По своему назначению насосы подразделяются на циркуляционные (сетевые), подпиточные, рециркуляционные (подмешивающие) и питательные.

Циркуляционные насосы предназначены для перемещения теплоносителя по замкнутому контуру от источника теплоты к нагревательным приборам. Подачу насосов D м 3 /с. определяют по формуле

D=Q расч /С∆t расч

Q расч - максимальная теплопроизводительность котла, кВт (ккал/ч); С - теплоемкость воды, кДж/м 2 -град (ккал/м 3 xград); ∆tрасч= t расч (пер)-t расч (обр)- принятый расчетный перепад температур между горячей и обратной водой, °С

Необходимый расчетный набор Нрасч, м, создаваемый сетевыми насосами, определяют по формуле

Н расч =Н к +Н нг +Н нс

где Н к -потери напора на преодоление сопротивления сети в котельной, м; Н нг - потери напора на преодоление сопротивления в наружных телосетях, м; Н нс -потери напора на преодоление сопротивления в местной системе отопления.

В водогрейных котлах при закрытых системах теплоснабжения обычно устанавливают два циркуляционных насоса: один рабочий, другой - резервный. Для восполнения утечек в системе теплоснабжения используют два подпиточных насоса: один рабочий, другой - резервный (рис. 45). Подача подпиточного насоса обычно равна 1 - 2 % часового расхода сетевой воды. Напор, создаваемый подпиточными насосом в зависимости от температуры воды в системе, находится в пределах 30-60 м. Подпиточные насосы присоединяют во всасываещую магистраль сетевых насосов.

Рисунок 45. Схема установки насосов и их обвязка в водогрейной котельной. 1 - циркуляционные и сетевые насосы; 2 - водогрейные котлы; 3 - подмешивающие или рециркуляцинонные насосы; 4 - подпиточные насосы; 5 - перемычка для расхолаживание воды, поступающей в тепловую сеть

Чтобы избежать выпадения росы на конвективных поверхностях водогрейных котлов в отопительных котельных устанавливают рециркуляцинонные (подмешивающие) насосы. Производительность рециркуляционных насосов для закрытых систем теплоснабжения определяют при температуре окружающего воздуха tн = 0°С, а расчетный напор -в зависимости от гидравлического сопротивления рециркуляционного кольца.

В паровых котельных низкого давлении (Р≤0,07 МПа; 0,7 кгс/см 2) для питания котлов устанавливают питательные насосы (рис. 46), как правило, два центробежных: один - рабочий, другой - резервный, которые должны работать под заливом. Подача каждого насоса должна быть не менее 100 %-ной максимальной подачи всей котельной. Расчетный напор питательного насоса Ннас, кПа (м), определяют по эмпирической формуле

Н нас =1,15Р+Н сет или Н нас = 1,15x10P+Н сет

где Р - рабочее давление в котлах, кПа (ати); Н сет - сопротивление всасывающего к нагнетательного трубопроводов, включай статистический напор между осью насоса и местом ввода воды в котел (обычно Н сет -98-196 кПа; 10-20 м).

При паропроизводительности котельной менее 0,14 кг/с устанавливают один центробежный и один резервный ручной питательный насосы, а для котлов с паропроизводительностью до 4,2x10 -2 кг/с пара -только один ручной насос.

Мощность навалу центробежного насоса N, Вт, определяют по формуле

N=D н Н н /ȵ а

где D n - расчетная подача насоса, м 3 /с; Нн - расчетный напор, Па; ȵ а - КПД насоса

Рисунок 46. Схема установки насосов и их обвязка в паровой котельной низкого давления Р≤ 0,07 Мпа (0,7 кгс/ см 2). 1 - конденсационный бак; 2 - плавающие деревянные крышки, для уменьшения поглощения кислорода из воздуха; 3 - промежуточная перегородка; 4-питательный насос; 5 - ручной насос

Центробежные насосы нагнетают воду под действием центробежной силы, развиваемой при их вращении. Частота вращения рабочего колеса составляет 1500-3000 мин -1 . Перед работой центробежный насос должей быть заполнен водой, для чего на нагнетательной линии устанавливают воронку с вентилем.

В производственных помещениях и цехах используется промышленное насосное оборудование для котельных. Благодаря его применению можно достичь экономии средств на отоплении за счет быстрого перемещения теплоносителя по трубам. Кроме этого, насосы позволяют обеспечивать даже самые удаленные от котельной здания горячей водой. Они создают в системе необходимое давление жидкости, благодаря которому теплоноситель перемещается по трубопроводу.

Все насосы являются энергетическими машинами, которые для перемещения жидкости по трубопроводу повышают ее давление путем статического или динамического воздействия. Они разделяются на две основные группы: динамические и объемные. К первой группе относятся устройства, которые перемещают жидкость за счет гидродинамических сил. Объемные же насосы работают за счет создания поверхностного давления путем изменения рабочей камеры.

Насосы для котлов и других целей

Две основные группы насосов включают в себя множество подвидов. Так, динамические модели могут быть: центробежными и осевыми, инерционными, вихревыми, червячными и дисковыми. Объемные: ротационные и возвратно-поступательного действия.

Чтобы правильно подобрать насосное оборудование, нужно знать ответы на следующие вопросы:

• какой расход жидкости и под каким давлением планируется перекачивать;
• условия эксплуатации, где и при каких температурах будет использоваться насос - в помещении или на открытом воздухе;
• для каких целей используется оборудование. Так характеристики, которыми обладают насосы для котлов значительно отличаются от параметров устройств, предназначенных для подачи воды из скважин или откачки сливной жидкости;
• информацию об используемой жидкости: наличие твердых частиц и размер их фракции, вязкость, токсичность и другие параметры.

Применительно к системам отопления и подачи горячей воды наиболее оптимальным вариантом являются циркуляционные насосы. Они способствуют постоянной циркуляции теплоносителя в контуре отопления, за счет этого повышается теплоотдача и эффективность работы котельной. Использование циркуляционных насосов оптимизирует тепловой режим в производственных помещениях, тем самым сокращаются энергозатраты и увеличивается срок службы отопительного оборудования.

Компания ТПК «Европейские инженерные системы» предлагает циркуляционные насосы, отвечающие следующим требованиям: бесшумная работа, надежность, низкое энергопотребление и длительный срок службы. Вся продукция изготовлена мировыми лидерами насосостроения, которыми являются немецкие и итальянские компании.

Основные параметры насосов

Для более детального подбора насоса необходимо знать, на какие параметры в первую очередь обращать внимание. Для любой модели оборудования это - напор «Н» и подача «Q». Зная два эти параметра, можно свободно подбирать насос для планируемых целей.

Напор - это разность энергий жидкости при входе в насос и после выхода из него, он рассчитывается в метрах водяного столба. Еще эту величину называют давлением воды на выходе.

Подача - это объем жидкости, который насос передает за единицу времени. Параметр определяется в литрах за секунду или метрах кубических в час.

ТПК «Европейские инженерные системы» поставляет промышленные насосы с большим диапазоном основных технических характеристик, которыми являются напор и подача.

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.

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.

К атегория: Монтаж котлов

Оборудование сетевых установок и горячего водоснабжения

Сетевые и рециркуляционные насосы. Для подачи горячей воды потребителю, в котельных используют сетевые насосы, обеспечивающие непрерывное движение воды в тепловых сетях.

Сетевые насосы устанавливают на обратной линии тепловых сетей, где температура сетевой воды не превышает 70 °С. В паровых котельных сетевые насосы подают воду, возвращаемую от потребителя, в систему подогревателей, после которых она с температурой 150 °С направляется в линию прямой сетевой воды - к потребителю. В водогрейных котельных обратная сетевая вода прокачивается сетевыми насосами через котлы и, нагретая до той же температуры, подается к потребителю. Выбор соответствующих насосов и режим их работы зависят от гидравлического сопротивления системы котельная - потребитель.

В котельных малой и средней мощности в качестве сетевых насосов применяют насосы типа К, Д, ЦН.

Центробежный консольный одноступенчатый насос типа К одностороннего всасывания с горизонтальным осевым подводом жидкости к рабочему колесу (рис. 57) состоит из спирального корпуса, к которому крепится всасывающий патрубок У, служащий одновременно крышкой. Рабочее колесо крепится на валу 5 гайкой с левой резьбой для предотвращения самоотвинчивания. Все детали корпуса и рабочее колесо отлиты из чугуна.

При вращении рабочего колеса, выполненного из двух соединенных лопатками дисков, вода под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса наружу через нагнетательный патрубок. В переднем диске выполнено входное отверстие, а в заднем для выравнивания осевого усилия имеются разгрузочные отверстия. Рабочее колесо имеет уплотняющие пояски, которые в паре с защитными кольцами, запрессованными в корпусе и всасывающем патрубке У, образуют уплотнение для уменьшения перетока жидкости из области высокого давления в область низкого давления. Спиральный корпус служит для преобразования кинетической энергии жидкости после рабочего колеса в энергию давления.

Сальниковое уплотнение вала выполнено в виде отдельных колец из хлопчатобумажного пропитанного шнура, которые установлены с относительным смещением разреза на 120°. Втулка защищает вал, установленный на двух подшипниках в опорном кронштейне, от изнашивания.

Насосный агрегат (рис. 58) включает в себя насос У, размещенный в сборе с электродвигателем на фундаментной плите. Вращение ротору насоса передается от электродвигателя через муфту, огражденную щитком.

Центробежный горизонтальный одноступенчатый насосный агрегат двустороннего всасывания состоит из насоса типа Д и соединенного с ним муфтой электродвигателя, которые установлены на фундаментной плите. В нижней части корпуса насоса горизонтально расположены всасывающий и нагнетательный патрубки, направленные в противоположные стороны под углом 90° к оси насоса. Такое расположение патрубков и горизонтальный разъем корпуса позволяют разбирать насос, осматривать и заменять рабочие органы, не снимая насос с фундамента и не демонтируя двигатель и трубопроводы.

Рис. 1. Продольный разрез центробежного насоса типа К: 1,3 - патрубки, 2 - корпус, 4 - рабочее колесо, 5 - вал, 6 - сальниковое уплотнение, 7 - втулка, 8 - крышка сальника, 9 - кронштейн, 10 - подшипники, 11 - кольца

Насосные агрегаты завод-изготовитель поставляет в сборе с электродвигателем на фундаментной плите.

Рис. 2. Насосный агрегат с центробежным насосом типа К: 1 - насос, 2 - муфта, 3 - электродвигатель, 4 - фундаментная плита

Рис. 3. Горизонтальный одноступенчатый центробежный насосный агрегат типа Д: 1 - корпус, 2- подшипниковые опоры, 3 - узлы уплотнения, 4-рабочее колесо, 5 - муфта, 6 - электродвигатель, 7 - фундаментная плита, 8, 11- патрубки, 9 - крышка, 10 - вал

Центробежные насосы типа ЦН, применяемые в качестве сетевых, имеют аналогичную насосам типа Д конструкцию.

В водогрейных котельных, чтобы уменьшить интенсивность наружной коррозии труб стальных водогрейных котлов, необходимо поддерживать температуру воды на входе в котлы выше температуры точки росы дымовых газов. Для этого в котельных устанавливают рециркуляционные насосы, повышающие температуру воды на входе в котел путем подмешивания горячей воды из линии прямой сетевой воды за котлом. С помощью клапанов регулируют температуру воды на входе и выходе из котла.

В качестве рециркуляционных насосов применяют центробежные насосы типа НКУ, имеющие аналогичный насосам типа К осевой подвод жидкости и поставляемые в комплекте с электродвигателем на общей раме.

В тех случаях, когда напор, создаваемый насосом с одним рабочим колесом, недостаточен, применяют многоступенчатые насосы. В таких насосах рабочая жидкость проходит последовательно через два или несколько колес, при этом создаваемый напор равен сумме напоров, развиваемых каждым колесом.

Одноступенчатые центробежные насосы применяют для прокачивания воды через фильтры водоподготовки, системы теплоснабжения и в других случаях, когда не требуется высокое давление рабочей среды. Многоступенчатые насосы используют для подачи питательной воды в котел.

Рис. 4. Схема установки рециркуляционных насосов: 1, 5 - соответственно обратная и прямая сетевая вода, 2-сетевой насос, 3 - водогрейный котел, 4 - рециркуляционный насос, 6 - регулирующие клапаны

В маркировке насосов цифры, следующие за буквенным обозначением типа насоса, означают подачу (производительность, м3/ч) и напор (м вод. ст.). Например, производительность насоса Д200-95 200 м3/ч, а напор - 95 м вод. ст.

Грязевики. В котельных перед сетевыми насосами (на всасывающей линии) устанавливают грязевики, принцип действия которых основан на резком снижении скорости движения воды, в результате чего взвешенные частицы оседают на дно.

Грязевик состоит из корпуса, изготовленного из стальной трубы, входного и выходного патрубков. Последний оборудован съемным фильтром. Отстой удаляют с помощью кранов.

Подогреватели. Аппараты, в которых осуществляется процесс передачи теплоты от среды с более высокой температурой к среде с более низкой температурой, называют теплообменниками или подогревателями.

В котельных, как правило, применяют подогреватели поверхностного типа. Поверхность теплообмена образуют трубы, расположенные внутри корпуса теплообменника. Через стенки груб теплота передается от греющей среды к нагреваемой.

В зависимости от греющей среды теплообменники бывают пароводяными (греющая среда - пар) и водоводяные (греющая среда - вода).

Пароводяной подогреватель представляет собой горизонтальный аппарат жесткой конструкции с эллиптическими или плоскими днищами. В верхней части корпуса расположена кольцеобразная труба для установки манометра и воздушный вентиль. Трубная система 6 выполнена из латунных труб диаметром 16X1 мм, которые развальцованы в трубных досках, приваренных к корпусу.

Пар, подаваемый через верхний штуцер в межтрубное пространство, конденсируясь, нагревает воду, циркулирующую в трубках. Конденсат отводится через нижний патрубок. Нагреваемая вода поступает и выходит через штуцера в камере теплообменника.

Маркировка пароводяного подогревателя, например ПП2-24-7-1У, означает: ПП - подогреватель пароводяной; 2- исполнение подогревателя с плоскими днищами (1 - с эллиптическими днищами); 24 - округленная площадь поверхности нагрева, м2; 7 - рабочее давление греющего пара, 0,1 МПа; IV - количество ходов по воде.

Водоводяной секционный подогреватель состоит из корпуса, выполненного из стальной бесшовной трубы и заключенного в нем трубной системы из латунных труб диаметром 16X1 мм, длиной 2000 или 4000 мм, которые развальцованы в глухих фланцах 5. Смежные секции соединяются гнутыми калачами 6 на фланцах. Маркировка водоводяного подогревателя, например 4-76Х2000-Р-2 означает: 4 - номер подогревателя; 76 - наружный диаметр корпуса, мм; 2000 - длина труб, мм; Р - разъемное исполнение подогревателя; 2 - количество секций.

Рис. 5. Грязевик: 1 - корпус, 2, 4 - патрубки, 3 - воздушный кран, 5 - фильтр, 6 - кран

Рис. 6. Двухходовой пароводяной подогреватель: 1,9 - камеры. 2 - вентиль, 3 - вход пара, 4 - труба манометра, 5 - корпус, 6 - трубная система, 7 - трубопровод к деаэратору, 8 - крышка, 10 - выход конденсата, 11 - опора

Рис. 7. Водоводяной двухсекционный подогреватель: 1,2 - вход и выход нагретой воды, 3,8 - вход и выход греющей воды, 4 - трубы, 5 - фланцы, 6 - калач, 7 - корпус

Водоводяные секционные подогреватели с блоками опорных перегородок в настоящее время широко распространены (рис. 64). Каждая перегородка выполнена из латуни в виде части круга с отверстиями под трубки, причем соседние перегородки, расстояние между которыми 350 мм, смещены одна относительно другой на угол 60° и соединены по периферии стержнями. Опорные перегородки соединяются между собой в блок и крепятся к корпусу подогревателя кольцами.

Рис. 8. Блок опорных перегородок секции водоводяного подогревателя: 1 - перегородка, 2 - стержень, 3 - кольцо

Рис. 9. Блок сетевых насосов: 1,2 - трубопроводы, 3 - насос, 4 - грязевик, 5 - металлоконструкция

При применении блоков опорных перегородок с накатанными латунными трубками в два раза повышается тепловая мощность и значительно увеличивается срок службы подогревателя.

Блоки сетевых установок горячего водоснабжения. В котельной подогреватели сетевой воды и сетевые насосы, составляющие комплекс оборудования сетевой установки, компонуют в токи.

Рис. 10. Блок подогревателей сетевой воды БПСВ-14: 1,2 - подогреватели, 3 - металлоконструкция

В блоки сетевых насосов входят грязевик, общая опорная металлоконструкция, всасывающие и напорные трубопроводы, оснащенные скользящими и неподвижными опорами, трубопроводная арматура, электротехнические приборы, а также приборы контроля и автоматики.

Блок подогревателей сетевой воды БПСВ-14 производительность 14 Гкал/ч, предназначенный для подогрева сетевой воды до температуры 150 °С, включает в себя систему пароводяных и водоводяных подогревателей, опорную металлоконструкцию, лестницы и площадки обслуживания, трубопроводную обвязку с арматурой, приборы КИП и А.

Крупноблочная установка горячего водоснабжения КБУГВ служит для приготовления воды температурой 70 °С в системе централизованного горячего водоснабжения. Установка состоит из двух транспортабельных блоков (верхний и нижний), включающих в себя насосы, бак рабочей воды, водоводяные подогреватели, трубопроводы, арматуру, а также приборы контроля и автоматики.

Все оборудование установки размещено внутри объемных металлоконструкций. Нижний блок оборудован монорельсом с ручной талью для выемки электродвигателей с целью ремонта или замены.

Перед отправкой на объект проводят гидравлические испытания блоков сетевых установок и установок горячего водоснабжения и наносят тепловую изоляцию на них.

В настоящее время в котельных применяют унифицированную серию агрегированных блоков оборудования технологической части и установок водоподготовки.

- Оборудование сетевых установок и горячего водоснабжения