Методика подбора насосов с учетом плотности, вязкости, особенностей перекачиваемой жидкости и установки насосов в системе трубопроводов
24 октября 2024 г
Методика подбора насосов с учетом плотности, вязкости, особенностей перекачиваемой жидкости и установки насосов в системе трубопроводов
Рассматривается методика подбора динамических (центробежных и дисковых) насосов с учетом плотности, вязкости, особенностей перекачиваемой жидкости и установки насосов в системе трубопроводов.
Штампосварные насосы из нержавеющей стали типов ОНЦ, ХМ, ХМс, ОНЛ.
Центробежные насосы ОНЦ, ХМ, самовсасывающие ОНЦс, ХМс и дисковые (ламинарные) ОНЛ для вязких жидкостей.
Для пищевой промышленности, химических и нефтяных предприятий, ЦБК, Водоканалов.
Программы расчета трубопроводов и пересчета заводских энергетических характеристик базовых типоразмеров насосов с учетом новых значений подачи, напора, плотности, вязкости.
Замена импортного насосного оборудования.
Ключевые слова: пищевые, химические, вязкие жидкости, дисковые насосы, ламинарные насосы, самовсасывающие насосы. ОНЦ, ХМ, ХМс, ОНЛ.
Методика подбора динамических (центробежных и дисковых) насосов.
Программы расчета трубопроводов и пересчета заводских энергетических характеристик базовых типоразмеров насосов.
Delivery of pumping equipment to the Customer's enterprises Pumps ONC, HM, HMs, ONL
Viktor A. Benderovich, Technical Director of Pumps and Seals LLC Valery M. Tabunov, Lead Engineer of Pumps and Seals LLC E-mail: info@t2100.ru
Annotation The method of selecting dynamic (centrifugal and disc) pumps is considered, taking into account the density, viscosity, characteristics of the pumped liquid and the installation of pumps in the pipeline system.
Die-welded stainless steel pumps of types ONC, HM, HMs, ONL.
Centrifugal pumps ONC, HM, self-priming Ncc, HMs and disc (laminar) It is suitable for viscous liquids.
For the food industry, chemical and oil companies, central processing plants, Water utilities.
Programs for calculating pipelines and recalculating factory energy characteristics of basic pump sizes, taking into account new values of supply, pressure, density, viscosity.
Replacement of imported pumping equipment.
Keywords: food, chemical, viscous liquids, disc pumps, laminar pumps, self-priming pumps. ONTS, HMM, HMs, ONL. The method of selection of dynamic (centrifugal and disc) pumps. Programs for calculating pipelines and recalculating factory energy characteristics of basic pump sizes.
Реферат
Методика подбора динамических (центробежных и дисковых) насосов помогает на основе Опросного листа подобрать необходимый насос и сформировать пакет документов для предоставления Заказчику.
Рассматриваются примеры подбора для основных типов насосов ОНЦ, ХМ, ХМс, ОНЛ.
Для этого используется база данных заводских энергетических испытаний с учетом чертежей проточной части насоса.
Программа расчета трубопроводных систем позволяет рассчитать (уточнить) необходимый напор насоса при заданной подаче.
Из базы данных насосов по основным критериям выбирается базовый типоразмер насоса.
Далее с помощью программ пересчета корректируется энергетическая характеристика базового насоса с учетом плотности, вязкости и особенностей жидкости для заданной подачи.
Подбирается мощность электродвигателя, завод изготовитель, тип торцевого уплотнения и схема его установки. Выбираются диаметры патрубков и тип фланцев. Указывается информация по используемым датчикам: уровня и давления затворной жидкости, температуры подшипников, вибрации.
С учетом выбранных данных формируется габаритный чертеж насосного агрегата с присоединительными размерами и весом.
Оперативно используется и дополняется опыт предыдущих разработок.
Время оформления документов для Заказчика уменьшается с 5…7 дней до 1 дня.
Предприятие «Насосы и Уплотнения» разрабатывает, изготавливает, поставляет и обслуживает насосы на заводах большинства отраслей промышленности.
Насосы поставляются для пищевой промышленности, химических и нефтяных предприятий, ЦБК, Водоканалов.
Это центробежные насосы ОНЦ, ХМ, самовсасывающие ОНЦс, ХМс и дисковые (ламинарные) ОНЛ для вязких жидкостей.
Конструкция насосов в основном штампосварная из нержавеющей стали. Исполнение – моноблочное, позволяет обеспечить малые габариты и вес. Насосы не требуют специального фундамента.
Поле насосов
Насосы по подаче и напору соответствуют стандартному ряду по ИСО и ГОСТ.
Подача до 100 м3/ч
Напор до 80 м
Быстроходность от 23 до 186
Комплектуются электродвигателями от 0,55 кВт до 45 кВт
Входной и выходной патрубки Ду 20 до Ду 100
Давление до 10 бар.
Исполнение насосов может быть общепромышленным и взрывозащищенным.
С одинарным и двойным торцевым уплотнением.
Изготавливая базовые типоразмеры насосов, можно перекрыть все поле, но на практике часто нужны насосы с существенными отклонениями по подаче, напору и мощности электродвигателя.
Иногда нужно изменять и диаметры патрубков насоса под существующие трубы и фланцы.
Крупные насосные заводы, как правило это не учитывают в силу серийности производства и технологии изготовления (литье).
В нашей номенклатуре, основываясь на базовых типоразмерах мы стараемся учитывать эти требования и подбирать (проектировать) насос на конкретную позицию. Тем самым увеличивая номенклатуру насосов, покрывающих поле, на порядок.
Основные заказчики – это пищевые, химические и нефтяные предприятия, конкретные цеха и позиции, а также проектные организации.
Постановка задачи
В настоящее время стоит задача уменьшить срок подготовки предложения Заказчику.
При этом используя максимальный набор данных, характеристик и комплектующих.
В основе этой задачи находятся заводские характеристики и проточные части уже изготовленных насосов.
Для формирования предложения Заказчику по насосу, необходимо учитывать десятки различных параметров. Таких как технология производства, особенности конструкции насоса, материалы, комплектующие, параметры, сведения о перекачиваемой жидкости и категории размещения, технологии производства, где насос будет работать, кавитационный запас насоса и ряд других.
Эта работа достаточно трудоемкая и длительная, требует инженерной квалификации и комплексного системного подхода.
Для решения этой задачи предлагается использовать ряд программ, которые помогают в несколько раз сократить сроки выполнения, а также сформировать предложение и подготовить данные для Паспорта и Руководства по эксплуатации насоса.
Это позволяет формализовать работу по подбору насоса, обратить внимание на необходимые параметры, которые нужно учесть. А также сохранить набор данных для дальнейшей корректировки или дополнения.
Этот комплекс программ работает с протоколами заводских испытаний насосов за последние несколько лет и учитывает геометрию проточной части, конструкцию насоса и перекачиваемую жидкость.
Методика подбора насосов с учетом плотности, вязкости, особенностей перекачиваемой жидкости и установки насосов в системе трубопроводов
Поставка насоса начинается с оформления Опросного листа на конкретную позицию, где указывается перекачиваемая жидкость, необходимые подача и напор насоса, длина и диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов, установленная арматура и наличие различных устройств (фильтр, теплообменник и т.д.).
Подбор насоса начинается с Опросного листа.
Как правило, Заказчик указывает подачу и необходимый напор насоса. Часто эти данные берутся с шильдика старого насоса, и они не всегда соответствуют требуемым для данной системы трубопроводов.
Поэтому сначала мы рассчитываем необходимый напор насоса по геометрии трубопроводов.
Учитывается вязкость перекачиваемой жидкости и кавитационный запас насоса.
В расчете отображается располагаемый кавитационный запас системы. И проверяется возможность применения насоса.
Подбор насоса по Опросному листу можно разделить на два варианта.
Первый вариант наиболее частый – это подбор на стандартные (условно простые) условия.
Насосы ОНЦ – центробежные, с кольцевым отводом и рабочими колесами закрытого и открытого типа. Патрубки под гайку. Материал – сталь 304 (исполнение «К») и сталь 316 (исполнение «Е»). Уплотнение вала – одинарное, двойное без давления (план 52) и двойное с давлением (план 53А).
Исполнение – общепромышленное и взрывозащищенное.
Обычно это насосы для воды или нейтральных жидкостей без включений.
Например: ОНЦ 25/30К5-5,5-2
Необходимо учесть сопротивление трубопроводов, свойства жидкости для подбора торцевого уплотнения.
Если жидкость склонна к отложениям, то применяется двойное торцевое уплотнение без давления (план 52).
Например: ОНЦ 25/30К55А-5,5-2
Если жидкость имеет свойства кристаллизоваться, то применяется двойное торцевое уплотнение с промывкой.
Например: ОНЦ 25/30К55-5,5-2
Для жидкостей с плотностью, отличающейся от воды в большую сторону, необходимо учесть повышение мощности насоса и соответственно электродвигателя.
Например: ОНЦ 25/30К55А-7,5-2
Как уже говорилось – это простые условия подбора насоса и дополнительно здесь, для более точного получения напора, можно сделать подрезку рабочего колеса стандартного насоса.
Например: ОНЦ 25/30аК55А-7,5-2
Или учитывая перекачиваемую среду – выбрать закрытое или открытое рабочее колесо.
Были предложены следующее исполнения насосов.
№ 419-23 ОНЦ 50/50а К5 (11 х 3000)
Подача 40 м3/ч
Напор 46 м
Перекачиваемая среда: Растительное масло с отбельной глиной (27 сСт), плотность 920 кг/м3
Температура 20 °C
 |
  |
Одинарное торцевое уплотнение 0280 2100S RS/SicSicV/M
№456-23 ОНЦ 12,5-20 К55А (1,5х3000) Водочная компания
Подача 12,5 м3/ч
Напор 20 м
Перекачиваемая среда: Сахарный сироп (1 сСт), плотность 1100 кг/м3
Температура 80 °C
 |
 |
Двойное торцевое уплотнение с автономным бачком затворной системы.
Двойное уплотнение по схеме тандем. Барьерная жидкость без давления (План 52).
Уплотнение с резиновым сильфоном 0250 2100S RS/SicSicN/M+0250 2100S RS/CarSicN/M
№273-24 ОНЦ 25-30 К55А (5,5х3000) Пивоваренный завод
Подача 25 м3/ч
Напор 30 м
Перекачиваемая среда: Пивное сусло (3 сСт), плотность 1050 кг/м3
Температура 80 °C
  |
 |
Двойное торцевое уплотнение с автономным бачком затворной системы.
Двойное уплотнение по схеме тандем. Барьерная жидкость без давления (План 52).
Уплотнение с резиновым сильфоном 0280 2100S CarCerN/M + 0280 2100S CarCerN/M
В насосах применяются уплотнения в дизайне «Джон Крейн», «Бургманн», «Ассил»
|
Резиновый сильфон тип 2100, MG12, 502, B09U, B05U |
  |
|
Кольцом круглого сечения (О-ринг) тип 58, M01SU, V03SU |
 |
|
Фторопластовый клин тип 59, M01U, M03U |
 |
|
Открытая пружина тип Hilge, T03U |
 |
|
Открытая пружина тип U3, R3, T04DU, T04U |
 |
|
Картридное уплотнение 5620, Cartex DE, CKD |
 |
|
Картридное уплотнение для тяжелых условий SB, BB174 |
 |
Второй вариант – это подбор на сложные условия.
Это пищевые, химические жидкости, целлюлоза, отходы производств, абразив и большие включения до 60 мм, вязкость до 100 000 сСт, плотность до 2500 кг/м3, температура до 300 градусов С, низкие значения кавитационного запаса и т.д.
При подборе насоса, кроме указанных критериев учитывается также особенности технологии производства.
Рассмотрим конкретные примеры и особенности подбора насосов ХМ и требования Заказчика.
Насосы ХМ – центробежные, с кольцевым отводом и рабочими колесами закрытого и открытого типа. Фланцевые патрубки. Материал – сталь 304 (исполнение «К») и сталь 316 (исполнение «Е»). Уплотнение вала – одинарное, двойное без давления (план 52) и двойное с давлением (план 53А).
Исполнение – общепромышленное и взрывозащищенное.
|
Заказ № 356 от 06.12.2022 (16 штук) ХМ 25/50 К-55Б-2-59U 11,0-2Е Подача 25 м3/ч Исполнение двигателя Взрывозащищенное Рабочее колесо Открытое Двигатель отечественый взрывозащищенный УХЛ1 IP54 - ExII Gb c IIB T4 |
Особенности. Температура -60 С. Требования заказчика. Минимальные габариты насоса. Насос с компактным встроенным бачком для работы двойного уплотнения.
|
|
Заказ № 269 от 10.07.2024 ХМ 50/30К-55А-1-58U -О 7,5-2Е Подача 50 м3/ч |
Особенности. Возможность застывания перекачиваемой жидкости. Требования заказчика. Контроль уровня барьерной жидкости. Насос с рубашкой обогрева корпуса (вода или пар). Автономный бачок с датчиком уровня барьерной жидкости.
|
|
Заказ № 24 от 23.01.2024 ХМ 80/30 К55А-1МС 15,0-2Е Подача 80 м3/ч Рабочее колесо Закрытое Уплотнение двойное 0320 609 RS/CarSicGrafoil/BP + 59U Перекачиваемая среда тормозная жидкость Патрубки фланцевые "шип-паз" с фторопластовыми прокладками. |
Особенности. Высокая температура перекачиваемой жидкости (+170 С). Требования заказчика. Универсальность применения насоса. Работа на нескольких позициях с различными температурными режимами. Насос с высокотемпературным уплотнением тип 609 – сварной металлический сильфон с вторичным уплотнением из терморасширенного графита. |
|
Заказ № 285 от 04.08.2023 ХМ 30/15 К55А-1ФК 4,0-2Е Подача 30 м3/ч |
Особенности. Перекачиваемая среда и высокая температура (+140 С). Требования заказчика Нет специальных требований Насос с двойным уплотнением без давления (план 52). Уплотнение к продукту тип 59U – фторопластовый клин.
|
|
Заказ № 421 от 14.11.2023 замена герметичного MDM25-2253EKKF075I ХМ 3,6/72 К55АБ 7,5-2 Подача 3,6 м3/ч Температура 20 °C |
Особенности. Относительно высокий напор. Требования заказчика. Замена герметичного импортного насоса MDM25 Насос с двойным уплотнением. Фланцы насоса как у заменяемого.
|
Особенности подбора насосов ХМс и требования Заказчика.
Насосы ХМс – центробежные самовсасывающие с рабочими колесами закрытого и открытого типа. Фланцевые патрубки. Материал – сталь 304 (исполнение «К») и сталь 316 (исполнение «Е»). Уплотнение вала – одинарное, двойное без давления (план 52) и двойное с давлением (план 53А).
Исполнение – общепромышленное и взрывозащищенное.
Самовсасывание происходит по принципу рециркуляции перекачиваемой жидкости. В начальный момент пуска смесь жидкости с захваченным воздухом подается в напорный патрубок. Далее более легкий воздух поднимается вверх, а жидкость остается в корпусе насоса и процесс продолжается.
Таким образом создается разряжение и воздух откачивается из всасывающего патрубка. Жидкость постепенно поднимается к насосу и начинается перекачивание.
Скорость самовсасывания зависит от объема воздуха в трубе перед насосом (длины и диаметра трубы).
Высота самовсасывания 5…7 метров и зависит от типоразмера насоса, геометрии проточной части и температуры жидкости, плотности и вязкости.
Корпус насоса – двухвитковый спиральный отвод. Рабочее колесо закрытое или открытое.
Кавитационыый запас 2,5…3 метра.
Откачивание жидкостей из приямков, заглубленных емкостей, автомобильных и железнодорожных цистерн.
 |
 |
 |
 |
Погрузка химических жидкостей в морском порту.
Были предложены следующее исполнения насосов.
|
Заказ № 180 от 14.05.2024 ХМс 50/30 К55АБ 11,0-2 (5 штук) Подача 50 м3/ч |
Особенности. Стандартный насос. Требования заказчика. Минимальные габариты насоса. Насос с компактным встроенным бачком для работы двойного уплотнения.
|
|
Заказ № 268 от 10.07.2024 (2 штуки) ХМс 25/50 Е5 11,0-2Е Подача 25 м3/ч Контроль температуры подшипников электродвигателя – 2шт. Контроль температуры обмоток статора электродвигателя – 3шт. |
Особенности. Перекачиваемая жидкость. Требования заказчика. Материал проточной части. Двигатель ЭЛДИН. Датчики контроля. Насос изготовлен из стали 316, корпус- двухвитковый спиральный отвод, открытое рабочее колесо. Контроль вибрации в двух плоскостях. Контроль температуры переднего и заднего подшипников. Контроль обмоток статора по трем фазам.
|
Проверка высоты самовсасывания насоса ХМс
Особенности подбора насосов ОНЛ и требования Заказчика.
Насосы ОНЛ – динамические, дисковые (ламинарные) с кольцевым отводом, моноблочного исполнения. Специально спроектированное рабочее колесо и отвод обеспечивают течение близкое к ламинарному. Технические условия ТУ 28.13.1-001-61725059-2020.
Предназначены для перекачивания вязких жидкостей, где центробежные насосы не могут быть применены.
Насос отличает отсутствие пульсаций потока, возможность перекачивать вязкие жидкости (до 100 000 сСт), стойкость к абразиву, щадящее, бережное перекачивание частиц до 80 мм.
В отличие от объемных насосов, подача насоса ОНЛ зависит от гидравлического сопротивления трубопровода (как у центробежного), что упрощает регулирование и автоматику.
Исполнение – общепромышленное и взрывозащищенное.
Откачивание вязких жидкостей (шлам, мазут) из приямков и заглубленных емкостей возможно при наличии предвключенной емкости.
Объем емкости рассчитывается по программе с выбором габаритов емкости.
 |
Поле насосов ОНЛ
|
Варианты исполнения насосов ОНЛ
|
Заказ № 303 от 19.10.2021 ОНЛ 100-100-350 К55АД-1 58U 3,0-4 Подача 10 м3/ч |
Особенности. Сложная перекачиваемая жидкость. Вязкость 6000 сСт. Требования заказчика. Замена насоса с сальниковой набивкой. Насос ОНЛ с частотой вращения 1500 об/мин и двойным уплотнением под давлением (план 53А).
|
|
Заказ № 278 от 15.07.2024 ОНЛ 50-50-250 К55АД-1ФК (11х3000) Подача 12 м3/ч |
Особенности. Сложная перекачиваемая жидкость. Пульпа шлака. Требования заказчика. Замена насоса. Насос ОНЛ с двойным уплотнением под давлением (план 53А).
|
|
Заказ № 304 от 01.09.2023 ОНЛ 65-50-250 К55А-О 2-59U 15,0-2Е Подача 50 м3/ч Перекачиваемая среда монометиловый эфир полиэтиленгликоля (170 сСт, 1,2 г/см3) |
Особенности. Сложная перекачиваемая жидкость, необходим подогрев. Требования заказчика. Нет специальных требований. Насос ОНЛ с рубашкой водяного обогрева корпуса насоса и взрывозащищенным электродвигателем. Двойное торцевое уплотнение без давления (план 52)
|
|
Заказ № 110 от 28.03.2023 (2 штуки) взамен Seepex BN 200 осадки с длинноволокнистыми включениями. РК – однодисковое ОНЛ 150-125-320 К55Б 15,0-4 Подача 150 м3/ч |
Особенности. Сложная перекачиваемая жидкость, избыточный ил, длинные волокна. Требования заказчика. Замена импортного винтового насоса Seepex BN 200. Насос ОНЛ с двойным торцевым уплотнением под давлением (план 53А) и встроенной автономной системой гидрозатвора уплотнения.
|
Пример подбора насоса ОНЛ для ЦБК замена импортного насоса Vogelsang VX186-184 Q
Заказ № 387 от 18.10.2023
Заказчик ЦБК
ОНЛ 100-100-300 К55АД картридж 174/174 22,0-2
Подача 40 м3/ч
Напор 60 м
Исполнение двигателя Общепромышленное
Рабочее колесо Дисковое
Уплотнение 0450 BB174/YTBB174 SiC/SiC/Viton/HC276/SS304 - TC/TC/Viton с перекачивающим кольцом
Перекачиваемая среда шлам биологический, волокна, песок, первичный ил
Температура 60 °C
Программа ОНЛ. Выбор базового насоса
 |
 |
|
Критерий – ширина колеса |
Критерий – подача и напор |
Программа графики. Пересчет характеристик заводских испытаний базового насоса
 |
 |
|
Первоначальный протокол |
Ввод подачи и напора |
 |
 |
|
Уточнение по плотности |
Уточнение по вязкости |
 |
 |
|
Уточнение по напору |
 |
 |
|
Формирование компоновки насоса и требования по электродвигателю |
Перечень получаемых документов |
Лист данных по насосу и паспорт
 |
 |
|
Описание, габариты и характеристика насоса |
Паспорт |
Предприятие «НАСОСЫ и УПЛОТНЕНИЯ» проводит постоянную работу по инженерному расчету и оптимизации насосного оборудования.
Мы осуществляем весь цикл по поставке насоса:
- Разработка, подбор, пересчет
- Изготовление, испытание
- Поставка заказчику
- Техническая поддержка
- Сервис и ремонт
Наша специализация:
- Общепромышленные насосы
- Вязкие жидкости
- Самовсасывающие насосы
- Кавитация
- Замена импортного оборудования
- Специальные насосы
Загляните в каталог, там вы найдете нужное оборудование
