dnes je 17.6.2024

Input:

Čerpadla

17.3.2010, , Zdroj: Verlag Dashöfer

8.4.5
Čerpadla

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

Jsou pomocným zařízením elektráren a tepláren. Používají se převážně hydrodynamická čerpadla. Hlavními čerpadly v parních elektrárnách jsou čerpadla napájecí, kondenzátní, chladicí, v teplárnách ještě přistupují čerpadla oběhová. Hydrostatická čerpadla se používají v okruzích mazání, regulace, jako dávkovací čerpadla v úpravně vody, pro dopravu kapalného paliva apod.

Návrh čerpadla

Pro návrh a volbu čerpadla je třeba znát hlavní parametry:

  • objemový průtok Q [m3 /s] (je měřítkem velikosti stroje),

  • měrnou energii čerpadla Y [J/kg] (je směrodatná pro pevnostní dimenzování stroje),

  • otáčky n [1/s] (jsou mírou rychloběžnosti stroje a charakteristikou pohonu),

  • účinnost η [–], charakterizuje hospodárnost přeměny energie v čerpadle,

  • měrnou sací energii Ys [J/kg] (je měřítkem kavitační odolnosti a důležitým parametrem pro situování čerpadla),

  • teplotu čerpaného média [°C], jeho hustotu r [kg/m3] a kinematickou viskozitu n [m2 /s]

Poznámka:

V technickém i obchodním styku je povoleno vyjadřovat energii pro čerpání dopravní výškou H [m]; Y = g· H, kde g [m/s2] je tíhové zrychlení.

Na obr. č.1 je uveden obecný příklad čerpadla v potrubním systému; čerpadlo dopravuje kapalinu z nádrže 1 sacím potrubím A přes výtlačné potrubí B do nádrže 2. Pro požadovaný průtok Q musí čerpadlo vyvinout příslušnou měrnou energii YSV mezi sacím S a výtlačným hrdlem V, která je pro ustálený čerpací proces odvozena z aplikace Bernouliho rovnice

Měrná energie čerpadla YSV se stanoví z okrajových podmínek sací a výtlačné nádrže kapaliny podle vztahu

kde H [m] je geodetická výška, Yz [J/kg] hydraulické ztráty systému, g [m/s2] tíhové zrychlení, [kg/m3] hustota dopravované kapaliny, p [Pa] příslušné tlaky.

Hydraulické ztráty Yz jsou závislé na průtoku Q a představují dynamickou složku energie potřebné k průtoku kapaliny potrubním systémem, Yz = f (Q2).

Obr. 1 Schéma pro dopravu kapaliny

Čerpadlo vzhledem k sacímu řádu musí být umístěno tak, aby při čerpání nemohlo dojít k poklesu tlaku na tlak nasycených par, případně tlak, kdy dochází k vylučování plynů z kapaliny, aby nedošlo ke kavitaci nebo přerušení sloupce kapaliny.

Charakteristika hydrodynamického čerpadla

Charakteristika hydrodynamického čerpadla vyjadřuje závislost YSV na průtoku Q (obr. č. 2). K této charakteristice se obvykle vyjadřuje ještě průběh přidružených parametrů na průtoku Q, jako je účinnost h, příkon čerpadla P, kroutící moment M apod. K charakteristice čerpadla zakreslujeme i charakteristiku potrubí YSVp (Q) a v ustáleném stavu provozu při daných konstantních otáčkách čerpadla udává průsečík charakteristik čerpadla a potrubí tzv. pracovní bod čerpadla B (na který se čerpadlo samo nastaví).

Obr. 2 Charakteristika hydrodynamického čerpadla

Regulace hydrodynamického čerpadla (tj. změna pracovního bodu) se provádí buď změnou charakteristiky čerpadla nebo potrubí. Při regulaci škrcením ve výtlačném potrubí (regulační ventil) se změna pracovního bodu docílí změnou charakteristiky potrubí (obr. 3).

Obr. 3 Regulace odstředivého čerpadla škrcením ve výtlaku

Změna je způsobena umělým zvětšením ztrátové měrné energie, ztracená energie se mění v teplo. Tato regulace je nejjednodušší, ale méně hospodárná, a proto se užívá jen u malých čerpadel. Hospodárnější je regulace změnou otáček čerpadla, u které se mění charakteristika čerpadla při neměnné charakteristice potrubí (obr. 4).

Obr. 4 Regulace odstředivého čerpadla změnou otáček

Regulace změnou otáček se používá u čerpadel větších výkonů. Dalším způsobem je regulace obtokem, u které se celkový průtok čerpadlem dělí na průtok obtokem a výtlačným řádem. U velkých vrtulových čerpadel se provádí regulace natáčením oběžných lopatek.

Napájecí

Nahrávám...
Nahrávám...