Параллельное подключение насосов

Добрый день, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

Параллельная и последовательная работа насосов

В рубрике «Общее» рассмотрим последовательную и параллельную работу нескольких насосов. Такая ситуация может возникнуть тогда, когда один насос не в состоянии обеспечить необходимый расход или напор. Иногда, в экономических целях, выгодно использование несколько насосов. Очень часто сам технологический процесс предполагает наличие резервного насоса. В таких ситуациях и применяется последовательное или параллельное подключение нескольких агрегатов. Зная характеристику каждого насоса, можно легко найти их общую характеристику и рассчитать общий напор и расход, а также определить их общую потребляемую мощность. При подборе насосов для последовательной работы необходимо обращать внимание на их производительность, она должна быть одинаковой. В случае выбора насосов для параллельной работы, необходимо обращать внимание на их напор, напор должен быть одинаковым.

Последовательная работа

Включение насосов последовательно на практике встречается очень редко. Последовательная работа насосов используется для увеличения значения напоров (H) при одинаковом расходе (Q), и предполагает включение двух или более насосов в режим, когда все они перекачивают жидкость ступенчато в один и тот же напорный трубопровод. На (Рис. 1) показан пример последовательного подключения двух насосов и их общая напорная характеристика.

Характеристика при последовательной работе двух насосов

Всякий многоступенчатый насос может бить представлен как несколько последовательно включенных одноступенчатых насосов. С той лишь разницей, что в многоступенчатом насосе невозможно отключение ступени, хотя часто для регулирования это необходимо. При последовательном подключении двух и более насосов неработающий насос создает дополнительное сопротивление в системе, для уменьшения этого сопротивления устанавливается байпас, а на нем обратный клапан. Целесообразность последовательного включения нескольких насосов необходима, если характеристика внешней сети очень крутая. Насосы при таком включении могут располагаться как рядом друг с другом, так и на значительном удалении. В случае последовательной работы насосов могут возникать проблемы связанные с кавитацией, когда недостаточный подпор и турбоэффектом, когда первый насос раскручивает рабочее колесо второго, в результате этого могут выйти из строя оба насоса. Когда применяется последовательное подключение двух и более насосов, следует обращать внимание на максимальное рабочее давление последующего насоса, ибо к входному давлению (Н1) добавляется давление, создаваемое вторым насосом (Н2). Полученное таким образом общее давление не должно превышать максимальное рабочее давление насоса. Максимальное рабочее давление можно посмотреть в каталогах заводов производителей или в технических характеристиках используемых насосов. Оно учитывает прочность корпуса, резиновых кольцевых уплотнений и механического торцевого уплотнения. Следует обращать внимание и на параметры запорной арматуры применяемой в системе, так как она подвергается гидравлическим ударам и должна иметь повышенную прочность. Трубопроводы, соединяющие последовательно работающие насосы, должны иметь как можно меньше соединений и крутых поворотов. Когда два насоса соединяются последовательно (друг за другом) их напор суммируются. Если подача равна нулю, то напор от двух одинаковых по параметрам насосов удваивается. Если подача двух последовательно включенных насосов осуществляется без напора, то два насоса не обеспечат большую подачу, чем один насос.

Параллельная работа насосов

Если система имеет по времени постоянно меняющийся расход или когда требуется установка резервного насоса, то в таких случаях применяется параллельное включение центробежных насосов. Самым простым примеров параллельной работы насосов являются сдвоенные насосы, которые применяются в системах отопления. При работе насосов параллельно на напорном патрубке также необходимо устанавливать обратные клапана, для избегания обратного протока жидкости. В сдвоенных насосах функцию обратного клапана выполняет перекидной шибер. Если параллельно включено несколько насосов, то их расходы (Q) суммируются.

Характеристика при параллельной работе насосов

В наше время, при строительстве жилых домов или промышленных объектов новые водопроводные системы врезаются в уже существующие старые сети, что сказывается часто на общую производительность сети (расход и напор). В случае изменения параметров существующей водопроводной сети соответственно влечет за собой и изменение параметров насоса. Одним из возможных вариантов изменения гидравлических характеристик группы насосов может быть изменения количества одновременно эксплуатируемых насосов подключенных параллельно. Ярким примером такого применения насосов могут быть установки повышения давления воды и установки пожаротушения. В станциях повышения давления может использоваться одновременно до 6 однотипных насосов. У всех насосов один общий всасывающий коллектор и общий напорный коллектор. Каждый насос имеет запорную арматуру на входе и обратный клапан, и запорную арматуру на выходе. В зависимости от алгоритма работы станции насосы делится на рабочие, пиковые или резервные. Управление работой насосов осуществляется автоматически при помощи системы управления и датчика давления, по заданному давлению на выходе. В зависимости от условий эксплуатации и назначения установки повышения давления и задаются режимы работы насосов рабочие, пиковые, резервные. От количества потребляемой воды меняется и количество одновременно работающих насосов в станции. Система управления установки повышения давления отслеживает наработку каждого насоса в часах и регулирует последовательность их включения. Первым всегда включается насос с наименьшей наработкой, затем включается насос, у которого наработка больше, затем следующий насос, у которого наработка еще больше и так далее. Выключение насосов происходит в обратной последовательности. Первым отключается насос с наибольшей наработкой, затем с меньшей наработкой и так далее. Таким способом регулируется ресурс работы насосов, он примерно одинаковый у всех насосов и тем самым увеличивается срок службы станции в целом. В зависимости от типа системы управления включение насосов происходит ступенчато или плавно при помощи частотного регулирования. Частотное регулирование может быть на одном насосе или инверторы установлены на каждом насосе. Наличие инвертора позволяет очень плавно производить настройку количества одновременно работающих насосов под изменяющиеся параметры сети, в отличии от ступенчатого регулирования, где каждый последующий насос включается сразу на всю производительность. Для сглаживания этих пиков при ступенчатом регулировании насосов используются гидроаккумуляторы. Емкость гидроаккумулятора подбирается в зависимости от количества потребителей и объема потребления.

В случае выбора насосов разных типов для параллельной работы необходимо учитывать различные факторы, одним из основных является напор (Н), который должен быть у всех насосов одинаковый. Это необходимо для того, чтобы насос с большим напором не «задавливал» насос с меньшим напором. При такой работе эффективность насоса с меньшим напором будет очень маленькой из-за постоянного преодоления сопротивления, которое создает более мощный насос. КПД насоса с меньшим напором будет все время снижаться и в какой-то момент может снизиться до нуля, насос начнет работать без протока.

В параллельной схеме работы максимальная подача удваивается при нулевом напоре, если одновременно работают два насоса одинаковой мощности. Если взять другую крайнюю точку, когда подача равна нулю, то два работающих насоса включенных параллельно не смогут обеспечить напор больше, чем один насос.

Различные причины применения нескольких параллельно включенных насосов:

1. Эксплуатация основного и резервного насоса. В случае неисправности основного насоса в работу включается резервный насос.
2. Эксплуатация основного и пикового насоса. Когда основной насос не справляется с возрастающей нагрузкой, происходит включение пикового насоса.
3. Снижение эксплуатационных затрат при изменении нагрузки. Параллельная работа позволяет разделить объем подачи и снизить затраты.

Если в параллель работают два насоса с разными напорами, то мене мощный насос необходимо отключит, при достижении величины напора находящегося вне его рабочей характеристики. Или на более мощном насосе уменьшают напорную характеристику путем регулирования. При этом КПД более мощного насоса будет снижаться.

Эксплуатация, обслуживание и ремонт

В случае правильного подбора насосов для последовательного или параллельного режима работы и соблюдении условий эксплуатации насосы работают долго, надежно, без сбоев. При монтаже на насосах необходимо смонтировать запорную арматуру, для более удобного ремонта и обслуживания насосов, как при параллельной, так и при последовательной их эксплуатации.

Спасибо за оказанное внимание

P. S. Понравился пост? Порекомендуйте его своим друзьям и знакомым в социальных сетях.

В статье «КАК ВЫБРАТЬ УСТАНОВКУ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ» мы рассказывали о принципах выбора технологического решения для повышения давления в системе водоснабжения. Однако, в статье основное внимание уделялось системам частного дома. Для повышения давления в многоквартирном доме, торгово-развлекательном центре или промышленном предприятии напора или расхода одного насоса явно не хватает. Такие насосные станции используются в системах водоснабжения для повышения давления и в системах пожаротушения. В этих случаях прибегают к установкам повышения давления состоящих из нескольких соединенных насосов. В то же время иногда, бывает разумнее и дешевле купить установку повышения давления из нескольких насосов чем из одного большого. Такие установки повышения давления могут состоять из параллельно или последовательно подключенных насосов. Сейчас мы более подробно разберем в чем отличие способа подключения насосов.

ВАЖНО

При последовательном соединение важно чтобы расход (производительность) насосов был одинаковый

При параллельном соединение важно, чтобы напор насосов был одинаковый

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ НАСОСОВ

Последовательное подключение насосов используется для повышение общего напора (H), при этом расход насосов (Q1и Q2) должны быть одинаковыми. При таком типе соединения напор жидкости получивший энергию от первого насоса поступает во всасывающий патрубок следующего. Напор в системе последовательно подключенных насосов растет ступенчато от одного насоса к другому. Поэтому насосные станции с последовательным подключением часто классифицируют по количеству ступеней. Насосы могут быть соединены последовательно как непосредственно друг к другу, так и на значительном расстоянии.

На практике последовательное подключение насосов используется не часто. Этому есть несколько причин. Во-первых, нужно всегда обращать внимание на максимальное рабочее давление насоса. Оно не должно превышать давление, поступаемое из предыдущего насоса. Также надо понимать, что, как и любое другое техническое изделие, насосы, которые долго находятся в работе при высоком давлении, будут чаще выходить из строя. Поэтому надо обращать внимание на прочность и материалы из которых изготовлены корпуса второго и последующего насоса. Возможно возникновение и гидравлических ударов в такой системе, что может вывести из строя соединительную арматуру. Во-вторых, всегда лучше подобрать один насос большего типоразмера с подходящей рабочей точкой, чем несколько небольших. Чем больше будет подключено насосов последовательно в цепочку, тем меньше КПД будет у такой насосной станции. Часть энергии будет всегда теряться в соединениях.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ НАСОСОВ

Параллельное соединение насосов используют, когда необходимо увеличить расход жидкости (Q) в системе. Параллельно соединенные насосы подают жидкость в один общий нагнетательный трубопровод. Также такое соединение может быть использовано для подключения резервного насоса в систему водоснабжения.

Как мы отмечали выше, при выборе насосов для их параллельного соединения необходимо, нужно учитывать, что бы у них был одинаковый напор (H1и Н2). В противном случае насос с меньшей характеристикой напора будет постоянно преодолевать сопротивление напорного трубопровода, что в свою очередь приведет к снижению его КПД. Если все же есть необходимость параллельного подключения насосов (как в случае с резервным насосом), подключают автоматику, которая приводит в работу насос с меньшими характеристиками только тогда, когда другой насос перестает работать.

Одним из наиболее значительных плюсов насосной станции такого типа может быть то, что при изменяющимися характеристиками центральной водопроводной магистрали, гидравлические параметры насосной станции могут регулироваться количеством включенных и отключенных насосов в станции.

Благодаря этим свойствам, насосные станции с параллельным подключением повсеместно используются в качестве установок повышения давления воды в водопроводе и системах пожаротушения в многоквартирных домах, торгово-развлекательных центрах и промышленных объектах. В таких установках может быть одновременно подключено до 6 однотипных насосов. Установка имеет один общий всасывающий коллектор и один общий напорный коллектор. Каждый соединенный насос на входе и на выходе имеет запорную арматуру и обратный клапан на выходе.

Стоить отметить также огромный плюс насосных станций с параллельным подключением, что при оснащении ее частотным регулятором, можно произвести тонкую настройку работы каждого насоса. При такой настройке насосы будут включать по принципу, когда первым запускается насос, имеющий наименьшее количество часов выработки и так далее по нарастающей. Это увеличивает средний срок службы всех насосов, также срок их службы будет примерно одинаковым.

Самые частые случаи применения параллельного подключения насосов:

• Необходимость установки резервного насоса. Резервный насос начинает работу, когда происходит отключение первого в следствии неполадки.

• Подключение пикового насоса. Пиковый насос включается когда не справляется основной с пиковые часы нагрузки водопровода.

• Снижение затрат в следствии эксплуатации. Насосы, благодаря тонкой настройке частотных регуляторов, включаются попеременно, и увеличивается количество включенных одновременно насосов только при изменении параметров сети.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ НАСОСНЫХ СТАНЦИИ

Каждый крупный производитель насосного оборудование имеет в своем ассортименте широкий выбор насосных станции, с использованием соединений нескольких насосов. Благодаря такому широкому спектру моделей, пользователь может подобрать необходимую установку по гидравлическим параметрам и бюджету.

Компания PROM GURU (ПРОМ ГУРУ) предлагает насосные станции от лучших мировых брендов GRUNDFOS, WILO, LOWARA, CALPEDA, DAB. Выбор неверной по характеристикам или некачественно собранной насосной станции может привести к серьезной аварии на объекте эксплуатации.

Еще более серьезно нужно отнестись к выбору оборудования, когда речь идет о станциях пожаротушения, которые используются в общественных местах или производственных предприятиях. Компания PROM GURU (ПРОМ ГУРУ) имеет большой опыт поставок установок пожаротушения в крупные торгово-развлекательные центры и гипермаркеты известных федеральных торговых сетей.

Помимо этого, квалифицированные сервисные инженеры и специалисты компании PROM GURU (ПРОМ ГУРУ) проводят самостоятельную сборку и подбор насосных станций. Такие случае нередки, когда необходимо уложиться в бюджет предприятия или изготовить станции под необходимые параметры заказчика.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Как и любая сложная инженерная система насосные станции требуют постоянного облуживания в ходе эксплуатации. Лучше всего доверить подключение, монтаж, обслуживание и настройку профессионалам.

Помимо этого всегда покупайте качественное сопутствующее оборудование. Особенное внимание стоит уделить соединительной запорной арматуре. Ведь на эти узлы постоянно оказывается высокое давление. При выборе некачественной продукции разрыв узла соединения, может привести к серьезной поломке и дорогостоящему ремонту оборудования.

Если у Вас остались вопросы по подбору насосных станций в качестве установок повышения давления и или станции пожаротушения, Вы можете обратиться за бесплатной консультацией к специалистам компании PROM GURU (ПРОМ ГУРУ):

Параллельное и последовательное подключение центробежных (и не только) насосов. Напорная и расходная характеристики пары насосов. Основная и практически вечная ошибка проектирования и технической документации насосных станций.

Рассмотрим параллельную и последовательную установку двух одинаковых по характеристикам насосов. Если Вы вникните в эту концепцию, то сможете правильно интерпретирвать работу системы вне зависимости от числа насосов и сложности комбинации подключения.

Вспоминаем:

• все законы электротехники для постоянного тока применимы для систем с ламинарным потоком несжимемых жидкостей. Строго говоря, при некотором осмыслении эти законы применимы для почти любых систем с потоками жидкостей и газов.
• в случаях переноса массы (жидкости, газа) по трубам массовый расход (а для несжимаемых жидкостей в отсутствии химических реакций и объемный расход) является полным аналогом тока и подчиняется Первому Правилу Кирхгофа (сколько втекает, столько вытекает).
• аналогом потенциала в таких системах является давление, аналогом ЭДС в таких системах является пререпд давления создаваемый насосами. Аналогом падения напряжения является падение давления. Эти величины подчиняются Второму правилу Кирхгофа ( при обходе трубы по контуру, давление изменяясь возвращается к исходному значению).
• Единственным важным отличием от классической электротехники, где сопротивления, в целом, стабильны относительно широких диапазонов тока является тот факт, что гидравлическое сопротивление сильно зависит от характера потока, определяемого такой величиной, как Число Рейнольдса(Re), зависящее от свойств среды и всяких прочих хароактеристик процесса.

Эти 5% разницы в получаемом и ожидаемом расходе бывают очень неприятной и неожиданной проблемой.

Эти 5% разницы в получаемом и ожидаемом напоре бывают очень неприятной и неожиданной проблемой.

Внимание! Потешаясь, как обычно, над любой «профессиональной» активностью, проект TehTab.ru предупреждает Вас, что в напорной (расходной) характеристике насосных станций любых производителей, включая компании номер 1,2, 3 в мире, с вероятностью 95% вышеописанная ошибка присутствует. Если у Вас есть запас по производительности и расходу, то проблемы и нет, а если все посчитано «тыки-втыки», то проблема есть.