Готовая насосная станция подачи МВ

Напор, создаваемый насосом. Напор является движущей силой данного процесса. Полный напор обычно уменьшается с возрастанием подачи жидкости. Где-то на среднем участке кривой находится точка, соответствующая максимальной эффективности насоса, т.е. наименьшему потреблению электроэнергии. Характеристическая кривая изменяется при изменении диаметра и (или) скорости вращения рабочего колеса насоса. Гидростатический напор. Он определяется перепадом высот от входного патрубка насоса до верхней точки системы фрстат на рис. 19). Этот напор не зависит от расхода воды.

Трубы, клапаны, фильтры и т.д. Падение давления на всех участках системы, кроме ПТО. Как правило, оно является приблизительно квадратичной (немного меньше) функцией расхода.

ПТО. Располагаемое падение давления в ПТО получается при вычитании гидростатического давления и потерь в трубопроводе из полного напора. На рисунке показаны значения для двух расходов МВ. Перепад давлений в ПТО меняется от максимального значения при нулевом расходе до нуля, когда весь напор, создаваемый насосом, расходуется на преодоление гидростатического напора и сопротивления трубопровода.

Расчет площади ПТО в зависимости от расхода морской воды с ограничением допустимого перепада давлений дает график площадь-расход, подобный приведенному на рис. 6.

Эта кривая, наложенная на кривые напора и перепада давлений, приведена на рис. 21. Площадь стремится к бесконечности для малого и большого расходов МВ. Минимум определяется температурным режимом, как описано в п. 2.6. этой главы. Наибольшее значение расхода соответствует нулевому перепаду давлений в ПТО. Этим данная кривая отличается от приведенной на рис. 6, где площадь стремилась к бесконечности для бесконечного расхода.

Пример 1

Выбор оборудования для этого режима: A15BWFD, 182 пластины, 135 м2 Dр1/Dр2 = 0,73/34,6 кПа Запас: 10 + 20%

Чему равны минимальный и максимальный расходы?

Расход будет минимальным в том случае, если на рис. 18 кривая для воды касается кривой для пара именно в той точке, где заканчивается охлаждение перегретого пара и начинается конденсация. Из термодинамических таблиц находим, что скрытая теплота в данном случае составляет приблизительно 85% от полной нагрузки. То же самое справедливо и для водного контура. Когда температура воды достигает 40°С, что соответствует нулевому перепаду температур, воде передается 82% от полного количества теплоты, которое она получит в ПТО. Тогда

Полное изменение температуры воды: (40 — 32)/0,82 = 9,76 К Минимальный расход воды: 70 х (3,4/9,6) = 24,4 кг/с. Когда расход воды возрастает, то также возрастают и потери давления в трубопроводе, примерно в степени 1,8 от расхода. В то же время напор насоса уменьшается.

При расходе 77,3 кг/с получаем:
Напор насоса (интерполяция) 261,5 кПа
Трубопровод: 135 х (77,3/70)1,8 = 161,5 кПа
Гидростатическое давление: 100,0 кПа
Сумма гидростатического давления и потерь в трубопроводе равна 261,5 кПа = напору насоса.

Для этих двух расходов площадь стремится к бесконечности, но по разным причинам. При малом расходе — потому, что нет перепада температур, при большом расходе — потому, что нет перепада давлений. Этот вывод представлен на рис. 21. Получить значение минимальной площади можно методом подбора, например, как в таблице 5.

Вывод. Изменяя рабочие условия, мы можем уменьшить размеры ПТО. Расход воды уменьшится, а допустимый перепад давлений возрастет. Здесь важно, что этот результат получен для одного и того же насоса, следовательно, не меняются затраты на насосную станцию.

Заметим, что это не единственный способ оптимизации. При номинальном расходе воды конденсатор имеет избыточный коэффициент теплопередачи. Это можно было бы использовать для снижения температуры конденсации, следовательно, для уменьшения стоимости компрессора. Однако замена компрессора повлияет на всю систему. Поэтому такую оптимизацию, скорее всего, будет трудно осуществить.