Ты новичок или стажер в насосном бизнесе? Эта статья для тебя — как правильно “читать” гидравлическую кривую. Правильный и точный подбор насосного оборудования играет решающую роль в сроке его эксплуатации. Гидравлическая кривая насоса в помощь!

Правильный и точный подбор насосного оборудования играет решающую роль в сроке его эксплуатации. Неверно подобранное насосное оборудование работает не только неэффективно, но и может выйти из строя преждевременно.

Подбор насоса начинается с изучения его гидравлической кривой, которая указывает, как насос будет работать при заданных параметрах напора и расхода. Грамотное считывание этих данных позволит правильно выбрать насос для его энергоэффективной эксплуатации.

Перед рассмотрением кривой насоса, необходимо собрать следующую информацию:

• требуемый расход м3/ч;
• диаметры и длины труб и общие данные системы;
• требуемый напор.

После того, как собрали все необходимые параметры (подробнее мы рассказывали о них в статье “Подбор насосного оборудования, с чего начать…” ) можно приступать к подбору энергоэффективного насоса. Или же обратиться к нам для перепроверки.

Основные термины.

Гидравлическая кривая насоса обозначает расход по оси х (по горизонтали) и напор по оси Y (по вертикали). Кривая начинается в точке нулевого потока и постепенно увеличивается до тех пор, пока не будет достигнут максимальный расход насоса.

Рабочая точка (РТ) насоса находится недалеко от середины кривой. Насосы в этой точке наиболее эффективны и имеют максимальный эксплуатационный период. Как правило, рабочая область на кривой от 70 до 120 процентов от РТ и известна как предпочтительная рабочая область (ПРО) насоса.

Вторая кривая — кривая системы. Применяется нечасто, накладываться на один и тот же график. Кривая системы представляет собой требуемый напор при различных расходах и рассчитывается путем определения статической потери и потери трения в системе.

На кривой системы, когда скорость потока увеличивается, происходит соответствующее повышение напора системы или давления, необходимое для перемещения жидкости.

Наложение кривой системы на кривую насоса показывает, как насос будет работать при заданном расходе и напоре, в зависимости от положения регулирующей задвижки и диаметра рабочего колеса. Точка, на которой кривая насоса и кривая системы пересекаются на графике, указывает фактическую рабочую точку насоса.

Можно изменять диаметр рабочего колеса, а также другие условия, если производительность насоса остается в пределах ПРО. Существует более широкий диапазон кривой насоса, обозначенный как допустимый рабочий диапазон (ДРД), разработчики и инженеры одобряют. Он обычно находится между линией минимально возможного стабильного потока (МВСП) и линией вибраций. Если рабочая точка насоса выходит за пределы этой зоны — ищите другой насос.

Другие элементы гидравлической кривой насоса.

Кривая эффективности насоса показывает КПД насоса во всем рабочем диапазоне. Эффективность выражается в процентах справа от графика кривой насоса. По этой кривой можно рассчитать мощность насоса для системы.

Кривая мощности: кривая мощности представляет собой нагрузку, которую насос выдает на двигатель в заданной точке кривой насоса и определяет мощность двигателя. Он представлен как отдельный график кривой и постепенно поднимается к его пиковой нагрузке, которая обычно близка к рабочей точке.

NPSHr — кавитационный запас, необходимый подпор на всасывающем патрубке насоса для удержания давления жидкости выше уровня давления насыщенных паров на всасе. Правильные расчеты NPSHr уберет кавитацию, вибрацию и поломку насоса.

В этой статье мы расскажем о важности подбора насосного оборудования в долгосрочной перспективе.

Давайте смоделируем приятную для большинства ситуацию…

Покупка новой машины.

Настал заветный день – вы отправляетесь в салон забрать свое авто. Перед этим вы изучили все сайты автопроизводителей, опросили друзей и соседей, прочувствовали всё на тест – драйвах, провели десятки часов на форумах.  Выбор сделан и уже ничего не остановит от покупки!

Представим, что Вы не прошли все этапы принятия решения, выбора и анализа. Приехали в автосалон и попросили менеджера: «Подберите мне хорошую машину». И все. Никакой уточняющей информации. Странно, не правда ли?

Продавцу явно не хватает дополнительной информации: ваш бюджет, состав семьи, желаемая мощность, тип двигателя, ваш стиль езды и многое другое. Если консультант-продавец не задаст уточняющих вопросов, можно гарантировать, что дорогой покупкой вы не будете удовлетворены.

Большое отличие в процессе выбора насосов и автомобилей в том, что к подбору авто покупатели подходят гораздо основательнее. Машина для украинца – это не только средство передвижения, но и элемент самовыражения, имидж, уважение в глазах окружающих и многое другое. Поэтому, из-за этого много кредитных авто люксового класса на дорогах.

Очевидно, чтобы подобрать насос, нужно изучить всю систему. Провести работу в том же направлении, что и при покупке автомобиля: узнать какие есть производители, какие компании на чем специализируются, принять конструкцию, которая вам подходит, изучить спецификацию по материалам, какой класс энергоэффектвности двигателя, из чего сделана насосная часть (нержавейка или пластик), рассчитать сопротивление системы, что с сервисом и многое другое. Это на первый взгляд кажется, что все просто, но это только кажется. Есть огромное количество моментов, которые нужно знать и сопоставлять со своими потребностями.

И все же, при выборе именно насосов, по старой привычке, наши люди смотрят на стоимость насоса. Но согласитесь, автомобиль вы не всегда выбираете по стоимости. Так как, отчетливо понимаете, что здесь нельзя «вестись» на цену. Можно угодить в проблему длиной в жизненный цикл эксплуатации этого авто.

Тем не менее, не могу не отметить, что тенденция начинает меняться. Уже сегодня тарифы на электроэнергию заставили задуматься об эффективности электроприборов (оборудования). Насосы – основные «пожиратели» электроэнергии. Уже невозможно игнорировать затраты – ведь цифры в платежках существенные: как для физ.лиц, так и предприятий.

Как раньше уже не будет. Устанавливать плохо подобранное оборудование – не просто дурной тон, но и очень дорогое «удовольствие».

Пришло понимание, чтобы получить комфорт, нужно обратиться к квалифицированным проектировщикам, которые комплексно подойдут к вопросу.

В частности, чтобы подобрать насос нужно знать десятки исходных данных, цели заказчика, его бюджет, рассчитать потери, будет ли диспетчеризация и т.п.

На круговой диаграмме изображена стоимость жизненного цикла типичной насосной системы в процентном соотношении.  За расчет взяли нормальные условия эксплуатации в течении 10 лет.

Обычная практика, когда основной акцент ставят на стоимости оборудования и игнорируют дальнейшие затраты. На диаграмме ярко выражено, что начальная стоимость по сравнению с затратами на протяжении эксплуатационного периода играет не такую значительную роль.

Поэтому очень важно учитывать эти данные при покупке оборудования или подборе подрядчика.

После акта выполненных работ весь груз затрат на эксплуатацию ляжет на Вас.

83% стоимости жизненного цикла оборудования занимают эксплуатационные расходы (включая электроэнергию) и затраты на техническое обслуживание.

Важно это помнить при подборе подрядчика, который возьмет ответственность за проверку данных и верный подбор или при самостоятельном подборе.

Сейчас все близится к тому, что конечный потребитель будет играть более важную роль при подборе насосного оборудования. Теперь подумайте, какой должен быть чек-лист при выборе насоса, проектировщика, монтажника.  Какие пункты будут основополагающими?

Здесь конечно у всех подходы разные. Для специалистов это задача не составит никакого труда, а вот для новичков не так все просто. При запросе на подбор насосного оборудования одним из первых вопросов будет: “А какая рабочая точка?”

Рабочая точка насоса. Что это и для чего нам так необходимо ее знать, разберем в этой мини – статье совместно с другими не менее важными характеристиками.

Термин для новичков:

Рабочая точка – это точка пересечения характеристики насоса с характеристикой системы. Напор (откуда куда в метрах по вертикали и горизонтали) и подача (в каком объёме), которые нужны для того, чтобы получить желаемый результат в Вашей системе.

И более точное пояснение для специалистов:

Рабочая точка центробежного насоса является точкой пересечения кривой напора H(Q) и характеристической кривой установки HA(Q). При этом кривая H(Q) зависит от параметров насоса, а зависимость HA(Q) обусловлена параметрами установки.

Разберем более детально все параметры и их взаимосвязь.

Производительность (подача, расход) – объем жидкости, перекачиваемый насосом за единицу времени (м3/час, л/сек, и т.д). В величину расхода входит только фактический объем перемещаемой жидкости без учета обратных утечек.

В насосах DP-Pumps (Голландия), благодаря заводским испытаниям и замерам, фактическая производительность совпадает с данными указанными в каталоге.

Напор – разница давлений между входным и выходным патрубком насоса, создаваемый рабочими колесами насоса.

Формулы для расчета прописывать не будем, так как здесь учитывается много индивидуальных параметров.  Есть онлайн ресурсы, которые Вам помогут просчитать рабочую точку при наличии необходимых характеристик, после чего Вы сможете подобрать насос в программе подбора.  Но в данном случае никаких гарантий того, что оборудование подобрано правильно и будет работать так как Вам нужно – нет.

Для точного и правильного подбора, соответствия всем спецификациям и долгого эксплуатационного срока – обратитесь к нашим специалистам.  Это сократит Ваше время и даст гарантию того, что насосное оборудование подобрано верно и сможет удовлетворить все требования Вашей системы.

После подбора Вам будет отправлен лист характеристик. Давайте разберем на что нужно обратить внимание.

График 1. Рабочая точка.

На оси абсцисс подача (производительность, расход) насоса, выраженная в л/сек (или м3/час) . По оси ординат располагается напор насоса, выраженный обычно в метрах (м), на графике в кПа. Из графика видно, что при «нулевом» расходе насос выдает максимальный напор равный примерно 66 м. При максимальном расходе, примерно, 2,5 м3/час – напор около 30 метров. Это крайние рабочие точки по расходу и напору для данного, конкретного типа насоса. Теоретически, рабочая точка может располагаться в любом месте рабочей характеристики насоса.

За пределами рабочей характеристики эксплуатировать любой насос категорически запрещено!

График 2.  Мощность двигателя.

Потребляемая мощность (мощность на валу) – мощность, потребляемая насосом при работе. Часть потребляемой мощности может теряться из-за протечек, трения в подшипниках и т.д.

Полезная мощность – это энергия, отдаваемая жидкости за единицу времени при работе насоса.

Коэффициент полезного действия (КПД) определяет соотношение между этими величинами.

График 3. КПД

Полезная энергия меньше, чем потребляемая. Часть энергии неизбежно теряется при преобразовании. КПД насоса оценивает его энергетическое совершенство. Чем больше КПД насоса, тем эффективней он использует потребляемую энергию.

«Вечный двигатель» пока не изобретен, поэтому КПД всегда будет меньше 1, или меньше 100 %.

График 4. NPSH( кавитационный запас).

Кавитационный запас — NPSH [м.вод.ст] — минимальное давление во всасывающем патрубке насоса  обеспечивающее безкавитационную работу. Значение кавитационного запаса определяется опытным путём производителями насосов и приводится в виде графика в зависимости от подачи насоса.

Чаще всего, а точнее где – то в 55 % случаев, из-за сложности процессов, происходящих на всасывающем патрубке насоса, этому параметру при подборе не уделяется должное внимание, а зря, так как это может значительно продлить срок службы насоса. (изучите статью “От чего зависит срок службы насоса” по ссылке  ).

Итак, в статье мы разобрали главные характеристики, которые необходимо учесть при подборе насосного оборудования. Эти знания можно применить, как и при самостоятельном подборе так и при проверке подбора подрядчика.

И помните, что для длительной и надежной эксплуатации насосного оборудования, необходимо учесть все вышеизложенные характеристики. Подобрать не только по оптимальным техническим значениям, что конечно же является первоочередным, но и по советующей стоимости.  Не стоит покупать насосы с пластиковыми внутренностями исходя только из – за низкой стоимости, потом  Вам придется выделить еще больший бюджет на обслуживание насосов или на частую замену. Также и в обратную сторону, не стоит переплачивать за невероятно мощные насосы или спец. исполнение, если этого не требует Ваш проект.

Оборудование должно быть энергоэффективным, надежным, высокотехнологичным.

При правильном подборе у Вас получится энергоэффективное экономичное решение с минимальными эксплуатационными затратами, полностью соответствующее требованиям Вашей системы.