точки на кривой насоса изменяются в соответствии с правилами насос близости.
На рисунке 3 показана кривая производительности насоса при испытании производителем скорость 1770 оборотов в минуту и скоростью 1500 оборотов в минуту. Так как скорость уменьшается, кривая насоса перемещается вниз и смещается влево. Правила насос близость не рекомендуют, что нужно сделать, чтобы КПД насоса на новые скорости. Тем не менее, эффективность насоса обычно следует с корректировкой близость правило потока. Значения КПД обычно не сильно изменится с небольшими изменениями скорости.
Правила насос близость обеспечивает точное представление насоса изменение производительности в диапазоне скоростей. Когда диаметр рабочего колеса обрезается (до 5 процентов только изменения), скорость потока, головы и мощности для точки на кривой насоса меняться примерно с правилами насос близости.
Насос должен управлять с помощью установленных процедур в целях минимизации ремонт и незапланированных простоев. Перечень должен быть разработан чтобы убедиться, что все меры предосторожности, вспомогательного оборудования и настройки клапана, рекомендациями производителя, приборы крюк окна, и т.д. в порядке, прежде чем начать насоса.
При отключении насоса важно следовать установленным выключение последовательности в целях безопасности и для предотвращения гидравлических переходных поток проблем, связанных, гидроудар, обратного вращения насоса, неожиданное отключение другого оборудования в системе, и другие проблемы.
"Понимание насоса основы для энергоэффективных мир» основан на открытии глава Оптимизация насосной системы, руководство по повышению энергоэффективности, надежности и рентабельности написана HI PSM и экспертов. Последующие статьи из данного руководства будет включать в себя: насос и система взаимодействия, расчет стоимости владения, повышение производительности существующих насосных систем, создания более насосных систем: Оптимизация новых образцов; Насосная система экономики: возможности для повышения производительности жизненного цикла и оптимизации системы насосного Исследования дело .
Насос системы материалов (ПСМ) и гидравлического института (HI) вскоре опубликует новый путеводитель по оптимизации насосных систем для улучшения понимания сложной задачей соответствия характеристик насоса в системе требований. Он также будет содержать объяснения, чтобы оправдать такие проекты совершенствования систем для высшего руководства, которые делают основной капитал и бюджетных решений. Она представляет практическую информацию для тех, кто не имел широкий воздействия насосных систем и тех, кто желает совершенствовать свои системы. Материал Предполагается, что читатель знаком с основами инженерных принципов и практики. В нем представлены коллективные знания многих специалистов отрасли, которая предназначена для расширения возможностей читателя оптимизации систем эффективно, надежно и экономично.
