Центробежные насосы

Центробежные насосы относятся к группе динамических насосов. В них жидкость перемещается через рабочее колесо от центра к периферии. По числу рабочих колес, устанавливаемых последовательно на одном валу в корпусе, центробежные насосы делятся на одноступенчатые и многоступенчатые.

В одноступенчатом центробежном насосе (рис. 2.1.) на валу 2 жестко закреплено рабочее колесо 1 с криволинейными лопатками. Вал приводится во вращение, как правило, непосредственно от электродвигателя. Рабочее колесо помещено в корпус 3 насоса, выполненный в виде спиральной камеры переменного сечения с напорным 4 и приемным 7 патрубками. Напорный патрубок соединен с напорным трубопроводом 5, а приемный - со всасывающим трубопроводом 6. На конце всасывающего трубопровода закрепляют сетку и обратный клапан. Сетка служит для задержания плавающих в перекачиваемой жидкости предметов, а обратный клапан позволяет заливать жидкостью насос в всасывающий трубопровод перед пуском его в работу, что является обязательным условием для центробежных насосов.

Рис.2.1. . Схема одноступенчатого центробежного насоса: 1 – рабочее колесо; 2 – вал; 3 – корпус (улитка) насоса; 4 – нагнетательный патрубок; 5 – нагнетательный трубопровод; 6 – всасывающий трубопровод; 7 – всасывающий патрубок.

При вращении рабочего колеса жидкость, заполняющая его каналы, перемещается от центра колеса к его периферии, поступает в спиральную камеру и оттуда в напорный патрубок 4. В центральной части насоса благодаря оттоку жидкости создается вакуум. Под действием внешнего давления на свободную поверхность жидкости открывается обратный клапан, и жидкость по всасывающему трубопроводу поступает в насос. Таким образом, создается непрерывное движение жидкости через всю систему.

Рис.2.2. . Схема многоступенчатого центробежного насоса с последовательным соединением рабочих колес: 1 – рабочее колесо; 2 – переходной канал.

В одноступенчатом центробежном насосе удается создать напор не выше 40 м вод.ст. Для создания больших напоров используют многоступенчатые центробежные насосы, в которых на общем валу установлено несколько рабочих колес (рис.2.2). Колеса 1 расположены в особых камерах, монтируемых в одном корпусе и соединенных между собой специальными переходными каналами 2. Жидкость нагнетается последовательно из одного рабочего колеса в другое. Напор в таком случае оказывается во столько раз больше напора, создаваемого одним колесом, сколько колес соединено в насосе последовательно.

Центробежные насосы имеют значительные преимущества по сравнению с поршневыми: обеспечивают равномерность подачи, более быстроходны, компактны, проще по конструкции, могут быть использованы для перекачивания загрязненных жидкостей.

Недостатки центробежных насосов: невозможность создания больших давлений, уменьшение подачи с увеличением напора, низкий к. п. д. и необходимость заливки насоса перед его пуском.

Совместная работа центробежных насосовРабота центробежного насоса должна рассматриваться совместно с работой трубопровода, к которому он подключен, так как подача и напор устанавливаются в зависимости от сопротивления трубопровода.

При эксплуатации центробежные насосы могут быть соединены последовательно и параллельно.

Последовательное соединение центробежных насосов применяют с тем, чтобы увеличить давление на выходе из системы насосов. При этом через каждый насос проходит все количество перекачиваемой жидкости. При данной производительности будет получен тем больший напор, чем больше насосов включено последовательно. Особенно часто эту схему применяют на магистральных трубопроводах, что позволяет более эффективно использовать трубопровод при перекачке различных нефтепродуктов. В нефтепереработке и нефтехимии такая схема используется для перекачки продуктов на требуемую высоту, когда один насос не может дать необходимый при заданной производительности напор.

При параллельном соединении центробежные насосы работают на общий трубопровод. Такую схему используют для увеличения подачи в трубопровод.

Регулирование подачи центробежного насоса. При эксплуатации центробежных насосов приходится регулировать подачу в зависимости от изменения технологического режима. Регулирование подачи осуществляется при постоянных числах оборотов рабочего колеса, часто обусловлено особенностями конструкции электродвигателей переменного тока, используемых в основном для привода насосов.

Регулирование подачи дросселированием в напорном трубопроводе при помощи задвижки или регулирующего клапана широко применяют при эксплуатации, так как такое регулирование легко осуществить. Однако при этом снижается к.п.д. насосной установки вследствие потери части напора при дросселировании. Регулировать подачу дросселированием во всасывающем трубопроводе не рекомендуется, так как ухудшаются условия всасывания, что может привести к кавитации и срыву работы насоса.

Регулировать подачу можно также перепуском части жидкости по обводной линии (байпасу) из напорного патрубка во всасывающий. При этом общая подача увеличивается, а напор снижается, так как часть энергии тратится дополнительно на перекачивание байпасирующей жидкости.