[Терморобот]

Здравствуйте, господа!
Подскажите, пожалуйста, кто в курсе.
Мы производим промышленные угольные котлы и котельные на их основе. Горелочное устройство у нас свое, его особенность - непрерывное ворошение горящего угля. Соответственно, требуется мощное водоохлаждение горелок: 5,5 м³/ч на каждые 100 кВт установленной мощности котлов, ± 10%. При мощности котельной 7 МВт суммарный проток составляет 350-400 м³/ч. Напор при этом нужен около 12 метров водяного столба. У Wilo выбор таких насосов очень невелик, а сроки их поставки длительные. Возникает мысль ставить три однотипных насоса половинной мощности (2 в работе, 1 в резерве), но некоторые заказчики возражают против такого решения. А с увеличением мощности котельных придется включать в параллель по 4 насоса (три в работе).
Чем это плохо (если плохо)? Если ли какие-то нормативные требования на этот счет? Может, внятную статью с цифирками посоветуете?
Виктор

[Терморобот]

Давайте даже уточним вопрос. И, возможно, пригласим к обсуждению специалистов Wilo (я вижу, что они на форуме выступают в качестве экспертов). Вот, допустим, я сочиняю котельную 2,4 МВт, температурный график в сетевом контуре 95/70°С (3,44 м³/ч на каждые 100 кВт), общий проток около 82 м³/ч. Допустим, мне приспичило поставить 3 насоса (2 параллельно в работе, 1 в резерве). Каждый из них должен качать 41 м³/ч и давать напор порядка 27 мвс. Я выбрал 2 модели насосов с удовлетворяющими меня характеристиками (см. вложения). У одного из них практически горизонтальная характеристика, у другого - резко спадающая. Какой из этих двух насосов лучше параллелить?

[Ixion]

Ничего плохого в этом нет. Наоборот, только хорошее:
1. Шире диапазон подач насосной группы. Отключая один из двух рабочих насосов, можно, при необходимости, работать на половинной подаче.
2. Как правило, меньше кап. затраты. Грубо говоря, ставя один рабочий и один резервный насос, нужно "заложиться" по насосной группе на 200 % от потребности. Если же применить схему "2 рабочих и 1 резервный", то нужно "заложиться" по насосной группе на 150 % от потребности. Конечно, все должно оцениваться на основании технико-экономических расчетов. Много зависит от того, что нужно предусмотреть на одну единицу оборудования. Если доля КИП в стоимости агрегата велика, то схема "1+1" будет более выгода. Если же стоимость самих агрегатов велика в сравнении с КИП и сопутствующим, то ставится выгодна схема "2+1" или даже "3+1". По нефтянке очень примерно граница где-то на агрегатах мощностью около 90...132 кВт. Если у вас водяные насосы с минимум КИП, то граница может быть на агрегатах мощностью 75 или даже 55 кВт.
3. Снижается требуемый кавитационный запас при переходе на схему "2+1" или "3+1". Чем больше подача, тем больше требуется кав. запас, зависимость почти линейная. Поэтому начиная с некоторых значений, требуемый кав. запас насоса становится уже существенным и приходится искать способы его снижения и как один из основных -- уменьшение единичной подачи насоса при переходе на схему "2+1".
4. При переходе на схему "2+1" повышается надежность насосной группы. Конечно, второй рабочий агрегат нельзя считать резервным, но в случае невозможности включения резервного насоса, можно работать на одном насосе -- всяко лучше, чем не работать вообще, если схема "1+1".
5. Снижаются пусковые токи. При двух (трех) рабочих насосных агрегатов запускаются они поочередно. Т.е. снижается мощность единовременного пуска, меньше нагрузка на сеть. Если насосные агрегаты оснащаются устройствами плавного пуска или частотниками, то соответственно, экономия на них. Как правило, 3 устройства половинной мощности стоят дешевле, чем два устройства полной мощности.
6. То же самое можно сказать в отношении арматуры, фильтров, обратных клапанов: при переходе на схему "2+1" уменьшаются диаметры всасывающих и напорных линий. Зачастую три арматурины меньшего диаметра будут дешевле, чем две арматурины большего диаметра.
Минусы:
1. Три насоса займут больше места, чем два.
2. Обслуживать придется большее количество позиций оборудования.
3. Выгода при переходе на схему "2+1" начинает проявляться только с некоторой мощности. Как правило, на малых и даже средних подачах выгоды может не быть.

В вашем случае вызывает вопрос столь низкий требуемый напор -- всего 12 м. Это 1,2 бар или 0,12 МПа. Насосы с таким малым напором редки, поэтому "У Wilo выбор таких насосов очень невелик". Возможно, вы не учли потери напора в обвязке самих насосов (в напорной линии), в трубопроводах. Потери в 12 м -- это сопротивление системы ограждения самих горелок? Часто наибольшие потери именно в трубопроводах, в обвязке оборудования, а не самом оборудовании. Если по гидравлическим сопротивлениям все учтено и 12 м -- это именно потери от напорного штуцера насоса до зеркала воды в атмосферной (без давления) приемной емкости, то имеет смысл заузить трубопроводы. Уменьшить диаметр на один типоразмер, тем самым сэкономив кап. затраты на арматуре, деталях трубопроводов и трубе, зато выведете насосы уже распространенный диапазон напоров. Хотя бы не менее 30 м. Для оценки ориентируйтесь на скорости в трубопроводах. В напорных линиях наиболее оптимальные из экономических соображений скорости 2,0...3,5 м/с (при увеличении диаметра трубопровода наиболее "экономически оптимальная" скорость медленно смещается в сторону больших значений).

[Foxson]

Отключая один из двух рабочих насосов, можно, при необходимости, работать на половинной подаче.

Можно, только не нужно это воспринимать, как поделить расход на 2, а для охлаждения важен расход. Даже питательные насосы на крупных котлах ставят 2 в параллель по умолчанию.
А вообще без насосов ни как не получается обойтись? Какой нибудь возвратный холодный "конденсат" через регулятор и не нужно голову ломать какого качества воду подавать на охлаждение, ну и Грета Тунберг будет рада.

[Терморобот]

Ничего плохого в этом нет. Наоборот, только хорошее...

Здравствуйте, уважаемый!
Спасибо огромное за очень интересное сообщение! К сожалению, сам я немного выпал из общения, поэтому по существу смогу ответить только завтра. Вы затронули важнейший вопрос надежности и стоимости резервирования, и я планировал обсудить этот вопрос отдельно (для нас он очень актуален), и мы с Вами его обязательно обсудим. В этой теме меня интересует чистая физика (я и сам-то физик): можно ли параллелить насосы. Проток двух насосов грубо говоря сложится, но из-за индивидуальных различий характеристик насосы начнут влиять друг на друга: один давит сильнее, он будет придавливать параллельный насос. Проток того насоса при этом давлении по характеристической линии сместится влево, в итоге два насоса будут качать не вдвое больше, а на сколько-то процентов меньше, чем теоретическая сумма. При трех-четырех параллельно включенных насосах всем будет управлять насос с наибольшим давлением, "пригашивая" своих собратьев. Теория понятна, но на форуме проектировщиков мне хотелось бы услышать практическией опыт, да и мало ли чего я не учел в своих рассужденниях.

[Терморобот]

Можно, только не нужно это воспринимать, как поделить расход на 2, а для охлаждения важен расход.

Здравствуйте, коллега! Да, Вы правы, выключать один из двух работающих насосов в котловом контуре у нас действительно нельзя из-за необходимости обеспечивать нужный проток для водоохлаждения горелок через все установленные котлы.

_{----- добавлено 10 Августа 2020 года, 13:27 -----}
Офигеть, я помню HTML-тэги! На каждом форуме свои правила общения и своя логика работы с текстом, зачастую вначале трудно это понять.

[Терморобот]

Привет, господа!
Как в студенческом анекдоте про профессора: пока объяснял, сам понял. В самом деле же: чем наклоннее характеристика котлов, тем меньше влияние параллельных котлов (дельта по давлению меньше сказывается на протоки других котлов). Для параллельной работы надо выбирать котлы, у которых рабочая точка будет чуть-чуть правее максимума гидравлического КПД. Сейчас постараюсь найти такой насос (41 куб и около 27 мвс).

[Терморобот]

Не нашел насоса лучше, чем pamp1. Смотрим его характеристики. Допустим, один экземпляр насоса на 41 кубе в час дал напор (давление) не 27,6, а 30,36 мвс (+10% к заявленному). Значит, второй параллельный насос (с заявленными характеристиками) при этом давлении выдаст всего 30,2 м3/ч. В сумме 30,2+41 = 71,2/82=86,7%. То есть, -13,3% от суммы производительностей насосов. Ни фига себе!

_{----- добавлено 10 Августа 2020 года, 16:06 -----}
Очень интересно. Давайте предположим, что один из насосов давит не на 10, а на 5% сильнее заявленной характеристики.

[Foxson]

Что мешает часть воды, которая поступает на котёл (после насоса питательного или циркуляционного) направить в контур охлаждения горелок и подогретую воду вернуть на всас этого насоса? И возврат тепла в цикл и не нужно доп оборудование: насосы и какие то теплообменники для охлаждения "горелочного контура"

[Терморобот]

Что мешает часть воды, которая поступает на котёл (после насоса питательного или циркуляционного) направить в контур охлаждения горелок и подогретую воду вернуть на всас этого насоса? И возврат тепла в цикл и не нужно доп оборудование: насосы и какие то теплообменники для охлаждения "горелочного контура"

Господа, я пытался объяснить здесь логику водоохлаждения горелки наших автоматических угольных котлов, но был при этом справедливо замочен модератором сайта за невольную рекламу своих котлов.
Мне намного интереснее общаться с проектировщиками, и получить от них десятки полезных советов, чем пытаться рассказать о себе, и быть забаненным за любое неудачное слово.

[Терморобот]

В вашем случае вызывает вопрос столь низкий требуемый напор -- всего 12 м. Это 1,2 бар или 0,12 МПа. Насосы с таким малым напором редки, поэтому "У Wilo выбор таких насосов очень невелик". Возможно, вы не учли потери напора в обвязке самих насосов (в напорной линии), в трубопроводах.

Давайте считать. Гидравлическое сопротивление нашего котла менее 1 метра водяного столба (мвс), то есть, менее 0,1 кгс/м². Около 3 мвс добавит сопротивление нагревающего контура теплообменника (это наше требование поставщику). Плюс 0,1-0,3 метра добавит сопротивление технологического расходомера. Метра 2-3 добавят сопротивление теплотрассы котлового контура: трубы, запорная арматура, фитинги. Плюс метров 5 добавляем на смесительный клапан, если есть ГВС. Отсюда: напор насосов в котловом контуре порядка 12 метров. В 1-контурной схеме напор нужен меньше (нет теплообменника и смесительного клапана), в 2-контурной схеме сопротивление больше, а с ГВС нужно 12-15 мвс. Если напор насоса будет меньше - он не продавит сопротивление котлового контура (то есть, проток теплоносителя будет маленьким, и мы не снимем с котла нужную мощность). А если насос будет мощнее необходимого, он сначала преодолеет гидравлическое сопротивление, а затем начнем попусту ускорять воду. Гидравлическое сопротивление контура растет пропорционально квадрату скорости воды. Скорость воды будет расти до тех пор, пока гидравлическое сопротивление котлового контура не сравняется с напором насоса, при этом электрическая энергия уйдет на бессмысленный разгон воды, по сути, в тепло. Это тупое и бездарное использование дорогой электроэнергии. Поэтому я и говорю о напоре насоса около 12 мвс. Оно оптимально.

[Ixion]

Давайте считать.

Я извиняюсь, но, простите, вы сейчас посчитали в уме? Прямо в этом сообщении? Просто прикинув на каждое местное сопротивление потери напора?
Может у вас глаз-алмаз и гидравлика у вас в крови, но я бы все же провел гидравлические расчеты, используя коэффициенты местного и линейного сопротивления. Даже если вы "выйдете" на ваши числа, это позволит лучше понять гидравлику контура.
Какие у вас диаметры трубопроводов и скорости в них? Возможно, заузиться по диаметру. Да, напор на насосе возрастет. Но то ли 12 м, то ли 24 м -- и то и другое малый напор, стоимость насоса практически не изменится. А по арматуре, перейдя, например, с DN100 на DN80, можно сэкономить. Насчет теплообменников: высокие скорости -- это высокие коэффициенты теплопередачи, отсутствие или снижение накоплений мех. примесей, отложений, меньше застойных зон. Примерный диапазон оптимальных скоростей для напорных трубопроводов с маловязкими жидкостями -- это 2,0...3,5 м/с. Но в некоторых местах целесообразно и побольше скорости иметь, например, до 5...7 м/с на линиях измерения расхода. Или на линия редуцирования.

[Терморобот]

Кстати, мало кто задумывается об оптимальных Ду труб внутри котельной. Вот, допустим, котельная на 1,2 МВт. Внешние присоединительные фланцы котельной Ду200, но при этом Ду насосов и расходомеров = 65 мм. То есть, мы сначала зажимаем теплотрассу с 200 до 65 мм, а затем расширяем ее назад. Так вот, гидравлическое сопротивление этого расширения существенно (раз в 5) больше, чем у аналогичного сужения. Здесь поток из ламинарного превращается в турбулентный, а это дополнительное сопротивление в целые метры водяного столба.

_{----- добавлено 12 Августа 2020 года, 21:57 -----}

Давайте считать.

Я извиняюсь, но, простите, вы сейчас посчитали в уме? Прямо в этом сообщении? Просто прикинув на каждое местное сопротивление потери напора?

Я физик по образованию, я мыслю цифрами, и любое сообщение в любом форуме начинаю словами "Давайте считать". А котельными я занимаюсь 10 лет, понимание появилось.

[World of PUMPS]

Использование в различных системах охлаждения групп насосов 2раб+1рез (вместо 1раб+1рез) - это мода/тенденция предыдущих 15-20 лет, по крайней мере у зарубежных проектировщиков. Насосы и моторы в агрегатах применяются меньших типоразмеров и меньше единичная мощность - хотя обвязка становится сложнее и кап.затраты увеличиваются, но эксплуатирующему персоналу легче обслуживать/ремонтировать.

Для параллельной работы насосов лучше использовать крутые характеристики Q-H насосов, чем пологие (горизонтальные) характериcтики . Также характеристика не должна иметь "горба" - чтобы исключить помпаж насоса (когда на характеристике одной величине напора может соответствовать 2 значения расхода - подача насоса может перескакивать с одного расхода на другой, и обратно). Также при параллельной работе желательно использовать одинаковые типоразмеры насосов с одинаковым диаметром рабочего колеса и на одинаковой скорости вращения. Также надо учитывать крутость/пологость сопротивления системы - от этого зависит эффект увеличения расхода при параллельной работе насосов.
Но если на каждом насосе есть индивидуальный частотник и датчики давления до/после насоса - то насосы в установке можно отрегулировать (откалибровать, отбалансировать) на одинаковый расход при параллельной работе.

12 метров номинального напора при таком номинальном расходе - сложно только для изготовителей (сборщиков) стандартных серийных насосов, работающих на склад и розничную продажу.
Для многих производителей, заточенных под конечного Заказчика и имеющих в постоянном штате конструкторов, не проблема быстро сделать (адаптировать) стандартный насос под индивидуальный заказ с применением 6-, 8- полюсного мотора, даже на напор 3-7-12 метров, без значительного увеличения стоимости и без длительных сроков поставки.

Примеры подбора:
 

[Foxson]

чтобы исключить помпаж насоса

Не подскажете кто начал использовать термин "помпаж" в отношении насосов? Помпаж явление аэродинамическое, происходит в сжимаемых средах. В насосах - жидкость (несжимаемая) и там может происходить срыв подачи и кавитация (но это другая тема). Смотрю в этот ваш инет и там 100500 знатоков объясняющих явление "помпаж насоса". Кто начал эту диверсию?

если Вы не зарегистрированы, то
пройдите регистрацию

[Geklas]

Теплопотери. Расчет в программе OVentrop 5.0...

автор: Geklas

10 Декабря 2024 года, 16:13

Проектировщик ТС срочно!!! в Санкт-Петербург...

автор: ННК

20 Ноября 2024 года, 11:59

Оформление раздела ТС для участка тепловой с...

автор: IrinaPTO

16 Августа 2024 года, 16:26

Отопление фермы. Выбор системы отопления

автор: DenKLJ

15 Августа 2024 года, 15:54

Предлагаю аттестат тепловые сети

автор: Сергей ОВиК

30 Июля 2024 года, 15:48

СОДК приканальной прокладке

автор: Снифф

15 Июня 2024 года, 19:39

Лучистое отопление. Преимущества

автор: intellisense

29 Мая 2024 года, 19:57

Вакансия Консультант-проектировщик (инженер ...

автор: Рекурсми

28 Мая 2024 года, 13:39

ВАКАНСИЯ инженера-проектировщика ОВиК

автор: Ирина Янк.

24 Мая 2024 года, 16:44

Ведущий инженер-проектировщик/главный специа...

автор: a.lapina.personacolta

22 Апреля 2024 года, 13:43

Выброс газа из ПСК ГРПШ

автор: Українець

04 Марта 2024 года, 16:39

Физический смысл пункта из СП60.

автор: Nkassandra

19 Февраля 2024 года, 14:27

Корректировка проекта

автор: Траин ДМ

17 Января 2024 года, 10:50

Удаленная работа по разделу ОВ

автор: Маша 11

05 Января 2024 года, 10:41

Экраны из негорючих материалов для регистров...

автор: Dmitryolego

10 Декабря 2023 года, 09:40

[736]

Сейчас на форумах: гостей - 736, пользователей - 0