Сегодня суббота 19 сентября 2020 г. 22:57
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№151август 2020Промышленная площадка
Прокачаем то, что не качает
Различные насосы используют во многих, если не сказать во всех отраслях промышленности. И одним из важных параметров любого агрегата или механизма, в том числе насосного оборудования, является коэффициент полезного действия, ведь он позволяет повысить энергоэффективность производства и сэкономить деньги.

Фото: kbmsb.ru

Выбор насосного оборудования — ответственный этап, от которого будут зависеть как технологические параметры, так и эксплуатационные качества проектируемой установки. В последнее время вопросу энергоэффективности насосного оборудования уделяют всё большее внимание. Особенно данный аспект актуален для компаний, эксплуатирующих оборудование большой мощности.

Как заявляет один из производителей насосного оборудования, КПД при выборе насоса, конечно, важен, но критерий этот стоит не на первом месте. Это примерно четвёртый параметр, на который обращают внимание.


Поскольку ещё не изобрели привод, благодаря которому передача энергии осуществлялась бы без каких-либо потерь, то, и величина коэффициента полезного действия никогда не будет равной 100%


В первую очередь смотрят на производительность, напор и мощность.

«При производстве больших мегаваттных машин КПД имеет огромное значение. У нас оборудование не столь крупное, к тому же жидкости, с которыми мы работаем, сложные — метан и масло. Поэтому здесь замерить КПД сложно. Для нас главное, чтобы аппараты функционально удовлетворяли и не ломались», — говорит директор ООО «Пищевые насосы» Дмитрий Филатов.

«В первую очередь надо обращать внимание на параметры скважины и системы. Под них подбирают насос. Только правильная подборка и установка в номинальную рабочую зону обеспечивает наивысший КПД. А когда потребитель неправильно подбирает насос, да ещё с запасом, как многие говорят. Какое там КПД? Там такие потери во всём, что электроэнергии расходуется много и нерационально», — утверждает начальник бюро по новой технике АО «Ливнынасос» Сергей Гомжин.

«На КПД влияет очень много показателей. Напор в первую очередь, а также вал, сталь, из которой сделан насос, и окружающая среда влияют, конечно», — считает начальник отдела снабжения ООО «Тульский завод гидравлических машин» Наталья Степанова.

Режим работы и КПД

Коэффициент полезного действия любого насоса может меняться в зависимости от режима эксплуатации. Он влияет не только на потери энергии, но и на надёжность конструкции. Хуже качать насос, как правило, начинает из-за увеличения зазора в изношенных щелевых уплотнениях рабочего колеса. В результате возрастают перетечки жидкости из напорной во всасывающую полость, подача и напор уменьшаются. По словам экспертов, это зачастую происходит с насосами, которые длительное время не обслуживали. А также при работе с жидкостями, содержащие твёрдые частицы, например, песок.

Фото: vo-da.ru

Для некоторых объектов характерен так называемый «недогруз насоса». Работа в данном режиме может вызвать снижение ресурса рабочего колеса, подшипников и уплотнений. Причиной этому служат снижение уровня подающего резервуара, обусловленное технологическими особенностями, засорение водозаборных решеток, уменьшение отметки уровня водоема на водозаборе.


СПРАВКА

Насосы применяют в водоснабжении и канализации; при орошении полей; гидромеханизации земляных работ и добыче полезных ископаемых; для перекачки нефтепродуктов; в котельных установках и двигателях внутреннего сгорания; в гидроприводах к станкам и машинам


«Со временем происходит естественное стирание подшипников насосной части — это в первую очередь, затем стирание подшипников электродвигателя. Соответственно, происходит снижение подачи на заданном напоре, что приводит к снижению КПД со временем. И у всех потребителей это по-разному. Если скважина не песочит, то насоса хватает на пять лет в среднем, если песок выделяется в скважине, то тогда насос порой даже и полугода не отрабатывает, просто изнашивается и сгорает», — утверждает Сергей Гомжин.

Виды энергоэффективных насосов

Максимальным КПД обладают центробежные насосы с приводом большой мощности и высокими рабочими характеристиками.

Их эффективность может достигать 92-95%. Насосы с магнитной муфтой имеют схожие показатели. Для винтовых моделей характерны высокие механические потери, которые связаны с трениями в подшипниковом узле, а также между ротором и статором, но, благодаря высоким рабочим характеристикам (расход, напор), данный тип насосов может иметь КПД колеблющийся от 40 до 80%. Импеллерные насосы бережно перекачивают жидкость, создавая равномерный ламинарный поток (лат. lāmina — «слой») и высокое давление на выходе, но из-за трения гибких лопастей импеллера (лопаточная машина, заключённая в кольцо) о внутреннюю поверхность корпуса возникают механические потери.


КПД насоса учитывает отдельные виды потерь: гидравлический, объёмный (из-за утечек через зазоры и концевые уплотнения) и механический (из-за трения в подшипниках и уплотнениях)


Эффективность перекачивающих насосов во многом зависит от мощности двигателя, а также от качества изготовления деталей и узлов. Наибольшим КПД обладают высокопроизводительные и высоконапорные центробежные насосы. Наименьшая эффективность у мембранно-пневматических насосов, которые имеют все виды потерь.

По мнению Дмитрия Филатова, объёмные машины являются наиболее энергоэффективными с единственными причинами снижения КПД — механическими потерями на трение.

Технология для производительности

Концепция «Индустрия 4.0» продолжает своё активное внедрение во все сферы производства. Применение цифровых технологий в насосных системах способствует повышению надёжности оборудования, упрощает эксплуатацию, управление целыми системами, а также контроль за их работоспособностью и оперативное реагирование на изменяющиеся условия. Например, система дистанционного мониторинга работы насоса состоит из сетевых датчиков вибрации и температуры, которые обеспечивают оперативную передачу данных о работе агрегата на месте эксплуатации. Таким образом, система сразу сообщит о любых изменениях в рабочем режиме оборудования. Пользователи могут запрашивать данные о состоянии всех контролируемых насосов в любое время и из любого места с помощью своего мобильного телефона, планшета или ПК.

«Для увеличения КПД мы, например, покрываем колёса различными тефлоновыми покрытиями, однако за показатели энергоэффективности больше всего воюют в нефтяной отрасли», — заявляет Дмитрий Филатов.


Лидером по импортным поставкам в Россию насосов является Китай. Большую часть продукции насосного оборудования российских экспортеров покупает Беларусь


Не секрет, что гидравлическая часть насоса уже много лет назад достигла пика КПД. Новые разработки в этой сфере улучшают характеристики лишь на единицы или даже на доли процентов. Однако совершенствование электродвигателей и алгоритмов управления насосами дают выигрыш в десятки процентов в общем удельном энергопотреблении. Перспективным алгоритмом является автоматическое регулирование давления по удалённым датчикам в системах водоснабжения городов, а в водоотведении — использование частотного регулирования совместно со специальными алгоритмами управления. Сейчас цифровизация объединяет всё оборудование водоканала в одну систему. Это в разы повышает эффективность работы, качество планирования хозяйственной деятельности и снизить затраты 
на эксплуатацию.

Насосное оборудование с интеллектуальными электродвигателями оснащают встроенными преобразователями частоты и широким набором интеллектуальных функций, позволяющих насосам работать автоматически. Широкий набор интеллектуальных функций включает автоматические режимы управления, позволяющие насосам самостоятельно подстраиваться под характеристики системы без ручной настройки, а также отказаться от применения внешних устройств подстройки системы. Программируемые аналоговые и цифровые входы/выходы позволяют подключать к насосу дополнительные внешние датчики, тем самым появляется возможность получать всю необходимую информацию о работе системы от самого насоса.


Насосы служат для перемещения жидкостей, и этот процесс сопровождается преобразованием механической энергии электродвигателя в энергию перемещаемой жидкости


«Когда приняли закон об энергоэффективности, мы модернизировали насосные части и все двигатели для повышения КПД. Сейчас стенд по гидравлическим испытаниям сделан по самым современным цифровым технологиям. Это значит, что испытатель только устанавливает и вынимает насос со стенда, а система сама запускает, анализирует и делает выводы о том, годен насос или нет, и поясняет по какой причине, а также печатает протокол и хранит его на жестком диске», — делится Сергей Гомжин.

Место размещения

Большое значение имеет место монтажа. Специалисты советуют устанавливать насосные станции в отдельном помещении. Если такой возможности нет, и агрегат должен быть в непосредственной близости к промышленному оборудованию, то устанавливать его следует на фундаменте. Чтобы уменьшить вибрацию, систему крепят к плите при помощи гибких трубопроводных вставок и амортизирующих креплений. При размещении насосного оборудования необходимо обеспечивать безопасность обслуживания устройств, приняв достаточную ширину проходов между аппаратурой, трубопроводами и двигателями. Установки можно расположить в насосной станции по одной из схем.

 Однорядная установка агрегатов перпендикулярно к продольной оси насосной станции (выгодна при установке консольных насосов). Достоинство этой схемы — компактность расположения машин, небольшая ширина здания.

 Однорядная расстановка агрегатов параллельно продольной оси станции (выгодно при небольшом количестве крупных насосов, так как в этом случае обеспечивается наибольшая простота узлов коммуникаций всасывающих и напорных трубопроводов).

 Двухрядное расположение с установкой агрегатов как перпендикулярно, так и параллельно оси станции, а также двухрядное размещение оборудования в шахматном порядке. Эта схема рекомендована при большом количестве насосных аппаратов различного назначения и разных размеров. Недостатком является сложность узлов коммуникаций.

«Эти тонкости размещения насоса не каждым прибором видны. Зависит КПД прежде всего от температуры жидкости. Если работа идёт со сложными вязкими жидкостями, тогда падает расход и напор. А всякие другие причины — это всё копейки, которые значения не имеют», — утверждает Дмитрий Филатов.

«Влияет, конечно, место монтажа, ведь энергоэффективность зависит от вязкости, окружающей температуры. Если насос стоит на открытом воздухе, предположим, при минус 30-ти и более, соответственно, жидкость замерзает, она становится более тягучей, и КПД падает», — говорит один из производителей насосного оборудования.

Изменения в законодательстве

Энергоэффективность насосного оборудования регламентирует постановление Правительства РФ «Об утверждении перечня объектов и технологий, которые относятся к объектам и технологиям высокой энергетической эффективности». В качестве индикатора энергетической эффективности определен коэффициент полезного действия  насоса, который должен быть не ниже значения, установленного в упомянутом постановлении. Данная величина зависит от назначения и производительности насоса. Фактически речь идёт о КПД насоса в оптимальной рабочей точке. Опыт эксплуатации показывает, что работа в таком режиме встречается далеко не всегда. Как правило, насосы длительное время работают в отличных от оптимального режимах. Это диктует необходимость обеспечить высокую эффективность насосного оборудования в широких пределах.

«Может быть и есть определённые нормы, регламентирующие энергоэффективность насосного оборудования, но когда у людей стоит задача, допустим, перекачать нефть, которая парафинистая (воскоподобная смесь), то как это можно измерить?

Я думаю даже нет каких-то стандартов, говорящих, что для перекачивания этой, скажем, нефти КПД должно быть не ниже 50%. Тоже самое относится к перекачиванию фарша, варенья, творога и т. д. То есть, дай Бог, чтобы перекачивало то, что не перекачивается, что лопатой перебрасывают», — считает Дмитрий Филатов.

Также энергоэффективность насосов определена Техническим регламентом Таможенного союза — по сути, модифицированный EN 16480 «О требованиях к энергетической эффективности электрических энергопотребляющих устройств». Кроме того, разработан проект межгосударственного стандарта ГОСТ (соответствует принятому в США и ЕС стандарту), который посвящён обследованию систем, уже находящихся в эксплуатации — «Оценка энергоэффективности насосной системы».




Текст: Иван Шалгинов.

Новости
 
Лёгкой промышленности выделили 1 млрд рублей
Фото: government.ruПремьер-министр Михаил Мишустин распорядился выделить Минпромторгу......
 
 
В России запустили платформу по цифровизации промышленности
Фото: siemens.comПлатформа, получившая название ИНКОНА, объединяет в......
 
 
Правительство поддержит технопарки на 5,3 млрд рублей
Фото: sk.ruПравительство перезапустит промышленную политику и поддержит......
 
 
Winnum Станки — контроль качества технологии и технологической дисциплины
Компания Winnum объявляет старт серии вебинаров, посвящённых......
 
 
Росприроднадзор проверит предприятия по добыче золота
Фото: rpn.gov.ruРосприроднадзор до конца года проведёт внеплановые......
 
 
Минэнерго выделит господдержку газодобывающим компаниям
Фото: sk.ruМинэнерго России предлагает расширить программу, направленную......
 
 
Россия рекордно нарастила несырьевой экспорт
Фото: bkd.comПоказатели российского несырьевого неэнергетического экспорта (ННЭ)......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru