Питательные насосы паровых котлов предназначены для подачи необходимого количества воды для поддержания безопасной работы и являются важным компонентом котельной системы. В зависимости от требований эксплуатации насосы питательной воды контролируют и регулируют подачу питательной воды.
При использовании насосов в паровых котлах приходиться иметь дело с высоким давлением, высокими температурами окружающей среды и частыми пусками и остановами, негативно влияющих на работу. Многоступенчатые насосы полностью оптимизированы и способны эффективно перекачивать питательную воду паровых котлов
Каждый насос питательной воды парового котла изготавливается, проектируется и адаптируется к работе конкретного котла.
Определение базового расхода питательного насоса
Согласно нормативным документам и котловым инструкциям на начальном этапе необходимо определить гарантированную подачу питательного насоса как сумму всех потоков. Она складывается из следующих расходов:
Количество генерируемого пара котлом
Определяется как номинальная подача питательной воды, равная количеству вырабатываемого пара, которая определяется проектируемой мощностью парового котла.
Затраты на непрерывную продувку
Непрерывный поток продувки необходим для удаления общего количества растворенных твердых веществ для поддержания необходимого качества котловой воды. Эта величина определяется при проектировании котельной с учетом солесодержания исходной воды, процента возврата конденсата и выбранного метода обработки воды. Рекомендуется 2 %, но может допускается до 10%, в зависимости от вышеназванных условий.
Затраты на нижнюю продувку
Для сброса с нижней части котла обазовавшегося шлама рекомендуется установить расход от 3 до 5 %.
Из-за присутствия твердых минеральных примесей в питательной воде возможно отложения шлама в нижних точках котла, что может привести к образованию участков с повышенной температурой и как следствие возможность разрушения металла элементов котла.
Расход на байпасирование котла
При применении плавного регулирования уровня воды в котле с помощью регулирующего клапана необходимо, чтобы поддерживался минимальный расход через насос, при закрытом клапане на котел, что обеспечивает охлаждение насоса. Байпасный поток зависит от минимального расхода насоса, что обычно составляет около 10%.
Дополнительный (инженерный) резерв потока
Принимается в пределах 10…15 %
Теперь, когда определены все расходы котла, можно вычислить общий расход путем сложения всех расходов.
Определение напора питательного насоса
После получения общего расхода котла необходимо получить общий динамический напор питательного насоса
Для определения напора необходимо учитывать следующие показатели:
- Давление избыточное предохранительных клапанов при полном открытии. Полное открытие достигается при давлении на 10% выше избыточного давления открытия клапана.
- Сопротивление линии подачи питательной воды от насоса до входа в паровой котел. Для грубого расчет можно принять 0,05 МПа.
- Дополнительный инженерный резерв для преодаления сопротивленя питательной линии. Основные затраты возникают со временем из-за заноса труб при работе. Для грубого расчета можно принять 0,02 МПа.
- Манометрическое давление бака деаэратора, напор от ватерлинии до осевой линии самого нижнего рабочего колеса насоса и все потери на трение во всасывающей линии.
При выполнении этих условий можно быть уверенным, что питательный насос котла обеспечит необходимую подачу питательной воды и защитит котел от аварии при неблагоприятном состоянии котла, то есть при перегрузке котла, открытой системой шламоудаления и верхней продувки, при полностью открытых предохранительных клапанах, а также при затратах на сопротивление трубопроводов питательной воды.
Исходя из изложенной выше информации видно, что при нормальной работе питательный насос будет иметь несколько завышенную мощность, которая определяется нормативами и предписаниями для критического состояния котла.
При проектировании питательной установки парового котла возможно предусмотреть дросселирующее устройство на выходе насоса для более точной балансировки потока питательной воды или применение частотного преобразователя.
Внимание! Применение ЧП для питательных насосов паровых котлов требует проведение тщательного технического анализа.
После определения расхода и напора можно определить модель питательного насоса котла. Далее необходимо проверить минимальный подпор для данной установки.
Определение минимального подпора насоса
Необходимо сверить требуемый положительный напор на всасывании или NPSHr с NPSHa. Кроме того, необходимо убедится, что между NPSha и NPSHr есть необходимый запас. Согласно опубликованному производителем насоса значению NPSHr, в насосе уже произошло падение напора на 3%, что означает наличие кавитации в насосе. Вот почему важно обеспечить некоторый запас между имеющимся и требуемым чистым кавитационным запасом.
Рассчитайте манометрическое давление бака деаэратора, напор от ватерлинии до осевой линии самого нижнего рабочего колеса насоса и все потери на трение во всасывающей линии. При получении напора убедитесь, что вы измеряете со стороны всасывания.
NPSHa = (абсолютное давление в баке питательной воды) ± (превышение минимального уровня воды в баке над питательным насосом) – (давление паров воды в баке питательной воды) – (потеря на трение в линии всасывания)
Пример расчета питательного насоса
Рассмотрим паровой котел фирмы ТН s.r.o. модель THS-25/9
Паровая производительность котла : 2,5 т/ч.
Верхняя продувка: 2%
Нижняя продувка: 3%
Давление открытия предохранительных клапанов: 0,9 МПа(g),
Определим избыточное давление при полностью открытых предохранительных клапанах.
0,9 *1,1 = 0,99 МПа (g)
Определим затраты на преодаление сопротивления питательной линии с учетом заноса с течением времени трубопроводов. Если точных данных нет, можно применить 0,05 МПа на сопротивление питательной линии и 0,02 МПа на занос.
0,99 + 0,05 +0,02 = 1,06
Итак минимальное избыточное давление на выходе из насоса должно быть 1,06 МПа.
При температуре питательной воды 105 *С и давление 1,16 МПа (а) из деаэратора удельная плотность воды составляет p=954,9 кг/м -3. (из таблицы)
Далее, для гравитационной константы g=9,80665 м.с -2 необходим напор H=113,2 м.
Массовый расход воды для паровой нагрузки котла 2500 кг/ч, верхней продувки 2% (50 кг/ч), шламоудаления 3% (75 кг/ч) , резерва 15% (375 кг/ч) составит 3000 кг/ч или 3 т/ч.
с учетом давления и температуры 105 *С (при плотности 954,9 кг/м) определим объемный расход воды.
Подберем для нашего случая насосы от Grundfos и CNP
Grundfos
CNP
Для напора H= 113,2 м и Q=3,14 м3/ч выбираем ближайший насос Grundfos CR 3-23, который имеет Н = 113,3 м, и Q=3,14 м3/ч.
Для напора H= 113,2 м и Q=3,14 м3/ч выбираем ближайший насос CNP CDM3-20 который имеет Н = 115 м, и Q=3,2 м3/ч.
Далее необходимо проверить NPSH выбранного насоса для условий в существующей или проектируемой котельной. Подробнее…
ООО «Мастер Ватт» при комплектации паровых котлов предлагает многоступенчатые насосы таких фирм как CNP, Wilo и Wandjord
Willo
Многоступенчатые насосы MVI
WANDJORD
Многоступенчатые насосы CRV
дополнительная информация по теме
