Водоснабжение и канализация

Насосы. Насосные станции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

На станциях аэрации и на сооружениях, где требуются большие расходы сжатого воздуха с напором до 10 м, применяются турбовоздуходувки (ТВ) и нагнетатели типов 360 и 750. При напорах свыше 10 м применяют многоступенчатые турбовоздуходувки (до 30 м) или турбокомпрессоры (30— 100 м). Турбовоздуходувки, турбокомпрессоры и нагнетатели работают по такому же принципу, что и центробежные насосы. Сжатие и нагнетание воздуха в них происходит под действием центробежной силы, которая возникает при вращении рабочего   колеса.   Воздух   из   рабочего колеса попадает в неподвижный кольцевой диффузор, который служит для превращения кинетической энергии воздуха, полученной им в рабочем колесе, в потенциальную энергию (напор). Для этого диффузор снабжен лопатками, образующими вместе с диффузором направляющий аппарат.

Турбовоздуходувки бывают одно-и многоступенчатыми. Одноступенчатые турбовоздуходувки развивают напор 3—6 м, многоступенчатые — 6 — 30 м. Многоступенчатые турбовоздуходувки изготовляют с числом ступеней не бодее четырех, с односторонним и двухсторонним всасыванием.

Корпус турбовоздуходувки чугунный литой с осевым разъемом состоит из секций, отделенных друг от друга перегородками (так называемыми диафрагмами). Внутри корпуса вращается ротор, состоящий из вала и насаженных на него рабочих колес. Вал ротора ступенчатой формы с утолщением от концов к середине (для удобства прессовой посадки колес на вал) изготовляют из углеродистой стали. Вал имеет две шарикоподшипниковые опоры (в некоторых конструкциях — три).

Рабочие колеса турбовоздуходувных машин, как правило, бывают закрытыми с лопатками, отогнутыми назад относительно направления вращения вала. Колеса с такими лопатками отличаются высоким гидравлическим КПД и обеспечивают широкую зону устойчивости работы. Для изготовления лопаток используют никелевую сталь, а дисков — хромомолибденовую (в менее ответственных случаях — высококачественную углеродистую сталь).

Турбовоздуходувки работают без охлаждения сжимаемого воздуха, так как при развиваемых давлениях температура воздуха повышается только до 170 — 200°С. Для турбокомпрессоров применение охлаждения   является   обязательным.

Смазка подшипников кольцевая, жидким маслом; масло заливается через сетку-фильтр, помещенную в верхней крышке корпуса подшипника. Масло в подшипниках охлаждается водой, подаваемой в нижнюю часть корпуса опоры подшипников. Расход воды на охлаждение составляет от 2,1 (для ТВ) до 20— 40 м3/ч (для нагнетателей типов 360 и 750).

В системах воздухоподачи может возникнуть неустойчивая работа (явление помпажа), так как характеристика турбовоздуходувки имеет западающий участок — зону неустойчивой работы. Явление помпажа обусловлено рядом причин и крайне нежелательно при параллельной работе нескольких турбовоздуходувок. Нарушение постоянства рабочего режима системы особенно опасно ввиду резкого скачкообразного повышения давления в потоке и как следствие увеличения давления в воздухопроводе и в рабочих узлах установки.

Для защиты установок от помпажа заводы-изготовители поставляют противопомпажные устройства с выпускным клапаном, обеспечивающие автоматический сброс избыточного количества воздуха при достижении нагнетателем   критической   подачи.

Опыт эксплуатации турбовоздуходувок и нагнетателей показывает, что при постоянстве режима работы установок — потребителей воздуха — помпаж не наблюдается. Например, уровень воды в аэротенках, куда подается воздух, сравнительно постоянный, и поэтому объем и давление подаваемого воздуха не изменяются в больших пределах. Это создает для турбовоздуходувки или нагнетателя постоянный режим работы системы и при надлежащем выборе режимной точки работы исключает возможность возникновения помпажа. Институт Союзводоканал-проект применил ряд конструктивных узлов для нагнетателей 360-21-1, исключающих противопомпажные устройства: на основном нагнетательном воздухопроводе устанавливается задвижка, а также отвод с задвижкой для сброса воздуха в атмосферу.

Отечественная промышленность изготовляет турбовоздуходувки 15 типоразмеров с подачей 6000— 30000 м3/ч при напоре 1—8 м и нагнетатели 5 типов с подачей 1500—69000 м3/ч при напоре 1,3 — 23,5 м; мощность электродвигателя 15 — 2350 кВт.