Agencia Federal para la Educación

Institución educativa estatal de educación profesional superior.

UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL ESTADO DE NIZHNY NOVGOROD

Instituto Politécnico Dzerzhinsky

Departamento "Máquinas y aparatos de tecnologías químicas y alimentarias"

NOTA EXPLICATIVA

AL TRABAJO DE CURSO SOBRE LA DISCIPLINA

"HIDRAULICA Y MAQUINARIA HIDRAULICA"

OPCIÓN 1.5

Completado por un alumno del grupo 04-MAPP

Kabanshchikov D.

Gerente de Proyecto Sukhanov D.E.

El proyecto está protegido con una tasación de ____________

Dzerzhinsk

Introducción

1. Datos iniciales para el cálculo

2. Esquema de la unidad de bombeo.

Formulario de información inicial

4. Cálculo de las características hidráulicas del circuito

4.1 Cálculo de diámetros de tubería

2 Pérdida de carga en la tubería

3 Cálculo de resistencias hidráulicas para un ramal común

3.1 Pérdida de carga por fricción

3.2 Cálculo de pérdidas de resistencia locales

4 Cálculo de la resistencia hidráulica para 1 rama

4.1 Pérdida de carga por fricción

4.2 Cálculo de pérdidas de resistencia locales

5 Cálculo de resistencias hidráulicas para 2 ramales

5.1 Pérdida de carga por fricción

5.2 Cálculo de pérdidas de resistencia locales

6 Cálculo de la resistencia hidráulica para 3 ramales

6.1 Pérdida de carga por fricción

4.6.2 Cálculo de pérdidas de resistencia locales

7 Selección de máquina hidráulica estándar

Apéndice 1: Especificación del dibujo de la bomba

Introducción

Una máquina hidráulica es una máquina que comunica el fluido que circula por ellas energía mecánica(bomba), o recibir parte de la energía del líquido y transferirla al cuerpo de trabajo para su uso útil (motor hidráulico).

El funcionamiento de la bomba se caracteriza por su caudal, presión, potencia, eficiencia y velocidad.

Alimentación: el flujo de fluido a través de la tubería de presión (salida).

Altura: la diferencia entre las energías de la unidad de peso del líquido en la sección de flujo después de la bomba y delante de ella:

Н = zн - zв + (pн - pв)/(ρg) + (υн2 - υн2) /(2g).

Potencia: energía suministrada a la bomba desde el motor por unidad de tiempo:

Eficiencia de la bomba: la relación entre la potencia útil y el consumo:

η = Np/N.

Dependencias gráficas de la cabeza, la potencia del eje y la eficiencia de la bomba en su rendimiento en número constante RPM se llama las características de la bomba. Al elegir una bomba, es necesario tener en cuenta las características de la red, es decir, la tubería y el aparato a través del cual se bombea el líquido. La característica de la red expresa la relación entre el flujo de fluido Q y la presión H necesaria para mover el fluido a través de esta red. La altura se puede definir como la suma de la altura geométrica del suministro Hg y la pérdida de carga hp. El punto de intersección de las características se denomina punto de operación. Corresponde al máximo rendimiento de la bomba cuando está trabajando en una red determinada. Si se requiere un mayor rendimiento, aumente la velocidad del motor o reemplace la bomba con una bomba de mayor capacidad. La bomba debe seleccionarse de manera que el punto de operación corresponda a la capacidad y presión requeridas en la región de mayor eficiencia.

Para cambiar el modo de funcionamiento de la bomba, es necesario cambiar las características de la bomba o grupo de bombeo. Este cambio en las características para proporcionar el alimento requerido se llama regulación.

Control de válvulas (estrangulación)

Supongamos que la bomba debe tener un caudal no QA, correspondiente al punto A de la intersección de la característica de la bomba con la característica del grupo de bombeo, sino QB (Fig. 1). Deja QB< QA. Этой подаче соответствует рабочая точка В характеристики насоса. Для того чтобы характеристика насосной установки пересекалась с кривой напоров Н = f(Q) в точке В, необходимо увеличить потери напора в установке. Это осуществляется прикрытием регулирующей задвижки, установленной на напорном трубопроводе. В результате увеличения потерь напора в установке характеристика насосной установки пойдет круче и пересечет кривую напоров Н = f(Q) насоса в точке В. При этом режиме напор насоса складывается из напора НBy , расходуемого в установке при эксплуатации с полностью открытой задвижкой, и потери напора в задвижке hз.:

HB \u003d HBy + hz.

Así, la regulación del funcionamiento de la bomba por estrangulación provoca pérdidas de energía adicionales, que reducen la eficiencia de la instalación. Por lo tanto, este método de regulación es antieconómico. Sin embargo, debido a su excepcional simplicidad, el control de estrangulación se ha convertido en el más extendido.

Foto 1. Regulación de bombas por estrangulación

Regulación cambiando la velocidad de la bomba

Un cambio en el número de revoluciones de la bomba provoca un cambio en sus características y, en consecuencia, un cambio en el modo de funcionamiento (Fig. 2). Se requieren motores de velocidad variable para el control de velocidad variable.

Tales motores son motores eléctricos de corriente continua, vapor y turbinas de gas y motores de combustión interna. Más común motores eléctricos asíncronos con rotor en jaula de ardilla, prácticamente no permiten cambiar el número de revoluciones. También se utiliza para cambiar el número de revoluciones al incluir resistencia en el circuito del rotor de un motor asíncrono con rotor de fase, así como un acoplamiento de fluido instalado entre el motor y la bomba.

La regulación de la bomba cambiando su velocidad es más económica que la regulación por estrangulación. Incluso el uso de acoplamientos de fluido y resistencia en el circuito del rotor de un motor asíncrono, asociado con pérdidas de potencia adicionales, es más económico que el control de estrangulamiento.

Figura 2. Regulación de la bomba cambiando la velocidad.

Control de derivación

Se lleva a cabo desviando una parte del caudal del líquido suministrado por la bomba desde la tubería de presión a la tubería de succión a través de la tubería de derivación, en la que está instalada la válvula. Al cambiar el grado de apertura de esta válvula, cambia el caudal del líquido desviado y, en consecuencia, el caudal en la red externa. Se pierde la energía del líquido que pasa por la tubería de derivación. Por lo tanto, el control de derivación no es económico.

Ajuste girando las palas

Se utiliza en bombas de flujo axial de paletas rotativas medianas y grandes. Cuando las palas giran, la característica de la bomba cambia y, en consecuencia, su modo de funcionamiento (Fig. 3). La eficiencia de la bomba no cambia significativamente cuando giran las paletas, por lo que este método de regulación es mucho más económico que el control de estrangulamiento.

Figura 3. Regulación de la bomba cambiando el ángulo de las palas.

La potencia más pequeña se obtiene con regulación cambiando la velocidad, un poco más de potencia se obtiene con regulación por estrangulación, la mayor - con regulación por bypass: NB sobre< NBдр < NB пер. Этот результат справедлив лишь для насосов, у которых с увеличением подачи мощность увеличивается (тихоходные и нормальные центробежные насосы). Если с увеличением подачи мощность уменьшается (например, осевые насосы), то регулирование перепуском экономичнее регулирования дросселированием.

Figura 4. Comparación de economías diferentes caminos control de bomba

1 Datos iniciales para el cálculo

Longitudes de parcela:= 4 m; l2 = 8m; l3 = 10m; l4 = 0,5m; l5 = 1 metro; l6 = 1 m.

Marcas de instalación de los tanques receptores: = 2 m; z2 = 4m; z3 = 6 m.

Altura libre en los puntos de consumo: = 3 m; H2= 3m; H3= 2m.

Caudales de líquido en las áreas: = 100 m3/h; Q2= 200 m3/h; Q3= 50 m3/h.

Ángulo de apertura del difusor α = 60º.

Longitud del intercambiador de calor Ltr = 1,8 m.

Diámetro del depósito de expansión dø = 0,6 m.

3. Forma de información inicial

Número de sucursales - 3.

El estado de las tuberías es con ligera corrosión.

Accesorios, dispositivos instalados en las sucursales.	Rama común
1. Intercambiador de calor de dos tubos ("tubo en tubo")
2. Válvula normal
3. Giro cerrado
4. Giro suave
5. Entrada de tubería
6. Fuera de la tubería
7. Expansión repentina
8. Constricción repentina
9. Confusión
10. Difusor
11. serpentina
12. Intercambiador de calor de carcasa y tubos
13. Consumo Q, m3/h
14. Longitud de la rama l, m
15. Marcas de instalación de tanques receptores, m
16. Altura libre en los puntos de consumo, H, m

Característica de las resistencias locales

Intercambiador de calor de dos tubos ("tubo en tubo"): rama 3, longitud de las secciones de intercambio de calor - 1,8 m, número de secciones - 4.

Giro brusco:

rama 1, ángulo 90º,

rama 1, ángulo 90º,

rama 2, ángulo 90º,

rama 3, ángulo 90º,

rama 3, ángulo 90º,

rama 3, ángulo 90º,

rama 3, ángulo 90º,

rama 3, ángulo 90º,

rama 3, ángulo 90º,

rama 3, ángulo 90º,

rama 3, ángulo 90º.

Entrada de tubería:

rama común, ángulo de entrada 0°,

rama común, ángulo de entrada 0°,

rama 1, ángulo de entrada 0°,

rama 3, ángulo de entrada 0°.

Salida de tubería:

rama común, ángulo de salida 0°,

ramal 1, ángulo de salida 0º,

rama 2, ángulo de salida 0º,

ramal 3, ángulo de salida 0º.

Expansión repentina:

la rama es común, el diámetro del vaso de expansión es dр = 0,6 m.

Constricción repentina:

ramal 2, diámetro del depósito de expansión dø = 0,6 m.

Difusor:

rama 2, ángulo de apertura α = 60º.

4. Cálculo de las características hidráulicas del esquema.

El cálculo de los parámetros hidráulicos del circuito es necesario para determinar los costos de energía para mover el fluido y seleccionar una máquina hidráulica estándar (bomba).

1 Cálculo de diámetros de tubería

El esquema tecnológico especificado contiene contenedores ubicados en diferentes elevaciones, una bomba centrífuga y una tubería ramificada compleja con válvulas de cierre y control instaladas e incluyendo una serie de resistencias locales. Es recomendable comenzar el cálculo determinando los diámetros de la tubería utilizando la fórmula:

di = √ 4Qi /(πw) , (1)

donde Qi - caudal medio para cada ramal, m3/s;

wi - velocidad del fluido, m/s.

Para hallar el caudal del ramal común Q0, m3/h, se utiliza la siguiente fórmula:

donde Qi es el caudal del ramal correspondiente, m3/h.

Q0 = Q1 + Q2 + Q3 = 100 + 200 + 50 = 350 m3/h.

Para los cálculos, el caudal Qi se convierte de m3/h a m3/s:

Q0 = 350 m3/h = 350/3600 = 0,097 m3/s,

Q1 = 100 m3/h = 100/3600 = 0,028 m3/s,

Q2 = 200 m3/h = 200/3600 = 0,056 m3/s,

Q3 = 50 m3/h = 50/3600 = 0,014 m3/s.

En la práctica, para medios bombeados por bombas, se recomienda tomar el valor de la velocidad económica de ≈ 1,5 m/s.

Los diámetros de las tuberías se calculan por ramales según la fórmula (1):

d1 \u003d (4 0.028) / (π 1.5) \u003d 0.154 m \u003d 154 mm,

d2= (4 0,056)/(π 1,5) = 0,218 m = 218 mm,

d3 \u003d (4 0.014) / (π 1.5) \u003d 0.109 m \u003d 109 mm,

d0 \u003d (4 0.097) / (π 1.5) \u003d 0.287 m \u003d 287 mm.

Según los valores di calculados, se selecciona el diámetro de tubería estándar más cercano dsti de acuerdo con GOST 8732 - 78 para tuberías de acero laminado en caliente sin costura.

Para la primera rama, un tubo de acero laminado en caliente sin costura con un diámetro exterior de 168 mm, con un espesor de pared de 5 mm, de acero 10, fabricado de acuerdo con el grupo B GOST 8731 - 74:

Tubo 168x 5 GOST 8732 - 78

B10 GOST 8731 - 74

Para el segundo ramal, un tubo de acero laminado en caliente sin costura con un diámetro exterior de 245 mm, con un espesor de pared de 7 mm, de acero 10, fabricado de acuerdo con el grupo B GOST 8731 - 74:

Tubo 245x 7 GOST 8732 - 78

B10 GOST 8731 - 74

Para el tercer ramal, tubo de acero laminado en caliente sin soldadura de diámetro exterior 121 mm, con pared de 4 mm de espesor, fabricado en acero 10, fabricado según grupo B GOST 8731 - 74:

Tubo 121x5 GOST 8732 - 78

B10 GOST 8731 - 74

Para una rama común, un tubo de acero laminado en caliente sin costura con un diámetro exterior de 299 mm, con una pared de 8 mm de espesor, de acero 10, fabricado de acuerdo con el grupo B GOST 8731 - 74:

Tubo 299x 8 GOST 8732 - 78

B10 GOST 8731 - 74.

Los cálculos de los diámetros internos di, mm, se realizan de acuerdo con la fórmula:

di = Di - 2 b, (3)

donde Di es el diámetro exterior de la tubería correspondiente, m;

b - espesor de pared, m.

d0 = 299-2 8 = 283 mm = 0,283 m,

d1 \u003d 168-2 5 \u003d 158 mm \u003d 0,158 m,

d2 \u003d 245-2 7 \u003d 231 mm \u003d 0,231 m,

d3 \u003d 121-2 4 \u003d 113 mm \u003d 0,113 m.

Dado que los diámetros internos de las tuberías estándar difieren de los valores calculados por la fórmula (1), es necesario especificar el caudal de fluido w, m/s, utilizando la fórmula:

wi = 4 Qi/(π d2sti), (4)

donde dsti es el diámetro interno estándar calculado para cada ramal de la tubería, m;

Qi - caudal medio para cada ramal, m3/s.

w0 = (4 0,097)/(π (0,283)2) = 1,54 m/s,

w1 = (4 0,028)/(π (0,158)2) = 1,43 m/s,

w2 = (4 0,056)/(π (0,231)2) = 1,34 m/s,

w3 = (4 0,014)/(π (0,113)2) = 1,4 m/s.

2 Pérdida de carga en la tubería

Las pérdidas de carga se dividen en pérdidas por fricción a lo largo de la longitud y pérdidas locales. Las pérdidas por fricción Δhi, m, ocurren en tuberías rectas de sección transversal constante y ocurren en proporción a la longitud de la tubería. Están determinados por la fórmula:

Δhtren i = λi (li/di) (wi2/2g) (5)

donde λi es el coeficiente adimensional de pérdida por fricción a lo largo de la longitud (coeficiente de Darcy);

g - aceleración caida libre, m/s2.

El coeficiente de Darcy λi está determinado por la fórmula universal de A. D. Altshul:

λi = 0,11 (Δi /di + 68/Rei)0,25, (6)

donde Δi es la rugosidad equivalente absoluta en función del estado de las tuberías;

Rei es el número de Reynolds.

El valor de la rugosidad absoluta de los tubos se elige de 0,2 mm, para tubos de acero que han estado en funcionamiento con ligera corrosión.

El número de Reynolds Re se calcula mediante la siguiente fórmula:

Rei = (wi di ρ)/μ = (wi di)/ν, (7)

donde wi es la velocidad de flujo del fluido a través de la tubería correspondiente, m/s;

di es el diámetro interior de la tubería correspondiente, m;

ρ - densidad del líquido, kg/m3;

μ - viscosidad dinámica, Pa s,

ν - viscosidad cinemática, m2/seg.

Las pérdidas locales se deben a la resistencia hidráulica local, es decir, cambios locales en la forma y el tamaño del canal, lo que provoca la deformación del flujo. Estos incluyen: giros cerrados de tubería (codos), giros suaves, entradas y salidas de tubería, expansiones y contracciones agudas (repentinas), confusores, difusores, bobinas, intercambiadores de calor, válvulas, etc.

Pérdida de carga local Δhm.s. i , m, están determinados por la fórmula de Weisbach, como sigue:

Δhm.s.i = ∑ξi (wi2/2g), (8)

donde ξi es el coeficiente de resistencia para varios tipos de resistencias locales.

Después de calcular los componentes de pérdida de carga, las pérdidas totales Δhi, m, se determinan por las ramas de acuerdo con la fórmula:

Δhi = Δhtren i + Δhm.s. yo, (9)

donde Δhtr i - pérdidas por fricción, m;

Δhm.s. i - pérdidas de resistencia locales, m.

Нfull i = Δho + Δhi + Нi + zi, (10)

donde Hi - cabeza libre en los puntos de consumo, m;

zi - marcas de instalación de tanques receptores, m.

3 Cálculo de resistencias hidráulicas para un ramal común

3.1 Pérdida de carga por fricción

Para la rama común de la tubería, el número de Reynolds está determinado por la fórmula (7):

Reo \u003d (1.54 0.283) / (1.01 10-6) \u003d 431505.

λo \u003d 0.11 (0.0002 / 0.283 + 68 / 431505) 0.25 \u003d 0.019.

Δhtrain o \u003d 0.019 (1.5 / 0.283) (1.54) 2 / (2 9.81) \u003d 0.012 m.

bomba tubería hidráulica presión

4.3.2 Cálculo de pérdidas de resistencia locales

Dos entradas de tubería con bordes afilados: ξin = 0,5.

Dos válvulas normales en apertura total, con un diámetro interno (tomado como diámetro nominal) de 283 mm. Dado que este paso condicional y, en consecuencia, el coeficiente de resistencia de la válvula ξvent no se indican en GOST, se utiliza la interpolación para encontrarlo. A este casoξventeo = 5.234.

Salida de la tubería: ξout = 1.

expansión repentina.

El coeficiente de resistencia se selecciona en función de la relación de las áreas transversales del vaso de expansión y la tubería y el número de Reynolds.

La razón de las áreas encontradas de las secciones se encuentra a través de la razón de los cuadrados de los diámetros correspondientes:

F0/Fð = (d0/dð)2 = (0,283/0,6)2 = 0,223.

Con un número de Reynolds de 431505 y una relación de área de 0,223, el coeficiente de arrastre

ξexp = 0,65.

Para una rama común, la pérdida de presión total debido a las resistencias locales Δhm.s.o, m, se calcula mediante la fórmula (8):

Δhm.s.o \u003d (2 0.5 + 2 5.234 + 1 + 0.65) (1.54) 2 / (2 9.81) \u003d 1.59 m.

Pérdidas totales Δho, m, en la rama común según fórmula (9):

Δho \u003d 0.012 + 1.59 \u003d 1.602 m.

4 Cálculo de la resistencia hidráulica para 1 rama

4.1 Pérdida de carga por fricción

Para la primera rama de la tubería, el número de Reynolds está determinado por la fórmula (7):

Te1 = (1,43 0,158)/(1,01 10-6) = 223704.

λ1 = 0,11 (0,0002/0,158 + 68/223704) 0,25 = 0,022.

Las pérdidas por fricción se calculan mediante la fórmula (5):

Δhtren1 = 0,022 (4/0,158) (1,43)2/(2 9,81) = 0,058 m.

4.2 Cálculo de pérdidas de resistencia locales

Determinemos los coeficientes de resistencia ξ para varios tipos de resistencias locales.

2. Dos giros cerrados de la tubería (codo) con un ángulo de giro de 90°: ξcol= 1.

3. Dos válvulas normales en apertura total, con un diámetro interno (tomado como paso condicional) de 158 mm. Dado que este paso condicional y, en consecuencia, el coeficiente de resistencia de la válvula ξvent no se indican en GOST, se utiliza la interpolación para encontrarlo. En este caso, ξvent = 4.453.

Salida de la tubería: ξout = 1.

Para la primera rama, la pérdida de carga total debida a las resistencias locales Δhm.s.1, m, se calcula mediante la fórmula (8):

Δhm.s.1 = (0,5 + 2 1 + 4,453+ 1) (1,43)2/(2 9,81) = 0,829 m.

Determinamos las pérdidas totales Δh1, m, en la primera rama según la fórmula (9):

Δh1 = 0,058 + 0,829 = 0,887 m.

Determinamos la altura total Нfull i, m, requerida para suministrar líquido a lo largo de la rama de acuerdo con la fórmula (10):

Hfull 1 \u003d 1.602 + 0.887 + 3 + 2 \u003d 7.489 m.

5 Cálculo de resistencias hidráulicas para 2 ramales

5.1 Pérdida de carga por fricción

Para la segunda rama de la tubería, el número de Reynolds está determinado por la fórmula (7):

Te2 = (1,34 0,231)/(1,01 10-6) = 306475.

λ2 = 0,11 (0,0002/0,231 + 68/306475) 0,25 = 0,02.

Las pérdidas por fricción se calculan mediante la fórmula (5):

Δhtren 2 = 0,02 (8/0,231) (1,34)2/(2 9,81) = 0,063 m.

5.2 Cálculo de pérdidas de resistencia locales

Determinemos los coeficientes de resistencia ξ para varios tipos de resistencias locales.

Contracción repentina.

El coeficiente de resistencia se selecciona en función de la relación de las áreas transversales del vaso de expansión y la tubería, así como del número de Reynolds.

F2/Fð = (d2/dð)2 = (0,0231/0,6)2 = 0,148; Re = 306475>10000: ξin estrecho = 0,45.

La válvula es normal en apertura total, con un diámetro interno (tomado como diámetro nominal) de 231 mm. Dado que este paso condicional y, en consecuencia, el coeficiente de resistencia de la válvula ξvent no se indican en GOST, se utiliza la interpolación para encontrarlo. En este caso, ξvent = 4.938.

3. Un giro brusco de la tubería (codo) con un ángulo de giro de 90°: ξcol = 1.

Difusor.

El coeficiente de arrastre del difusor ξdiff se calcula utilizando la siguiente fórmula:

ξdiff = λi/(8 sen(α/2)) [(F2′/F2)2 - 1]/ (F2′/F2)2 + senα [(F2′/F2) - 1]/ (F2 ′/F2 ), (11)

donde F2 - área de la sección transversal de la tubería antes de la expansión, m2;

F2' - área de la sección transversal de la tubería después de la expansión, m2;

α - ángulo de apertura del difusor;

λi - Coeficiente de Darcy. Calculado para una sección de tubería con una sección menor F2 (antes de la expansión).

Aceptamos el diámetro de la tubería después de la expansión de forma independiente, seleccionando el diámetro estándar requerido de GOST.

Aceptamos un tubo de acero laminado en caliente sin costura con un diámetro exterior de 273 mm, con un espesor de pared de 7 mm, de acero 10, fabricado de acuerdo con el grupo B GOST 8731-74:

Tubo 237x7 GOST 8732-78

B10 GOST 8731-74.

d2′ \u003d 273 - 2 7 \u003d 259 mm \u003d 0,259 m.

Reemplazando el valor de F1/F0 igual a él (d1/d0)2, obtenemos:

ξdif = λ2 /(8 sin(α/2)) [ (d2′ /d2)4 - 1]/(d2′ /d2)4 + sin(α) [(d2′ /d2)2 -1 ]/( d2′ /d2)2 = 0,02/(8 sen(60°/2)) ((0,259/0,231)4 - 1)/(0,2590/0,231)4 + sen(60° ) ((0,259/0,231)2 - 1)/ 0,259/0,231)2 = 0,18.

5. Salida de la tubería: ξout = 1.

Para la segunda rama, la pérdida de presión total debido a las resistencias locales Δhm.s. 2 se calculan mediante la fórmula (8):

Δhm.s.2 = (0,45 + 4,938 + 1 + 0,18 + 1) (1,34)2/(2 9,81) = 0,69 m.

Las pérdidas totales Δh2, m, se determinan en la segunda rama según la fórmula (9):

Нfull2 \u003d 1.602 + 0.756 + 4 + 3 \u003d 9.358 m.

6 Cálculo de la resistencia hidráulica para 3 ramales

6.1 Pérdida de carga por fricción

Para la tercera rama de la tubería, el número de Reynolds está determinado por la fórmula (7):

Te3 = (1,4 0,113)/(1,01 10-6) = 156634.

λ3 = 0,11 (0,0002/0,113 + 68/156634) 0,25 = 0,024.

Determinemos el número de Reynolds en ν = 1.31 10-6 m2/s usando la fórmula (7):

Ret \u003d (1.4 0.113) / (1.31 10-6) \u003d 120763.

λt \u003d 0.11 (0.0002 / 0.113 + 68 / 120763) 0.25 \u003d 0.0242.

Las pérdidas por fricción se calculan mediante la fórmula (5):

Δhtren3 = 0,024 (10/0,113) (1,4)2/(2 9,81) + 0,0242 (1/0,113) (1,4)2/(2 9,81) = 0,234 m

6.2 Cálculo de pérdidas de resistencia locales

Determinemos los coeficientes de resistencia ξ para varios tipos de resistencias locales.

Entrada a una tubería con aristas vivas: ξin = 0,5.

2. Ocho vueltas cerradas de la tubería (codos) con un ángulo de giro de 90°: ξcol = 1.

2. La válvula es normal en apertura total, con un diámetro interno (tomado como diámetro nominal) de 113 mm. Dado que este paso condicional y, en consecuencia, el coeficiente de resistencia de la válvula ξvent no se indican en GOST, se utiliza la interpolación para encontrarlo. En este caso, ξvent = 4.243.

Un intercambiador de calor tipo tubo en tubo con líquido que fluye a través del tubo interior.

La resistencia se calcula mediante la fórmula:

Δht = λt (Ltr/dtr) (w2tr/2g) m1 + ξ1 (w2tr/2g) m2, (12)

donde el primer término es la pérdida por fricción,

donde m1 es el número de secciones de intercambio directo de calor; el segundo - pérdidas de resistencia locales debido a giros suaves, ξ1 - coeficiente de resistencia de un giro suave en 180°; m2 - número de vueltas.

El coeficiente de arrastre para un giro suave de 180° ξ1 se calcula mediante la fórmula:

ξ1 = ξ1′ α°/90°, (13)

donde ξ1'- se toma en función de la relación d3/2 R0 = 0,6: ξ1' = 0,44.

ξ1 = 0,44 180°/90°=0,88.

Calcular la resistencia del intercambiador de calor según la fórmula (12):

Δht = 0,0242 (1,8/0,113) ((1,4)2/(2 9,81)) 4 + 0,88 ((1,4)2/(2 9, 81)) 3 = 0,418 m.

Salida de la tubería: ξout = 1.

Para la tercera rama, la pérdida de presión total debido a las resistencias locales Δhm.c.3 se calcula mediante la fórmula (8):

Δhm.s.3 = (0.5 + 8 1+ 4.243) (1.4)2/(2 9.81) + 0.418 = 1.691 m.

Las pérdidas totales Δh3, m, se determinan en la tercera rama según la fórmula (9):

Нfull3 \u003d 1.602 + 1.925 + 2 + 6 \u003d 11.53 m.

4.7 Selección de una máquina hidráulica estándar

Para seleccionar una máquina hidráulica centrífuga (bomba), es necesario establecer la capacidad y la presión que debe proporcionar.

Para garantizar los caudales especificados del líquido a todos los puntos de consumo, el rendimiento de la bomba debe cumplir la condición

Q conjunto = ∑ Qi , (14)

us = máx (Hfull). (quince)

Productividad total Q = 350 m3/h.

Para cumplir con la condición (15), es necesario elegir el área con la mayor presión requerida comparando varias opciones, en base a la obligatoriedad de la prestación del suministro de los costes necesarios y de la presión libre exigida. Se toma como base la sección con mayor altura requerida, que determinará la altura de la bomba. Altura requerida para la selección de la bomba Hbomba = Hmáx = Htot 3 = 11,53 m.

Las ramas restantes se pueden recalcular para diámetros nominales de tubería más pequeños con el fin de optimizar la tubería en términos de su costo, en función de la condición:

Nfull1 = Nfull2 =…= Nfull. (dieciséis)

En la mayoría de los casos, dicho recálculo no se lleva a cabo, y el cumplimiento de la condición (16) se logra creando una resistencia local adicional en la entrada de la sección correspondiente, por regla general, instalando una válvula de control.

Al elegir una bomba, también se tiene en cuenta que los modos de operación requeridos de la bomba (flujo y presión) deben estar dentro del área de operación de su característica.

Basado en el cálculo de parámetros hidráulicos esquema tecnológico la bomba seleccionada de acuerdo a estas características es una bomba voladiza horizontal apoyada sobre una carcasa marca K 200 - 150 - 250. De acuerdo a la característica gráfica especificamos la elección correcta de la bomba.

Para esta bomba:

La bomba K 200 - 150 - 250 proporciona un suministro de 315 m3 / h, su productividad será ligeramente superior: 20 m debido a la presión adicional de la columna de líquido, suavizarán o eliminarán por completo la discrepancia entre la presión requerida y proporcionada por la bomba.

Bombas cantilever K

Objetivo

Las bombas centrífugas voladizas de una etapa de tipo K con suministro axial horizontal de líquido al impulsor están diseñadas para bombear en condiciones estacionarias agua limpia(excepto marino) con pH=6-9, temperatura de 0 a 85°C (cuando se usa un sello de caja de empaque doble con suministro de agua hasta 105°C) y otros líquidos similares al agua en densidad, viscosidad y actividad química, que contengan inclusiones sólidas por volumen no más del 0,1% y hasta 0,2 mm de tamaño.

Utilizado en sistemas de agua. utilidades Publicas, para riego, irrigación y drenaje.

Descripción

La bomba voladiza es, desde el punto de vista de la hidráulica, un tipo característico de bomba centrífuga, cuyo cuerpo de trabajo es una rueda centrífuga. La rueda centrífuga consta de dos discos, entre los cuales, conectándolos en una sola estructura, hay cuchillas suavemente curvadas en la dirección opuesta a la dirección de rotación de la rueda.

Cuando la rueda gira, cada partícula de líquido dentro de la rueda se ve afectada por fuerza centrífuga, directamente proporcional a la distancia de la partícula al centro de la rueda y al cuadrado velocidad angular rotación de la rueda Bajo la acción de esta fuerza, el líquido se expulsa a la tubería de presión desde el impulsor, como resultado de lo cual se crea un vacío en el centro del impulsor y se crea una mayor presión en su parte periférica.

El movimiento del líquido a través de la tubería de succión ocurre debido a la diferencia de presión sobre la superficie libre del líquido en el tanque receptor y en la región central de la rueda, donde hay vacío.

En las bombas tipo K, el par se suministra desde el eje del motor al eje de la bomba a través de un acoplamiento flexible.

El diseño de la bomba en términos del conjunto del sello está determinado por la temperatura del agua y la presión en la entrada de la bomba. El sello de prensaestopas simple no se suministra con fluido de barrera. A una temperatura del agua superior a 85 °C o a una presión absoluta por debajo de la atmosférica en la entrada, se suministra agua de barrera al sello de la caja de empaquetadura doble a una presión que supera la presión del líquido antes del sello en 0,5-1 kgf/cm2. En el sello de doble prensaestopas, el líquido de barrera (agua) se suministra al punto muerto. El valor normal de fuga de agua externa es de hasta 3 l/h, el líquido debe filtrarse a través del prensaestopas para lubricar la superficie de sellado.

El grupo de bombas cantilever incluye bombas centrífugas de hierro fundido monoetapa con suministro de fluido unidireccional al impulsor. La rueda de dicha bomba está ubicada en el extremo del eje (consola) fijada en los cojinetes de la carcasa de la bomba o motor eléctrico.

Para el correcto funcionamiento de las bombas centrífugas y su selección al crear varias instalaciones y estaciones de bombeo, es necesario saber cómo cambian los principales parámetros de las bombas en varias condiciones su trabajo. Es importante tener información sobre el cambio en la cabeza H, el consumo de energía N y la eficiencia de la bomba η con un cambio en su suministro Q.

La elección de una bomba para un esquema tecnológico dado se realiza de acuerdo con catálogos basados ​​​​en el cálculo de los parámetros hidráulicos del esquema tecnológico. Al elegir una bomba, se tiene en cuenta que los modos de operación requeridos de la bomba (flujo y presión) deben estar dentro del área de operación de sus características.

Bibliografía

1. Bashta T. M. Hidráulica, máquinas hidráulicas y accionamientos hidráulicos. M.: Mashinostroenie, 1982.

Shlipchenko Z. S. Bombas, compresores y ventiladores. Kyiv, Técnica, 1976.

Instrucciones educativas y metódicas para la implementación. Papel a plazo en la disciplina "Bombas y compresores" para estudiantes de la especialidad 17.05.: Dzerzhinsk, 1995.

La elección de una bomba para un esquema tecnológico dado para estudiantes de la especialidad 17.05.: Dzerzhinsk, 1995.

Designacion

Nombre

Documentación

plano de conjunto

Sellado de anillos

rueda de trabajo

Tutorial

Puesta en marcha de la electrobomba de alimentación después de la reparación

Gruzdev V. B.

Se considera la técnica de preparación y puesta en marcha de una unidad de bomba de alimentación con accionamiento eléctrico. La secuencia de operaciones tecnológicas durante la puesta en marcha de la bomba de alimentación y su sistema de aceite se describe en detalle. Dado Breve descripción funcionamiento de bombas centrífugas en la red. El apéndice contiene ilustraciones que explican el funcionamiento de la bomba de alimentación. También hay opciones emergencias y resolución exitosa. Listas compiladas preguntas de control a cada capítulo.

Diseñado para estudiantes de tiempo completo - formulario de ausencia capacitación en preparación para la especialidad 140100 "Ingeniería de energía térmica". Puede ser útil para estudiantes de otras especialidades, al estudiar la disciplina "Modos de operación y operación de centrales térmicas", así como para todos los trabajadores de ingeniería y técnicos y trabajadores de centrales térmicas y nucleares.

bomba centrífuga de aceite eléctrica

Introducción

Capítulo 1. Parámetros básicos y clasificación de bombas.

3.3 Posibles razones parada de emergencia de una bomba de aceite en funcionamiento

3.7 Preguntas de seguridad

4.4 Preguntas de seguridad

5.5 Preguntas de seguridad

Aplicaciones

Literatura

Introducción

El propósito de esto guía de estudio es el estudio de los estudiantes esquema general tuberías y equipos auxiliares de la bomba eléctrica de alimentación y su sistema de suministro de aceite, así como su puesta en funcionamiento después de la reparación.

Al describir la electrobomba de alimentación y ponerla en funcionamiento tras su reparación con opciones para situaciones de emergencia, tanto la propia bomba de alimentación como sus sistemas auxiliares, la conocida literatura tecnica en bombas y más de 20 años de experiencia del autor en la operación de Zainskaya GRES (Tatarstan), Leningradskaya y Central nuclear de Chernóbil, lo que permitió generalizar y elaborar este Manual, y con ello desarrollar una metodología de preparación para la puesta en marcha y puesta en funcionamiento de las electrobombas de alimentación tras la reparación de unidades de potencia de centrales térmicas y nucleares.

Durante el estudio del Manual, los estudiantes adquirirán habilidades para resolver problemas operativos al poner en marcha bombas de alimentación accionadas eléctricamente. Puesta en marcha de una bomba de alimentación con accionamiento turbo, donde en lugar de un motor de accionamiento, turbina de vapor, no difiere significativamente con la excepción de las operaciones de arranque en la turbina de accionamiento. En el próximo Manual, también consideraremos tal puesta en marcha de la bomba de alimentación, especialmente porque está equipada con turbopropulsores. gran parque bombas de alimentación de unidades de potencia rusas y extranjeras con una capacidad de 300 MW o más.

Ahora recuerde que las bombas se denominan máquinas hidráulicas de paletas diseñadas para levantar y suministrar líquidos, en nuestro caso: agua de alimentación del desaireador.

Capítulo 1. Principales parámetros y clasificación de las bombas.

Los términos en el campo de las bombas están establecidos por GOST 17398-72 "Bombas. Términos y definiciones". Según este GOST, las bombas se dividen en dos grupos principales: dinámicas y volumétricas.

Las bombas dinámicas son bombas en las que el fluido se mueve bajo la influencia de fuerzas hidrodinámicas en una cámara (un volumen abierto) que está constantemente en comunicación con la entrada y la salida de la bomba.

Las bombas de desplazamiento positivo son bombas en las que el líquido se mueve a través cambio periódico el volumen de la cámara de líquido, que se comunica alternativamente con la entrada y la salida de la bomba.

Las bombas dinámicas se dividen en bombas de paletas, de fricción y de inercia.

Las bombas de paletas se denominan bombas en las que el líquido se mueve debido a la energía que se le transfiere cuando fluye alrededor de las palas del impulsor. Las bombas de paletas combinan dos grupos principales de bombas: centrífugas y axiales. En las bombas centrífugas, el líquido se mueve a través del impulsor desde el centro hacia la periferia, y en las bombas axiales, a través del impulsor en la dirección de su eje. A menudo, las bombas se suministran como una unidad de bombeo, es decir, una bomba y un motor asociado. El motor puede ser eléctrico o de vapor.

Además, existe el concepto de unidad de bombeo, es decir, una unidad de bombeo con un conjunto de equipos montados de acuerdo con un determinado esquema que garantiza el funcionamiento de la bomba en condiciones específicas.

Además de los términos relacionados con el diseño y otras características de las bombas, GOST 17398-72 también establece la terminología de los principales indicadores técnicos de bombas y unidades de bombeo.

El principal de estos indicadores es el flujo volumétrico de la bomba: el volumen de fluido suministrado por la bomba por unidad de tiempo. El suministro de agua se mide en m 3 / so m 3 / h. Se permite medir el caudal en l/s.

Existe un concepto de flujo másico: la masa del fluido suministrado por unidad de tiempo. El caudal másico se mide en kg/s (t/s) o kg/h (t/h) y se define como el segundo indicador principal de la bomba es la presión o presión desarrollada por la misma y se determina por el aumento de la específica energía del agua cuando su flujo se mueve desde la entrada hasta la salida de la bomba. La presión se mide con mayor frecuencia en metros de columna de agua (m.w.c.) o en atmósferas (atm).

Para determinar la altura total de la bomba H, se utilizan las siguientes fórmulas:

H \u003d P 2 / ρg - P 1 / ρg + Δh + (v 2 2 - v 2 1) / 2g, (m columna de agua) (1)

H \u003d Hm + (v 2 2 - v 2 1) / 2g, (m columna de agua), (2)

donde P 2, P 1 - presión de agua, respectivamente, en las boquillas de presión y succión de la bomba, atm;

Δh \u003d (z 2 - z 1) -

distancia vertical entre los puntos de instalación del manómetro en la cabeza y el vacuómetro en la succión, m;

v 2 , v 1 - velocidad del agua en las tuberías de descarga y succión de la bomba, m/s;

ρ es la densidad del agua, kg/m 3 .

Hm es la cabeza manométrica de la bomba, que es la suma de las lecturas del manómetro en la cabeza de la bomba, el vacuómetro en la succión y la cabeza geométrica entre los puntos de instalación de estos dispositivos Δh.

La cabeza de la bomba también se puede expresar como la presión del agua a la salida de la bomba:

Р=Нρg, (m c.a.) (3)

La presión se mide en kPa, MPa, atm o kgf/cm 2 , y la presión se mide en metros de columna del líquido bombeado. Por ejemplo, un metro de columna de agua se escribe como - m. Art., y 10 m. Arte. = 1,0 atm. \u003d 1,0 kgf / cm 2 \u003d 0,1 MPa. El caudal volumétrico Q de la bomba se mide en m 3 / s, y el caudal másico M - en kg / s, que se define como

donde ρ es la densidad del medio, kg/m 3 .

A su vez, el caudal volumétrico es casi el mismo a lo largo de toda la trayectoria del caudal de las bombas y se puede calcular a partir de la velocidad media del medio mediante la ecuación de continuidad del caudal:

donde F es el área de la sección transversal del flujo de fluido, m 2 ;

C es la velocidad del medio, m/s.

La cantidad de energía gastada por unidad de tiempo para accionar la bomba determina su potencia útil:

Nï =ρg QH, (kW) (6)

Np =ρQH / 102, (kW) (7)

donde Q - rendimiento de la bomba, m 3 / s;

ρ es la densidad del medio, kg/m3;

H - altura total de la bomba, m.

Las pérdidas de energía son inevitables en cualquier proceso de trabajo y la potencia real gastada en el accionamiento de la bomba es mayor que el valor teórico:

N = Np + ΔN, (8)

donde ΔN es la suma de todas las pérdidas de energía derivadas de la imperfección de la bomba como máquina de paletas.

Para evaluar la integridad del uso de la energía suministrada a la bomba desde el motor, se utiliza una característica, denominada eficiencia efectiva de la unidad:

Por lo tanto, conociendo la eficiencia, la presión y el caudal de la bomba, es posible calcular el consumo de energía de la bomba mediante el cálculo:

N= ρgQH/η = Np / η, (kW) (10)

Pero muy importante para las máquinas con palas es un valor adimensional, que se llama coeficiente de velocidad.

El coeficiente de velocidad ns se utiliza para comparar los parámetros geométricos y los indicadores técnicos y económicos de bombas similares con varios significados altura, caudal y velocidad. ¿Por qué es necesario? El coeficiente ns permite sustituir una bomba por otra durante el diseño y el funcionamiento, lo que es especialmente importante en la actualidad. Físicamente, el coeficiente de velocidad es la velocidad de rotación de una bomba modelo virtual, que es geométricamente similar en todos los elementos a una a escala real, con los mismos coeficientes hidráulicos y volumétricos. acción útil siempre que la bomba modelo cree una altura igual a 1 metro de columna de agua, con una potencia hidráulica de 1 hp, es decir el caudal de la bomba modelo es Q = 0,075 m 3 /s en el modo de máxima eficiencia, si suponemos que la densidad del agua es de 1000 kg/m 3 en condiciones físicas normales.

Se sabe que el coeficiente de velocidad es una función de tres argumentos: la productividad Q, la cabeza H y el número de revoluciones n del rotor de la bomba, es decir. ns = f (Q, H, n), y estimaciones modo óptimo operación de la máquina de cuchillas. Con su ayuda, también es conveniente clasificar el tipo de bomba según el tipo de cuerpo de trabajo, evaluar la elección del número de etapas de compresión y resumir los indicadores técnicos y económicos. varios tipos zapatillas. La fórmula para calcular ns se derivó de la simulación natural de procesos en máquinas con palas, es decir empíricamente y registrada en siguiente formulario para bombas que suministran agua con una densidad de ρ = 10 3 kg / m 3

ns= 3.65 n√Q/ H 3/4 , (11)

donde n es el número de revoluciones de la bomba, rpm;

Q - suministro (capacidad) de la bomba, m 3 / hora;

H - cabezal de la bomba, m. Arte. (para bombas multietapas con impulsores idénticos, la altura por impulsor).

Por lo tanto, el factor de velocidad le permite combinar varias ruedas bombas en grupos sobre la base de su similitud geométrica y es un parámetro puramente calculado, con la ayuda de la cual es conveniente clasificar el tipo de bomba por cuerpos de trabajo, evaluar la elección del número de etapas para una bomba multietapa y generalizar los indicadores técnicos y económicos de varias bombas.

Habitualmente se utiliza la siguiente clasificación de impulsores de bombas centrífugas según el valor del coeficiente de velocidad:

una). baja velocidad, n s = 50-100;

2). normal, ns = 100-200;

3). alta velocidad, ns = 200-350

Demos un ejemplo aplicación práctica factor de velocidad Por ejemplo, necesitamos determinar el número de etapas de la bomba de alimentación seleccionada con un caudal Q = 650 m 3 /hora, una cabeza de 2000 m de agua. Arte. (200 atm), velocidad n = 2850 rpm (accionamiento desde un motor eléctrico asíncrono).

Primero, determinamos el factor de velocidad ns utilizando la fórmula (11), que será igual a 663.

ns= 3.65 n√Q/ H 3/4 .

Entonces ns \u003d 3.65 x 2850 x √ 650 / 2000 3/4 \u003d 663.16 ≈ 663.

Ahora determinamos la presión de una etapa de la bomba H1 según la fórmula:

H1 \u003d (3.65n √Q / ns) 3/4

H1 \u003d (3.65n √Q / ns) ¾ \u003d (3.65 x 2850 x √650 / 663) ¾ \u003d 400 m de agua. Arte.

Dividiendo la cabeza total requerida de 2000 m de agua. Arte. a la presión de una etapa, obtenemos el número de etapas de la bomba de alimentación seleccionada: 2000/400 = 5 etapas en la bomba que cumplen con los requisitos hidráulicos especificados.

La selección de la bomba generalmente se realiza para las condiciones de operación dadas de la red externa de acuerdo con el caudal requerido, presión, temperatura, así como propiedades físicas y químicas líquido bombeado (propiedades corrosivas, viscosidad y densidad del líquido). El caudal y la presión de la bomba deben corresponder a la característica de resistencia hidráulica de la red externa, que consta de un sistema de tuberías y accesorios. En este caso, la bomba debe proporcionar el máximo caudal posible para esta red. Pero teniendo en cuenta las posibles desviaciones en las características de la bomba seleccionada durante su fabricación en la fábrica, aún elegimos su presión en un 3-5% más alta que la presión requerida para superar la resistencia hidráulica de la red. muy importante y instalación correcta bomba. A veces, las bombas se instalan de modo que el nivel de la boquilla de succión esté por encima del nivel del líquido en el tanque o cámara receptora.

En tales casos, se debe crear un vacío (vacío) en la tubería de entrada de la bomba, por lo que el líquido será succionado hacia la bomba bajo la acción de la presión de la columna. aire atmosférico. La altura de succión desarrollada por una bomba de paletas se define como:

Hvs = (P 0 - P 1) / ρg, (12)

donde P 0 - Presión atmosférica o presión en el tanque al que está conectada la bomba, atm; ρ es la densidad del líquido, kg/m3; g - aceleración de caída libre, igual a 9,81 m / s 2

Los catálogos de bombas indican siempre la altura de aspiración de vacío admisible Hvs, es decir, la altura a la que se asegura el funcionamiento de esta bomba sin cambiar sus principales indicadores técnicos. Se sabe que la fiabilidad y estabilidad del funcionamiento de las bombas energéticas depende del valor de la altura de aspiración admisible. Por tanto, recordemos brevemente qué es la altura de aspiración de las bombas y en especial el fenómeno de la cavitación. El líquido se suministra a través de la tubería de succión al impulsor de la bomba bajo la acción de la diferencia de presión en el tanque receptor y la presión absoluta en el flujo en la entrada del impulsor. Este último depende de la ubicación de la bomba en relación con el nivel de la superficie del líquido en el tanque y el modo de funcionamiento de la bomba. En la práctica, existen tres esquemas principales para instalar bombas centrífugas:

Arroz. 1. Esquemas de instalación de bombas centrífugas.

1. el eje de la bomba está por encima del nivel del agua (0-0) en el tanque receptor (cámara) - (Fig. 1, a);

2. El eje de la bomba está por debajo del nivel del agua (0-0) en el tanque receptor (Fig. 1, b), es decir la bomba está bajo una entrada de agua garantizada;

3. El eje de la bomba está por debajo del nivel del agua (0-0) en el tanque receptor y está bajo sobrepresión (Fig. 1, c), por lo que la bomba está bajo una inundación de agua garantizada. Como sigue de la Fig. 1, la mayoría de mejores maneras conexión de la bomba a la fuente de agua son las opciones b) y c), porque. hay muy alta garantia el hecho de que la bomba no se rompa durante el funcionamiento, es decir, siempre habrá remanso de agua en la succión siempre que haya un exceso de nivel en la entrada de la bomba, y la forma más inconveniente es la opción a). Aquí, el agua debe ser impulsada hacia la bomba, y para esto es necesario crear un vacío en la entrada de la bomba y poner la válvula de retención en la tubería de succión, llene siempre la tubería de succión con agua, mientras que la válvula de retención debe retener esta agua y no dejarla salir de la bomba. Cuando se enciende la bomba, se creará un vacío en la succión y el agua fluirá hacia la bomba bajo la presión del aire atmosférico. Cuando la bomba está apagada, la válvula de retención no debe dejar salir agua de la bomba y mantenerla en la cavidad de la bomba, de lo contrario, deberá llenarla con agua nuevamente o reparar la válvula de retención. Como puede ver, esta es una forma inconveniente de conectar la bomba, pero se usa cuando necesita bombear agua de un pozo, depósito subterráneo o pozo. En cualquier caso, todos estos métodos son muy utilizados tanto en centrales eléctricas como en otros empresas industriales y en la vida cotidiana.

De la ecuación de Bernoulli para dos secciones (en nuestro caso, para el nivel de agua en el tanque receptor 0 - 0 y la sección en la entrada de la bomba (Fig. 1.)) Se sigue:

Hg.v. + h a.e. = pa / ρg – pн / ρg- v 2 в / 2g, (13)

donde h a.e. - pérdidas en la tubería de succión, Pa;

pa - presión atmosférica, Pa;

p - presión absoluta en la entrada de la bomba, Pa;

vw - velocidad del agua en la entrada de la bomba, m/s.

El lado izquierdo de la ecuación (13) es el cabezal de succión de vacío de la bomba y se mide en metros de columna de agua del líquido que se bombea.

También se puede escribir que la altura de succión de la bomba Hv

Hv = H v.g. + h a.e. (catorce)

Del análisis de las fórmulas (13, 14) se deduce que si el agua ingresa a la bomba con un impulso (Fig. 1, b), entonces

Hv = h e.a. -- H m. (quince)

Un valor negativo de H in indica el funcionamiento de la bomba con impulso.

Cuando la bomba está funcionando de acuerdo con el esquema que se muestra en la fig. (1, c), la expresión para la altura de succión de vacío toma la forma:

Hv = / ρg , (16)

donde P 0 es la presión absoluta del medio sobre la superficie libre del líquido, Pa.

Dependiendo del diseño de la bomba de paletas, la altura de succión geométrica se mide de diferentes maneras.

Para bombas horizontales H m.w. - esta es la diferencia entre las marcas del eje de la bomba y el nivel de líquido en el tanque receptor.

Para bombas de eje vertical se mide desde la mitad de los bordes delanteros de los álabes del impulsor (en bombas multietapa del impulsor de primera etapa) hasta la superficie libre del líquido en el tanque receptor.

Debe recordarse que el funcionamiento normal de una bomba centrífuga solo se garantiza en dicho modo cuando la presión absoluta en todos los puntos de su cavidad interna más presión vapores saturados del líquido bombeado a una temperatura dada.

Si no se cumple esta condición, comienzan los fenómenos de vaporización y cavitación, que conducen a una disminución o incluso al cese del suministro de la bomba (la bomba se "rompe") y su falla.

Cavitación - con latín(cavitas) significa vacío. Entonces, ¿qué es este fenómeno bajo un nombre tan hermoso y sonoro?

La cavitación es un proceso de discontinuidad dentro del flujo de fluido, es decir la formación de cavidades en un líquido que gotea lleno de gas, vapor o una mezcla de ellos (burbujas de cavitación o "cavernas", es decir, vacíos). Por lo general, el flujo de cavitación se caracteriza por un parámetro adimensional (número de cavitación):

, (17)

P - presión hidrostática del flujo entrante, Pa;

P s - presión de vapor saturado del líquido a cierta temperatura ambiente, papá;

ρ - densidad media, kg/m³;

V - velocidad de flujo en la entrada del sistema, m/s.

Se sabe que la cavitación ocurre cuando el flujo alcanza la velocidad límite V = V c , cuando la presión en el flujo se vuelve igual a la presión de vaporización (vapores saturados). Esta velocidad corresponde al valor límite del criterio de cavitación.

Dependiendo del valor de X, se pueden distinguir cuatro tipos de flujos:

precavitacional - flujo continuo (monofásico) en Χ>1;

· cavitación - flujo (bifásico) en Χ~1;

película: con una separación estable de la cavidad de cavitación del resto del flujo continuo (cavitación de película) en Χ< 1;

supercavitacional - en Χ<<1.

El NPSH requerido, Δh TP, generalmente se calcula a partir de la especificación proporcionada por el fabricante de la bomba. La curva Δh TP comienza desde el punto de flujo cero y aumenta lentamente con el aumento. Cuando el flujo excede el punto de máxima eficiencia de la bomba, la curva Δh TP aumenta exponencialmente. El área a la derecha del punto de máxima eficiencia suele ser peligrosa por cavitación.

La reserva de cavitación no se puede controlar desde el punto de vista de la mecánica y el operador de la estación de bombeo solo lo escucha como un ruido metálico y clics, pero esto ya es cavitación desarrollada.

Desafortunadamente, todavía existen pocos dispositivos que nos permitan observar y prevenir la cavitación. Aunque un sensor de presión en el lado de succión de la bomba, que emite una alarma cuando la presión cae por debajo de la presión permitida para esta bomba, debe usarse en todas partes.

Se sabe por experiencia en el funcionamiento de bombas que los crujidos desaparecen después de cerrar la válvula de presión. Pero, al reducir el flujo y la cavitación, es posible que no se alcancen los parámetros tecnológicos de la bomba en sí.

Para eliminar adecuadamente la cavitación, es imperativo utilizar el principio básico: siempre debe haber más líquido en la entrada de la bomba que en la salida.

Aquí hay algunas maneras fáciles de lograr esto:

1. Reemplace el diámetro de la tubería de succión por uno más grande. Debe recordarse que el diámetro de succión de la bomba siempre debe ser mayor que el diámetro de descarga;

2. mueva la bomba más cerca de la fuente de agua o del tanque de suministro, pero no más cerca de 5-10 diámetros de la tubería de succión;

3. disminuir la resistencia en la tubería de succión cambiando su material a uno menos rugoso;

4. sustituir la válvula de aspiración por una de compuerta, que se caracteriza por menores pérdidas locales;

5. si la tubería de succión tiene vueltas, reduzca su número o reemplace las curvas pequeñas con radios de giro grandes, orientándolas en el mismo plano (a veces es correcto reemplazar una tubería rígida por una flexible);

6. Aumente la presión en el lado de succión de la bomba elevando el nivel en el tanque de suministro o bajando el eje de montaje de la bomba, o instale una bomba de refuerzo.

Es bien sabido que la cavitación se produce como resultado de una disminución local de la presión por debajo de un valor crítico y para un líquido real es aproximadamente igual a la presión de vapor saturado de este líquido a una temperatura dada. Como resultado de esto, se observa la formación de una gran cantidad de minúsculas burbujas llenas de vapores líquidos y gases liberados de ella. La formación de burbujas es superficialmente similar a la ebullición de un líquido.

Las burbujas resultantes aumentan de tamaño y son arrastradas por el flujo.

En este caso, se observa un aumento local en la velocidad del líquido debido a la restricción de la sección transversal del flujo por las burbujas de vapor o gas liberadas.

Entrando en la zona con una presión superior a la crítica, las burbujas se destruyen, mientras que su destrucción se produce a gran velocidad y, por tanto, va acompañada de un choque hidráulico local en esta zona microscópica. Dado que la condensación ocupa un área determinada y procede de forma continua durante mucho tiempo, este fenómeno conduce a la destrucción de grandes áreas de la superficie de los impulsores o paletas de guía de la bomba.

En la práctica, la aparición de cavitación durante el funcionamiento de la bomba puede detectarse por un crujido característico en la zona de aspiración, un aumento del ruido y la aparición repentina de un aumento de la vibración de la bomba. La cavitación también va acompañada de destrucción química (corrosión) del material de la bomba bajo la acción del oxígeno y otros gases liberados del líquido en la zona de baja presión.

Con la acción simultánea de la corrosión y las influencias mecánicas cíclicas, la resistencia de las partes metálicas de la bomba se reduce rápidamente. Al mismo tiempo, el efecto de la cavitación sobre las partes metálicas de la bomba se potencia si el líquido bombeado contiene sustancias abrasivas en suspensión: arena, partículas finas de escoria, etc.

Bajo la acción de la cavitación, las superficies de las piezas se vuelven ásperas, esponjosas, lo que contribuye a su rápida abrasión por las sustancias en suspensión. A su vez, estas sustancias, al desgastar las superficies de las piezas de la bomba, contribuyen a aumentar la cavitación.

El hierro fundido y el acero al carbono son los más susceptibles al daño por cavitación, y el bronce y el acero inoxidable son los menos susceptibles.

Arroz. 2. Destrucción del impulsor de una bomba centrífuga bajo la influencia de la cavitación.

Para aumentar la resistencia de las piezas de la bomba contra la destrucción, se utilizan revestimientos protectores. Para hacer esto, las superficies de las piezas se sueldan con superposiciones duras de aleaciones duras (stellites), se utilizan endurecimiento superficial local y otros métodos de protección. Sin embargo, la principal medida para combatir el desgaste prematuro de la parte de flujo de las bombas es evitar los modos de cavitación de su funcionamiento.

La documentación técnica de las bombas (catálogos, pasaportes, etc.) debe indicar necesariamente la altura de aspiración admisible (o NPSH admisible) para condiciones físicas normales, es decir, para presión atmosférica de 0,1 MPa (que corresponde a 760 mm Hg. Art. ) y temperatura del líquido bombeado 20°С.

Por tanto, las principales características técnicas que determinan el funcionamiento de cualquier bomba son:

1. presión (Hn, m. agua. St; atm.; kgf/cm 2; Pa, kPa, MPa);

2. suministro (Q, l/s; m 3 /hora; kg/s; t/hora);

3. consumo de energía (N, kW);

4. factor de eficiencia (η, %);

5. velocidad (n, rpm);

6. altura de aspiración de la bomba (H sol, m. w.c.).

De estos parámetros de la bomba, el flujo y la velocidad son variables independientes, y los parámetros restantes dependen funcionalmente del flujo y la velocidad de su rotación. La relación de parámetros en varios modos de la bomba generalmente se representa gráficamente en forma de características.

Para obtenerlos, es necesario probar la bomba en varias condiciones de succión, en varias cabezas, caudales y potencias, variando de valores mínimos a máximos. Solo como resultado de estas pruebas se puede obtener una idea sobre el funcionamiento de la bomba y su rendimiento energético.

Las características experimentales de la bomba son el material técnico necesario para evaluar la calidad de la bomba, para elegir el modo de su operación y para la implementación de una operación correcta y confiable. Estas características experimentales se obtienen probando cada bomba en fábrica y se adjuntan a la documentación técnica cuando se vende la bomba.

Aquí no consideraremos la construcción de bombas normales y otras características, así como el uso de un aparato matemático para calcular bombas, porque esto no es parte de la tarea de nuestro Manual, por lo que dirigimos al lector inquisitivo a la Literatura, que se da al final del Manual.

Por la naturaleza del proceso físico y de trabajo de la bomba, la energía mecánica del motor de accionamiento se convierte en energía hidráulica del fluido que se mueve.

Ya sabemos que existen decenas de tipos diferentes de bombas, pero de estas, las principales y más utilizadas en centrales eléctricas son las volumétricas y de paletas. En las bombas volumétricas, la energía se transfiere por la acción forzada del cuerpo de trabajo (émbolo, pistón, rotor) sobre el medio transportado y su desplazamiento (émbolo, pistón, bombas rotativas). En las bombas de paletas, la conversión de energía mecánica en energía hidráulica se realiza mediante un impulsor montado en un eje giratorio del rotor, equipado con paletas (bombas centrífugas, axiales, de vórtice, diagonales). En las centrales eléctricas modernas, tanto en Rusia como en el extranjero, se utilizan principalmente bombas centrífugas CBN y bombas axiales OH. Válvula de retención en la succión de la bomba:

Arroz. 3. Diagrama de una unidad de bomba centrífuga

1 - fuente abierta de agua;

2 - tubería de succión;

3 - depósito presurizado abierto;

4 – inserto de medición de flujo en la tubería de presión;

5 – bomba centrífuga;

6 - motor eléctrico;

M - manómetro en el cabezal de la bomba;

V - manómetro en la aspiración de la bomba;

P - presión atmosférica.

En la fig. 4 muestra una sección y el dispositivo de una bomba centrífuga monoetapa convencional.

Arroz. 4. Esquema de una bomba centrífuga.

1 - carcasa de bomba expansible ("caracol");

2 - eje de la bomba;

3 – impulsor;

4 – palas del impulsor;

5 - tubería de entrada (succión) de la bomba;

6 - tubería de salida (presión) de la bomba.

Dentro de la carcasa de la bomba 1, que, por regla general, tiene forma de espiral en forma de caracol, se monta un impulsor 3 en el eje 2. El impulsor consta de discos traseros y delanteros, entre los cuales se instalan las cuchillas 4, dobladas desde la dirección radial en la dirección opuesta a la dirección de rotación de las ruedas de trabajo.

Usando las boquillas 5 y 6, la carcasa de la bomba se conecta a las tuberías de succión y presión. Si el impulsor gira con la carcasa y la tubería de succión llena de líquido, entonces el líquido en los canales del impulsor (entre sus álabes), bajo la acción de la fuerza centrífuga, será arrojado desde el centro del impulsor hacia la periferia. . Como resultado de esto, se crea un vacío en la parte central de la rueda y un exceso de presión en la periferia. Bajo la acción de esta presión, el líquido de la bomba ingresa a la tubería de presión, al mismo tiempo, a través de la tubería de succión, bajo la acción de la rarefacción, el líquido ingresa a la bomba. Así, se realiza un suministro continuo de líquido mediante una bomba centrífuga.

Las bombas centrífugas pueden ser no solo de una etapa (con un impulsor), como se muestra en la fig. 2, pero también multietapas (con varios impulsores). Al mismo tiempo, el principio de su funcionamiento en todos los casos sigue siendo el mismo: el líquido se mueve bajo la acción de la fuerza centrífuga desarrollada por un impulsor giratorio.

En el extranjero, se han generalizado las llamadas bombas diagonales, cuyo diseño combina las características de las bombas centrífugas y axiales. A diferencia de las bombas centrífugas en las bombas diagonales, el flujo sale del impulsor en un ángulo no de 90°, sino de 45°.

Para las bombas diagonales, el flujo de fluido que pasa a través del impulsor no se dirige radialmente, como en las bombas centrífugas, ni paralelo al eje, como en las bombas axiales, sino oblicuamente, como si fuera la diagonal de un rectángulo formado por direcciones radiales y axiales.

La dirección inclinada del flujo crea la principal característica de diseño de las bombas diagonales: la ubicación de las palas del impulsor inclinadas con respecto al eje de la bomba. Esta circunstancia permite utilizar la acción conjunta de las fuerzas de elevación y centrífugas a la hora de crear presión, y en cuanto a sus parámetros de funcionamiento, las bombas diagonales ocupan una posición intermedia entre las centrífugas y las axiales.

Al igual que las bombas TsBN y axiales, las bombas diagonales están disponibles en ejes horizontales y verticales.

Arroz. 5. Sección de una bomba diagonal con rotor horizontal

Arroz. 6. Bomba de tipo axial

1 - carcasa de la bomba; 2 - dispositivo de guía fijo de la bomba; 3 - rotor de bomba giratorio; 4 - cuchillas de trabajo del rotor de la bomba que giran alrededor de su propio eje.

Arroz. 7. Bomba de chorro

1 - confusor en el suministro del medio estimulante (agua, gas);

2 - tubuladura del líquido aspirado (gas);

3 - cámara de trabajo para mezclar el medio suministrado y agotado (cámara de vacío);

4 - parte difusora de la parte de presión de descarga de la bomba.

Arroz. 8. Bomba de engranajes

1 - carcasa de la bomba;

2 - parte de succión de la bomba;

3 - válvula de derivación de seguridad;

4 - cabeza de presión parte de la bomba.

Arroz. 9. Bomba de pistón (émbolo)

1 - carcasa de la bomba;

2 - pistón (émbolo);

3 - cilindro;

4 - vástago del pistón;

5 - manivela;

6 - biela;

7 - conducir;

Kv - válvula en la succión de la bomba;

Kn - válvula de descarga en el lado de presión de la bomba

En las TPP, se utilizan bombas hidráulicas centrífugas como bombas de alimentación, que tienen una relación de presión de cabeza muy alta, especialmente las multietapas. La energía mecánica se suministra en forma de par y se transfiere al fluido a través de las palas de un impulsor giratorio. La acción de los álabes sobre el líquido que llena el impulsor provoca un aumento de la presión hidrodinámica y obliga al líquido a moverse en dirección desde el centro del impulsor hacia la periferia, arrojándolo al interior de la carcasa espiral. En un movimiento adicional, el líquido ingresa a la tubería de presión. De ello se deduce que el cuerpo de trabajo principal de una bomba centrífuga es un impulsor que gira libremente dentro de la carcasa. En la fig. 10, 11 son fotografías del impulsor de una bomba centrífuga. A su vez, el impulsor consta de dos discos verticales (delantero y trasero en el flujo de fluido), como se muestra en la Fig. 10 espaciados a cierta distancia uno del otro. Entre los discos, conectándolos en una sola estructura, hay cuchillas suavemente curvadas en la dirección opuesta a la dirección de rotación de la rueda (Fig. 9), es decir. a lo largo del flujo de fluido. Las superficies internas de los discos y las superficies de los álabes forman los canales entre álabes del impulsor, que se llenan con el líquido bombeado durante el funcionamiento de la bomba.

Figura 10. Sección transversal del impulsor de una bomba centrífuga

Arroz. 11. Conjunto impulsor de bomba centrífuga

Se sabe por el curso de mecánica teórica que cuando la rueda gira con una velocidad angular ω (1 / seg) sobre la masa elemental de líquido m (kg) ubicada en el canal entre cuchillas a una distancia R (m) del eje del eje , actuará la fuerza centrífuga Fc.b . , definida por la expresión:

F cb = metro ω 2 R(18)

En los cálculos de ingeniería también se utiliza la fórmula (19), que es equivalente a la fórmula (18):

Fcb \u003d mV 2 / R, (19)

donde V (m/s) es la velocidad lineal de la masa elemental de materia en un radio R desde el centro de rotación.

Ya dijimos que para garantizar el movimiento continuo de fluido a través de la bomba, es necesario garantizar su suministro constante a la bomba y la descarga de la bomba. Por lo tanto, el líquido ingresa a través del orificio en el disco frontal del impulsor a través de la tubería de succión desde la tubería de succión.

Por ejemplo, el movimiento del agua a través de la tubería de succión hacia la bomba de alimentación ocurre debido a un exceso de presión en la carcasa del desaireador y la columna de agua de alimentación, que es igual a la diferencia entre las marcas de instalación del tanque de almacenamiento del desaireador y la marca de instalación de la bomba de alimentación en la sala de máquinas del edificio principal de la central.

La marca habitual de instalación del tanque de almacenamiento de un desaireador de bloque es de 20 ÷ 24 metros en la sala del estante del desaireador de la planta de energía, dependiendo de la capacidad de la unidad de potencia, y la instalación de la bomba de alimentación se realiza en la marca de 0,0 ÷ 5,0 metros en la sala de turbinas del edificio principal de la central. De ello se deduce que la diferencia entre las marcas de instalación del tanque de almacenamiento del desaireador y la bomba de alimentación puede ser de 15,0 - 19,0 (24 - 5 \u003d 19) metros, y si tenemos en cuenta la temperatura y el volumen específico del agua de alimentación en el almacenamiento tanque, así como la resistencia hidráulica del agua de bajada de agua de alimentación a la succión de la bomba de alimentación, resulta que el remanso en la succión de la bomba de alimentación será de 13 ÷ 17 m de agua. Arte. o 1,3 -1,7 atm. Esto permite recuperarse parcialmente del peligroso fenómeno de la cavitación, teniendo un suministro garantizado de presión de agua de alimentación en la succión de la bomba de alimentación. En la fig. 12 es un diagrama hidrostático de una bomba de alimentación como ilustración de lo anterior.

Arroz. 12. Esquema hidrostático de la bomba de alimentación.

A - marca de instalación del tanque de almacenamiento del desaireador;

B - marca de la instalación de la bomba de alimentación;

H1 es la altura del nivel del agua de alimentación en el tanque de almacenamiento del desaireador;

H2: la diferencia entre las marcas de instalación del tanque de almacenamiento del desaireador y la bomba de alimentación.

Un análisis de las ecuaciones (18.19) muestra que la fuerza centrífuga, y por tanto la presión desarrollada por la bomba, es mayor cuanto mayor es la velocidad del impulsor.

Pero el aumento de la velocidad de rotación del rotor de la bomba está limitado por la velocidad del motor eléctrico, porque. cualquier motor eléctrico de alta velocidad se utiliza principalmente como accionamiento de bomba centrífuga, pero la mayoría de las veces se utilizan motores eléctricos de tipo asíncrono para este propósito, cuya velocidad es ligeramente inferior a la velocidad síncrona.

El uso de otros motores eléctricos, así como dispositivos eléctricos para regular el número de revoluciones del motor eléctrico, aunque permiten cambiar la velocidad de rotación del rotor de la bomba, no son muy utilizados en centrales eléctricas como bomba de alimentación. unidad debido a su complejidad y falta de fiabilidad.

En este sentido, el accionamiento eléctrico de las bombas de alimentación con acoplamiento hidráulico se ha utilizado recientemente ampliamente en las centrales eléctricas rusas y extranjeras, que se muestra en el Apéndice, fig. P-1,2.

Dependiendo de los parámetros requeridos, el propósito y las condiciones de operación, ahora se han desarrollado una gran cantidad de diversos diseños de bombas centrífugas, que se pueden clasificar de acuerdo con varios criterios. Por ejemplo, según el número de impulsores, se distinguen bombas monoetapa y multietapa. En las bombas multietapa, el líquido bombeado pasa sucesivamente por una serie de impulsores montados en un eje común.

La presión creada por tal bomba es igual a la suma de las presiones desarrolladas por cada rueda.

Dependiendo del número de ruedas (etapas), las bombas pueden ser de dos etapas, de tres etapas, etc. De hecho, hay varias bombas de una etapa en forma de impulsores en el mismo eje, que aumentan secuencialmente la presión del toda la bomba, que es su principal característica presión-caudal.

De acuerdo con el método de suministro de agua al impulsor, se distinguen bombas con un suministro de un solo lado y bombas con un suministro de doble lado o las denominadas bombas centrífugas de doble lado.

Según el método de eliminación de líquido del impulsor, se distinguen las bombas con una voluta y una salida de turbina.

En las bombas con voluta, el líquido bombeado desde el impulsor ingresa directamente a la voluta y luego se descarga en la tubería de presión o fluye a través de los canales de desbordamiento hacia los siguientes impulsores.

En bombas con salida de turbina, el líquido, antes de entrar en la voluta, pasa a través de un sistema de paletas fijas, formando un dispositivo especial, llamado paleta guía, instalado en el estator de la bomba.

De acuerdo con el diseño de la unidad de bomba (la ubicación del eje en relación con los soportes), hay bombas horizontales y verticales.

Según el método de conexión con el motor, las bombas centrífugas se dividen en bombas de accionamiento (con polea o caja de cambios), conectadas directamente a los motores mediante un acoplamiento, y monobloque, cuyo impulsor está montado en el extremo alargado del motor. eje - bombas voladizas.

Por ejemplo, las bombas tipo consola se designan como K-120-15, es decir, la bomba es de consola, con una productividad de 120 m 3 /hora y una presión de 15 atm.

El cabezal de las bombas centrífugas de una etapa, fabricadas en serie por la industria rusa, alcanza los 120 m de agua. Arte. (1,2 MPa; 12 atm).

A su vez, las bombas multietapa de serie desarrollan una altura de hasta 2500 m de agua. Arte. (25 MPa; 250 atm) y más.

Los parámetros de las bombas centrífugas de fabricación especial, tanto de una etapa como de varias etapas, pueden ser mucho más altos.

En cuanto a la eficiencia, según el diseño, varía ampliamente: de 0,85 a 0,90 para bombas grandes de una etapa y de 0,55 a 0,60 para bombas de etapas múltiples de alta presión.

Una eficiencia tan baja Las bombas multietapas de alta presión están asociadas con pérdidas hidráulicas en la parte de flujo de la bomba y especialmente con una alta fricción del disco de acero de alivio del pie hidráulico en el sistema de descarga axial de la bomba.

A su vez, la fricción de este disco monolítico de hierro fundido de 30-40 mm de espesor y unos 300 mm de diámetro a una velocidad de rotación de casi 50 rpm en un volumen de agua cerrado (en la cámara de hidro-talón) conduce a un notable calentamiento de el agua en la bomba, cuya temperatura se tiene en cuenta en el ciclo térmico de Rankine.

También se sabe que el consumo de energía de la bomba a caudal cero, es decir, cuando la válvula de salida está cerrada (este es el ralentí de la bomba), no cae a cero y es aproximadamente el 30-40% de la potencia nominal del motor eléctrico. Esta potencia también se convierte en energía térmica, que puede aumentar la temperatura del agua de alimentación con el efecto de "vaporizar" la bomba, en la que los impulsores, el descargador, los cojinetes de empuje, los sellos del eje de la bomba están sujetos a tensión mecánica y, como consecuencia resultado, puede hacer que una bomba de emergencia deje de funcionar. El aumento de la temperatura del agua de alimentación ∆t en el modo sin flujo se determina mediante la fórmula:

∆t \u003d 632N (1 h) / 1000Q (o C), (20)

N – potencia del motor eléctrico, kW;

h - eficiencia bomba;

Q – caudal bomba, kg/s.

De la ecuación (20) se deduce que con una disminución del caudal Q de la bomba, la temperatura del agua de alimentación aumenta.

A veces, los maquinistas utilizan este método para aumentar la temperatura del agua de alimentación durante la puesta en marcha de las unidades de potencia, lo que, por supuesto, no es económico ni racional desde el punto de vista de la confiabilidad de la unidad de bombeo. De , página 68, se deduce que el aumento máximo permisible de la temperatura del agua alcanza los 11 °C y se basa en la suposición de que solo el calor debido a las pérdidas hidráulicas dentro de la bomba contribuye al aumento de la temperatura del agua de alimentación en el bomba por esta cantidad. De hecho, el límite para aumentar la temperatura del agua en la bomba suele ser arbitrario. Por ejemplo, para bombas que no tienen descargadores (línea de recirculación), a veces para mantener un flujo mínimo a través de una válvula de presión entreabierta, se permite aumentar la temperatura a 30 ° C para evitar la "vaporización".

Pero en cualquier caso, la operación de una bomba centrífuga, especialmente una multietapa, en modo sin flujo no está permitida por más de tres minutos.

En las grandes centrales eléctricas modernas, la potencia de los motores eléctricos para impulsar las bombas de alimentación alcanza varios miles de kilovatios. A partir de aquí, uno puede imaginar lo rápido y lo alto que puede subir la temperatura del agua de alimentación a flujo cero, cuando estos miles de kilovatios de energía eléctrica se convierten en energía térmica.

Pero sea como sea, las bombas centrífugas se diferencian de otras bombas en su propiedad única de autorregulación y la posibilidad de regulación forzada en una amplia gama de su rendimiento y presión. La autorregulación se entiende como un cambio independiente en el modo de funcionamiento con un cambio en la resistencia de la red, lo que es especialmente importante para las bombas de alimentación accionadas eléctricamente y la maniobrabilidad de las unidades de potencia. Esta propiedad del CBN es muy utilizada en el funcionamiento de las bombas, especialmente cuando se incluyen en funcionamiento en paralelo sobre una red hidráulica común, tanto durante el encendido planificado como durante el encendido automático de emergencia de la reserva (AVR). En la siguiente sección, consideraremos opciones para incluir una unidad de bombeo de alimentación en un esquema de planta de energía.

Capítulo 2. Plantas de alimentación de centrales térmicas

2.1 Inclusión de la bomba de alimentación en el esquema térmico de la central

Sabemos que la bomba de alimentación bombea el agua de alimentación del desaireador, aumentando su presión a Pbp. . \u003d (1.25-1.3) Р 0, donde Р 0 es la presión del vapor vivo frente a la turbina, teniendo en cuenta la resistencia de la ruta de alimentación y las superficies de calentamiento de la caldera de vapor. En las centrales eléctricas modernas, se utilizan varios esquemas para encender las bombas de alimentación, pero consideraremos solo dos de ellos, los más utilizados.

1. Esquema de elevación simple, en el que la bomba de alimentación suministra agua con la presión final de diseño a través de la HPH a la unidad de alimentación de la caldera de vapor:

Arroz. 13. Circuito de elevación simple esquemático de la bomba de alimentación

Este esquema se utiliza en unidades de potencia de hasta 200 MW.

Ventajas de este esquema:

1. Relativa facilidad de ajuste del caudal de agua de alimentación por parte de la bomba de alimentación.

Característica: los calentadores de alta presión (HPH) funcionan bajo una presión muy alta generada por la bomba de alimentación. Debido a la alta caída de presión a través del HPH, están sujetos a altos requisitos de confiabilidad de operación y mayores costos de capital para su provisión, asociados con un aumento en el espesor de la pared de la carcasa del intercambiador de calor.

2. Esquema de dos ascensores, en el que las bombas de alimentación del primer ascensor bombean agua a través de la HPH a las bombas de alimentación del segundo ascensor, que suministran agua a la caldera de vapor:

Arroz. 14. Diagrama esquemático de una bomba de alimentación de dos elevaciones

Este esquema se puede utilizar en unidades de potencia con una capacidad de 300 MW y superior.

Ventajas de este esquema:

1. rendimiento de la HPH a una presión más baja, determinada por el hecho de que la presión del agua en la entrada de las bombas del segundo ascensor debe, para evitar la cavitación, superar ligeramente la presión de saturación a la temperatura del agua delante de las bombas, por lo tanto, los requisitos para la confiabilidad del HPH son algo menores que en los esquemas de un solo ascensor.

Defectos:

1. reducción de la fiabilidad de las bombas de alimentación del segundo ascensor, bombeando agua con una temperatura final alta;

2. complicar y aumentar el costo de la planta nutritiva;

3. aumento del consumo de energía para bombear agua con una temperatura más alta;

4. la necesidad de sincronizar las bombas I y II ascensor y la complejidad de su regulación, porque la bomba de alimentación del segundo ascensor funciona con agua caliente, que hierve instantáneamente cuando cae la presión.

1.2. Impulsión de la bomba de alimentación

Hay dos opciones de accionamiento para las bombas de alimentación:

1) eléctrico;

2) turbina.

Accionamiento eléctrico de bombas de alimentación.

ventajas:

1) simplicidad de diseño (motor síncrono o asíncrono);

2) alta fiabilidad.

Defectos:

1) la potencia unitaria del motor está limitada a 9000 kW;

2) posibilidades limitadas para ajustar el flujo de agua de alimentación.

Accionamiento de turbina para bombas de alimentación

ventajas:

1) la capacidad de controlar la velocidad de rotación, así como el suministro de agua en un amplio rango;

2) compacidad;

3) independencia de la energía eléctrica.

La elección del motor eléctrico PN se realiza sobre la base de una comparación térmica y económica de opciones.

En este sentido, la potencia de la bomba de alimentación está determinada por la fórmula:

, (21)

Q ae . – consumo de agua de alimentación, kg/s;

Caída de presión de agua en la bomba de alimentación, kg/cm 2 ;

La temperatura promedio del agua de alimentación a la salida del PN, o C;

eficiencia de la bomba;

Eficiencia del acoplamiento de fluidos (si existe).

La condición para la eficiencia térmica de una turbina o accionamiento eléctrico es la siguiente relación:

(22)

La eficiencia de conversión y transmisión de energía con un accionamiento turbo y un accionamiento eléctrico, respectivamente, es igual a:

(23)

donde - eficiencia relativa interna de las turbinas principal y de accionamiento;

I - rendimiento mecánico de las turbinas principal y de accionamiento;

Factor de estrangulamiento para el transporte de vapor en la ruta de la turbina de accionamiento;

eficiencia del generador;

eficiencia del transformador eléctrico y red eléctrica de necesidades propias;

Eficiencia del motor de accionamiento;

eficiencia del embrague hidráulico.

En CHPP, se suele utilizar un accionamiento eléctrico, y en las centrales eléctricas de condensación (CPP), el tipo de accionamiento depende de la potencia de las unidades de potencia.

Por ejemplo:

1) para unidades de potencia con una capacidad de 200 MW o menos, se utilizan accionamientos eléctricos;

2) para unidades de potencia de 300 MW:

en Ne<30 % - электроприводы;

al 30%

En conclusión, quiero decir que la bomba de alimentación en el esquema de una central térmica, ya sea un combustible natural clásico o una central nuclear, es objeto de un mayor seguimiento y control y no es menos importante que una turbina de vapor. o una caldera de vapor (reactor nuclear) y la corrección de su funcionamiento también afecta el funcionamiento sin problemas de la unidad de potencia y su confiabilidad.

En la siguiente sección del Manual, consideraremos la puesta en marcha de una bomba eléctrica de alimentación desde la reparación, que considerará la puesta en marcha por etapas tanto de la bomba en sí como de todos sus sistemas auxiliares: bombas del sistema de aceite y enfriadores de aceite.

2.2 Puesta en funcionamiento después de la reparación del sistema de aceite de la bomba de alimentación eléctrica

Consideremos el esquema tecnológico de tubería del sistema de aceite de la bomba eléctrica de alimentación (Fig. 15), que puede ser tanto autónomo como común para varios PEN (bomba eléctrica de alimentación).

Figura 15. Diagrama esquemático del sistema de aceite PEN

1, 2 - bombas de aceite del sistema de lubricación;

3, 4 - enfriadores de aceite, carcasa y tubo;

MM-1, 2 - manómetros, tipo OBM;

P-1, 2 - válvulas en la línea de recirculación de la bomba de aceite;

EKM-1, 2 - manómetros de electrocontacto;

MF-1, 2 - filtros de aceite, dos para un enfriador de aceite.

El sistema de suministro de aceite PEN es un sistema autónomo con su propio tanque de aceite, un grupo de bombas eléctricas (generalmente dos bombas eléctricas, de las cuales una está en funcionamiento, la segunda está en el ATS o en reparación), enfriadores de aceite, filtros de aceite, accesorios, bridas y tuberías, así como protección automática y enclavamientos tecnológicos, y en caso de falla de un PEN en funcionamiento, una señal de emergencia enciende el PEN de respaldo, de pie en el ATS, en el que el sistema de suministro de aceite está en buenas condiciones , el tanque de aceite con un nivel de aceite nominal y el sistema con bombas de aceite está listo para ser puesto en funcionamiento, el flujo de agua de enfriamiento se configura a través del enfriador de aceite, que luego de encender el PEN y la bomba de aceite en funcionamiento, el controlador PEN ajustará a medida que aumenta la temperatura del aceite, evitando que supere el valor nominal.

Si no es posible controlar la temperatura del aceite, conecte urgentemente el enfriador de aceite de respaldo para el agua de enfriamiento y retire de la operación el defectuoso, para lo cual cierre la válvula de salida del aceite, poniendo así el enfriador de aceite bajo presión de la bomba de aceite. y enjuáguelo con el flujo inverso de agua de refrigeración e informe al operador principal del taller de turbinas (SMTC).

El sistema de aceite PEN en todas las centrales térmicas y nucleares está en gran medida unificado, lo que simplifica su operación y mantenibilidad, lo que es especialmente importante para el personal operativo.

El sistema de aceite PEN funciona de la siguiente manera.

El aceite residual caliente con una temperatura no superior a 55 °C de los cojinetes de la bomba de alimentación y su motor eléctrico (dos cojinetes lisos para la bomba y el motor eléctrico) regresa por gravedad a través de la tubería de aceite de drenaje común de la unidad de bomba (línea "a") al tanque de aceite de PEN, donde se sedimenta y demulsifica, cuyo tiempo no debe ser mayor a 3-5 minutos, de lo contrario, el aceite debe enviarse para su limpieza y reemplazarse con aceite fresco del oleoducto de la estación general que viene. desde las instalaciones petroleras centrales de la central hasta la sala de máquinas. Para lubricar los cojinetes de la unidad de bombeo, se utiliza aceite de turbina, como para las turbinas de vapor, principalmente de la marca T-22 o Tp-22, cuya calidad debe cumplir con los requisitos de GOST-32-53-2000.

Para referencia: (T-22 es aceite de turbina (T), con una viscosidad cinemática ν = 22 centistokes; Tp-22 es aceite de turbina (T), con una viscosidad cinemática ν = 22 centistokes con un aditivo (p) de un sintético composición a una temperatura de 20 0 C. Ambos grados de aceites son craqueo de aceite destilado. El número después del grado de aceite - 22, 32 u otros grados indica que la viscosidad cinemática del aceite es 22,32 veces mayor que la viscosidad cinemática del agua destilada. El tiempo de demulsificación indica la cantidad de agua presente en el aceite y cuanto más largo sea este tiempo, cuanto más aguado esté el aceite, menor será su viscosidad cinemática. El agua afecta agresivamente el llenado del liner del babbit (en la aleación babbit hasta un 80% de estaño) de los cojinetes de la bomba y del motor eléctrico PEN, lo que provoca un desgaste corrosivo del revestimiento y una disminución de su vida útil).

Después de asentarse en el tanque de aceite, el aceite ingresa a la succión de las bombas de aceite eléctricas (1, 2). Por lo general, las bombas de aceite se instalan con caudales bajos (hasta 3-5 m 3 / h), pero con alta presión, hasta 30,0 atm (3,0 MPa). De ello se deduce que las bombas de aceite PEN pueden ser de tornillo, engranaje, émbolo u otros tipos que, si se arrancan incorrectamente (especialmente en modo sin flujo), pueden provocar daños tanto en la tubería de aceite a presión (ruptura de la conexión de brida de las tuberías) y la propia bomba (extrusión de los sellos de la bomba, daños en los accesorios de presión y succión). Luego, el aceite bajo presión de la bomba (una bomba está en funcionamiento, la segunda está en el ATS o en reparación) a través de uno de los filtros de aceite (MF-1, 2), que está conectado a trabajar, el segundo está en reserva (reparación), entra uno de los enfriadores de aceite, el otro enfriador de aceite está en reserva o reparación. Aquí, el aceite se enfría con agua técnica a 40 0 ​​C y con un exceso de presión de 0,7-1,2 atm se envía a una tubería de suministro de aceite común, y desde allí se distribuye a los cojinetes de la bomba y el motor eléctrico. , mientras que un aumento de la presión del aceite delante de los cojinetes de más de 1,2 atm es inaceptable . Cuando la presión del aceite en la tubería de presión aumenta a 1,3-1,5 atm, se instala una válvula de seguridad mecánica que descarga el exceso de presión al final de la línea de aceite en el tanque de aceite. Para regular la cantidad de aceite frente a los cojinetes en los oleoductos, se instalan arandelas estranguladoras, cuyo diámetro se determina empíricamente durante las pruebas de funcionamiento de la bomba después de la reparación y se ingresa en la circular técnica y de reparación de la bomba.

En las bombas de alimentación NPP, en la carcasa de la bomba y el asiento del cojinete del motor eléctrico, se hace un volumen especial para aceite con lubricación de anillo, que está diseñado para el agotamiento de emergencia de la unidad de bomba y para evitar que se derrita el relleno de babbitt del cojinetes cuando las bombas de aceite se apagan cuando la unidad de potencia pierde sus propias necesidades.

Además, en muchos PEN, se utilizan ampliamente tornillos aguas arriba en forma de tornillo de rosca múltiple, que actúan como un refuerzo (inglés - refuerzo, de impulso - para elevar, aumentar la presión) y se instalan en el eje de la bomba antes del agua. entra en la primera etapa de la parte de flujo de la bomba. Esto hace posible la reconstrucción parcial de la cavitación.

Para evitar el ingreso de impurezas mecánicas que puedan surgir de los flujos que ingresan al cuerpo del desaireador, se instala una rejilla cónica de protección frente a la válvula de entrada del PEN dentro de la tubería, sobre la cual se mide la caída de presión del agua de alimentación "antes" y "después" de medir la cuadrícula. La aparición de una caída de presión de más de 2,0 atm., La rejilla se lava sin detener o descargar la bomba para la recirculación.

Las redes protectoras se montan en un inserto especial - "bobina", que está embridado en la tubería de succión y se puede desmontar fácilmente si es necesario.

Ahora comencemos la puesta en marcha de la unidad eléctrica de bombeo de alimentación, pero al comienzo de las operaciones de puesta en marcha del PEN, encenderemos su sistema de aceite, sin el cual ni la bomba ni su accionamiento pueden funcionar.

Cuando el PEN está funcionando, el sistema de aceite no se repara por completo, se saca para repararlo solo simultáneamente con la reparación de toda la unidad de bomba, y esto es comprensible: sin un sistema de lubricación, la bomba y su accionamiento eléctrico, que tienen Cojinetes lisos con lubricación forzada, no podrán funcionar.

Todo el trabajo de preparación y puesta en marcha en el PEN lo realiza el personal operativo del taller de turbinas, encabezado por el operador principal del taller de turbinas (unidad de potencia) (SMTC) por orden directa del supervisor de turno del taller de turbinas (NSTC). ) para cual:

Los permisos de trabajo para la producción de trabajos de reparación en el sistema de aceite del PEN están cerrados, no cubiertos. Por lo general, se abre un Permiso general de trabajo para trabajos de reparación en la unidad de bomba completa: la bomba de alimentación en sí y su sistema de aceite, mientras que los trabajos de reparación en el motor eléctrico los realiza el personal del taller eléctrico de la central, de acuerdo con la Lista de separación. entre la turbina y los talleres eléctricos. Si es necesario realizar cualquier trabajo dentro de la unidad de bombeo, para lo cual generalmente se emite la orden general, el jefe responsable del trabajo de reparación en la orden general emite una orden intermedia para trabajos de reparación en la unidad, sección de la unidad;

En el Registro de finalización del trabajo (ubicado en el lugar de trabajo de NSTC), los jefes del taller eléctrico, el taller de medición y automatización térmica (CTAI), el taller de turbinas (él hace la última entrada en este registro) hacen entradas de permiso que todo el trabajo de reparación en la unidad de bomba de alimentación se ha completado, el personal de mantenimiento del taller se ha retirado, la bomba está lista para la puesta en marcha. Este es el principal documento legal que otorga al NSTC el derecho de iniciar operaciones de lanzamiento en el PEN.

El operador de la bomba de alimentación realiza el siguiente trabajo:

verifica que el personal de reparación esté completamente retirado del área de reparación de la unidad de bombeo;

Verifica que los sistemas de instrumentación y control estén intactos, no vencidos por la Verificación del Estado, sellados, conectados a través de líneas de impulsión a los sensores (las válvulas de raíz en las líneas de impulsión están abiertas), los accesorios de cierre y control y protección están intactos, las bridas de las tuberías están conectadas mediante espárragos que no giran a mano, los semiacoplamientos de las bombas y los motores eléctricos están acoplados y cubiertos con una carcasa protectora, las escotillas del depósito de aceite del PEN están cerradas, no hay aceite en el depósito según el visor de nivel (comprobaciones abriendo la tapa inferior válvula de la mirilla);

informa al SMTC que se ha completado la inspección de la unidad de bombeo. Si hay comentarios que pueden conducir a una situación de emergencia en la bomba, se registran en el Registro de defectos, que se encuentra en el lugar de trabajo del NSTC, y se detiene el trabajo de puesta en marcha hasta que el personal de reparación elimine estos defectos. de las tiendas El grado de preparación de la bomba para el arranque lo determina el NSTC, que es responsable de arrancar la bomba;

luego de la eliminación de los defectos, se procede a la inclusión en la operación del sistema de suministro de aceite del PEN, el tanque de aceite fue aceptado por el taller químico para su limpieza, lo cual quedó registrado en el Diario Operativo del NSTC;

ordena a través del SMTC el suministro de aceite nuevo al tanque de aceite del PEN abriendo la válvula manual M-0 (Fig. 15);

determina por el ruido característico en el tanque de aceite y por el ruido en la válvula de ventilación en el tanque de aceite que el aceite ha entrado en el tanque de aceite, el aire es expulsado a través de la válvula de ventilación (la válvula de ventilación es un dispositivo de seguridad y está diseñada para sellar el volumen de gas del depósito con productos derivados del petróleo y mantener la presión en este volumen en los límites especificados, así como para proteger contra la penetración de llamas en el tanque); conecta el vidrio nivelador de aceite al trabajo, lo sopla a la atmósfera abriendo las válvulas de los extremos superior e inferior del tubo, se debe verter aceite por el extremo inferior del tubo en un recipiente previamente sustituido (generalmente un cubo de metal), después de lo cual cierra la válvula y verifica visualmente la pureza y transparencia del aceite ( para evitar lesiones, está prohibido usar cristalería, use solo plástico transparente);

abre las válvulas manuales H-1,2, cerrando la válvula M-O, cuando se alcanza el nivel de aceite nominal en el tanque de aceite (generalmente se aplica una línea correspondiente al nivel de aceite nominal en el tanque de aceite en el tubo indicador de nivel de vidrio), comienza a llenar las bombas de aceite con aceite, después de abrir los respiraderos y drenajes de sus alojamientos, evitando que el aceite de los respiraderos ingrese a la base y al equipo adyacente. Si se derrama aceite en el suelo o en otros lugares, el aceite se elimina inmediatamente con arena seca y un trapo limpio. La arena aceitada y los trapos se recogen en contenedores metálicos especiales y se retiran del taller;

cierra la válvula cuando sale un chorro continuo de aceite por el respiradero, y drena, las bombas de aceite se consideran llenas de aceite y sin aire;

abre las válvulas de presión de las bombas de aceite (N-1.2), mediante manómetros (MM-1.2) y EKM-1 comprueba que muestran el valor de la columna estática de aceite en el depósito de aceite (0,08-0,10 atm), es decir, el el nivel de aceite en el tanque está aproximadamente a un metro de su fondo. En general, la escala de cualquier manómetro debe elegirse de tal manera que cuando la bomba esté funcionando, el valor de su presión esté en el segundo tercio de la escala total;

suministra agua técnica a los enfriadores de aceite en la temporada de verano mediante la apertura de válvulas manuales (TV-1.3), así como las salidas de aire del sistema de tuberías de los enfriadores de aceite, llena los enfriadores de aceite con agua (control - un flujo continuo de agua proviene de la salida de aire, cierre las salidas de aire), presurice los enfriadores de aceite de acuerdo con el agua bajo la presión del agua de servicio (control - cuando se abre la válvula para vaciar el espacio de aceite del enfriador de aceite - no hay agua). En la temporada de invierno, no suministre agua técnica a los enfriadores de aceite, y cuando la temperatura del aceite y de los cojinetes de fricción comience a aumentar, suministre gradualmente agua técnica, evitando una fuerte caída en la temperatura del aceite;

abre ligeramente las válvulas de salida del agua de servicio (TV-2, 4) de los enfriadores de aceite en 1/3, coloca los enfriadores de aceite debajo del canal de agua de servicio;

ordena el montaje de circuitos eléctricos para bombas de aceite;

verifique, junto con el personal de CTAI, las protecciones y enclavamientos de las bombas de aceite (para una lista estándar y finalidad de las protecciones tecnológicas y enclavamientos de la bomba de alimentación, consulte el Anexo 3);

abre ligeramente las válvulas de recirculación de aceite (P-1, 2) a la mitad, y las válvulas de aspiración (H-1, 3) de las bombas, cierra las válvulas de presión (H-2, 4);

enciende el motor eléctrico de una de las bombas de aceite, abriendo gradualmente la válvula de succión de la bomba de aceite y su

la recirculación, en el panel de control local de bombas de aceite (MShU MN), controla la carga del motor de la bomba por medio de un amperímetro;

apaga la primera bomba arrancada, prueba la segunda bomba de aceite en funcionamiento, sabiendo que el funcionamiento de las bombas de aceite para recirculación durante más de 30 minutos es inaceptable;

inspecciona las bombas de aceite durante el funcionamiento en busca de defectos;

pregunta al SMTC qué bomba de aceite, de acuerdo con el cronograma del taller, debe permanecer en funcionamiento y, cuando el sistema de aceite del propio PEN esté listo, suministre aceite desde la bomba de aceite en funcionamiento al colector de suministro del oleoducto del PEN a través de uno de los enfriadores de aceite, mientras cierran gradualmente la válvula de recirculación, verifiquen en el manómetro M-3 que la presión del aceite al final del oleoducto de presión del PEN corresponda al valor nominal, de acuerdo con las Instrucciones de Operación del PEN;

cambia la llave de la bomba de aceite en funcionamiento "Modo de funcionamiento MN" a la posición "Operación" en el panel de control MN, y a la posición "Reserva" de la de reserva, de lo contrario, al apagar la bomba de trabajo, la bomba de aceite de reserva no se encenderá y la bomba de alimentación se apagará de manera anormal, lo que conducirá a una violación de la operación de la unidad de potencia;

escribe en el Registro Operacional (estado de cuenta diario) del MPEN sobre las pruebas de las bombas de aceite del PEN y el estado de sus instalaciones petroleras, informa al SMTC sobre esto y espera sus nuevas órdenes, sin detenerse a monitorear la operación del aceite del PEN sistema.

Capítulo 3

3.1 Estado inicial del equipo

Está en funcionamiento la electrobomba de alimentación con una de las dos bombas de aceite (la segunda bomba de aceite está en el ATS), uno de los dos enfriadores de aceite (el segundo está en reserva o en reparación). No hay desviaciones de los parámetros nominales. Se pusieron en funcionamiento en su totalidad las protecciones, alarmas, enclavamientos y automatización de la unidad de bombeo del PEN, lo cual quedó registrado en el Diario Operativo (Declaración Diaria) del MPEN.

3.2 Posibles causas de parada de emergencia de una bomba de aceite en funcionamiento

Apagar el motor eléctrico de una bomba de aceite en funcionamiento debido a mal funcionamiento, por ejemplo, por daño interno, cortocircuito en la caja de terminales (entrada de agua, rotura del bus de tierra de la carcasa del motor eléctrico), apagado erróneo por parte del personal, mal funcionamiento de el circuito de control, sobrecorriente, etc.

Defectos de la propia bomba, asociados, por ejemplo, a atascos de la bomba o de sus cojinetes, rotura del impulsor, desacoplamiento del acoplamiento de la bomba del motor eléctrico, funcionamiento de la protección tecnológica, etc.

3.3 Escenario de proceso de emergencia

Cuando se apaga una bomba de aceite en funcionamiento, por ejemplo, la No. 1, la presión de aceite al final de la línea de tubería de aceite de presión PEN disminuye.

En este sentido, el valor de presión de aceite en EKM-1, fijado al final de esta línea, alcanza el valor de emergencia para el funcionamiento del AVR. Luego, desde los contactos auxiliares EKM-1, se envía una señal eléctrica al circuito para encender el motor eléctrico de la bomba de aceite de respaldo No. 2, que está en el ATS, la unidad de bomba se pone en funcionamiento sin demora. , reemplazando la bomba de aceite desconectada. Todo el proceso de pasar el AVR y poner en funcionamiento la bomba de aceite de reserva no lleva más de 3,0-4,0 segundos. Entonces, no se produce una fuerte disminución de la presión de aceite al final de la línea de presión de aceite del PEN debido a su gran volumen y no habrá ruptura de la cuña de aceite en los cojinetes lisos de la bomba y el motor eléctrico. .

Cuando se alcanza la presión de aceite nominal al final de la línea de aceite del PEN y este valor se establece en EKM-2, los contactos auxiliares en EKM-1 y EKM-2 se amartillan a la posición de trabajo nominal y están nuevamente listos para dar. una señal eléctrica para encender la bomba de respaldo cuando la presión del aceite baje a la línea de presión del oleoducto del PEN.

3.4 Acciones del personal operativo, cuando el operador está apagado y las bombas de aceite de reserva están encendidas por ATS

El conductor del PEN toma conocimiento del paro de la bomba de aceite por la señalización luminosa y sonora (aullador) y de la pérdida del panel de luces del panel de control del PEN local (PEN LSC).

Después de pasar el ATS y encender la bomba de aceite de respaldo, el conductor de PEN examina la bomba de aceite que se ha encendido y la de parada de emergencia, verifica el valor de la presión de aceite nominal según EKM-2 al final de la línea de aceite de el sistema de aceite del PEN operativo.

En ausencia o presencia de comentarios, el MPEN informa el incidente al SMTC y al NSTC y lo escribe en el Registro Operativo (Declaración Diaria) del PEN.

Si hay defectos evidentes en la bomba de aceite que se apagó, el SMTC y el NSTC inspeccionan personalmente la bomba de aceite defectuosa, el NSTC hace una entrada en el Registro de defectos y en su Registro operativo, informa al jefe del taller de turbinas o a su adjunto. para la operación sobre esto.

3.5 Acciones del personal operativo, cuando la bomba de aceite de operación está apagada y la bomba de aceite de reserva no está encendida

El conductor del PEN toma conocimiento del paro de la bomba de aceite en funcionamiento por la señalización luminosa y sonora (aullador) y la pérdida del marcador en el panel de luces de la sala de control local del PEN.

Las señales de advertencia no se eliminarán hasta que el conductor las reconozca con el botón de reconocimiento de señal en el panel de control local del PEN, esto prueba que el conductor ha aceptado la señal de emergencia.

Después de apagar la bomba en funcionamiento y no pasar la señal ATS a la bomba de aceite de respaldo (la bomba de aceite no se encendió), el MPEN debe cambiar inmediatamente la llave de bloqueo de la posición "ATS" a la posición "Control manual" en el panel de control PEN e intente encender la bomba de aceite manualmente. Si la bomba de aceite no está encendida, mueva inmediatamente la llave de bloqueo de ambas bombas de aceite a la posición "Reparar" e informe el evento al SMTC y NSTC (la posición de la llave de bloqueo es "Reparar", prohíbe encender el PEN tanto localmente como desde el panel de control del bloque - sala de control).

El MPEN está obligado a controlar de manera urgente el paro de emergencia de la bomba de alimentación, debiendo abrirse la válvula electrificada de la línea de recirculación al desaireador y cerrarse la válvula de presión del PEN. Al cerrar la válvula de presión y no abrir la válvula de recirculación, retire inmediatamente el accionamiento eléctrico de la válvula del "Automático" y ábralo manualmente sabiendo que el PEN no puede funcionar en modo sin flujo durante más de tres minutos.

De acuerdo con EKM-1 (en la tubería de presión del PEN), verifique el valor cero de la sobrepresión en la línea de presión del PEN parado, esto prueba que la válvula de retención de la bomba está retenida y no hay rotación inversa de la bomba. (control por el acoplamiento de la bomba).

El MPEN está obligado a controlar el encendido normal del PEN de reserva a través del ATS y transferir su clave de bloqueo a la sala de control local del PEN desde la posición - "ATS", hasta la posición - "Trabajo", y tomar los PEN restantes en funcionamiento bajo control mejorado.

El MPEN informa al SMTC y al NSTC sobre todo el trabajo del MPEN y hace una entrada detallada en el Diario Operativo (Declaración Diaria) del PEN y escribe una nota explicativa detallada al jefe del taller de turbinas sobre el incumplimiento de la ATS en bombas de aceite, que es transmitido por el NSTC. Lo estudia detenidamente, lo analiza y, al desmontar la emergencia, explica al personal el accionar del MPEN. El NSTC está obligado a entregar personalmente la nota explicativa al jefe del taller de turbinas para que tome decisiones tanto administrativas como técnicas.

3.6 Acciones del personal operativo en caso de incendio en el sistema petrolero del PEN

Durante la siguiente ronda de operación de bombas, el chofer de PEN descubrió en una de ellas la ignición de aceite en el tanque de aceite o en la línea de aceite.

MPEN está obligado a informar inmediatamente de esto al NSTC y a la sala de control, y proceder de forma independiente a extinguir el incendio:

pare la bomba en llamas desconectándola de la red con el botón KSA más cercano (botón-stop de la parada de emergencia del PEN en funcionamiento), que deben ser varios y están instalados en lugares de fácil acceso dentro de la bomba;

encienda la bomba extintora de espuma (NPPZhT) con una llave local y verifique que la espuma de alta expansión haya fluido abundantemente a través de los generadores de espuma instalados sobre el tanque de aceite o sobre la línea de aceite del PEN, asegúrese de que la fuente de ignición esté localizada y no hay fuego abierto.

Por lo general, las bombas contra incendios de espuma (al menos tres) se instalan en un edificio separado de alta seguridad en el territorio de la planta de energía al lado del tanque de almacenamiento subterráneo para el concentrado de espuma.

En las centrales eléctricas rusas se utilizan varios tipos de concentrados de espuma, pero principalmente aquellos con una vida útil de al menos 36 meses.

Actualmente, en Rusia se producen varios concentrados de espuma diferentes, por ejemplo, PO-6TsT, 6TS, 6MT, 6TS (3%), 6TS-V, 6TF-U, que incluyen principalmente soluciones acuosas de una mezcla de tensioactivos con estabilizantes. aditivos Pero de todos modos, todos están creados sobre la base de PO-6 y están diseñados para extinguir incendios de las clases "A" y "B", es decir. solo para nuestro caso.

PO-6 es un agente espumante biodegradable para un uso con una mayor capacidad de extinción de incendios, preparado a base de una solución acuosa de sales de trietanolamina de sulfatos de alquilo primarios con aditivos estabilizadores con un valor de pH de pH = 7,0 - 10,0 y un punto de congelación de por lo menos menos tres grados. Pero las espumas más estables se forman sobre la base de agentes espumantes proteicos, que se obtienen a partir de una variedad de sustancias, que consisten completamente en proteínas o las contienen en cantidades significativas. Estas proteínas se extraen de la sangre, piel, huesos, cuernos, pezuñas, cerdas, plumas, escamas de pescado, tortas de semillas oleaginosas y productos derivados de la leche de animales.

En la producción de tales agentes espumantes, las proteínas se hidrolizan previamente, ya que los productos de su hidrólisis tienen una capacidad espumante mucho mayor que las proteínas y proteínas originales. Para ello, se someten a un tratamiento térmico, normalmente en un ambiente alcalino. Además, la hidrólisis no se pone fin, porque. los productos de la descomposición final de las proteínas de aminoácidos, aunque son agentes espumantes bastante fuertes, dan una espuma inestable que se derrumba rápidamente.

Todos los agentes espumantes proteicos son un medio nutritivo para varios tipos de microorganismos. Por lo tanto, los antisépticos (fluoruros o fenol) se introducen en su composición. Sin ellos, los concentrados de espuma pierden rápidamente sus propiedades, se pudren y huelen mal.

En la producción del agente espumante PO-6, la sangre de los animales obtenida de las plantas procesadoras de carne se hidroliza primero con soda cáustica y luego se neutraliza con cloruro de amonio o ácido sulfúrico. La solución resultante se evapora hasta una concentración predeterminada. Para aumentar la estabilidad de la espuma, se agrega sulfato de hierro a la composición del agente espumante.

La proporción de la espuma resultante que sale de la boquilla contra incendios con un generador de espuma, por ejemplo, del tipo GPS, es más de 60 veces, es decir, a partir de una unidad de volumen de espumógeno PO-6 se obtienen 60 volúmenes de espuma con una estabilidad de unos 300 segundos (cinco minutos) en el foco del incendio. Este tiempo es suficiente para localizar y bloquear el libre acceso del oxígeno atmosférico, es decir deja de quemar.

NPPZhT son consumidores de suministro de energía confiable y pertenecen al sistema de seguridad de la planta de energía de la primera categoría, por lo tanto, uno de ellos debe ser impulsado por una fuente de corriente continua en caso de una pérdida completa de las necesidades propias de la planta de energía, es decir. en condiciones MPA (máximo accidente base de diseño) y dependiendo de la potencia, se ponen en funcionamiento desde convertidores eléctricos reversibles o desde baterías generales de estación;

detener el NPPVT incluido;

MPEN en el Diario Operativo (Extracto Diario) PEN hace un registro del evento;

MPEN realiza las mismas acciones en caso de incendio en el motor eléctrico o en la bomba misma;

está prohibido apagar con agua los motores eléctricos que queman o los accesorios electrificados que se energizan sin guantes dieléctricos y un dispositivo especial de puesta a tierra en la manguera contra incendios.

3.7 Preguntas de seguridad

1. ¿En qué casos se utiliza ATS de bombas de aceite?

2. ¿Cuál es el propósito de los filtros de aceite en los enfriadores de aceite?

3. ¿Por qué las bombas de aceite de vórtice no se pueden poner en funcionamiento en un modo de no consumo?

4. Explique la necesidad de una línea de recirculación de la bomba de aceite PEN.

5. Compare la calidad de los aceites usados ​​para turbinas.

6. Explique la necesidad de un sistema de protecciones y enclavamientos para bombas de aceite PEN?

7. Justificar la necesidad de una válvula de retención en las bombas.

8. ¿A qué conducirá el apagado de emergencia de la bomba de aceite en funcionamiento y la falla al encender la bomba de aceite de respaldo?

9. ¿Qué acciones debe tomar el conductor del PEN cuando se incendia el motor eléctrico o el tanque de aceite de la estación de bombeo del PEN?

10. ¿Cómo funciona la protección de desplazamiento axial PEN?

11. ¿Composición del agente espumante?

12. Designación de la KSA.

Capítulo 4

4.1 Estudio del esquema tecnológico

La instalación de una bomba de alimentación centrífuga realiza las siguientes funciones:

Toma de agua de alimentación desde el tanque de almacenamiento del desaireador;

Aumento de la sobrepresión del agua de alimentación debido a la rotación de alta velocidad (efecto centrífugo) y al aumento secuencial gradual de la presión del agua en la carcasa de la bomba;

El suministro de agua de alimentación a una presión tan alta que podría vencer la resistencia hidráulica del trayecto agua-vapor del generador de vapor, es decir más presión de vapor fresco de la caldera;

Creación de movimiento forzado de agua de alimentación en las superficies de calentamiento de la caldera.

Ya sabemos que el aumento de la presión del agua de alimentación se crea debido al efecto centrífugo creado por el impulsor de disco de la bomba con paletas periféricas.

Por ejemplo, si la presión en la succión de la bomba es Pvs.= 8,0 atm, y a la presión debería ser Phead.= 158,0 atm (la presión del vapor vivo es 130 atm), es decir el rango de aumento de presión es igual a: Rnap. - Rvs. \u003d 158.0 -8.0 \u003d 150.0 atm, luego, con una bomba de una sola etapa, el diámetro del impulsor será de metros, lo cual es inaceptable en términos de confiabilidad y tecnológicamente impracticable.

Supongamos que en nuestro caso se instalan cinco etapas de aumento de presión en el rotor PEN, cada una de las cuales incluye un impulsor y su paleta guía con sellos axiales y radiales, luego cada etapa aumenta secuencialmente la presión del agua de trabajo en 30,0 atm. ya la salida de la bomba, este valor llegará a 158,0 atm. (5 etapas x 30,0 atm. + 8,0 atm. en succión = 158,0 atm. en presión).

En las bombas de alta presión y con entrada de agua unidireccional, surge presión hidráulica axial durante el funcionamiento, que tiende a mover el rotor de la bomba (el eje con impulsores montados en él) en la dirección opuesta a la dirección del movimiento del agua que ingresa a la rueda. , es decir. hacia el lado de succión de la bomba. Por lo tanto, para compensar la fuerza axial de corte del rotor de la bomba, se realizó un sistema de descarga axial en su parte de flujo, que se describe con más detalle en el Apéndice P-5.6.

Ahora consideremos el esquema tecnológico básico de la bomba de alimentación eléctrica, que se muestra en la Fig. dieciséis.

Figura 16. Diagrama esquemático de la bomba de alimentación eléctrica.

1 - Electroválvula de aspiración de la bomba del purgador (B-1); 2 - Válvula eléctrica en el cabezal de la bomba (H-1); 3 - Válvula de retención, mecánica (OK); 4 - Válvula con accionamiento manual en la línea de recirculación al desaireador (VR-1); 5 - Válvula electrificada en la línea de recirculación al desaireador (VR-2); 6 - acoplamiento; A - manómetro de electrocontacto (EKM-1); B - manómetro de electrocontacto (EKM-2);

La bomba de alimentación accionada eléctricamente incluye:

1.bomba centrífuga de alimentación (generalmente multietapa) montada sobre un marco de metal especial, fundido y fijado con pernos de anclaje fijos en una plataforma especial de elevación positiva o cero de la sala de máquinas del edificio principal de la planta de energía. La parte de flujo de la bomba consta de dos carcasas: carcasa interior y exterior. La carcasa interior consta de secciones cilíndricas conectadas en serie, cada una de las cuales contiene una etapa de trabajo con un impulsor y un álabe guía, sellos axiales y radiales. Con sus patas fundidas, cada sección descansa sobre el marco horizontal de la carcasa exterior, y todas las secciones se unen mediante pernos pasantes horizontales, creando así un solo paquete de secciones cilíndricas. Por ejemplo, una bomba de alimentación de cinco etapas tiene cinco secciones cilíndricas de este tipo;

2. Tuberías de brida de succión y descarga de las tuberías de la bomba con válvulas de cierre y una válvula de retención mecánica frente a la válvula de presión de la bomba. Los impulsores de armadura están electrificados;

3. tubería de la línea de recirculación de agua de alimentación con válvulas de cierre: dos válvulas a lo largo de la dirección, la primera con accionamiento manual y la segunda válvula electrificada;

4. motor eléctrico de tipo asíncrono. El motor eléctrico de la bomba tiene enfriadores de aire incorporados, que a su vez son enfriados por agua de proceso suministrada desde un colector común en la sala de máquinas del edificio principal de la central;

5. acoplamiento, que consta de dos mitades de acoplamiento montadas en el eje de la bomba y el motor eléctrico.

En la actualidad, se ha utilizado ampliamente un embrague hidráulico, que permite cambiar la cantidad de rotación de toda la línea de eje de la unidad de bombeo, lo que permite regular la energía eléctrica consumida, el suministro de agua de alimentación a la caldera de vapor dependiendo de la carga eléctrica de la unidad de potencia, que no se puede realizar con un accionamiento asíncrono del PEN (en detalle sobre el acoplamiento fluido Anexo Fig. P-1,2);

6. estación de suministro de aceite para la unidad de bombeo, ubicada debajo de la marca de la bomba de alimentación en el sótano con su propio sistema de extinción de incendios;

7. sistema automático de extinción de incendios por agua y espuma de la unidad de bombeo;

8. estación del sistema de purificación de aceite (principalmente se utilizan métodos de purificación de aceite: purificación (eliminación de agua) y clarificación (eliminación de impurezas mecánicas)) para todos los PEN de una unidad de potencia.

4.2 Puesta en funcionamiento del PEN después de la reparación

Todo el trabajo preparatorio y de puesta en marcha en el PEN lo lleva a cabo el personal operativo del taller de turbinas, encabezado por el maquinista principal del taller (unidad de potencia) (SMTS) por orden directa del supervisor de turno del taller de turbinas (NSTS).

Los permisos de trabajo para la producción de trabajos de reparación en el sistema de aceite del PEN están cerrados, no cubiertos. Por lo general, se abre un Permiso de trabajo general para trabajos de reparación en toda la unidad de bomba (la propia bomba de alimentación y su sistema de aceite, mientras que el trabajo de reparación en el motor eléctrico lo realiza el personal de la planta de energía eléctrica, de acuerdo con la "Lista de separación entre la turbina y los talleres eléctricos"). Si es necesario realizar algún trabajo dentro de la unidad de bombeo, para lo cual se emite el Atuendo General en su conjunto, se emite una Orden Provisional por parte del jefe de trabajo de reparación responsable del Atuendo General;

En el Registro de finalización (ubicado en el lugar de trabajo del NSTC), los jefes del taller eléctrico, el taller de automatización y medición térmica, el taller de turbinas (él hace la última entrada en este registro) hicieron una entrada de permiso que incluye todo el trabajo de reparación. la unidad de bomba de alimentación se ha completado, el personal de reparación se ha retirado, la bomba está lista para funcionar. Este es el principal documento legal que otorga al NSTC el derecho de iniciar operaciones de lanzamiento en el PEN después de la reparación.

El NSTC da una orden verbal al SMTC para iniciar operaciones de lanzamiento en el PEN, que, a su vez, da una orden al conductor del PEN (MPEN).

4.3 MPEN hace el siguiente trabajo

comprueba que el personal de reparación ha sido retirado del área de reparación;

quita y lleva al lugar de trabajo del NSTC carteles de advertencia y prohibición, cadenas de accesorios y cerraduras;

Verifica que la instrumentación y los sistemas de control automático estén intactos, no vencidos por la Verificación del Estado, sellados, conectados a través de líneas de impulso a sus sensores, los accesorios de corte y control y protección estén intactos, las bridas de la tubería estén conectadas con espárragos, la bomba y el acoplamiento del motor. las mitades están acopladas y cerradas con una carcasa protectora;

incluye la estación de suministro de aceite del PEN en operación (ver párrafos 2.2. -2.3. de este Manual);

suministra agua técnica a los enfriadores de aire del motor eléctrico, abriendo las salidas de aire y drenajes, evitando que entre agua en la carcasa del motor, cuando aparezca un chorro continuo de agua por las salidas de aire, ciérrelas inmediatamente;

abre ligeramente la válvula de succión B-1 (Fig. 10) en un 10-15 % desde el accionamiento manual y hacia el respiradero de aire abierto y el drenaje de la carcasa de la bomba, verifica que el agua fluya desde el desaireador.

¡Atención! Este trabajo debe realizarse con mucho cuidado, evitando que el agua caliente caiga sobre el cuerpo humano y los equipos cercanos.

Después de desairear y enjuagar la bomba a través de la línea de drenaje, cierre la ventilación de aire, comience a calentar el metal de la bomba de alimentación con el agua de alimentación del desaireador a través del drenaje abierto de la bomba, si el desaireador está por debajo de los parámetros nominales, caliente hasta el caudal especificado en las Instrucciones de Funcionamiento del PEN, evitando golpes de ariete en el cuerpo de la bomba hasta el cierre completo de la válvula de aspiración B-1 cuando se produzca el golpe de ariete;

después del cese del golpe de ariete, abra lentamente la válvula de succión B-1 y continúe calentando la bomba;

ordenar el montaje de circuitos eléctricos de accionamientos para válvulas de succión V-1, presión N-1 y válvula de recirculación VR-2 a la posición de operación en TsTAI, para su control remoto desde el panel de control local y de la unidad (BCR);

de acuerdo con EKM-1, verifique que la válvula de retención OK se haya abierto (el manómetro debe mostrar el exceso de presión en el cuerpo del desaireador más la altura de la columna de agua de alimentación, igual a la diferencia entre las marcas, la instalación del desaireador y el bolígrafo);

abrir completamente la válvula de recirculación manual BP-1;

cuando la diferencia de temperatura entre el metal de la bomba y el agua de alimentación en el desaireador no alcance más de ∆t ≤ 50 0 C, abra completamente la válvula de succión V-1 del accionamiento eléctrico;

abra las válvulas de derivación de la válvula de presión H-1 (no se muestra en el diagrama de la Fig. 16) para calentar la bomba e igualar la presión del agua antes y después de la válvula de presión para que pueda abrirse fácilmente desde el accionamiento eléctrico;

ordenar en el taller eléctrico el montaje del circuito eléctrico del motor eléctrico en posición de prueba y ordenar la verificación de protecciones tecnológicas y enclavamientos en el PEN y el motor eléctrico en la TsTAI. La verificación es realizada por el personal operativo del taller de turbinas (MPEN) y el personal operativo del CTAI en forma conjunta. Es obligatorio verificar el funcionamiento del botón de emergencia (KSA) para detener la bomba mediante pruebas manuales en el sitio y desde la sala de control;

después de verificar las protecciones y enclavamientos del PEN y del motor eléctrico, encargar en el taller eléctrico el montaje del circuito eléctrico del motor eléctrico en posición de trabajo;

después de ensamblar el circuito eléctrico del motor eléctrico en la posición de trabajo, el SMTC advierte al personal operativo de la sala de control sobre la puesta en marcha de la unidad de potencia eléctrica, la pone en funcionamiento con la sala de control;

MPEN y SMTC controlan localmente la apertura completa de la válvula de recirculación VR-2 en segundo lugar en la dirección, y en la sala de control, el operador del bloque controla la carga actual del motor eléctrico, que no debe ser más del 30% del valor nominal , es decir. I pen ≤ 0.3 I puntué;

MPEN y SMTC inspeccionan toda la unidad de bombeo en busca de fístulas y fugas de agua, vibraciones, lecturas de instrumentación, ruido, posición axial del eje de la bomba del motor eléctrico. Si es necesario, detenga la bomba de emergencia presionando KSA;

siempre que no haya comentarios sobre el funcionamiento de la bomba, dar una orden para abrir la válvula de presión H-1 mientras se verifica que la válvula de recirculación VR-2 comienza a cerrarse por bloqueo desde los finales de carrera de la válvula H-1.

De acuerdo con EKM-1, determinamos que la presión en el cabezal de la bomba es un 5-10% más alta que la presión en la red, es decir la bomba entrará fácil y suavemente en funcionamiento paralelo con otros PEN que ya están en funcionamiento y superará la resistencia de la red;

es inaceptable trabajar para reciclar durante mucho tiempo debido a razones térmicas y de resistencia PEN;

por el ruido característico, se puede determinar que la válvula VR-2 se ha cerrado y la bomba ha tomado la carga de corriente completa, el medidor de flujo muestra el flujo de agua de alimentación nominal;

con un aumento de la temperatura del aire en los enfriadores de aire del motor eléctrico y aceite después de los enfriadores de aceite MN PEN, ajuste sus valores aumentando el flujo de agua de proceso utilizando las válvulas de salida;

establezca la posición de la tecla de modo de operación PEN en la sala de control local y la sala de control en la posición "Trabajo";

El MPEN hace una entrada sobre la puesta en marcha del PEN en el Diario operativo (Declaración diaria), y el ingeniero de la unidad de potencia y el NSTC, en sus Diarios operativos;

El PEN se considera puesto en funcionamiento después de la reparación si ha trabajado continuamente con parámetros nominales durante al menos 72 horas (tres días);

De acuerdo al cronograma del taller, el PEN no debe operar de manera continua por más de 30 días, por lo que es necesario realizar una transición planificada a un PEN de respaldo. Con el fin de crear condiciones de trabajo iguales para todos los PEP de la unidad de potencia, se determina la frecuencia de puesta en reserva de las bombas en funcionamiento, lo que garantiza el mismo tiempo de funcionamiento de las bombas y la uniformidad de su desgaste, y también verifica la confiabilidad de cada bomba. en funcionamiento a largo plazo. Pero en todo caso, el PEN de respaldo debe estar en buen estado y en constante disposición para la puesta en marcha, por lo tanto, las válvulas de las tuberías de entrada y salida deben estar abiertas, la verificación del ATS debe realizarse periódicamente de acuerdo con el cronograma por lo menos una vez al mes calendario, la revisión del PEN debe realizarse por lo menos una vez cada tres o cuatro años.

4.4 Preguntas de seguridad

1. ¿Qué funciones realiza la bomba de alimentación en el esquema de la unidad de potencia?

2. ¿En qué efecto físico se basa el método de aumentar la presión del líquido en la bomba de alimentación?

3. ¿Por qué aumenta la temperatura del agua de alimentación en el PEN?

4. ¿Qué determina la calidad de la desaireación del agua de alimentación?

5. ¿Cómo se compensa el desplazamiento axial del rotor PEN?

6. Describa las principales etapas de la puesta en marcha de PEN.

7. ¿Qué dispositivos se proporcionan para evitar la rotación inversa de la bomba?

8. ¿Justifica la necesidad de una línea de reciclaje de PEN?

9. ¿Cuál es el propósito de EKM en PEN?

10. ¿Por qué es peligrosa para el personal la aparición de fístulas en el PEN?

11. ¿Cuáles son los esquemas para encender el PEN en la unidad de potencia?

12. ¿Qué dispositivos de descarga están disponibles en el PEN cuando se pone en funcionamiento?

Capítulo 5. Funcionamiento conjunto de dos o más bombas de alimentación para una red hidráulica común

En este capítulo, consideraremos opciones para la operación conjunta de bombas centrífugas de alimentación, tanto en serie como en conexión paralela a una red hidráulica común.

Por lo general, las bombas se incluyen en la operación en paralelo, de la cual dependen la duración de la operación, la confiabilidad, la eficiencia y la seguridad de la operación de la unidad de potencia operada. Estas bombas incluyen bombas de alimentación, condensado, circulación, bombas para sistemas de lubricación de turbinas, generadores, contra incendios y otras bombas.

Para simplificar la disposición de una central eléctrica durante el funcionamiento en paralelo, generalmente se utilizan bombas del mismo tipo, lo que permite ampliar el rango de regulación del suministro de agua a la red.

La necesidad del funcionamiento secuencial de las bombas surge principalmente para proporcionar condiciones de succión favorables para una bomba más potente a expensas de una menos potente. Por ejemplo, el uso de impulsores y bombas aguas arriba puede reducir significativamente el peso y el tamaño de la bomba de alimentación principal. La necesidad de encender las bombas en serie también puede surgir cuando una bomba de la red en cuestión no crea suficiente presión.

5.1 Funcionamiento en paralelo de bombas centrífugas

Las bombas de las estaciones de bombeo y de las grandes instalaciones de bombeo suelen trabajar juntas, es decir, varias bombas suministran líquido a un sistema hidráulico. En este caso, las bombas se pueden conectar al sistema en serie (funcionamiento en serie) o en paralelo (funcionamiento en paralelo). Paralelo es el funcionamiento conjunto y simultáneo de varias bombas conectadas por tuberías de presión a un sistema hidráulico común. Para evitar el fenómeno de sobretensión, es mejor no utilizar bombas de este tipo en conexión en paralelo, en las que las características de presión tienen secciones ascendentes. Estos incluyen bombas cuyos impulsores tienen un factor de velocidad de 500 ≥ n s ≥ 80.

5.2 Funcionamiento en paralelo de bombas centrífugas de las mismas características

En la fig. 17(a) muestra la característica de flujo-presión Q - H de cada una de dos bombas idénticas. Para construir la característica total de estas dos bombas en operación paralela, es necesario duplicar las abscisas de la curva Q-H de una bomba en las mismas ordenadas (cabezas). Por ejemplo, para encontrar un punto en la característica total Q - H, es necesario duplicar el segmento (ab). Por lo tanto, el segmento (av \u003d 2ab). También se encuentran otros puntos de la característica total.

Arroz. 17. Características del funcionamiento en paralelo de dos bombas centrífugas en un mismo sistema a). bombas de las mismas características; b). bombas con diferentes caracteristicas

Para determinar el modo de funcionamiento conjunto de las bombas, se debe construir la característica P - E del sistema de la misma forma que con el funcionamiento de una sola bomba. El punto de funcionamiento en este caso estará en la intersección de la característica total de las bombas con la característica del sistema.

El caudal total durante el funcionamiento en paralelo de dos bombas se caracteriza por la abscisa del punto 2 y es igual a Q I + I 1 , la presión corresponde a la ordenada del punto 2, igual a H I + I 1 o H i .

Para establecer en qué modo funciona cada una de las bombas, es necesario trazar una línea desde el punto 2 paralela al eje de abscisas. La abscisa correspondiente al punto de intersección de esta línea con la curva Q - H de la bomba (punto 1) determinará el caudal, y la ordenada - la altura H i de cada una de las bombas funcionando en paralelo.

Por lo tanto, la cabeza desarrollada por cada bomba es igual a la cabeza desarrollada por dos bombas en su operación paralela, y el caudal de cada bomba es igual a la mitad del caudal total de las dos bombas.

Si solo una bomba suministrara líquido a este sistema, entonces su modo de operación estaría caracterizado por la presión y el flujo en el punto 5.

Como puede verse en la fig. 17(a) en este caso, su suministro Q0 sería mayor que en el caso de funcionamiento en paralelo con la segunda bomba.

Así, el caudal total de las bombas que funcionan en paralelo en un sistema común es menor que la suma del caudal de las mismas bombas cuando funcionan por separado. Esto se debe a que al aumentar el caudal total del líquido que se suministra al sistema, aumentan las pérdidas de carga, y por tanto, también aumenta la presión necesaria para suministrar este caudal, lo que conlleva una disminución del caudal de cada uno de ellos. bomba.

La eficiencia de cada una de las bombas paralelas se caracteriza por su eficiencia en el punto 4 en la intersección de la curva Q - η con la perpendicular caída desde el punto 1. Como puede verse en la fig. 17(a), la eficiencia de cada una de las bombas operando en paralelo también difiere de la eficiencia de la bomba en operación separada, que se caracteriza por la eficiencia en el punto 3 en la curva Q - η.

La potencia de cada una de las bombas que funcionan en paralelo se caracteriza por la potencia en el punto 7 de la curva Q-N, mientras que la potencia de una bomba que funciona por separado se determina por la potencia en el punto 6. Al construir la característica total de tres bombas en paralelo, es necesario triplicar las abscisas de la característica de cada bomba. El modo de funcionamiento de tres o más bombas cuando están conectadas en paralelo se determina de la misma forma que en el caso de funcionamiento en paralelo de dos bombas.

Con un aumento en el número de bombas que funcionan en paralelo o con un aumento en la resistencia del sistema, por ejemplo, cuando una de las secciones de los conductos que funcionan en paralelo se apaga durante un accidente, el flujo de cada bomba disminuye individualmente.

La operación en paralelo de bombas idénticas en un sistema es efectiva con características de sistema planas y características de bomba empinadas. Con una característica de sistema empinada, la operación en paralelo puede no ser efectiva, ya que cuando se conecta una segunda o tercera bomba a una bomba, el flujo aumentará ligeramente.

Se deben seleccionar bombas idénticas para funcionamiento en paralelo del catálogo de modo que el punto característico óptimo corresponda a la altura calculada para suministrar todo el caudal al sistema y el suministro igual al caudal total dividido por el número de bombas idénticas encendidas.

Cuando dos bombas funcionan en paralelo, su capacidad total es menos del doble de la capacidad de una bomba. Por lo general, cuando una bomba está funcionando, el caudal es el 60 % del caudal total cuando dos bombas funcionan en paralelo.

La pendiente de la curva característica de la red está determinada por la pérdida de presión para vencer la resistencia en la tubería.

Se sabe que la magnitud de las pérdidas es inversamente proporcional al diámetro de la tubería a la quinta potencia (∆h ≡ 1/ D 5 tuberías). O con un gran diámetro de la tubería, se requieren cabezas de bomba más bajas para pasar la misma caudales, mientras que la característica de la red será plana. Por lo tanto, los conductos de presión y desagüe de agua en circulación en las centrales eléctricas están hechos de tuberías de gran diámetro. Con un diámetro de tubería pequeño, se requieren cabezales de bomba grandes, mientras que la característica de la red será empinada.

Es posible ajustar una bomba nueva a un caudal Qnuevo dado, pero con una altura inferior, con una ligera disminución de la eficiencia. – giro de los impulsores, si no hay un impulsor de repuesto con un diámetro menor.

Al operar equipos de bombeo en centrales eléctricas, a menudo es necesario cambiar las características de flujo de presión de una bomba existente sin comprar una bomba nueva. En este sentido, es necesario recortar los impulsores de la bomba existente.

Pero con el fin de evitar una reducción significativa en la eficiencia. bomba, una disminución en el diámetro de los impulsores de una bomba centrífuga está limitada por los siguientes límites (Tabla 1):

A ns > 350, por lo general no se realiza el giro de los impulsores.

Con una precisión del 2-5% suficiente a efectos prácticos, la determinación de la reducción del diámetro del impulsor se realiza según la parábola de proporcionalidad, construida según la fórmula:

H = Hnuevo q 2 años /Q 2 nuevo = BQ 2 antiguo (25)

En este caso, el valor del nuevo diámetro Dnuevo. está determinada por la fórmula:

Conoce = Qnuevo. / Qstar. (26)

Conoce = Destrella. ÖHnuevo / Hstar. (27)

ns \u003d (365nÖQ) / H 3/4, (28)

donde Q es el caudal de la bomba, m 3 / s;

H - cabezal de bomba, m.a.c.;

n es el número de revoluciones de la bomba, rpm.

Por lo general, si:

ns ≤ 60 - estas son bombas centrífugas de baja velocidad;

ns ≤ 70-150 son bombas centrífugas normales;

ns = 150 - 360 - estas son bombas centrífugas de alta velocidad con máxima eficiencia;

ns = 350 - 650 son bombas diagonales;

ns = 600 - 1200 son bombas axiales de alto caudal.

Al determinar ns para bombas de doble succión, su rendimiento se divide por 2, y para bombas multietapa, la altura se divide por el número de impulsores.

5.3 Funcionamiento en paralelo de bombas centrífugas de diferentes características

Las bombas con diferentes características solo pueden trabajar en paralelo bajo ciertas condiciones, dependiendo de la relación de las características de estas bombas. Es posible analizar la posibilidad y conveniencia del funcionamiento en paralelo de bombas con diferentes características combinando las características de las bombas y el sistema. La Figura 17(b) muestra las características de las bombas I y II. Como puede verse en la figura, la bomba II desarrolla una altura menor que la bomba I. Por lo tanto, la bomba II puede operar en paralelo con la bomba I solo a partir del punto donde las presiones que desarrollan son iguales (punto C en la Fig. 17(b). )). La característica de funcionamiento conjunto de bombas (característica total), a partir del punto C, se construye sumando las abscisas de las características de las bombas I y II con las mismas ordenadas (cabezas desarrolladas por las bombas). Para determinar el flujo total, es necesario construir una característica del sistema (curva PE Fig. 17 (b). Luego, desde el punto A, el punto de intersección de la característica del sistema con la característica total de la operación conjunta de las bombas I y II, se debe trazar una línea paralela al eje de ordenadas, que cortará el segmento en el eje de abscisas, correspondiente al caudal Q i + i 1 suministrado al sistema por ambas bombas. Las bombas se pueden encontrar dibujando una línea recta paralela al eje de abscisas desde el punto A. La intersección de esta línea recta con las características de las bombas I y II da los puntos correspondientes 1 "y 2 "velocidad de alimentación Q" i

Como en el caso de funcionamiento en paralelo de dos bombas de las mismas características, el caudal total de las dos bombas es menor que la suma de los caudales de cada una de las bombas por separado. De la fig. 17(b) muestra que Q I + Q I > Q I + II .

La potencia y la eficiencia de las bombas trabajando juntas se determinan de la misma manera que en el caso de la operación conjunta en paralelo de dos bombas con las mismas características. El principio de construcción de las características de funcionamiento en paralelo de diferentes bombas también se utiliza para construir las características de funcionamiento en paralelo de varias bombas idénticas, cuando el flujo de una de ellas se regula cambiando la velocidad.

5.4 Funcionamiento en paralelo de dos bombas eléctricas de alimentación

Ahora consideremos la opción de incluir un PEN en operación paralela mientras otro PEN está funcionando, y qué condiciones deben observarse para esto. La primera y más necesaria condición es que la presión de la bomba que se enciende exceda la presión de funcionamiento en la red en al menos un 10-15%. De lo contrario, la bomba no podrá ingresar a la red, sino que funcionará en reposo en modo sin flujo, lo que equivale a una válvula de presión cerrada. Ya sabemos a qué puede conducir esto, y que tal modo de operación de una bomba centrífuga no se permitirá por más de tres minutos.

La figura 18 muestra un esquema de la inclusión de dos bombas de alimentación en funcionamiento en paralelo, mientras que tienen las mismas características de presión-caudal, son del mismo tipo y ambas están en buen estado. Por lo general, con este esquema de encendido de bombas a una red hidráulica común, una de ellas está en funcionamiento y la otra está en un ATS o en reparación. Considere la siguiente versión del estado del circuito original en la Fig. 18: PEN-1 está en funcionamiento y PEN-2 debe ponerse en funcionamiento después de la reparación. El trabajo lo realiza el personal operativo del taller de turbinas: el maquinista principal del taller (SMTC) y el maquinista de la bomba de alimentación (MPN).

Arroz. 18. Esquema de inclusión en funcionamiento en paralelo de dos bombas de alimentación.

PEN-1,2 - bombas de alimentación;

VZ-1,2 - válvulas de succión de bombas de alimentación;

OK-1,2 - válvulas de retención de bombas de alimentación;

NZ-1,2 - válvulas de presión de bombas de alimentación;

VR-1,2 - válvulas de recirculación;

VB-1,2 – válvula de derivación de válvula de presión.

EKM-1,2,3 - manómetros de contacto eléctrico.

En el Taller de Automatización y Mediciones Térmicas (CTAI) encargar el montaje de circuitos eléctricos para el accionamiento de las válvulas de succión (VZ-2), presión (NZ-2) y la válvula de recirculación (VR-2);

Encienda el sistema de suministro de aceite PEN-2;

Abriendo lentamente la válvula de aspiración VZ-2, llene la bomba con agua de alimentación caliente procedente del desaireador, sabiendo que su temperatura es de unos 160 °C, caliente gradualmente la bomba, evitando golpes de ariete, y controle el calentamiento según los termómetros de la panel de control de bomba local;

A través del bypass VB-2 de la válvula de presión NZ-2, llene y caliente la sección de la tubería de presión de la tubería de red común y, por lo tanto, descargue la válvula de la válvula de presión de la presión unidireccional del lado de descarga de la bomba. . Si no se realiza esta descarga, será difícil abrir la válvula de presión NZ-2 con la ayuda de un accionamiento eléctrico, que "se asentará en el embrague", lo que conducirá a desconectar el circuito eléctrico del accionamiento de la corriente. sobrecarga y retraso en el arranque de la bomba, e incluso falla del accionamiento eléctrico de la válvula NZ -2;

De acuerdo con EKM-2, determine que el PEN-2 está lleno de agua y calentado (determinamos la temperatura del metal de la bomba de acuerdo con las lecturas del dispositivo de medición en el panel de control local PEN-2, que se encuentra al lado de la bomba).

Está prohibido abrir las salidas de aire para calentar la bomba, está permitido abrir la válvula de drenaje de la carcasa de la bomba, después de calentarla, ciérrela;

Gire la válvula de presión NZ-2 y la válvula de recirculación VR-2 del accionamiento eléctrico;

A través del jefe de turno del taller eléctrico, ordenar el montaje del circuito eléctrico PEN-2 en posición de prueba;

Verificar junto al personal del CTAI el funcionamiento de las protecciones tecnológicas y enclavamientos del PEN-2;

A través del jefe de turno del taller eléctrico, ordenar el montaje del circuito eléctrico para el encendido del motor eléctrico PEN-2 en posición de trabajo;

Verifique que la válvula de succión VZ-2 esté completamente abierta, la válvula de presión esté cerrada, pero el circuito eléctrico de su accionamiento esté ensamblado, la válvula manual en la línea de recirculación esté abierta y la válvula con el accionamiento eléctrico esté cerrada, pero el se ensambla el circuito de su accionamiento eléctrico, se cierran las ventilaciones de drenaje y de aire de la bomba, se cierra el bypass de la válvula de presión NC -2;

Encendemos el motor eléctrico PEN-2, por el amperímetro en el escudo local PEN-2 vemos que su flecha está en la línea roja, lo que indica que la bomba está trabajando a presión cerrada, controlaremos la apertura automática de la válvula de recirculación del accionamiento eléctrico, mediante EKM-2 comprobamos que la presión, creada por PEN-2, es superior a la presión en la red según EKM-3. Esto indica que PEN-2 vencerá la resistencia de la red y entrará libremente en operación paralela con la bomba PEN-1;

Después de tres minutos, la válvula de presión NZ-2 debería abrirse automáticamente y la válvula de recirculación BP-2 debería cerrarse. Si este esquema de operación de válvulas no funciona, MPEN está obligado a abrir manualmente la válvula de presión desde el panel de control local de PEN-2. Al mismo tiempo, cambie la llave de bloqueo de control "Automático" a "Local" y también cierre manualmente la válvula de recirculación - BP-2;

Utilizando el amperímetro del panel de control local PEN-2, verifique que el motor eléctrico haya tomado la carga de corriente, la flecha del dispositivo se haya "caído" desde la línea roja hacia el lado inferior y se haya configurado en el valor de la valor nominal de la corriente de funcionamiento del motor eléctrico;

Durante otros 20-30 minutos, es necesario controlar el funcionamiento de la unidad de bombeo PEN-2, prestar especial atención a la carga actual, la temperatura del metal de la bomba, el funcionamiento del sistema de aceite PEN-2, el desplazamiento axial , que todas las lecturas de la instrumentación estándar estén dentro de los límites operativos.

El MPN anota la hora de puesta en marcha del PEN-2 en el registro diario e informa sobre el trabajo realizado por el SMTC.

5.5 Preguntas de seguridad

1. ¿En qué documentación operativa se realizan operaciones tecnológicas en el equipo?

2. ¿Qué significa "sentarse en el embrague"?

3. ¿Propósito de la línea de derivación de la válvula de presión PEN?

4. Designación de EKM para PEN?

5. ¿Qué es el golpe de ariete?

6. ¿Cómo se puede evitar el golpe de ariete en la bomba?

7. ¿Propósito del desaireador?

8. ¿Por qué necesitamos tornillos aguas arriba, barrenas?

9. ¿Propósito y funcionamiento de la válvula de retención en el PEN?

10. ¿Condiciones necesarias para que la bomba entre en funcionamiento en paralelo?

11. ¿Por qué y cuándo se recorta el impulsor de la bomba?

12. ¿Cómo puedes determinar la capacidad total de dos bombas que funcionan en paralelo?

APLICACIONES

Permiso de trabajo (orden de trabajo): esta es una tarea para la producción de trabajo, redactada en un formulario especial del formulario establecido y que define el contenido, el lugar de trabajo, el momento de su inicio y finalización, las condiciones de seguridad, la composición de el equipo y las personas responsables de la realización segura del trabajo.

En las centrales nucleares se expide un permiso de trabajo dosimétrico. Un permiso de trabajo dosimétrico es una tarea escrita para el desempeño seguro del trabajo. El permiso de trabajo indica el contenido del trabajo, el lugar y el momento de su ejecución, las medidas de seguridad necesarias y la composición de la brigada. Al realizar trabajos con permisos de trabajo dosimétricos, se designan personas responsables para la realización segura del trabajo.

La persona que expide el permiso de trabajo es responsable de la posibilidad de un trabajo seguro y de la integridad de las medidas de seguridad radiológica previstas. Las medidas de seguridad se determinan sobre la base de los resultados de la medición de la situación de radiación y se registran en la columna "Condiciones para la producción del trabajo", y en la columna "Equipo de protección personal adicional" se indican los complejos de EPP necesarios. El capataz es responsable de aceptar el lugar de trabajo de acuerdo con los requisitos del permiso de trabajo y de observar las medidas de seguridad radiológica personalmente por sí mismo y los miembros del equipo, para descontaminar el lugar de trabajo después de completar la tarea a niveles aceptables.

La persona que ingresa es responsable de la implementación completa de las medidas de seguridad radiológica de acuerdo con el permiso de trabajo, la correcta admisión al trabajo y la aceptación del lugar de trabajo al finalizar el trabajo. El dosimetrista es responsable de la correcta medición de los parámetros de la situación de radiación antes del ingreso del equipo y durante su trabajo, el seguimiento periódico del cumplimiento de las medidas de seguridad radiológica por parte de los trabajadores en el curso del trabajo.

Los miembros del equipo son responsables del cumplimiento de las medidas de seguridad radiológica y del correcto uso de los EPI previstos en el permiso de trabajo.

El orden es también una tarea para la producción segura del trabajo. Se realiza mediante anotación en el registro de autorizaciones y pedidos y tiene carácter único. La duración de la orden está determinada por la duración de la jornada laboral de la brigada. La lista de trabajos realizados de acuerdo con los permisos u órdenes de trabajo es aprobada por la dirección de la central.

FORMULARIO DE PERMISO

Empresa _________ Subdivisión __________

TRAJE, TRAJE GENERAL, TRAJE INTERMEDIO N ____

_________________________________________

AL EQUIPAMIENTO GENERAL N ______

(rellenar sólo al emitir una orden intermedia)

Responsable de obra _____________________________

Al capataz (supervisor) _________________

(tachar innecesario) (apellido, iniciales, cargo, rango)

con miembros de la brigada _____ personas. __________________________

(apellido, iniciales, rango, grupo)

Asignado a _____________________________________

________________________________________________

Inicio de obra: fecha ____________, hora ____________

Fin: fecha _________, hora __________

Para garantizar un entorno seguro, es necesario ____________________

(se enumeran las medidas necesarias para la preparación de los lugares de trabajo y las medidas de seguridad, incluidas las que debe realizar el personal de guardia de otros talleres)

Condiciones especiales ______________________________________

Traje emitido: fecha ________, hora ________, posición

Traje extendido por: fecha ______, hora _______, posición

Firma __________________, apellido, iniciales

fecha y hora ______________________

Se cumplen las condiciones para la producción de la obra: fecha _______, hora

Permanecer en el trabajo ____________________________

(equipos ubicados cerca del lugar de trabajo y bajo tensión, presión, alta temperatura, explosivos, etc.)

Personal de servicio de otros talleres (secciones) _____________

(taller, cargo, firma, apellido, iniciales)

Una nota sobre el permiso del supervisor de turno de la planta de energía (despachador de turno) ____________________________

(firma o anotación de permiso dado por teléfono, firma del supervisor de turno de la tienda)

Responsable del personal de guardia del taller (bloque, distrito);

supervisor de obra en la línea intermedia (tachar lo innecesario) ______________________________

Se verificó el cumplimiento de las condiciones para la producción del trabajo, se familiarizó el equipo que permanecía en funcionamiento y se le permitió trabajar.

Fecha y hora ______________

Gerente de Desempeño ____________________________________

Capataz de obra _____________________

Registro de admisión diaria al trabajo, finalización del trabajo, transferencia a otro lugar de trabajo. La obra está totalmente terminada, se retira el equipo, puesta a tierra,

instalado por la brigada, retirado, informado (a quien) ___________________

Fecha y hora______________

Productor de trabajo

(observador) ______________________

Jefe de obra responsable ____________________

Protecciones y bloqueos tecnológicos estándar en PEN.

Consideremos las protecciones, enclavamientos y señalización existentes en el ejemplo de una electrobomba de alimentación del tipo SPE-1250-75, utilizada tanto en centrales térmicas como nucleares.

Actualmente, también se utilizan otros tipos de PEN, pero el principio de construir protecciones y enclavamientos con la señalización de la desviación de los parámetros operativos de la unidad de bombeo sigue siendo el mismo: garantizar al máximo el funcionamiento seguro de la unidad de bombeo: una bomba de alimentación -motor eléctrico

Protección térmica:

Disminución de la presión del agua de alimentación en el cabezal de la bomba inferior a 40 atm. - el disparo proviene del EKM instalado en la sala de control local. Cuando se pone en marcha la bomba, la almohadilla de protección se desactiva automáticamente durante 30 segundos.

El aumento de presión en la cámara de descarga axial de la bomba es superior a 12 atm. – el accionamiento de la protección proviene del ECM instalado en la sala de control local.

La disminución de la presión del aceite al final de la línea de aceite es inferior a 35 atm. – el disparo proviene del ECM instalado en la sala de control local, el tiempo de retardo del disparo de la protección es de 8 segundos.

Protección eléctrica:

Protección diferencial del motor eléctrico contra cortocircuito entre fases - sin retardo de tiempo actúa sobre el apagado del interruptor de aceite del motor eléctrico de la bomba;

Protección contra subtensión cuando la tensión de alimentación cae cuando:

Umin = 0,65Unom., el disyuntor de aceite abre con un tiempo de retardo de 35 segundos;

Umin = 0,45 Unom., el disyuntor de aceite abre con un tiempo de retardo de 7,0 segundos;

Protección del motor eléctrico contra sobrecarga de corriente al alcanzar la corriente de sobrecarga Iper. = 1,5Inom. La protección actúa con un retardo de tiempo superior a la duración de la corriente de irrupción.

Protección del motor eléctrico contra el cortocircuito del devanado del estator "a tierra": solo se envía una señal de advertencia al PEN LCB.

cerraduras PEN:

La activación de la bomba se mantiene hasta que:

Aumentar la presión de aceite en el sistema de lubricación en más de 0,5 atm y abrir la línea de recirculación de agua de alimentación al desaireador;

Cuando el caudal de agua de alimentación cae por debajo de 400 m 3 /hora, se abren las válvulas de recirculación del HMD al PEN LCR;

Cuando el caudal de agua de alimentación es superior a 480 m 3 /hora, se cierra la línea de recirculación al desaireador;

AVR de bombas de aceite PEN ocurre:

Al apagar una bomba en funcionamiento;

Con una disminución de la presión a la presión de la bomba de aceite inferior a 1,8 atm. - la señal proviene del EKM instalado en la sala de control local;

Con una disminución de la presión de lubricación igual a 0,5 atm. - la bomba de aceite de reserva está conectada;

Con una disminución de la presión de lubricación igual a 0,35 atm. - PEN está apagado.

Señalización de desviaciones durante el funcionamiento normal del PEN.

Reducir la presión del agua de alimentación en el cabezal de la bomba a menos de 82 atm. aparece una señal intermitente en el diagrama mnemotécnico de la bomba en la sala de control;

La disminución del nivel de aceite en el tanque de aceite del PEN es inferior a 0,1 m del nivel nominal: se apaga una luz intermitente de advertencia en el panel de control local del PEN, se emite una señal audible;

Un aumento en la temperatura del aceite en la entrada a los cojinetes de la unidad de bomba es más de 45 ° C: se apaga una luz intermitente de advertencia en el PEN LCB, se emite una señal audible;

Un aumento en la temperatura del aceite en el drenaje de los cojinetes de la unidad de bomba es más de 70 ° C: se apaga una luz intermitente de advertencia en el PEN LCB, suena una señal audible.

PEN con acoplamiento hidráulico.

En la fig. P-1 muestra un PEN, donde se muestra como acoplamiento un acoplamiento hidráulico (acoplamiento fluido) ampliamente utilizado en las centrales eléctricas modernas.

Arroz. P-1 Vista general del conjunto de la bomba de alimentación

Arroz. P-2. Unidad de bombeo PEN con acoplamiento hidráulico

A - bloque del sistema de control automático (ACS) y suministro de aceite del acoplamiento hidráulico.

Arroz. P-3. Embrague hidráulico

Arroz. P-4. Ahorro de energía gracias al uso de un acoplamiento hidráulico

Del análisis de los gráficos de la fig. P-4 se deduce que a bajas alimentaciones de PEN se logra el máximo ahorro de energía en su accionamiento desde un motor eléctrico asíncrono, que no se puede obtener con acoplamientos rígidos. Esto es especialmente importante cuando la unidad de potencia a menudo se descarga hasta un apagado completo de acuerdo con el régimen o el programa de despacho, o cuando la unidad de potencia está involucrada en la regulación de potencia del sistema de potencia, generalmente durante la noche. Esta capacidad de controlar la potencia y el suministro de PEN también es importante durante los arranques y paradas de la unidad de potencia, lo que proporciona un ahorro significativo de electricidad para las propias necesidades de la central.

Sistema de descarga axial PEN.

En bombas con entrada de agua unidireccional, durante el funcionamiento surge presión hidráulica axial, que tiende a mover el rotor de la bomba (el eje con los impulsores montados en él) en la dirección opuesta a la dirección del movimiento del agua que ingresa a la rueda. .

¿Cómo se puede equilibrar la fuerza axial? Esto se puede lograr:

1. entrada de agua de doble cara al impulsor, y en una bomba multietapa - por la disposición del grupo correspondiente de impulsores en el eje de la bomba (tipo mixto);

2. Perforaciones en la pared trasera del impulsor, a través de las cuales hay una ligera disminución de la diferencia de fuerzas que actúan sobre las paredes exterior e interior del impulsor, en este caso la rueda tiene sellos en ambos lados, sin embargo, estas perforaciones reducir la eficiencia. etapas y en bombas modernas este método de descarga axial casi nunca se usa;

3. Dispositivo de talón hidráulico para bombas multietapa.

Debido al hecho de que los dos primeros métodos no se utilizan en el dispositivo de bombas de alimentación, consideraremos solo el tercer método para equilibrar la fuerza axial: este es el dispositivo de un talón hidráulico para bombas de alimentación de etapas múltiples.

Cómo funciona el talón hidráulico PEN.

El pie hidráulico es un disco macizo fijado en el eje de la bomba detrás de su última etapa. En la fig. P-5 muestra un diagrama del funcionamiento del pie hidráulico: el agua de la cámara de entrada de la bomba (A), habiendo pasado a través del espacio anular (3) y el espacio radial (B), ingresa a la cámara del pie hidráulico (4), de donde sale a la cámara conectada a la tubería de aspiración de la atmósfera o bomba.

Arroz. P-5. Diagrama esquemático de la descarga axial de la bomba de alimentación.

1 - El impulsor de la bomba dura a lo largo del curso de agua de alimentación;

2 - Arandela de hidro-talón;

3 - espacio anular;

4 - Cámara de pie hidráulica;

5 - Disco de pastilla hidráulica;

6 - Sello hidráulico del eje de la bomba;

A - Entrada de agua de alimentación desde el impulsor;

B - Juego radial (cuando la bomba está funcionando, no más de 0,15-0,20 mm);

B - Desplazamiento dinámico de la fuerza del rotor de la bomba en la dirección de la presión;

G - La fuerza de descarga hidráulica del rotor de la bomba en la dirección de succión.

La fuerza axial en las bombas de alimentación modernas se dirige hacia la succión de la bomba y asciende a varias toneladas. Por lo tanto, la descarga de la fuerza axial se realiza con la ayuda de un hidrotalón (disco de descarga), cuyo funcionamiento se muestra en el Apéndice en la fig. P-6, donde se muestra que para la descarga axial de la bomba, el vector A del desplazamiento axial del rotor de la bomba se dirige hacia su succión (la presión de presión es 16 veces mayor que la presión del agua en la succión - vector B, P 2 = 8 atm), en el eje con En el lado de presión, se instala un disco de descarga monolítico, en cuya cámara se suministra agua de alimentación desde la presión de la bomba en la dirección opuesta al vector de desplazamiento.

Arroz. P-6. Esquema de la cámara de descarga y las fuerzas que actúan sobre el disco de descarga.

Mal funcionamiento de la bomba de alimentación

Los daños mecánicos y el mal funcionamiento de las bombas de alimentación ocurren debido a:

Reparación y mantenimiento insatisfactorios;

Montaje, alineación y accionamiento incorrectos, equilibrado durante la instalación, mala lubricación de los rodamientos;

Errores al arrancar y parar.

Las consecuencias graves pueden conducir a:

Ausencia o arreglo incorrecto y uso de líneas de descarga de bombas de alimentación;

Ausencia o mal funcionamiento de válvulas de retención y limitadores de caudal en las líneas de descarga, su inclusión en la tubería común de descarga y en la línea de succión de las bombas de alimentación.

Averías en el funcionamiento de las bombas de alimentación, que pueden provocar una parada de emergencia de la caldera, sus causas y remedios se indican en los pasaportes y descripciones técnicas de las bombas.

Para garantizar el funcionamiento fiable de las bombas de alimentación, el fabricante garantiza su correcto funcionamiento, teniendo en cuenta el uso de repuestos, durante al menos 12 meses. desde la fecha de puesta en marcha para bombas de condensado con un caudal de hasta 20 m3/h y al menos 24 meses. para todas las demás bombas, sujeto a las reglas de transporte, almacenamiento, instalación y operación.

La conservación de bombas y piezas de repuesto se realiza de manera que se asegure su protección contra la corrosión durante el transporte y el almacenamiento sin necesidad de volver a conservar durante dos años. Además, todas las aberturas, bridas de conexión y boquillas de la bomba están cerradas con tapones o tapones, y los conectores críticos y las aberturas de las boquillas de entrada y presión están sellados.

En las bombas que pesan más de 1000 kg o en sus marcos de cimentación (placas), se proporcionan dispositivos de control para alinear su posición en la cimentación y el lugar para establecer el nivel. Los lugares para ajustar el nivel se indican en el plano de instalación. Antes de probar la bomba, se arranca el motor eléctrico por separado para comprobar el sentido de giro, la ausencia de vibraciones, la temperatura de los cojinetes, tras lo cual se conectan los semiacoplamientos y el funcionamiento conjunto del motor eléctrico con la bomba. se prueba, primero en ralentí y luego bajo carga. Las ruedas y los conjuntos de rotor deben estar equilibrados. El valor cuadrático medio de la velocidad de vibración medida en los alojamientos de los cojinetes de la bomba no debe ser superior a 7 mm/s durante la fabricación y 11 mm/s durante el funcionamiento, y la temperatura del metal y del aceite de los cojinetes no debe ser superior a 35-40°C por encima de la temperatura ambiente del aire. Durante la operación de las bombas de alimentación, se debe asegurar un monitoreo continuo de su buen estado.

Verifique regularmente la instrumentación de las bombas, mantenga la presión del agua de alimentación después de las bombas y controle la presión del agua antes de la bomba de acuerdo con las Instrucciones de uso de la bomba. Cuelgue carteles cerca de las válvulas de compuerta en las tuberías de descarga de las bombas con la inscripción de que la línea de descarga debe estar abierta:

Al arrancar la bomba;

al ralentí;

Cuando la carga se reduzca a la máxima confiabilidad permisible de la bomba de acuerdo con las instrucciones de producción, pero no inferior al 20% de su capacidad nominal.

Además, disponer en el lugar de trabajo de un esquema de plantas de alimentación y desaireación con todos los equipos y accesorios relacionados, instrucciones para el servicio de las instalaciones relacionadas con el suministro de calderas de vapor.

Las instrucciones deben indicar el procedimiento a seguir por el personal para prevenir y eliminar posibles averías y accidentes.

No se permite encender la bomba de alimentación, así como su funcionamiento en ralentí, con la válvula del lado de descarga cerrada sin derivación de agua por la línea de recirculación (descarga) por más de tres minutos.

Es importante asegurarse de que las válvulas de las tuberías de succión y descarga de las bombas de alimentación de reserva estén abiertas.

Al sacar la bomba para reparación o en reserva, es necesario apagar su motor eléctrico solo después de cerrar la válvula de descarga (con la apertura preliminar de la línea de recirculación).

Si la bomba de alimentación permanece en reserva, es necesario, después de que se haya detenido por completo, abrir nuevamente la válvula en la tubería de descarga y verificar si el rotor del motor está girando.

Si la bomba gira en la dirección opuesta en caso de una fuga en la válvula de retención, la válvula de descarga de la bomba debe cerrarse inmediatamente y sacarse para su reparación.

Es necesario equipar el AVR, un dispositivo automático para iniciar la bomba de reserva cuando la presión en la línea de presión disminuye y periódicamente, de acuerdo con el cronograma, verifique su funcionamiento (obligatorio para todas las bombas de alimentación con accionamiento eléctrico).

Además, se instala una línea de recirculación (descarga) separada con una arandela restrictiva desde cada bomba de alimentación, conectada a un desaireador o tanque de alimentación (pero no a la línea de succión de las bombas de alimentación). La salida a la línea de descarga se conecta a la válvula de retención de la bomba. Si se combinan las líneas de descarga para el mismo tipo de bombas, se instala una válvula de retención en cada una de ellas.

¡Está prohibido combinar líneas de descarga de bombas eléctricas y turbobombas!

Durante el funcionamiento de las bombas de alimentación, no se debe permitir que la temperatura de los cojinetes y sus accionamientos supere los 70 o C, si es necesario, reemplace la grasa en los cojinetes o en el sistema de lubricación.

Se observan ruidos y golpes en la bomba cuando:

En caso de perforación incorrecta de los semiacoplamientos de conexión;

Deflexión estática del eje;

Cojinetes de golpe;

Circuito de giro en el motor eléctrico;

Impulsor golpeando sellos;

En caso de calentamiento inaceptable de los cojinetes;

Cuando se produce la cavitación.

Una disminución notable en el rendimiento de la bomba después de un tiempo de funcionamiento normal puede deberse a:

Aumento de las pérdidas por espacio dentro de la bomba;

Un aumento en la temperatura del agua;

Alta resistencia de la tubería de succión (bomba de vaporización);

Obstrucción del impulsor y su desgaste;

Entrada de aire a la bomba y tubo de aspiración.

Las bombas de alimentación se colocan debajo de los tanques de agua de alimentación de los desaireadores para evitar la interrupción del flujo de agua caliente debido a la ebullición. La formación de burbujas de vapor en la tubería de succión de la bomba provoca un golpe de ariete en las tuberías de suministro y la falla del suministro de agua a la bomba, lo que puede causar un accidente.

Las principales razones para "vaporizar" PEN son:

1. Una fuerte disminución en el nivel del agua o la presión en el desaireador;

2. Una fuerte disminución en el consumo de agua de alimentación con una línea de recirculación cerrada;

3. Un fuerte aumento en el suministro de agua de alimentación por parte de la bomba cuando la rejilla de succión está obstruida;

4. Aumentar la resistencia en la línea de descarga de la cámara de hidro-talón;

5. Aumento de fugas a través de la cámara de hidro-pie.

Consideremos solo dos razones principales, porque. en ningún caso se debe permitir que la bomba "vapore", lo que puede conducir rápidamente a su falla.

1. Una fuerte disminución en el nivel del agua o la presión en el desaireador.

Esto puede ser causado cuando:

1.1 lecturas no confiables del indicador de nivel electrónico, verifíquelo y duplíquelo en el visor de nivel instalado en el tanque de almacenamiento de agua de alimentación;

1.2. obstrucción de la malla del filtro en la succión de la bomba.

La malla del filtro en la succión de PEN tiene dos alojamientos cónicos insertados uno dentro del otro, entre los cuales se sujeta una malla de latón. El cuerpo cónico interior de la rejilla consta de varillas de alambre verticales con un diámetro de 6,0 mm con un alambre con un diámetro de 1,0 mm enrollado alrededor de ellas. El cuerpo cónico exterior de la malla está fabricado en chapa de acero perforada de 4,0 mm de espesor con 22.000 agujeros de 4,0 mm de diámetro.

Para la purga periódica del filtro y su lavado, hay dos ramales para suministrar el condensado principal de las bombas de condensado y eliminar la suciedad del fondo del filtro. La purga se puede realizar con la bomba en marcha y el lavado solo con la bomba parada;

1.3 Cierre de la válvula principal de control de suministro de condensado.

Es urgente verificar en la sala de control si el circuito está montado en el accionamiento eléctrico del regulador, comunicarse inmediatamente con el bypass del ingeniero del desaireador, exigir la apertura manual del bypass del regulador y verificar la apertura de la válvula para el suministro del condensado principal a través del Enfriador de vapor del desaireador. Una fuerte disminución en el nivel de agua de alimentación en el tanque de almacenamiento del desaireador cuando la bomba de alimentación está funcionando puede conducir a la formación de un embudo en la succión de la bomba y a su falla, porque. la bomba de vapor no puede funcionar;

1.4. cerrar el regulador de vapor de calefacción en el desaireador conduce a una disminución de la presión de vapor en su carcasa. Abra urgentemente el bypass del regulador, verifique manualmente el funcionamiento del regulador;

1.5. apertura no autorizada de la válvula eléctrica para suministrar agua fría desalada químicamente al desaireador para reposición de emergencia y llenado previo al arranque del desaireador. Esto conduce a una fuerte disminución de la presión del vapor en el desaireador y puede provocar la ebullición de todo el volumen de agua en la carcasa del desaireador y su destrucción.

2. Una fuerte disminución en el consumo de agua de alimentación con una línea de recirculación cerrada. Esto puede ser causado cuando:

2.1. lectura incorrecta del medidor de flujo, verifique sus lecturas;

2.2. cierre espontáneo de la válvula de presión debido a un cortocircuito en su accionamiento eléctrico;

2.3 Rotura del acoplamiento motor eléctrico-bomba. Compruebe urgentemente la carga actual del motor eléctrico. Si se rompe el acoplamiento, el amperímetro mostrará la corriente sin carga del motor eléctrico, es decir, menor que la corriente nominal. En el tubo de descarga de la bomba se instala una válvula de retención mecánica que sirve para evitar que la bomba "eche vapor" cuando disminuye el caudal de agua de alimentación. La válvula de retención está equipada con una línea de recirculación automática que proporciona un caudal de al menos el 30% del caudal nominal de la bomba con válvula de presión cerrada.

La "vaporización" de la bomba se expresa por la ocurrencia de un contacto metálico entre las partes estacionaria y giratoria de la bomba como resultado de una interrupción en la continuidad del flujo de agua, lo que provoca una intensa vaporización en la bomba. Cuando se "vaporiza", hay fuertes golpes y ruidos en la entrada de agua a la bomba, una disminución de la presión en el cabezal de la bomba, una fuerte fluctuación en la carga actual del motor de la bomba.

Tipos y tipos de bombas centrífugas de alimentación.

Las bombas eléctricas de alimentación del tipo PE proporcionan suministro de agua con una temperatura de hasta 165 ° C a calderas de vapor de tambor y de paso único y están diseñadas para suministrar agua a calderas de vapor estacionarias de centrales térmicas que funcionan con combustible orgánico.

Las bombas con caudales nominales de 380 y 580 m 3 /h pueden funcionar con y sin acoplamiento hidráulico; 600 m 3 / h - solo con embrague hidráulico; 710 m 3 / h - sin acoplamiento de fluido; 780 m 3 /h - puede equiparse con un accionamiento eléctrico controlado por frecuencia síncrona.

El grupo de bombas de alimentación también incluye bombas de dos tipos PE y CVK y están diseñadas para alimentar calderas de vapor con agua que no contiene partículas sólidas. Estructuralmente, son bombas multietapa seccionales horizontales con disposición unilateral de impulsores y se dividen en bombas de carcasa simple y de carcasa doble.

Las bombas de carcasa simple de seis etapas PE65/40, PE65-53, PE150-53 y PE150-63 están diseñadas para calderas con una presión de vapor de 40 kgf/cm 2 . El material de la parte fluida es hierro fundido gris SCh20.

La bomba de carcasa simple de diez etapas PE270-150-3 está diseñada para calderas con una presión de 100 y 140 kgf / cm 2. El material de la parte que fluye es acero.

El eje está soportado por dos cojinetes lisos con cámaras de refrigeración por agua.

El diseño de las bombas prevé la refrigeración de los prensaestopas con agua. Se suministra agua al conjunto del sello para condensar los vapores del líquido bombeado que pueden filtrarse a través del sello. La fuerza axial que actúa sobre el rotor de la bomba es percibida por el talón hidráulico, fundido en hierro fundido modificado.

El diseño de dos carcasas está representado por bombas: PE380-185-3 de diez etapas, ΠE500-180-3, ΠE580-195 y PE380-200-3 de once etapas para calderas subcríticas con una presión de vapor de 140 kgf/cm2, siete -bomba de etapas PE600-300-3 para calderas supercríticas con presión de vapor 255 kgf/cm2.

Designación numérica de bombas: el primer dígito - suministro m3 / h, el segundo - cabeza en kgf / cm2 (atm).

Con el desarrollo de la energía nuclear, se crearon bombas de alimentación especiales para centrales nucleares, que no están destinadas a una amplia gama de consumidores y están marcadas con la letra A, es decir, sólo para centrales nucleares.

Las bombas voladizas de vórtice centrífugo de alimentación del tipo TsVK están diseñadas para bombear agua y otros líquidos neutros con temperaturas de hasta 105 ° C, que contienen inclusiones sólidas de hasta 0,05 mm de tamaño, con una concentración de no más del 0,01% en peso.

Arroz. P-7. Sección de la bomba de alimentación tipo PE (Alimentación con accionamiento eléctrico) 1 - eje, 2 - cojinete, 3 - sello mecánico, 4 - tapa de entrada, 5 - anillo de entrada, 6 - rueda de preentrada, 7 - tapa, 8 - impulsor , 9 secciones ; 10 - paleta guía, 11 - carcasa de la bomba, 12 - carcasa interior, 13 - tapa de descarga, 14 - carcasa del sello del extremo del eje; 15 - tope del rotor, 16 - disco de descarga; 17 - tuberías auxiliares; 18 - caja exterior, 19 - placa.

Arroz. P-8. Sección de la bomba tipo TsVK: 1 - cubierta, 2 - rueda centrífuga; 3 - insertar yo; 4 - rueda de vórtice, 5 - inserto II; 6 - sello mecánico, 7 - carcasa, 8 - eje

En la designación digital de la bomba, el numerador de la fracción es el caudal (l/s), el denominador es la altura (m.w.c.). Estructuralmente, son una bomba horizontal en voladizo con dos impulsores. El impulsor de la primera etapa es centrífugo, la segunda etapa es de vórtice. Esta combinación permite obtener, con la ayuda de la primera etapa, condiciones de succión normales (altura de succión de vacío admisible -7 m), y con la ayuda de la segunda etapa, una presión alta. El material de la parte que fluye es hierro fundido, la rueda de vórtice es de acero 35L. El cierre del eje es mecánico, es posible instalar un prensaestopas con una empaquetadura blanda. Las bombas pueden equiparse con motores eléctricos a prueba de explosiones. Actualmente, las siguientes plantas de fabricación para la producción de bombas y equipos para ellas están en funcionamiento: JSC "Livgidromash", FSUE "Turbonasos", JSC "Bobruisk Machine-Building Plant", JSC "Shchelkovsky Pump Plant", JSC "Kataisky Pump Plant" , JSC "Planta de construcción de maquinaria Yasnogorsky, Planta de construcción de maquinaria Sumy, OJSC Uralgidromash, OJSC Vakuummash, JSC Moldovahidromash, Planta de bombeo CJSC Rybnitsa, OJSC Gornas, OJSC Prompribor, Planta de construcción de maquinaria OJSC Kusinsky.

Literatura

Literatura principal

1. Bystritsky G.F. Fundamentos de la energía. Libro de texto: M., Infra-M. 2007.

2. Zalutsky E.V. etc. Estaciones de bombeo.-Kyiv. "Escuela Vishcha". 2006.

3. Ingeniería térmica moderna / ed. Trukhnia A.D./MPEI. 2007.

4. Solovyov Yu.P. Equipos auxiliares en centrales eléctricas. Moscú: Editorial MPEI. 2005.

5. Sterman L.S., Lavygin V.M., Tishin S.G. Centrales térmicas y nucleares. – M.: Editorial MPEI. 2007.

6. Centrales térmicas y nucleares. / Ed. AV. Klimenko/, v.3.MPEI. 2004.

7. Centrales térmicas: Libro de texto para universidades / Ed. E. D. Burova y otros M.: MPEI. 2007.

8. Tiator I. N. Equipos de bombeo para sistemas de calefacción. – M.: Editorial MPEI. 2006.

literatura adicional

9. Budov V. M. Bombas de centrales nucleares.- M .: Energoatomizdat. 1986.

10. Gorshkov A. M. Bombas.- M.-L.: Mashinostroenie. 1947.

11. Karelin V. Ya. Bombas y estaciones de bombeo. - M.: Energía. 1996.

12. Krivchenko G. I. máquinas hidráulicas. Turbinas y bombas. M.: Energía. 1988.

13. Lomakin A.A. Las bombas centrífugas y axiales.- M.: Mashinostroyeniye. 1976.

14. Malyushenko V. V. Bombas de energía. - M.: Energía. 1981.

15. Malyushenko V.V., Mikhailov A.K. Equipos de bombeo de centrales térmicas. - M.: 1975.

16. Rychagov V. V. etc. Bombas y estaciones de bombeo. - M.: Kolos. 1988.

17. Stepanov I.A. Bombas centrífugas y axiales. Moscú: Mashgiz. 1960.

18. Libro de referencia de ingeniería térmica. T.1., M.: Energía. 1975.

19. Cherkassky V.M. Bombas, ventiladores, compresores. - M.: Energía. 1994.

20. Chinyaev I. A. Bombas de paletas. Manual de referencia. - M.: Mashinostroenie. 1992.

21. Sherstyuk A. N. Bombas, ventiladores, compresores. - M.: Escuela superior. 1972.

22. Engel-Kron IV Dispositivo y reparación de equipos para talleres de turbinas de centrales eléctricas. - M.: Escuela superior. 1971.

Zapatillas- máquinas para crear un flujo de presión de un medio líquido. Al desarrollar sistemas y redes hidráulicas, la elección y el uso correctos de las bombas le permiten obtener los parámetros especificados para el movimiento de fluidos en los sistemas hidráulicos. En este caso, el diseñador necesita saber características de diseño de las bombas, sus propiedades y características. En esta sección puedes descargar gratis y sin registro libros sobre bombas centrífugas, de paletas y de engranajes y aficionados

	Nombre:Bombas, ventiladores, compresores: un libro de texto para las especialidades de calor y energía de las universidades.
	Cherkassky V. M.
	Descripción:Se consideran clasificaciones, fundamentos de la teoría, características, métodos de regulación, diseño y operación de máquinas para el suministro de líquidos y gases utilizados en la industria energética y otras.
	El año de publicación: 1984
	Puntos de vista: 36579 | Descargas: 6834

	Nombre:Bombas de engranajes para máquinas herramienta.
	Rybkin E.A., Usov A.A.
	Descripción:El libro contiene un análisis de estudios teóricos y experimentales de métodos para calcular y diseñar bombas hidráulicas de engranajes utilizadas en máquinas herramienta hidráulicas.
	El año de publicación: 1960
	Puntos de vista: 35392 | Descargas: 893

Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación Rusa Institución Educativa Presupuestaria del Estado Federal de Educación Profesional Superior

Departamento de "Procesos y aparatos de tecnología química" de la "Universidad Técnica Estatal de Yaroslavl"

CÁLCULO DE LA UNIDAD DE BOMBA

Tutorial

Compilado por: Cand. tecnología Sci., Profesor Asociado V. K. Leontiev, Asistente M. A. Barasheva

Yaroslavl 2013

ANOTACIÓN

El tutorial contiene breve información teórica sobre el cálculo de tuberías simples y complejas, el cálculo de los principales parámetros de las bombas. Se dan ejemplos de cálculos de tuberías y selección de bombas. Se han desarrollado tareas multivariantes para realizar trabajos computacionales y gráficos.

Se presta especial atención en el manual a los diseños de bombas dinámicas y bombas de desplazamiento positivo.

El libro de texto está destinado a estudiantes que realizan trabajos de diseño y proyectos de cursos en los cursos "Hidráulica", "Mecánica de líquidos y gases" y "Procesos y aparatos de tecnología química".

	Nombre:Bombas, ventiladores y compresores.Libro de texto para colegios técnicos.
	Sherstyuk A.N.
	Descripción:El libro describe los fundamentos de la teoría, el cálculo y el funcionamiento de las máquinas con palas: bombas, ventiladores y compresores.
	El año de publicación: 1972

INTRODUCCIÓN
1. Cálculo hidráulico de tuberías
1.3. Tuberías complejas
1.3.1. Conexión en serie de tuberías.
1.3.2. Conexión en paralelo de tuberías.
1.3.3. Tubería ramificada compleja
2. Cálculo de la unidad de bombeo
2.1. Parámetros de la bomba
2.1.1. Determinación de la cabeza de una unidad de bombeo
2.1.2. Medición de la cabeza de una unidad de bombeo usando
accesorios
2.1.3. Determinación de la potencia neta, potencia en el eje,
eficiencia de la unidad de bombeo
3. Clasificación de las bombas
3.1. Bombas dinámicas
3.1.1. Bombas centrífugas
3.1.2. Bombas axiales (de hélice)
3.1.3. bombas de vórtice
3.1.4. bombas de chorro
3.1.5 Ascensores de aire (gas)
3.2 Bombas de desplazamiento
3.2.1 Bombas de pistón
3.2.2 Bombas de engranajes
3.2.3 Bombas de tornillo
3.2.4 Bombas de paletas
3.2.5 Monteju
3.3 Ventajas y desventajas de los diferentes tipos de bombas
4. Tarea para el cálculo de la unidad de bombeo.
Ejercicio 1
4.1. Un ejemplo del cálculo de una tubería simple.
Tarea 2
4.2. Un ejemplo de cálculo de una tubería compleja
Tarea 3
4.3. Ejemplo de cálculo de un grupo de bombeo
Tarea 4
4.4. Un ejemplo de cálculo y selección de una bomba para el suministro de líquido a un co-
REFERENCIAS
APÉNDICE A
APÉNDICE B
APÉNDICE B

INTRODUCCIÓN

En las industrias químicas, la mayoría de los procesos tecnológicos se llevan a cabo con la participación de sustancias líquidas. Comprende las materias primas que se abastecen desde el almacén a la planta de proceso, son productos intermedios que se mueven entre aparatos, instalaciones, talleres de planta, son productos finales entregados en la capacidad de almacenamiento del almacén de producto terminado.

Todos los movimientos de líquidos, tanto horizontal como verticalmente, requieren energía. La fuente de energía más común para el flujo de fluidos es una bomba. En otras palabras, la bomba crea un flujo de fluido a presión.

La bomba es una parte integral de la unidad de bombeo, que incluye tuberías de succión y descarga (presión); tanques fuente y receptor (o aparatos tecnológicos); accesorios de tuberías de control (grúas, compuertas, válvulas de compuerta); aparatos de medición.

Una bomba seleccionada correctamente debe proporcionar un flujo de fluido dado en una unidad de bombeo dada, mientras opera en un modo económico, es decir, en la región de máxima eficiencia.

Al elegir una bomba, es necesario tener en cuenta las propiedades corrosivas y de otro tipo del líquido bombeado.

1. CÁLCULO HIDRÁULICO DE TUBERÍAS

1.1. Clasificación de tuberías

Difícilmente se puede sobrestimar el papel de los sistemas de tuberías en la economía de cualquier país, una corporación separada o simplemente una economía separada. Los sistemas de tuberías son actualmente el medio de transporte más eficiente, fiable y respetuoso con el medio ambiente para productos líquidos y gaseosos. Con el tiempo, su papel en el desarrollo del progreso científico y tecnológico aumenta. Solo con la ayuda de oleoductos es posible unir a los países productores de materias primas de hidrocarburos con los países consumidores. Una gran parte del bombeo de líquidos y gases pertenece legítimamente a los sistemas de gasoductos y oleoductos. Las tuberías juegan un papel importante en casi todas las máquinas y mecanismos.

Según su finalidad, los oleoductos suelen distinguirse por el tipo de productos que transportan a través de ellos:

– gasoductos;

- oleoductos;

- fontanería;

- conductos de aire;

– tuberías de productos.

Según el tipo de movimiento de los líquidos a través de ellas, las tuberías se pueden dividir en dos categorías:

– tuberías de presión;

– Tuberías sin presión (gravedad).

En la tubería de presión, la presión absoluta interna del medio transportado es superior a 0,1 MPa. Las tuberías sin presión funcionan sin exceso de presión, el movimiento del medio en ellas lo proporciona una pendiente geodésica natural.

De acuerdo con la magnitud de las pérdidas de presión debido a la resistencia local, las tuberías se dividen en cortas y largas.

A en tuberías cortas, la pérdida de presión debida a las resistencias locales excede o es igual al 10% de la pérdida de presión a lo largo de la longitud. Al calcular dichas tuberías, se debe tener en cuenta la pérdida de presión debida a las resistencias locales. Estos incluyen, por ejemplo, oleoductos de engranajes volumétricos.

Los oleoductos largos incluyen oleoductos en los que las pérdidas locales son inferiores al 10% de la pérdida de presión a lo largo del tramo. Su cálculo se lleva a cabo sin tener en cuenta las pérdidas debidas a la resistencia local. Dichas tuberías incluyen, por ejemplo, tuberías principales de agua, oleoductos.

De acuerdo con el esquema de operación de las tuberías, también se pueden dividir en simples

y complejo

Las tuberías simples son tuberías conectadas en serie de la misma o diferentes secciones que no tienen ramales. Las tuberías complejas incluyen sistemas de tuberías con una o más ramas, ramas paralelas, etc.

De acuerdo con el cambio en el caudal del medio transportado, las tuberías son:

– tránsito;

– con gastos de viaje.

En las tuberías de tránsito, el líquido no se extrae a medida que se mueve, el caudal permanece constante, en las tuberías con flujo de viaje, el caudal varía a lo largo de la tubería.

Además, las tuberías se pueden dividir según el tipo de sección: en tuberías de sección transversal redonda y no circular (perfiles rectangulares, cuadrados y otros). Las tuberías también se pueden dividir según el material del que están hechas: tuberías de acero, hormigón, plástico, etc.

1.2. Tubería simple de sección transversal constante

El elemento básico de cualquier sistema de tuberías, por complejo que sea, es una tubería simple. Una tubería simple, según la definición clásica, es una tubería ensamblada a partir de tuberías del mismo diámetro y calidad de sus paredes internas, en las que circula un flujo de tránsito de líquido, y sobre las cuales no existen resistencias hidráulicas locales. Considere una tubería simple de sección transversal constante, con una longitud total l y un diámetro d, así como varias resistencias locales (válvula, filtro, válvula de retención).

Arroz. 1.1 Esquema de una tubería simple

El tamaño de la sección de la tubería (diámetro o tamaño del radio hidráulico), así como su longitud (longitud) de la tubería (l, L) son las principales características geométricas de la tubería. Las principales características tecnológicas de la tubería son el caudal de líquido en la tubería Q y la presión H (en las instalaciones de cabecera de la tubería, es decir, en su inicio). La mayoría de las otras características de una tubería simple son, a pesar de su importancia, características derivadas. Dado que en una tubería simple el caudal de líquido es de tránsito (el mismo al principio y al final de la tubería), la velocidad promedio del líquido en la tubería es constante ν = cons’t.

Escribamos la ecuación de Bernoulli para las secciones 1-1 y 2-2.

hp,

donde z 1, z 2 - distancia desde el plano de comparación hasta los centros de gravedad de las secciones seleccionadas - altura geométrica, m;

		P1, P2					es la presión en el centro de gravedad de las secciones seleccionadas, Pa;
		– densidad de flujo, kg/m3;
		g es la aceleración de caída libre, m/s2;
								- la velocidad media del flujo en la sección correspondiente
	h p - pérdida de presión en la tubería, m;
								g es la cabeza piezométrica, m;
					2 g - cabeza de velocidad, m.

Dado que la sección transversal de la tubería es constante, la velocidad del flujo es la misma a lo largo de toda la tubería y, en consecuencia, las presiones de velocidad en las secciones 1-1 y 2-2 son iguales. Entonces la ecuación de Bernoulli toma la siguiente forma:

					hp

La pérdida de carga en la tubería es la suma de la pérdida de carga por fricción y resistencia local, según el principio de la suma, la pérdida de carga en la tubería se puede definir como:

donde está el coeficiente de fricción; l es la longitud de la tubería, m;

d es el diámetro interior de la tubería, m:

es la suma de los coeficientes de resistencia locales.

El tamaño de la pérdida de carga está directamente relacionado con el caudal del líquido en la tubería.

Por lo tanto, la pérdida de presión en la tubería se puede determinar

				2gS

La dependencia de la pérdida de presión total en la tubería con respecto al caudal volumétrico h p f (Q) se denomina característica de la tubería.

En el caso de un régimen de movimiento turbulento, suponiendo una ley de arrastre cuadrática (= cons’t), la siguiente expresión puede considerarse un valor constante:

Arroz. 1.2 Características de la tubería

1 - característica de la tubería en el modo laminar de movimiento de fluidos; 2 - característica de la tubería en modo de movimiento turbulento

La altura requerida es la altura piezométrica al comienzo de la tubería, según la ecuación de Bernoulli:

consumo de H			z 2 z 1		hp

Por lo tanto, la presión requerida se gasta en elevar el líquido a una altura z z 2 z 1, venciendo la presión al final de la tubería y venciendo la resistencia de la tubería.

La suma de los dos primeros términos en la fórmula (1.9) es un valor constante, se llama carga estática:

La dependencia de la presión requerida de la tubería del caudal volumétrico del consumo de H líquido f (Q) se llama característica de la red. Con flujo laminar, la curva de la presión requerida es una línea recta, con flujo turbulento tiene

1.3. Tuberías complejas

A Las canalizaciones complejas deben incluir aquellas canalizaciones que no encajan en la categoría de las simples, es decir. Las tuberías complejas incluyen: tuberías ensambladas a partir de tuberías de diferentes diámetros (conexión en serie de tuberías), tuberías con derivaciones: conexión paralela de tuberías, redes de tuberías, tuberías

Con flujo continuo de fluido.

1.3.1. Conexión en serie de tuberías.

Cuando las tuberías están conectadas en serie, el final de la tubería simple anterior es al mismo tiempo el comienzo de la tubería simple siguiente.

Considere varias tuberías de diferentes longitudes, diferentes diámetros y que contengan diferentes resistencias locales, que están conectadas en serie (Figura 1.4).

Arroz. 1.4 Diseño de tuberías en serie

Seccion uno. Zapatillas

Capítulo I. Propósito, principio de funcionamiento y alcance de las bombas de varios tipos.
§ 1. Parámetros básicos y clasificación de las bombas
§ 2. Esquemas del dispositivo y el principio de funcionamiento de las bombas de paletas.
§ 3. Esquemas del dispositivo y el principio de funcionamiento de las bombas de fricción.
§ 4. Esquemas del dispositivo y el principio de funcionamiento de las bombas volumétricas.
§ 5. Ventajas y desventajas de bombas de varios tipos.

Capítulo 2. Proceso de trabajo de las bombas de paletas
§ 6. Presión desarrollada por la bomba
§ 7. Potencia y eficiencia de la bomba
§ 8. Cinemática del movimiento de fluidos en los cuerpos de trabajo de las bombas.
§ 9. Ecuación básica de la bomba. jefe teórico
§ 10. Influencia de la naturaleza real del movimiento del fluido en el impulsor de la bomba sobre el valor de la cabeza teórica
§ 11. Similitud de bombas. Fórmulas de conversión y factor de velocidad
§ 12. Altura de aspiración de las bombas
§ 13. Cavitación en bombas. Altura de aspiración admisible

Capítulo 3. Características y modo de funcionamiento de las bombas de paletas
§ 14. Teórico. Características de la bomba
§ 15. Métodos para obtener las características de las bombas.
§ 16. Cambio de las características de las bombas al cambiar la velocidad y las dimensiones geométricas del impulsor
§ 17. Modos inestables y transitorios de operación de bombas

Capítulo 4. Combinación de bombas y red.
§ 18. Características de la tubería y el flujo real de la bomba
§ 19. Regulación de la operación de bombas
§ 20. La influencia de las características hidrológicas de la fuente de agua y las características de diseño de la red en el modo de operación de las bombas
§ 21. Funcionamiento en paralelo de bombas
§ 22. Operación secuencial de bombas
§ 23. Operación en paralelo de bombas de pozo

Capítulo 5. Diseño de bombas utilizadas para abastecimiento de agua y alcantarillado.
§ 24. Bombas centrífugas de consola
§ 25. Bombas centrífugas de doble aspiración
§ 26. Bombas centrífugas verticales
§ 27. Bombas centrífugas multietapa
§ 28. Bombas de fondo de pozo
§ 29. Bombas axiales
§ 30. Bombas dinámicas para aguas residuales
§ 31. Bombas de anillo de agua
§ 32. Sopladores
§ 33. Bombas dosificadoras
§ 34. Bombas de chorro de agua
§ 35. Bombas especiales

Capítulo 6
§ 36. Bombas de tierra
§ 37. Bombas centrífugas de arena.
§ 38. Bombas de mortero
§ 39. Bombas de hormigón
§ 40. Bombas neumáticas de tornillo para cemento

Sección dos. Estaciones de bombeo

Capítulo 7. Tipos de estaciones de bombeo para sistemas de abastecimiento de agua y alcantarillado.
§ 41. Designación de estaciones de bombeo. Requisitos básicos para sus instalaciones y equipos
§ 42. Diagramas esquemáticos de estaciones de bombeo.
§ 43. Tipos de estaciones de bombeo

Capítulo 8. Equipos principales de potencia y auxiliares de las estaciones de bombeo.
§ 44. La composición del equipo de las estaciones de bombeo
§ 45. Motores de accionamiento de bombas de varios tipos.
§ 46. Dispositivos de retención de basura
§ 47. Cerraduras, válvulas de compuerta, válvulas
§ 48. Mecanismos de elevación y transporte.
§ 49 Equipos para bombas de llenado, suministro técnico de agua, drenaje y drenaje.
§ 50. Equipos de control y medición de estaciones de bombeo
§ 51. Tuberías y accesorios de comunicaciones intraestación

Capítulo 9. Selección de los equipos principales de las estaciones de bombeo.
§ 52. Requisitos para la elección de modos de diseño de operación de estaciones de bombeo
§ 53. Cálculo del modo de funcionamiento de las estaciones de bombeo.
§ 54. Características de los cálculos de gestión del agua de las estaciones de bombeo industriales.
§ 55. Determinación de la presión de diseño
§ 56. Selección del tipo y número de bombas a instalar
§ 57
§ 58. Determinación de la potencia del motor de accionamiento.

Capítulo 10
§ 59. Características específicas de las estaciones de bombeo de agua
§ 60. Soluciones de diseño básico para edificios de estaciones de bombeo
§ 61. Tuberías de succión
§ 62. Tuberías a presión
§ 63. Ubicación de las unidades de bombeo y determinación de las dimensiones principales del edificio de la estación de bombeo
§ 64. Parte subterránea del edificio de la estación de bombeo Cimientos y / estructuras de soporte
§ 65. La superestructura del edificio de la estación de bombeo
§ 66. Estaciones de bombeo del 1er levantamiento
§ 67. Estaciones de bombeo II elevación
§ 68. Estaciones de bombeo e instalaciones para la extracción de aguas subterráneas
§ 69. Estaciones de bombeo de refuerzo
§ 70. Estaciones de bombeo de circulación
§ 71. Estaciones móviles de bombeo

Capítulo 11
§ 72. Designación de estaciones de bombeo de aguas residuales; sus elementos principales
§ 73. Clasificación de las estaciones de bombeo de aguas residuales; diagramas de dispositivos
§ 74. Tanques receptores de las estaciones de bombeo de aguas residuales
§ 75. Ubicación de las unidades de bombeo
§ 76. Características de la disposición de tuberías de succión y presión.
§ 77. Suministro de agua de las estaciones de bombeo de aguas residuales
§ 78. Construcciones de estaciones de bombeo de aguas residuales
§ 79. Tipos especiales de estaciones de bombeo de aguas residuales

Capítulo 12. Parte eléctrica de las estaciones de bombeo.
§ 80. Equipos para la economía eléctrica de las estaciones de bombeo
§ 81. Diagramas de cableado
§ 82. Subestaciones transformadoras y aparamenta

Capítulo 13
§ 83. Elementos básicos de los sistemas de automatización.
§ 84. Diagramas esquemáticos de control automático.
§ 85. Diagramas de unidades de bombeo automatizadas y estaciones de bombeo

Capítulo 14. Funcionamiento de las estaciones de bombeo.
§ 86. Disposiciones básicas de las reglas para la operación técnica de las estaciones de bombeo
§ 87. Parámetros de confiabilidad operacional y medidas para mejorarlos
§ 88. Depreciación de equipos de estaciones de bombeo
Sección 89 Mantenimiento y revisión de equipos
§ 90. Pruebas de campo de unidades de estaciones de bombeo

Capítulo 15. Indicadores técnicos y económicos de las estaciones de bombeo.
§ 91. Indicadores técnicos y económicos específicos y su definición.
§ 92. Comparación técnica y económica de opciones para la estación de bombeo diseñada

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