§ 3.6. КОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

В теплоэнергетике употребляются центробежные насосы, разнообразные по основным параметрам и конструкциям. Это вызывается различием в условиях работы и эксплуатационных требованиях.

Обозначения и маркировка насосов общего назначения, за исключением специальных конструкций, определены ГОСТ.

ГОСТ определяет группу центробежных многоступенчатых насосов секционного типа для чистой воды с подачей от 6 до 1000 м³/ч и напором от 40 до 2000 м.

Обозначение насоса включает три буквы: Ц - центробежный, Н - насос, С - секционный и два числа, первое из которых - подача насоса Q, м³/ч, второе - напор Н, м ст. жидкости. Например, ЦНС-22-88 означает: центробежный насос секционного типа с подачей 22 м³/ч и напором 88 м.

ГОСТ определяет группу центробежных насосов двустороннего входа, обозначаемую буквой Д. Подача и напор даются в марке, так же как и в секционных насосах. Например: Д-2000-100 - центробежный насос двустороннего входа с подачей 2000 м3/ч и напором 100 м. Насосы типа Д охватывают область подач от 200 до 12 500 м³/ч и напоров до 100 м; КПД этих насосов до 92%.

Применительно к теплоэнергетике все центробежные насосы могут быть разделены на следующие группы:

1) насосы для чистой воды, одноступенчатые и многоступенчатые;

2) конденсатные;

3) питательные;

4) насосы для кислых сред;

5) насосы для подачи смесей жидкостей и твердых частиц.

Рассмотрим характерные черты указанных групп насосов.

Насосы для чистой воды применяются для хозяйственного, технического и противопожарного водоснабжения электрических станций и промышленных предприятий. Они бывают одноступечатыми и многоступенчатыми.

Рис. 3.18. Продольный разрез насоса консольного типа

Рис.

Простейшим типом одноступенчатого насоса является консольный насос, обозначаемый буквой К. Продольный разрез такого насоса дан на рис. 3.18, а внешний вид его представлен на рис. 3.19. Характерной особенностью такого насоса является расположение рабочего колеса на консоли вала, вращающегося в двух широко расставленных шариковых подшипниках. Корпус спиральный с осевым подводом жидкости. Сальник здесь имеется только на стороне подачи. Насосы этого типа рассчитаны на подачу 10 - 360 м³/ч.Создаваемые ими напоры лежат в пределах 10 - 100 м, частота вращения 1450 - 2900 об/мин, диаметр рабочих колес 132 - 328 мм, полный КПД находится в пределах 50—84%.

На рис. 3.20 представлена типичная для насоса типа К характеристика при п = 2900 об/мин. Для внесения большого разнообразия в рабочие параметры насосов заводы широко практикуют обрезку рабочих колес; это дает изменение параметров при сохранении конструкции и габаритов насоса. Приведенные на рис. 3.20 характеристики относятся к колесам трех различных диаметров, отмеченных на графике.

Продольный разрез насоса типа Д представлен на рис. 3.21, а на рис. 3.22 дан его внешний вид. Насосы типа Д характеризуются двусторонним подводом жидкости к рабочему колесу, спиральной безлопаточной формой направляющих аппаратов и присоединением всасывающего и напорного патрубков к нижней половине корпуса при горизонтальной плоскости его разъема.

Рис. 3.20. Характеристики консольного насоса с диаметром всасывающего патрубка 50 мм

Основные параметры насосов этого типа: подача 90 - 12 500 м³/ч, напор 10 -102 м, частота вращения 730 - 2950 об/мин, диаметр рабочих колес 265 - 900 мм, полный КПД в пределах 64 - 92 %

На рис. 3.23 представлена типичная для насосов типа Д размерная характеристика.

Многоступенчатые насосы представлены тремя основными группами: секционные насосы типа С (секционные насосы с колесами одностороннего входа), насосы с колесами одностороннего входа и горизонтальным разъемом корпуса, насосы с первым колесом двустороннего входа и остальными, колесами одностороннего входа и горизонтальным разъемом корпуса. Многоступенчатые насосы этих типов перекрывают подачу от 5 до 1000 м³/ч при напорах от 35 до 100 м.

Рис. 3.21. Продольный разрез насоса типа Д

В качестве примера на рис. 3.24 дан внешний вид четырехступенчатого насоса и приведена схема последовательного включения его колес.

На рис. 3.25 приведены характеристики напора и мощности такого насоса.

Рис. 3.22. Внешний вид насоса типа Д Рис. 3.23. Характеристики насоса Д-320-70

Конденсатые насосы применяются для удаления конденсата, а также как горячие, дренажные насосы бойлерных установок. Они предназначены для перекачивания конденсата и дренажа при температуре до 393 К.

Питательные насосы применяются для подачи питательной воды в паровые котлы. В большинстве случаев это центробежные многоступенчатые насосы высокого давления, приспособленные к подаче воды с высокой температурой.

Насосы для кислых сред изготовляются из специальных нержавеющих сталей. Они перекрывают область расходов от 5 до 300 м³/ч при напорах от 7 до 500 м.

Насосы для подачи смесей жидкостей и твердых частиц. Условия работы таких насосов специфичны. Поток жидкости, содержащей твердые частицы, проходя с большой скоростью через проточную часть, истирает внутренние поверхности насоса.

Поэтому к конструкциям и материалам таких насосов предъявляются особые требования:

В теплоэнергетике такие насосы употребляются для перекачки золосмесей и шлакосмесей в системах гидрозолоудаления, а также при производстве работ по очистке гидротехнических сооружений станции (каналов, колодцев).

Рис. 3.24. Внешний вид и схема соединения колес четырехступенчатого насоса

Рис.

Простейшим типом таких насосов является песковый насос марки ПН. Это одноступенчатый консольный насос, предназначенный для перекачивания смеси воды с рудой, гравием и песком с крупностью кусков от 2 до 15 мм в зависимости от размеров насоса. Конструкция этого насоса показана на рис. 3.26.

Рабочее колесо, спиральный корпус и диск отлиты из чугуна, хорошо противостоящего истиранию. Остальные детали выполняются из обычного конструкционного чугуна.

Рис. 4.29. Продольный разрез пескового насоса типа ПН

Рис. 4.30. Продольный разрез землесоса марки 12П7

Рис. 3.27. Характеристики землесоса марки 12П7

Максимальная высота подъема при содержании в ней до 65 % твердых частиц крупностью 2 мм составляет до 30 м при частоте вращения до 1470 об/мин.

Подача при содержании твердых частиц до 70 % доходит до 138 м³/ч.

Песковые насосы большей подачи с диаметром напорного патрубка до 200 мм могут подавать смеси с крупностью частиц до 25 мм и развивать подачу до 500 м³/ч. Эти насосы характеризуются боковым подводом смеси к рабочему колесу. Их заводская марка НП.

Шламовые (грязевые) насосы конструктивно сходны с песковыми, но применяются для перекачки смесей с включением более мелких фракций твердых веществ. Так, на­пример, шламовый насос марки ШН-1 перемещает смеси с крупностью частиц всего лишь до 4 мм.

Земляные насосы (землесосы) служат для перекачки больших количеств грунтосмеси (пульпы) при весьма разнородном ее составе. Конструктивно они выполняются в виде консольных центробежных насосов с колесами, спиральными камерами и внутренними дисками, изготовленными из твердых белых чугунов.

На рис. 3.27 и 3.28 даны конструкция и характеристики центробежного землесоса марки 12П7.