Насос для котельной установки: сетевой, подпиточный (питательный)

Насосы котельных

В котельных преимущественно применяются центробежные насосы с электрическим приводом, которые по своему назначению подразделяются на питательные, подпиточные, сетевые, сырой воды и конденсатные.

Основными характеристиками насосов являются:

– подача (объем воды, подаваемый насосом в единицу времени) в м 3 / ч (л/с);

– напор (разность давлений после насоса и до него) в м вод.ст.;

– допустимая температура воды на входе в насос, при которой вода в насосе не вскипает, в 0 С.

С целью повышения надежности водоснабжения устройств котельной обычно используется не менее двух параллельно соединенных насосов с одинаковыми характеристиками, из которых один насос является рабочим, а второй резервным. Если насосы работают одновременно, то давление воды за насосами остается прежним, а подача воды увеличивается и становится равной сумме подач каждого из насосов (рис. 66).

Регулирование подачи насосов производится задвижками, установленными на напорных участках трубопроводов, а при наличии обводной линии (байпаса) перепуском части воды из напорного трубопровода во всасывающий трубопровод.

Рис. 66. Насосная установка:

1 – насос; 2 – электродвигатель; 3 – фундамент; 4 – пружинный амортизатор; 5 – гибкая вставка; 6 – переходный патрубок; 7 – обратный клапан; 8 – задвижка; 9 – манометр; 10 – байпасный трубопровод.

Из центробежных насосов в котельных широко используются одноступенчатые консольные насосы типа К (КМ), одноступенчатые насосы с двухсторонним всасыванием типа Д. и многоступенчатые насосы типа ЦНСГ, а также многоступенчатые конденсатные насосы типа КС

Консольные насосы предназначены для перекачивания чистой неагрессивной воды с температурой до 85 0 С в количестве от 5 до 350 м 3 . При этом создаваемый ими напор составляет 20 – 80 м вод.ст.

По способу установки и крепления насосы делятся на два типа: К и КМ (рис. 67). Насосы типа К имеют самостоятельную стойку, которая крепится к опорной раме. Вал насоса соединяется с валом электродвигателя упругой муфтой.

Рис. 67. Насосы консольные:

1 – крышка корпуса; 2 – корпус; 3 – уплотняющее кольцо; 4 – рабочее колесо; 5 – сальниковая набивка; 6 – защитная втулка; 7 – крышка сальника; 8 – вал; 9 – шарикоподшипник; 10 – электродвигатель.

У насосов типа КМ (моноблочный) рабочее колесо установлено на удлиненном валу электродвигателя, а корпус насоса крепится к фланцу электродвигателя. В остальном насосы имеют одинаковое устройство. Их насосные части унифицированы и имеют идентичные технические характеристики.

Спиральный корпус насоса типа К имеет отлитые с ним заодно нагнетательный патрубок и две опорные лапы. Спереди насоса по его оси к корпусу крепится крышка с всасывающим (входным) патрубком. Это позволяет в случае необходимости, сняв крышку, извлечь рабочее колесо, не производя полной разборки насоса. В нижней части корпуса расположено сливное отверстие, а вверху отверстие для выпуска воздуха при заполнении насоса водой. Отверстия закрываются пробками с резьбой. Рабочее колесо посажено на консольную часть вала, который вращается в двух шарикоподшипниках. Смазка подшипников производится маслом, находящимся в корпусе подшипников. От протечек воды вдоль вала насос защищает сальниковая набивка, уплотняемая крышкой сальника.

Марка консольного насоса обозначается тремя цифрами, например, К 50 – 32 – 125. Первая цифра обозначает диаметр всасывающего патрубка в мм, вторая цифра указывает на диаметр нагнетательного патрубка в мм, а третья – на диаметр рабочего колеса, мм

Центробежные горизонтальные одноступенчатые насосы двустороннего входа используются в качестве сетевых насосов, так как имеют наибольшую для центробежных насосов подачу (рис.68).. Ее величина находится в интервале от 200 до 800 м /ч. Напор, создаваемый насосами, расходуется на преодоление сопротивлений в котельной и в тепловых сетях и находится в пределах от 40 до 95 м вод. ст.

Рис. 68. Сетевой насос двустороннего входа:

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – защитная втулка; 4 – рабочее колесо; 5 – вал; 6 – защитно-уплотняющее кольцо; 7 – трубка для подвода воды к сальнику; 8 – подшипник; 9 – набивка сальника.

В нижней части корпуса насоса горизонтально расположены всасывающий и нагнетательные патрубки, направленные в противоположные стороны под углом 90 0 к оси насоса. Корпус насоса имеет горизонтальный разъем, что позволяет осматривать и обслуживать насос без съема его с фундамента.

Рабочее колесо насоса имеет двусторонний ввод воды, для чего в корпусе насоса расположены вводные каналы, находящиеся слева и справа от рабочего колеса. Двусторонний подвод воды к рабочему колесу позволяет уравновесить осевые усилия и предотвратить смещение колеса в одну сторону.

Опорами вала служат два подшипника. Для уплотнения вала от протечек воды используется два сальника, к которым из напорной полости насоса под давлением подводится вода.

В марках насосов указывается буква Д, после которой первая цифра обозначает величину подачи в м 3 / ч, а вторая – напор в м вод. ст. Например, насос Д–200–95.

Центробежные многоступенчатые секционные насосы типа ЦНСГ (насос центробежный, многоступенчатый для горячей воды) создают напор до 160 – 230 м вод. ст. при подаче до 60 м 3 /ч воды с температурой не выше 105 0 С. При таких характеристиках насосы широко используются для питания котлов среднего давления. Марка насоса имеет следующее обозначение, например, насос ЦНСГ- 38 – 132, где первая цифра обозначает подачу в м 3 / ч, а вторая – напор в м вод. ст.

Рис. 69. Схема насоса ЦНСГ – 38 – 132:

1 – всасывающий патрубок; 2 – кольцо направляющего аппарата; 3 – направляющий аппарат; 4 – рабочее колесо; 5 – вал; 6 – нагнетательный патрубок; 7 – шарикоподшипник; 8 – диск разгрузки.

Каждая ступень многоступенчатого насоса (рис.69) состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата, который служит для безударного входа воды в следующую ступень. Колесо посажено на вал, вращающийся в двух подшипниках, установленных в кронштейнах. Во избежание осевого перемещения вала с колесами на вал надет диск разгрузки. Часть воды из последней секции поступает в разгрузочную камеру и давит на диск слева направо, в то время как реакция струи воды на выходе из каждой ступени стремится сдвинуть вал справа налево. Поэтому вал остается на месте. Вода из разгрузочной камеры по разгрузочной линии отводится в полость всасывания.

Подшипники охлаждаются водой давлением не более 0,3 МПа. Движение воды на рисунке показано стрелками. После подшипников вода поступает в сальники.

Для перекачки конденсата с температурой до 120 0 С применяются конденсатные насосы типа КС, которые являются многоступенчатыми. Колесо первой ступени имеет двухсторонний вход и расположено между второй и третьей ступенями. Корпус насоса разъемный в горизонтальной плоскости. Верхняя часть корпуса не имеет присоединений и свободно снимается для производства осмотра. Насосы имеют подачу от 12 до 80 м 3 /ч и более и напор от 0,5 до 5,5 МПа. Марка насоса обозначается буквами КС и двумя цифрами, указывающими на подачу в м 3 /ч и величину напора в м вод. ст., например, КС-12-50.

Согласно «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» (ПБ–574–03) для питания котлов водой допускается применять поршневые насосы паровым приводом. Однако по сравнению с центробежными насосами паровые насосы имеют низкую экономичность. Так вследствие неполного расширения пара в цилиндрах паровых поршневых насосов его расход достигает 3–5 % от производительности котлов. Поэтому насосы применяются в качестве резервных для питания котлов при прекращении электроснабжения котельной.

Для питания котлов наиболее часто применяются двухцилиндровые насосы с вертикальным расположением цилиндров марок ПДВ –10/20, ПДВ – 16/20, ПДВ – 25/20 и др. Первая цифра обозначает подачу воды в м 3 /ч, а вторая указывает на величину напора в кгс/см 2 . Наибольшая номинальная подача насосов равна 60 м 3 /ч.

Насос состоит из блока паровых 4 и блока водяных (гидравлических) цилиндров 10 расположенных на одной вертикальной оси (рис.70). Штоки паровых и гидравлических поршней соединены между собой муфтой, вследствие чего движение парового поршня вызывает перемещение водяного поршня.

Диаметр водяного поршня в 1,4-1,8 раза меньше диаметра парового поршня. Однако на поршни действует одна и та же сила F, создаваемая давлением пара. Поэтому давление воды в водяном цилиндре увеличивается в 2-3 раза.

Блок паровых цилиндров отлит совместно с двумя золотниковыми коробками, расположенными между цилиндрами. Каждая золотниковая коробка соединена со своим цилиндром четырьмя каналами. По внешним каналам пар поступает в цилиндр, а по внутренним каналам отводится из цилиндра. Открытие и закрытие каналов производит цилиндрический золотник, который имеет четыре уплотнительных кольца. Торцы золотника открыты и пар может свободно проходить через золотник.

Привод золотника осуществляется паровым поршнем другого цилиндра с помощью рычагов и кривошипа. Открытие и закрытие каналов золотниковой камеры позволяет поочередно подавать пар сверху поршня или под него, вследствие чего поршень совершает возвратно-поступательное движение. Оба паровых поршня работают одновременно, но движутся в разных направлениях.

Блок водяных (гидравлических) цилиндров состоит из двух цилиндров с поршнями и клапанной коробки, в которой размещены всасывающие 7 и нагнетательные клапаны 6 и 8. С одним водяным цилиндром взаимодействует две пары клапанов, каждая из которых состоит из одного всасывающего и одного нагнетательного клапана. Клапаны в парах работают попеременно: если в одной паре всасывающий клапан открыт, то в другой паре всасывающий клапан закрыт. При любом ходе водяного поршня вода входит в цилиндр и выходит из него.

Смазка паровых цилиндров и золотников производится цилиндровым маслом, которое вытесняется из масленки паром и вместе с ним поступает к поверхностям трения.

1, 3 – подвод пара; 2 – отвод отработанного пара; 4 – блок паровых цилиндров; 5 – отвод воды в котел; 6, 8 – нагнетательные клапаны; 7 – всасывающие клапаны; 9 – подвод воды; 10 – блок водяных цилиндров; 11 – золотник.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Типы насосов для котельной и как их подобрать

Крупные отопительные системы не могут существовать без трубопроводных систем: воздух, вода, конденсат, мазутопроводы. Порой они имеют длинные участки с большими гидравлическими сопротивлениями, преодолеть которые помогают различные насосы.

В котельной средней мощности установлено до двух десятков подобных агрегатов разной функциональности, конструкций и габаритов. Сетевой насос для котельной имеет самые большие габариты и производительность.

Он устанавливается в котельном зале и служит для перекачки магистрального теплоносителя от 1 т/ч для малых отопительных районов до несколько тысяч т/ч для крупных мегаполисов.

Сетевой насос Wilo для котельной отбирает воду из обратного сетевого трубопровода, прогоняет ее через сетевую нагревательную установку (бойлерную), где компактно расположены несколько подогревателей сетевой воды водоводяных или пароводяных, в которых теплоноситель отопительного контура нагревается по графику в зависимости от температуры наружного воздуха. Греющей средой выступает пар или горячая воды, на выходе из котла.

Для преодоления всех сопротивлений, немецкий агрегат должен обеспечивать перепад давления до 3 атм. Неправильно подобранное или смонтированное оборудование, так же как и нарушения требований эксплуатации тепловых сетей вызовет сбой рабочего режима или аварийную остановку оборудования системы производства тепловой энергии.

Типы насосов котельной

Сетевые агрегаты относятся к самому крупному насосному оборудованию котельной, хотя и не единственные перекачивающие механизмы.

Существуют следующие типы насосов, применяемые в котельных установках:

питательные паровые и водяные;
подпиточные;
сырой воды;
циркуляционные насосы сетевые;
рециркуляции жидкого топлива;
мазутные;
конденсатные.

Все агрегаты предварительно тщательно рассчитываются и подбираются в соответствующих разделах проекта котельной установки. Это вызвано особо высокими требованиями к надежности используемого оборудования, обеспечивающего производство тепловой энергии.

Основным назначением всех насосов – является циркуляция и подача среды к точке распределения. При этом они должны непрерывно работать на протяжении длительного времени.

Сетевой насос и его назначение

Этот агрегат должен перекачивать с оптимальной скоростью и напором греющий теплоносителя в подающем трубопроводе по температурному графику 150-70 С, в зависимости от температуры наружного воздуха. Их особенностью является близость расположения контура системы охлаждения к его уплотнениям.

Еще они отличаются своей производительностью и высокой работоспособностью. Детали агрегата, например, кожух и рабочее колесо изготавливается из прочного чугунного сплава, что обеспечивает износоустойчивость всей конструкции.

Надежность конструкторской разработки подтверждена многолетним опытом эксплуатации агрегатов в зонах высоких температур и гидравлических ударов. Циркуляционный агрегат неприхотлив , ему не нужно трудоемкое техническое обслуживание.

Они легко монтируются в тепловую систему, имея простую конструкцию и длительный гарантированный период работы. Условия для подбора сетевого агрегата – рабочий напор, максимально температура нагретой воды, качество рабочей среды. Они предназначены для воды, с концентрацией механических примесей не выше 5 мг/л.

Питательный насос и его назначение

Эта группа агрегатов работает только с паровыми котлами с давлением свыше 0,7 ати, они служат для заполнения котла водой взамен того количества, которое ушло на выработку пара и с продувкой соленой воды из котла.

Это очень ответственный агрегат, от его надежности зависит работоспособность котла, и если он не будет подпитываться водой, то произойдет перегрев трубных поверхностей нагрева с последующим взрывом парогенератора.

Поэтому требованиями Котлонадзора предписана обязательная установка не менее двух питательных агрегатов, причем с разными движениями рабочей поверхности — один с паровым преобразователем, а один с электрическим источником.

Существуют также требования по минимальной производительности устройств, каждый должен обеспечивать 150 % нагрузку одновременно работающих котлов, то есть работать с существенным запасом.

Если по схеме в котельной установлены 3 и более агрегата, тип выбирают таким образом, чтобы при выходе самого мощного, суммарная производительность оставшихся в эксплуатации насосов обеспечивала 120 % номинальной нагрузки котлов. Применяются электрические цен¬тробежные и поршневые паровые насосы.

Насос подачи сырой воды

Эта группа насосов используется в системе химводоподготовки. Их задача сделать забор среды из бака сырой воды и направить воду для химической очистки от солей жесткости и взвешенных веществ, после обработки она поступает в бак химочищенной воды или деаэратор, для удаления лишнего кислорода.

Обычно это агрегаты небольшой мощности и рабочего давления, поскольку работают в замкнутом контуре системы трубопроводов, не имеющих больших гидравлических потерь.

Работа его может проводиться оператором ХВО вручную, через кнопку «Пуск» или системой автоматики по датчикам уровня воды в баке. Подбор делают по проектной мощности системы химводоподготовки с учетом 100 % резерва.

При выходе со строя агрегата сырой воды, не будет подпитываться деаэратор, запасов которого обычно хватает на несколько часов работы котла, впоследствии котел будет остановлен автоматикой безопасности из-за низкого уровня воды в деаэраторе.

Конденсатный

Конденсатные насосы применяются на крупных тепловых объектах, например, на ТЭЦ , где они служат для перекачки конденсата, полученного из отработанного пара и подачи его через группу подогревателей низкого давления в деаэраторы, и в схемах парового отопления промышленных предприятий, когда нужно перекачивать отработанный конденсат от потребителей в котельную.

Они отличаются низкими рабочими давлениями, поскольку ограничены давлением среды в конденсато-сборниках, поэтому при исполнении требуют обеспечение высокой антикавитационной защиты, поскольку даже небольшое понижение давления среды в момент перекачки вызывает ее вскипание.

Конденсатные насосы в схемах устанавливаются с резервом от 2 до 4 единиц. Производительность рассчитывается по максимальному объему конденсата, а давление должно быть достаточным для погашения сопротивления в системе между конденсатопроводом и деаэратором, с учетом гидростатического напора из-за разности уровней мест установки оборудования: конденсато-сборник — нижняя установка на «ноль» отметке, деаэратор – верхняя, примерно на втором или третьем этаже здания котельного зала.

Подпиточный насос

Это устройство обслуживает теплофикационную установку в тепловой схеме котельной и предназначено для пополнения утечек воды из магистральной сети.

Его производительность рассчитывается по объему сети теплоснабжения, исходя из норм определенных СНИП и выполняется при расчёте тепловой схемы. При этом результирующая производительность равняется двойному запасу по нормативным утечкам в сети, составляющих 0,75% от общего объема воды в системе.

Количество агрегатов должно быть не менее двух, равной производительности, один из которых должен быть резервным. Насосы устанавливаются на обратной магистрали, поэтому их рабочее давление должно превышать давление в ней не менее чем на 50%. Управление выполняется в ручном режиме операторами котельной , по падению давления в обратной сетевой воде и автоматически, когда срабатывает датчик низкого давления в сети.

Чем управляются насосы

В современных котельных, управление насосами относится к функциям комплексной автоматики. Тем не менее, это не исключает в аварийных ситуациях, возможность ручного управления, выполняемого оперативным персоналом.

По всем направлениям перемещения технологической жидкости, существует резервное оборудование, такое же требование предъявляются для наличия резервного электропитания.

Для больших тепловых схем это должен быть независимый источник электроэнергии, например, от другой трансформаторной подстанции, а для устройств малой и средней мощности, должны быть автономные источники электропитания, например, дизель генераторы.

Для сокращения аварийных ситуаций, особенно в тепловых сетях из-за гидроударов, в последнее время применяют систему частотных преобразователей (пч), которая способствует:

экономии электроэнергии до 20 %;
снижению расхода воды, из-за снижения утечек до 5 %;
снижению затрат на ремонт систем отопления, так как из-за изменения частоты, срок службы группы насосов повышается 1,5 раза;
снижение расходов топлива на нагрев сетевой воды.

Как подобрать насос: расчет

Для подбора агрегата учитывают производительность, среду перекачки и рассчитывают необходимый напор. Он показывает разницу перепада среды при, выключенным и включенным агрегате, измеряемую в м.в.с., он рассчитывается по формуле:

H=(L хR хZ )/( ρ хg),

L – общая протяженность трубопровода в двух направлениях, м.
R – потери в трубах на 1 м принимают 150 Па;
ρ – удельная водяная плотность 1000.0 кг/м3 ;
g – 9.80 м/с2.
Z – поправочный коэффициент.

Расчет: 2000Х150Х1.3/1000Х9.8 = 39,79 м или 4атм.

Всё о насосах для котельных

Содержание

Крупные отопительные системы монтируются с применением обязательных составляющих. Одной из них выступают насосы для котельных, без которых теплоноситель не смог бы двигаться по магистралям, или его движение было бы очень медленным.

Котельная установка (или котельная) — это сооружение, в котором происходит нагрев рабочей среды (теплоносителя), в качестве которой выступает вода, для системы отопления и последующее направление теплоносителя в трубопроводы потребителям.

Тепловой насос – это оборудование, которое обеспечивает перенос тепловой энергии от источника к потребителю.

Тепловые насосы используются для обеспечения нормального функционирования отопительных систем микрорайонов в городах и поселках. Они могут применяться и для повышения скорости движения теплоносителя в отдельных зданиях.

Основные характеристики насосов:

1. Объем, который конкретный насос способен перекачать за единицу времени. Измеряется в метрах кубических в час.

2. Максимальная температура перекачиваемой жидкости. Речь идет о температуре теплоносителя. Есть верхний лимит, при превышении которого насос может выйти из строя. Измеряется в градусах по шкале Цельсия.

3. Напор, который агрегат способен создать. Он отображает ту разницу давления воды, которая имеется между отключенным и включенным работающим насосом. Измеряется в метрах водяного столба.

Важно! Для того, чтобы увеличить степень надежности системы по перекачке теплоносителя по магистралям, рекомендовано применять сразу два насоса, которые будут идентичны по своей функциональности. Их следует подключить к системе параллельно. При этом, один насос будет выступать в роли основного, а другой – в роли резервного.

В общем случае способ установки насосов влияет и на характеристики всей систему. Если насосы установлены последовательно друг за другом, то общий напор создаваемый агрегатами будет складываться из напора создаваемого каждым насосом. Т.е. если напор одного насоса 20 метров и второго 20 метров, то при их совместном включении напор в системе будет равен 40 метрам.

При параллельном способе монтажа насосов, если они расположены на разных ветках, которые потом сходятся в одну, то аналогично увеличивается расход создаваемый их совместным включением.

Регулирование подачи и напора в системе осуществляется с помощью задвижек, которые ставятся на напорный участок трубопровода.

Обратите на это внимание при выборе

В процессе выбора подходящего насоса, необходимо учитывать следующие факторы:
общую длину сетей отопления, в систему которых будет включено устройство;
количество этажей тех строений, которые подключены к системе;
особенности рельефа той местности, по которой проложены тепломагистрали, и так далее.

Какой насос можно считать «подходящим»? Тот, технические характеристики и реальные возможности которого оптимально соответствуют тем реальным требованиям, что к нему выдвигаются:
с теплоносителем какой температуры ему придется работать;
какое давление в системе он должен быть способен создать;
какой объем жидкости за единицу времени ему предстоит перекачивать?

Это – минимальные требования, под которые насосы для котельных должны подходить.

Зачем учитывать все эти факторы? Все просто: это поможет существенно снизить аварийность системы, минимизировать риски выхода ее из строя, существенно продлит время ее активной эксплуатации и повысит ее эффективность!

Основные типы насосов

Они классифицируются на следующие типы: первый – сетевой насос для котельной; второй – насосы для котельной циркуляционные; третий – водяные насосы для котельной (насос сырой воды). Далее – по каждому из них отдельно!

Сетевой насос для котельной

Для обеспечения оптимальной скорости движения и напора горячей воды внутри систем тепловых сетей применяются устройства такого типа. Их задача – работа с теплоносителем, максимальная температура которого не выше 180 градусов по шкале Цельсия.

Их устанавливают в котельных. Таким образом, они становятся частью мощной централизованной сети теплоснабжения. Если говорить об особенностях этих агрегатов, то можно выделить одну из них: близость системы водяного охлаждения к узлам уплотнения.

Такое оборудование отличается своей продуктивностью и высокой надежностью. Прочность устройства обеспечивается при помощи использования для производства его деталей (в частности – кожуха и рабочего колеса) износоустойчивого чугунного сплава.

Насосы неприхотливы, не нуждаются в частом и трудоемком техническом обслуживании. Легко подключаются к системе, имеют простую конструкцию и служат длительный период времени.

Максимально допустимая температура – не единственное ограничение, которое применимо к данного типа устройствам. Качество рабочей жидкости тоже стоит учитывать. Так, они предназначены для чистой воды, концентрация механических примесей разного типа в которой не превышает 5-5,5 миллиграммов на 1 литр. А максимальный диаметр частиц примесей не должен быть больше 0,2 миллиметра. Теоретически, устройство может работать и в том случае, если эти требования не соблюдены. Но срок его полноценной эксплуатации будет, в таком случае, существенно уменьшен.

Такой сетевой насос для котельной может применяться:
в крупных отопительных системах;
в небольших системах отопления;
в централизованных теплоснабжающих системах.

Циркуляционные насосы для котельной

За оптимальную скорость, с которой движется теплоноситель по трубам тепловой сети, отвечают насосы для котельной циркуляционные разной мощности. Их нередко применяют и в качестве подпиточных устройств в системах кондиционирования и холодного водоснабжения. Эти устройства монтируют в теплообменных системах промышленного назначения.

Отличительная особенность такого типа насосов – конструктивное исполнение их прямо с патрубками в одну из линий. Крепить их следует на саму магистраль, ведь это – бесфундаментные агрегаты.

Работают они с чистыми жидкостями, которые механических частиц в своем составе содержат минимальное количество. Их можно устанавливать как на крупные системы, так и на частные. Естественная циркуляция теплоносителей по магистралям уже уходит в прошлое. Ускорить его движение по трубам призван именно циркуляционный насос. Таким образом, процесс теплообмена между средой помещения и тепловым радиатором ускоряется, и комнаты быстрее обогреваются.

Водяные насосы

Служат водяные насосы для котельной для бесперебойного обеспечения оптимального напора сырой воды непосредственно перед ХВО и для подачи химически очищенной воды в емкость с горячей водой (бак горячей воды), а также – в деаэратор.

Этот насос способствует поддержанию необходимого уровня жидкости в баке горячей воды. Выбирать его нужно тоже с учетом реальных условий, в которых он должен работать. Способность перекачивания определенного объема жидкости за единицу времени – один из основных критериев.

Подбор и расчет насоса котельной

Определившись с типом необходимого Вам агрегата, необходимо определиться с техническими характеристиками, которым он должен соответствовать.

Напор, который должен создавать насос определяется по формуле:

L_сум – суммарная длина трубопровода, учитывая участок подачи и трубы обратного хода. В случае с теплым полом, необходимо рассчитать длину труб, проложенных под полом;

R_уд – потери на трение в прямом трубопроводе. Учитывая запас, принимают на 1 погонный метр 150 Па;

ρ – удельная плотность теплоносителя. Для воды Pt=1000 кг/м3 ;

g – скорость свободного падения. Равна 9,8 м/с2.

Z_сум – коэффициент запаса для элементов трубопровода;
Z_сум = 1,3 для арматуры и фитингов
Z_сум = 1,2 для смесителей и кранов, предотвращающих циркуляцию
Z_сум = 1,7 для термостатических вентилей

Где купить насосы для котельной

На сегодняшний день на рынке представлено огромное количество насосов для удовлетворения практически любого Вашего запроса. Предлагаем Вам познакомиться с насосными агрегатами производителей с мировыми именами.

Расчет и подбор насоса необходимо производить с учетом самых холодных температур и климатической зоны, в которой живет потребитель.

Расчет и подбор мощности, которыми обладают насосы СЭ, производится с анализа потребности дома или помещения в тепле. Расчет данного показателя осуществляется с учетом самых холодных температур климатической зоны, в которой проживает потребитель.

Видео: Ремонт и замена насоса котельной

Ремонт насосов котельной в первую очередь будет зависеть от качества монтажных работ и своевременного обслуживания оборудования.

Самыми частыми дефектами, которые устраняются при ремонте, являются:
Окисления вала в результате длительного простоя оборудования;
Попадание постороннего предмета в рабочую полость;
Проблемы с электропитанием, выход из строя предохранителей;
Износ подшипников.

Питательные устройства

Питательные устройства предназначены для подачи питательной воды в котел. Они являются ответственными элементами всей установки, обеспечивая безопасность ее эксплуатации. Питательные устройства имеют ряд требований, предъявляемых правилами Госгортехнадзора.

Питательные устройства должны иметь паспорт завода-изготовителя и обеспечивать необходимый расход питательной воды при давлении, соответствующем полному открытию рабочих предохранительных клапанов, установленных на котле. Подача воды в парогенераторы, работающие при различном давлении (разница в рабочих давлениях более 15%), должна осуществляться от различных питательных устройств.

В качестве питательных устройств для подачи воды в паровые котлы промышленных установок применяют центробежные, а для небольших установок – поршневые насосы с электрическим и паровым приводом. Центробежные насосы с электрическим приводом называются электронасосами, а с паровым – турбонасосами. Для поршневых паровых насосов в качестве привода применяют паровые машины.

Питательные устройства промышленных паровых котлов водой представляют собой не менее двух насосов с независимым приводом (один с электрическим приводом, второй – с паровым). Суммарная производительность электронасосов должна быть не менее 110%, а насосов с паровым приводом – не менее 50% номинальной паропроизводительности всех находящихся в работе котлоагрегатов. При двух независимых источниках питания электроэнергией допускается установка всех насосов только с электрическим приводом. Подача воды в водогрейные котлы производится сетевыми насосами. При этом устанавливается два насоса: один рабочий и один резервный. Подпиточных насосов тоже устанавливается два: рабочий и резервный.

Питательные насосы котлов выбираются из каталога по полному напору и производительности. Питательный насос должен создавать полный напор (м вод. ст.), определяемый по

где р_б – наибольшее возможное избыточное давление в барабане котла, м вод. ст. р_д – избыточное давление в деаэраторе, м вод. ст.; Н_с – суммарное сопротивление всасывающего и напорного тракта питательной установки, м вод. ст.; Н – разность уровней воды в барабане котла и деаэраторе, м.

Основными характеристиками центробежного насоса являются производительность (м 3 /ч), полный напор (м вод. ст.), потребляемая мощность, а также КПД (%) и частота вращения (об/мин). Обычно в каталогах заводов – изготовителей насосов приводится графическая зависимость полного напора, КПД, мощности, потребляемой электродвигателем, от производительности насоса при различной частоте вращения.
Мощность, потребляемая центробежным насосом (кВт),

где Q – производительность насоса, м 3 /ч; Нп – полный напор, МПа; ἠ-КПД насоса по полному напору, %; ἠ_дв – КПД электродвигателя, %.

На рис. 10-1 показана принципиальная схема питательной установки промышленного парового котла. Работа питательных центробежных насосов с расходом воды, меньшим 10-15 % номинального, недопустима, поэтому для защиты насоса при снижении расхода питательной воды предусматривается установка сбросного клапана, соединенного с рециркуляционной линией. Рециркуляционная линия включается при пуске и остановке насоса. После насоса обязательна установка обратного клапана, препятствующего поступлению воды из трубопровода в случае остановки насоса. При установке нескольких насосов, предназначенных для параллельной работы, их напорные характеристики должны быть одинаковы.

Питательные насосы следует размещать на 5-10 м ниже баков питательной воды деаэраторов во избежание разрыва потока горячей воды вследствие ее вскипания. Во входном патрубке насоса создается разрежение, поэтому абсолютное дав-ление воды при входе в насос меньше атмосферного. Чем ниже абсолютное давление воды во всасывающем патрубке насоса, тем ниже температура ее кипения. Следовательно, при поступ-лении воды с температурой 100 °С и давлении во всасывающем патрубке насоса ниже атмосферного происходит кипение.

Образование паровых пузырей приводит к гидравлическим ударам в питательных трубопроводах и срыву подачи воды насосом, что может вызвать аварию котла. При температуре воды 70 °С центробежный насос не может засасывать воду из бака, расположенного ниже насоса. Во избежание парообразования при работе питательного насоса па горячей воде давление ее на входе в насос должно быть выше давления насыщения при данной температуре воды.

Повышение давления во всасывающем патрубке насоса достигается расположением насоса ниже питательного бака. Минимальный уровень воды в питательном баке по отношению к оси питательного насоса (м) определяется по формуле

где h_вх – необходимое давление во входном патрубке насоса, включая скоростной напор, кПа; h_{г. с} – гидравлическое сопротивление системы трубопроводов от питательного бака до насоса, кПа; р_н – давление насыщенных паров воды, соответствующее ее температуре во всасывающем патрубке насоса, определяется по таблицам водяных паров, кПа; р_д – избыточное давление, под которым вода находится в питательном баке, кПа.

Необходимое давление во входном патрубке насоса зависит от его конструкции и приводится в каталоге при температуре воды 20 °С в зависимости от производительности насоса (для центробежных насосов при частоте вращения 2900 об/мин составляет 80-100 кПа). Гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода от питательного бака до насоса следует иметь минимальным. Для этого трубопроводы выполняются короткими с минимальным числом поворотов, тройников и арматуры; скорость воды при расчете принимается 0,5-1 м/с.

Для паровых котлов, работающих при давлении около 4 МПа, отметка площадки деаэраторов по отношению к отметке установки насоса должна быть примерно 10 м, а для парогенераторов давлением около 1,4 МПа – примерно 6 м.

В отопительных котельных устанавливаются сетевые п подниточные насосы, а при наличии водогрейных котлов – дополнительно рециркуляционные насосы.

Сетевые насосы водоподогревательных установок выбираются по расходу сетевой воды на напор, обеспечивающий покрытие гидравлических сопротивлении сети, подогревателей сетевой воды, охладителей конденсата, а также водогрейных котлов, если они установлены. Сетевые насосы устанавливаются на обратной линии сетевой воды и работают при температуре воды не более 70 °С.

Подииточные насосы выбираются по расходу, обеспечивающему восполнение потерь в системе теплоснабжения. В закрытых системах теплоснабжения утечка воды принимается равной 0,5 % объема воды в трубопроводах системы с присоединенными к ней абонентами. При этом производительность насоса выбирают, исходя из двойного расхода, с учетом подачи воды в аварийных ситуациях. При открытых системах теплоснабжения производительность подпиточных насосов выбирается с учетом покрытия суммарных расходов воды при максимальном потреблении ее на горячее водоснабжение и утечек в системе. Подппточные насосы должны создавать напор, обеспечивающий преодоление давления в обратной линии перед сетевыми насосами, а также гидравлическое сопротивление соединительных трубопроводов и регулятора подпитки.

Рециркуляционные насосы устанавливаются в котельных с водогрейными котлами для частичной подачн горячей сетевой воды в трубопровод, подводящий воду к водогрейному котлу. В соответствии со СИиП П-35-76 установка рециркуляционных насосов производится в случае требования заводами – изготовителями водогрейных котлов постоянной температуры воды на входе или выходе котла. Производительность рециркуляционного насоса определяется из уравнения баланса смешивающихся потоков сетевой воды в обратной линии и горячей воды на выходе из водогрейного котла.

На рис. 10-2 представлена схема установки рециркуляционного насоса п регулятора, поддерживающего требуемую температуру воды, отпускаемой потребителям. Регулирование температуры воды, поступающей в водогрейный котел, и температуры воды, отпускаемой потребителям, осуществляется следующим образом. Количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, регулируется так, чтобы получить необходимую температуру воды на входе в водогрейный котел. Однако при этом температура воды на выходе из котла может оказаться выше температуры, необходимой потребителям. Для поддержания заданной температуры воды, отпускаемой потребителям, часть воды из обратной линии по перемычке направляется в прямую линию. Количество воды, отбираемой из обратной линии в прямую, регулируется регулятором температуры сетевой воды.
В соответствии со схемой па рис. 10-2 можно написать следующие уравнения:

Решая совместно уравнения (10-4) и (10-5), получим

где G_в.к – количество сетевой воды, проходящей через водогрейный котел, т/ч; G_peц – количество сетевой воды, подаваемой рециркуляционным насосом, т/ч; G_c.в – количество обратной сетевой воды, подаваемой сетевым насосом, т/ч; G_pег – количество обратной сетевой воды, подаваемой регулятором через перемычку в линию прямой воды, направляемой потребителям, т/ч; t’_с.в – температура сетевой воды в обратной линии, °С; t’_в.к – температура воды на выходе из водогрейного котла, °С; t’_в.к – минимальная допустимая температура воды па входе в водогрейный котел, °С.

Из уравнения (10-7) ясно, что при t’c. в = t’в. к количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, равно нулю. С уменьшением температуры сетевой воды количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, увеличивается. При повышении температуры воды после водогрейного котла количество воды, подаваемой рециркуляционным насосом, уменьша-ется, но возрастает расход обратной сетевой воды через перемычку. Это уменьшает расход воды через водогрейный котел, что допустимо до определенных границ, при которых имеется опасность вскипания воды в котле. Поэтому температура воды после водогрейного котла t’_в.к должна приниматься не выше таких значений, при которых расход воды через водогрейный котел окажется ниже допустимого минимального. После расчета G_peц, по уравнению (10-4) проверяется значение G_в.к по уравнениям (10-5) и (10-6).

Рециркуляционный насос должен создавать напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление водогрейного котла и рециркуляционных трубопроводов. Напор, создаваемый рециркуляционным насосом, обычно составляет 150- 250 кПа.

Отечественные заводы выпускают самые разнообразные центробежные насосы с электрическим и паровым приводом (электронасосы и турбонасосы).В табл.10-1 приведены характеристики насосов, применяемых в качестве питательных, сетевых, подпиточных и рециркуляционных.

Подбираем сетевой питательный насос для котельной

Циркуляционные сетевые насосы для установки в котельной или отопления долгое время используются многими хозяевами частных домовладений и дач. Паровые поршневые насосы позволяют обеспечить помещение теплом в любое время года, поскольку они не зависят от коммунальных сетей.

Сетевой насос СЭ 1250-70-11

В этой статье мы расскажем, в чем заключается работа таких устройств для тепловых котлов, каковы особенности использования, и как правильно произвести расчет мощности напора, тепла и сопротивления трубопровода при покупке оборудования.

1 Как выбрать сетевой насос?

Питательный насос для циркуляции воды и тепловых котлов выбирается исходя из следующих нюансов:

количество тепла, которое потребуется для того, чтобы отопить здание;
расчет показателя теплоизоляции стен;
климатические условия региона, где проживает потребитель;
есть ли в здании оконные рамы и сколько их штук;
также подбор осуществляется с учетом структуры поверхности потолка и пола.

Чтобы правильно произвести расчет устройства для циркуляции воды, выбор агрегата для тепловых котлов осуществляется с выбором теплоносителя. Подбор этого элемента включает анализ свойств вязкости, теплоотдачи, а также теплоемкости. Чтобы работа тепловых котлов была наиболее эффективной и сбалансированной, сетевые насосы выбираются с учетом этих параметров.

1.1 Особенности использования

Расчет и подбор устройства для циркуляции воды должен осуществляться с учетом всех аспектов. К примеру, если вы купите насос СЭ 2500 60, а мощность вашей системы меньше, то циркуляционный агрегат будет потреблять на порядок больше электроэнергии. Кроме того, насос СЭ 2500 60 при работе в маломощной системе будет провоцировать появление шумов в трубах, а это свидетельствует о том, что питательный насос был выбран неправильно.

Пример установки сетевого насоса в котельной

Однако шум в трубах не всегда является следствием некорректной работы устройства циркуляции воды для котельной. Зачастую шум возникает в том случае, когда в батареях образовалась воздушная пробка. Процесс удаления воздушных пробок осуществляется с помощью специализированных клапанов, но это необходимо делать перед тем, как начать отапливать дом.

В том случае, когда в трубах отсутствует воздух, а система в целом запущена, питательный насос должен поработать какое-то время, после чего процесс удаления воздушной пробки повторяется еще раз. Затем насос СЭ 800 или другой марки следует отрегулировать еще раз, однако большая часть компаний выпускают циркуляционные устройства с функцией автоматической регулировки. Когда воздушная пробка удаляется полностью, а устройство регулируется, котельная будет готова к полноценной работе.

Если ваш циркуляционный паровой насос нерегулируемый, то первый запуск воды следует произвести на самый маленький напор. Регулируемые насосы СЭ для тепловых котлов нужно только настроить таким образом, чтобы была включена функция деблокировки – тогда устройство будет самостоятельно регулировать напор. Современные агрегаты для циркуляции воды оборудуются металлическим корпусом и керамическими подшипниками. Благодаря этому работа агрегата будет почти бесшумной.

1.2 Расчет мощности

Сетевые насосы установленные в котельной

Ниже мы расскажем, как правильно определить необходимые показатели, чтобы напор при работе устройства был наиболее оптимальным и мог прогреть весь дом.
к меню ↑

1.3 Тепло

Расчет тепла – это первое, что необходимо сделать, когда вы выбираете питательные насосы ПЭ. В первую очередь, чтобы работа тепловых котлов была более эффективной, необходимо произвести расчет площади здания, которое он будет отапливать. В соответствии с международными стандартами, расчет производится следующим образом:

На один квадратный метр дома, в котором расположено две квартиры, потребуется аппарат СЭ 800 100 Вт энергии или от другого производителя.
Для многоэтажных зданий можно приобрести циркуляционный насос СЭ 1250 70, аппарат СЭ 500 70 или любой другой циркуляционный насос, в котором мощность составит 70 Вт.

Если дом был построен с нарушением норм, то при расчете мощности следует использовать часть здания с повышенным уровнем потребления тепла. В том случае, если ваш дом или здание оснащено дополнительной теплоизоляцией, то для тепловых котлов этих систем можно использовать приводы потреблением от 30 до 50 Вт/ м² . В странах постсоветского пространства расчетом занимаются коммунальные предприятия по следующему принципу:

Небольшие здания (1-2 этажа) потребляют около 170 Вт/ м² в том случае, если температура воздуха составляет 25 градусов мороза. Если температура опустилась до -30, то этот показатель увеличивается до 177 Вт/ м² .
Если здание многоэтажное, то приводы тепловых котлов будут потреблять около 97-102 Вт/ м².

Теперь что касается выбора нужно производительности, которой должны обладать приводы.

Это может быть насос СЭ 1250 70, аппарат СЭ 500 70 или любой другой, расчет производительности осуществляется по формуле G=Q/(1.16xDT), где:

16 – это показатель удельной теплоемкости жидкости.
DT – это разница температурных режимов в подающем и обратном трубопроводе. Обычно данный показатель составляет около 20 градусов. В низкотемпературных системах он снижается до 10%, а если здание оснащено системой теплых полов – то только 5 градусов.

2 Расчет давления

Помимо вышеуказанного параметра, насос СЭ 1250 140 или любой другой привод должен создавать необходимое давление, то есть напор. Показатель на напор должен быть таким, чтобы жидкость могла без проблем циркулировать по системе. При проектировке нового здания расчет на напор будет сложно посчитать, чтобы результат был точным. Как правило, вся информация указывается в сервисной книжке на насос СЭ 500 или другой марки. Как рассчитать напор по формуле H=(RxL+Z)/p*g:

R – показатель сопротивления в ровной трубе;
L – общая длина трубопровода;
Z – показатель сопротивления арматуры;
р – плотность;
g – показатель ускорения свободного падения.

Учтите, данная формула вычисления напора актуальна исключительно для новых отопительных систем.
к меню ↑

2.1 Сопротивление трубопровода

Если вы решили приобрести насос СЭ 1250 140 или аппарат СЭ 800 100, либо от другого производителя, то нельзя забывать и о сопротивлении трубопровода. На практике специалистами было установлено, что этот показатель варьируется в районе 100-150 Па/м.

Обязательным перед установкой насоса будет расчет сопротивления трубопровода

Тогда напор, которым должен обладать насос СЭ 1250 140 или любой другой, должен составлять от 0.01 до 0.015 м на один метр трубы.

Также эксперты уверяют, что при прохождении воды через армированные участки, теряется около 30% от всей силы напора. Если же система дополнительно оснащена терморегулирующим вентилем, то этот показатель может быть увеличен на 70%.

Когда вы рассчитали все необходимые параметры, необходимо определиться с бюджетом и выбрать устройство, соответствующее полученным характеристикам. Если же такого агрегата нет, то характеристики должны быть, хотя бы примерно одинаковыми. Помните о том, что полученные числа – это показатели работы устройства при максимальных нагрузках.

Но поскольку необходимость в использовании устройств с большими нагрузками минимальная и может возникать только несколько раз в год, то при необходимости выбора более мощного или менее мощного агрегата, специалисты рекомендуют делать выбор в пользу менее мощного. На практике это никак не влияет на работу отопительной системы в целом.
к меню ↑

Применение преобразователей частоты для насосов в котельных

В качестве привода насосных агрегатов котельных применяются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они отличаются низкой стоимостью, оптимальным отношением масса/мощность, высокой надежностью и ремонтопригодностью.

Главный недостаток электрических машин такого типа – сложность регулирования скорости вращения. Температура и производительность котельных и тепловых сетей регулируется при помощи запорно-регулирующей арматуры или путем ввода и отключения дополнительных насосных агрегатов. При этом расход тепловой и электрической энергии во много раз превышает потребности потребителей, кроме того, резкое повышение или снижение давления часто приводит к гидроударам и авариям.

Модернизация привода насосов котельных установкой частотных преобразователей успешно решает проблемы снижения неоправданных потерь энергии. Частотно-регулируемый привод также позволяет автоматизировать технологические процессы производства и подачи тепловой энергии.

Ранее мы писали по связанным темам:

Функции преобразователей частоты

Современные преобразователи частоты для котельных – многофункциональные устройства. Они:

Обеспечивают ограничение пусковых токов при старте двигателей.
Позволяют плавно регулировать напор и давление в системе.
Автоматически управляют производительностью насосов в зависимости от реальных потребностей потребителей тепла.
Осуществляют отключение агрегатов при авариях и ненормальных режимах работы.
Позволяют автоматизировать работу котлов по заданной программе или событиям.

Частотные преобразователи также поддерживают базовые протоколы обмена данными, с их помощью можно осуществлять удаленный контроль и управление насосами котельных.

Устройства также имеют встроенную память для хранения данных о включениях, отключениях, ошибках и других событиях.

Применение частотных преобразователей для сетевых насосов

Сетевые насосы предназначены для обеспечения циркуляции теплоносителя от котла к потребителям и обратно. Использование частотно-регулируемого привода:

Позволяет автоматически поддерживать давление в сети в соответствии с заданной программой.
Обеспечивает переменную работу насосных агрегатов по наработанным часам. Преобразователи также автоматически подключают резервные насосы при недостаточной производительности или авариях основных.
Осуществляет плавный пуск и остановку, без риска гидроударов.
Позволяет осуществлять удаленный контроль и управление, корректировку текущих характеристик.

Частотные преобразователи также защищают двигатели от перегрузок, перепадов напряжения, несимметричной нагрузки, аварийных режимов и передают информацию на пункт диспетчеризации.

Применение преобразователей частоты для подпиточных насосов

Подпиточные насосные агрегаты служат для поддержания гидростатического режима обратной линии тепловой сети. Насосы работают с переменной нагрузкой, использование частотных преобразователей позволяет повысить надежность, синхронизировать производительность с фактическими потребностями. Частотные преобразователи:

Регулируют напор в соответствии с реальной нагрузкой.
Обеспечивают отключение агрегатов при авариях, автоматическое включение и отключение резервных насосов.
Осуществляют передачу данных о рабочих характеристиках и режимах на диспетчерский пульт и контроллер управления.

Использование схемы управления на базе преобразователей частоты позволяет отказаться от регулирующего клапана.

Применение преобразователей частоты для питающих насосов

Питающие насосы используются для подачи сырой воды от станции подготовки в барабан парового котла или к водогрейному агрегату. Схемы автоматизации с использованием частотных преобразователей позволяют:

Реализовать алгоритмы управления с обратной связью по уровню воды в барабане или давлению в питающей магистрали.
Обеспечить защиту двигателя от коротких замыканий, перегрузок, перепадов напряжения.
Передавать текущие значения технологических параметров на пульт оператора.

Частотно-регулируемые приводы питающих насосов также легко встраиваются в комплексные многоуровневые системы АСУТП котельных.

Применение преобразователей частоты для насосов сырой воды

Насосы сырой воды предназначены для поддержания требуемого напора перед устройством водоподготовки, подачи воды в деаэратор. Использование частотно-регулируемого привода:

Позволяет поддерживать давление, необходимое для качественной очистки воды.
Синхронизировать поступление воды в систему с фактическими потерями теплоносителя.

Применение частотных преобразователей для ГВС

Насосы ГВС применяют для подачи нагретой воды в двухконтурных системах отопления. Главная Особенность систем ГВС – переменный расход. Установка частотных преобразователей позволяет:

Решить проблемы регулирования производительности в зависимости от потребления горячей воды и сезона.
Реализовать параллельную и попеременную работу в автоматическом режиме нескольких насосных агрегатов.
Обеспечить регулирование с обратной связью по температуре воды.

Использование ПЧ также повышает устойчивость системы автоматического регулирования и значительно снижает потребление электроэнергии при низком расходе горячей воды.

Преимущества преобразователей частоты для насосов котельных

Применение электроприводов на основе преобразователей частоты для насосов:

Снижает эксплуатационные затраты. Экономия достигается за счет снижения износа насосов и электродвигателей, уменьшения количества аварий и гидроударов.
Экономит электроэнергию. Преобразователи частоты осуществляют регулирование производительности и напора насосов в зависимости от реальных потребностей. Их применение позволяет отказаться от схем с задвижками и дросселями. Использование частотных преобразователей снижает потребление электроэнергии на 20-50%.

Преобразователи частоты также снижают уровень шума в машинном зале, упрощают аппаратную реализацию защиты и автоматизации насосных агрегатов, а также значительно снижают нагрузку на электрическую сеть. Эффективность модернизации электропривода зависит от специфики котельной. Согласно типовым технико-экономическим расчетам, средний срок окупаемости частотных преобразователей для котельных составляет 1,5-2 года.

Вы здесь:
Главная
Блог
На каких насосах в котельных можно использовать преобразователи частоты. Каковы плюсы частотного регулирования насосных агрегатов в котельных