Выбор мощности электродвигателя насосной установки

Выбор мощности электродвигателя насосной установкиДля того чтоб избрать тип и мощность электронасосной установки, нужно исходя из местных критерий решить вопрос о схеме водоснабжения. Подачу воды производят в главном через водонапорный котел либо водонапорный бак с приводом центробежных насосов от асинхронных движков.

Конкретная подача воды от насоса в распределительную сеть осуществляется в открытых ирригационных системах с приводом от асинхронных движков.

Для принятой схемы водоснабжения выбирают насос (почти всегда надежный и обычный в эксплуатации насос центробежного типа).

Для выбора насоса и определения его мощности по водопотреблению определяют требуемые подачу и напор.

Подачу Qн (л/ч) насоса находят из последующего соотношения:

Qн = Qmaxч = (kч х kсут х Qср.сут ) / (24 η),

где Qmaxч — вероятный наибольший часовой расход воды, л/ч, kч — коэффициент неравномерности часового расхода, kсут — коэффициент неравномерности дневного расхода (1,1 — 1,3), η — КПД установки, учитывающий утраты воды), Qср.сут — среднесуточный расход воды, л/сут.

электродвигатель для насосной установкиНапор насоса выбирают таким, чтоб он мог подавать воду при нужном давлении в заданную точку. Требуемый напор насоса Ннтр определяется высотой всасывания Нвс и высотой нагнетания Ннг, сумма которых определяет статический напор Нс, потерями в трубопроводах Hп и разностью давлений на верхнем Рву и нижнем Рну уровнях.

Беря во внимание, что напор H = P/ρg, где Р — давление, Па, ρ — плотность воды, кг/м3, g — 9,8 м/с2 — ускорение свободного падения, g — удельный вес воды, к/м3, получаем:

Ннтр = Hc + Hп + (1/ρ) х (Рву — Рну)

Зная требуемые расход и напор, по каталогу выбирают насос подходящих характеристик с учетом вероятной частоты вращения приводного мотора. Дальше определяют мощность электродвигателя насоса.

По универсальной характеристике избранного насоса уточняют его подачу Qн напор Нн и определяют коэффициент полезного деяния ηн и мощность насоса Рн.

Мощность (кВт) мотора привода насоса Pдв = (kз х ρ х Qн х Нн) / (ηн х ηп),

где — kз коэффициент припаса, зависящий от мощности электродвигателя насоса: Р, кВт — (1,05 — 1,7), т.к. в реальных критериях работы насосов могут происходить утечки воды из напорного трубопровода (вследствие неплотностей соединений, разрывов трубопровода и пр, потому электродвигатели для насосов выбирают с неким припасом мощности. Чем больше мощность, тем меньше коэффициент припаса можно принять. Так для мощности электродвигателя насоса 2 кВт — kз = 1,5, 3 кВт — kз = 1,33, 5 кВт — kз =1,2, при мощности больше 10 кВт— kз = 1,05 — 1,1. ηп — КПД передачи (для прямой передачи 1, клиноременной 0,98, зубчатой 0,97, плоскоременной 0,95), ηн — КПД насосов поршневых 0,7 — 0,9, центробежных 0,4 — 0,8, вихревых 0,25 — 0,5.

электродвигатель для насосной установкиДля центробежных насосов в особенности важен верный выбор угловой скорости насоса, потому что его производительность пропорциональна угловой скорости, напор и момент — квадрату угловой скорости, мощность — ее кубу: Q ≡ ω, H ≡ ω2, М≡ ω2, P ≡ ω3


Из этих соотношений следует, что при увеличении угловой скорости насоса мощность его растет, что может привести к перегреву электродвигателя. При занижении угловой скорости мотора напор насоса возможно окажется недостающим для расчетной подачи.

Выбирая электронасосный агрегат по каталогу, нужно учесть его рабочие свойства (рис. 1) и характеристику магистрали, на которую работает насос, другими словами зависимость меж подачей и суммарным значением напора, требуемого для подъема воды на заданную высоту, преодоления гидравлических сопротивлений и сотворения лишнего давления на выходе из нагнетательного трубопровода. Необходимо стремиться к тому, чтоб рабочая точка А находилась в зоне наибольших значений КПД агрегата.

Свойства насоса при разных частотах вращения

Рис. 1. Свойства насоса при разных частотах вращения (1, 2, 3, 4), магистрали при разных степенях дросселирования (5, 6) и КПД (7) насоса при номинальной частоте вращения.

Тип электродвигателя выбирают, исходя из условии среды и особенностей монтажа. К примеру, для привода погружных насосов типа ЭЦВ используют электродвигатели мощностью 0,7 — 65 кВт специального выполнения типа ПЭДВ, рассчитанные для работы в буровых скважинах поперечником от 100 до 250 мм с подачей на высоту до 350 м. Обмотка статора мотора выполнена проводом с полихлорвиниловой гидростойкой изоляцией.

Электродвигатель совместно с насосом устанавливается в скважине погруженным в откачиваемую воду (рис. 3). Пример условного обозначения агрегата: ЭЦВ-6-10-80-М, где ЭЦВ-6 — электронасосный скважинный агрегат для воды с чертой «6» по поперечнику скважины, а конкретно — для скважины с внутренним поперечником 149,5 мм, 10 — номинальная подача насоса, м3/ч, 80 — номинальный напор, м, М — вид климатического выполнения по ГОСТ 15150-69.

Условное обозначение электродвигателя, используемого в агрегате: ПЭДВ4-144 (ПЭДВ — погружной электродвигатель водозаполненный, 4 — номинальная мощность, кВт, 144 — наибольший размер в поперечном сечении, мм).

Электронасосный центробежный скважинный агрегат для воды

Рис. 2. Электронасосный центробежный скважинный агрегат для воды: 1 — насос, 2 — обойма, 3 — головка, 4 — оборотный клапан, 5 — рабочее колесо, 6 — лопаточный отвод, 7 — муфта, 8 — движок, 9 — верхний подшипниковый щит, 10 — статор, 11 — ротор, 12 — нижний подшипниковый щит, 13 — днище, 14 — пробка, 15 — пробка-фильтр, 16 — шпилька, 17 — сетка, 18 — кожух

Схема расположения агрегата в скважине

Рис. 3. Схема расположения агрегата в скважине: 1 — агрегат, 2 — водоподъемная колона, 3 — датчик «сухого хода», 4 — кабель, 5 — муфта, 6 — опорная плита либо оголовок, 7 — колено, 8 — кран трехходовой, 9 — манометр, 10 — задвижка, 11 — станция управления и защиты, 12 — хомут, 13 — фильтр

насос ЭЦВВ приводе непогружных центробежных и вихревых насосов употребляют асинхронные короткозамкнутые движки я и движки с фазным ротором с гидростойкой изоляцией мощностью 1,5 — 55 кВт.

Погружные электронасосы зависимо от уровня залегания водоносного слоя эксплуатируют на глубинах 40 — 230 м.

Механическая черта центробежного насоса имеет вентиляторный вид. Момент сопротивления трения в подшипниках насоса Мс — 0,05 Мн.

Средний момент поршневого насоса при работе на магистраль, где поддерживается неизменный напор, не находится в зависимости от угловой скорости вращения. Запуск поршневого насоса осуществляется при открытой задвижке на напорном трубопроводе. По другому может произойти катастрофа.

Центробежный насос можно пускать как при открытой, так и при закрытой задвижке на напорном трубопроводе.

С учетом критерий среды, особенностей монтажа, нужной мощности и частоты вращения насоса по справочным таблицам выбирают электродвигатель соответственного типа.

Школа для электрика