Вопрос 70.

Рис. 3.11. Характеристики параллельной работы двух центробежных насосов в
одной системе
а — насосы с одинаковыми характеристиками; 6 — насосы с разными характеристиками

Для определения режима совместной работы насосов характеристику Р — Е системы нужно построить так же, как и при работе одного насоса. Рабочая точка в этом случае будет находиться на пересечении суммарной характеристики насосов с характеристикой системы.
Общая подача при параллельной работе двух насосов характеризуется абсциссой точки 2 и равна Q_I+I1, напор соответствует ординате точки 2, равной H_I+I1или H_i. Чтобы установить, в каком режиме работает каждый из насосов, необходимо провести из точки 2 линию, параллельную оси абсцисс. Абсцисса, соответствующая точке пересечения этой линии с кривой Q — H насоса (точка 1), определит расход, а ордината — напор H_i каждого из параллельно работающих насосов. Следовательно, напор, развиваемый каждым насосом, равен напору, развиваемому двумя насосами при их параллельной работе, а подача каждого насоса равна половине суммарной подачи двух насосов.
Если бы в данную систему жидкость подавал только один насос, то режим его работы характеризовался бы напором и подачей в точке 5. Как видно из рис. 3.11, а при этом его подача Q была бы больше, чем в случае параллельной работы со вторым насосом.
Таким образом, суммарная подача насосов, работающих параллельно в общей системе, меньше, чем сумма подачи этих же насосов при их раздельной работе. Это происходит из-за того, что при увеличении общего расхода жидкости, подаваемой в систему, возрастают потери напора, а следовательно, увеличивается и напор, необходимый для подачи данного расхода, что влечет за собои уменьшение подачи каждого насоса.
Коэффициент полезного действия каждого из параллельно работающих насосов характеризуется его КПД в точке 4 на пересечении кривой Q — η с перпендикуляром, опущенным из точки 1. Как видно из рис. 3.11, а, КПД каждого из параллельно работающих насосов также отличается от КПД насоса при раздельной работе, который характеризуется КПД в точке 3 на кривой Q - η.

Мощность каждого из параллельно работающих насосов характеризуется мощностью в точке 7 на кривой Q—N, тогда как мощность отдельно работающего насоса определяется мощностью в точке 6.
При построении суммарной характеристики трех параллельно работающих насосов необходимо утроить абсциссы характеристики каждого насоса. Режим работы трех и более насосов при их параллельном включении определяется так же, как и в случае параллельной работы двух насосов. При увеличении числа параллельно работающих насосов или при увеличении сопротивления системы, например, при выключении одного из участков параллельно работающих водоводов при аварии, подача каждого насоса в отдельности уменьшается.
Параллельная работа одинаковых насосов в одну систему эффективна при пологих характеристиках системы и крутых характеристиках насосов. При крутой характеристике системы, параллельная работа может оказаться неэффективной, так как при подключении к одному насосу второго или третьего насоса подача возрастет незначительно.
Одинаковые насосы для параллельной работы по каталогам подбирать следует так, чтобы оптимальная точка характеристики соответствовала напору, вычисленному для подачи всего расхода в систему, и подаче, равной общему расходу, деленному на число включенных одинаковых насосов.
Параллельная работа центробежных насосов с разными характеристиками. Насосы с разными характеристиками могут параллельно работать только при определенных условиях, в зависимости от соотношения характеристик этих насосов.
Проанализировать возможность и целесообразность параллельной работы насосов с разными характеристиками можно, совмещая характеристики насосов и системы. На рис. 3.11, 6 показаны характеристики насосов I и II. Как видно из рисунка, насос II развивает меньший напор, чем насос I. Поэтому насос II может работать параллельно с насосом I, только начиная с точки, где развиваемые ими напоры равны (точка С на рис. 3.11, 6). Характеристика совместной работы насосов (суммарная характеристика), начиная с точки С, строится путем сложения абсцисс характеристик насосов I и II при одинаковых ординатах (напорах, развиваемых насосами).
Для определения суммарной подачи необходимо построить характеристику системы (кривая РЕ на рис. 3.11, 6). Затем из точки А — точки пересечения характеристики системы с суммарной характеристикой совместной работы насосов I и II следует провести линию, параллельную оси ординат, которая отсечет на оси абсцисс отрезок, соответствующий расходу Q_i+i1, подаваемому в систему обоими насосами. Подачу каждого из совместно работающих насосов можно найти, проведя из точки А прямую, параллельную оси абсцисс. Пересечение этой прямой с характеристиками насосов I и II дает соответствующие точкам 1' и 2' величины подачи Q'_i
Как и в случае параллельной работы двух насосов с одинаковыми характеристиками, суммарная подача двух насосов меньше суммы подач каждого из насосов в отдельности. Из рис. 3.11, 6 видно, что Q_I+Q_I > Q_I+II. Мощность и КПД совместно работающих насосов определяются так же, как и в случае совместной параллельной работы двух насосов с одинаковыми характеристиками.
Принцип построения характеристики параллельной работы разных насосов применяют и для построения характеристики параллельной работы нескольких одинаковых насосов, когда подачу одного из них регулируют изменением частоты вращения.
В практике работы водопроводных систем встречаются случаи, когда в параллельную работу вступают насосы, расположенные на значительном расстоянии друг от друга. Простейший пример такой параллельной работы насосов представлен на рис. 3.12. Для того чтобы правильно оценить параллельную работу насосов в этом случае, необходимо привести их характеристики к одной точке (точке а на рис. 3.12). Пренебрегая потерями на участке от насоса 2 до точки а, можно предположить, что характеристика насоса 2 в этой точке тождественна его заводской характеристике.
Для приведения характеристики насоса 1 к точке а необходимо построить его дроссельную или приведенную характеристику относительно оси этой точки, т. е. вычесть из ординат заводской характеристики насоса потери напора на участке от насоса 1 до точки а. Эта характеристика представлена кривой (Q—H)_1a на рис. 3.12.
При построении характеристики совместной работы насосов 1 и 2 [кривая (Q—H)_1a+2] необходимо суммировать абсциссы кривых (Q—H)_1a и (Q—H)₂ при одинаковых напорах, т. е. сложить характеристики насосов, приведенные к одной точке (в данном случае к точке а). При этом характеристика системы (кривая Р—А) строится для участка а—б трубопровода.
По такому же принципу можно построить характеристики трех и более насосов, расположенных на значительных расстояниях один от другого и подающих жидкость в один общий напорный трубопровод.
Если в точках 1 и 2 расположены не отдельные насосы, а насосные станции с несколькими насосами, то характеристика совместной работы этих насосных станций строится таким же способом, только вместо характеристик Q — Н насоса принимают характеристики параллельно работающих насосов соответственно в точках 1 и 2. Таким образом можно получить характеристику совместной работы двух и более насосных станций, работающих в одной системе.

Вопрос 71.

СВОУ. Классификация. СВОУ бесповерхностного типа.

Опреснительные установки самоиспарения разделяются на два основных типа: циркуляционные и проточные. В циркуляционных установках испаряемая вода с помощью специального насоса многократно циркулирует между подогревателем и испарителем, при этом часть неиспарившегося рассола выдувается за борт. В проточных установках, как правило многоступенчатых, испаряемая вода предварительно подогревается образующимся вторичным паром, последовательно проходит через подогреватели-конденсаторы отдельных ступеней, затем окончательно перегревается в подогревателе, имеющем внешний источник тепла, и последовательно испаряется, проходя по ступеням испарителей.

Циркуляционные установки по отношению к проточным отличаются увеличенными габаритами вследствие большого парового объема испарителя и сложностью устройства в связи с большим количеством обслуживающих насосов.

С появлением в опреснителе вторичного пара закрывают воздушные краны, запускают циркуляционный насос конденсатора и открывают клапаны на паропроводах вторичного пара и дистиллята; включают соленомеры.

При эксплуатации водоопреснительных установок следует добиваться их экономичной работы, которая определяется минимальным удельным расходом свежего пара.

Это достигается путем:

· установления наивыгоднейших значений параметров свежего и вторичного пара;

· поддержанием в опреснителе надлежащей плотности рассола;

· минимальным расходом воды на конденсацию и охлаждение дистиллята;

· рациональным питанием опреснителя забортной водой;

· содержанием в чистоте нагревательных поверхностей змеевиков опреснителя, водоподогревателей и конденсатора;

· содержанием в исправном состоянии изоляции водоопреснительной установки.

В период действия водоопреснительной установки необходимо следить за качеством вторичного пара и дистиллята по показаниям соленомеров и периодически, не реже одного раза в сутки, брать пробы для определения качества дистиллята химическим способом. Соленость рассола должна быть в пределах 5000-- 7000° Б. Увеличение солености влияет на качество дистиллята, а также отражается на производительности установки. Вследствие интенсивного образования накипи снижается экономичность работы установки.

Плотность рассола определяют путем взятия пробы ареометром, не реже одного раза за вахту. Значение плотности по показанию ареометра соответствует солености. В опреснителе должен поддерживаться постоянный уровень рассола, что достигается хорошей работой регулятора питания. Для этого необходимо следующее: свободное перемещение питательного клапана, поплавка и штоков в местах прохода через сальники; хорошая плотность поплавка, чистота патрубков, соединяющих паровое и водяное пространство опреснителя с регулятором.

На теплоходах отечественного морского флота получили распространение утилизационные вакуумные водоопреснительные установки с камерами испарения бесповерхностного типа с циркуляционным контуром рассола. Наиболее широко распространены установки датской фирмы «Нирекс», установленные на грузовых теплоходах серии «Красноуральск» производительностью 21 т/сут и танкерах серии «Леонардо да Винчи» производительностью 12 и 20 т/сут.

Водоопреснительные установки «Нирекс» с циркуляционным контуром рассола выпускаются производительностью от 10 до 60 т/сут. Как и в проточных установках небольшой производительности, фирма «Нирекс» применяет пластинчатые теплообменные аппараты и в установках с циркуляционным контуром рассола. Однако, в связи с нецелесообразностью применения пластинчатых аппаратов в качестве испарителей и конденсаторов в установках большей производительности, такие аппараты применяются как подогреватели рассола и охладители дистиллята, используемого в качестве охлаждающей воды в конденсаторе смесительного типа. Различная производительность рассматриваемых установок достигается различным числом пластин, образующих поверхности теплообмена подогревателей рассола и охладителей -дистиллята. По многим другим узлам установки унифицированы.

В начале эксплуатации установки (10-: -20 мин) получаемый дистиллят сливают за борт, так как он имеет повышенную соленость. Отбором проб воды через пробные краны проверяют качество работы соленомера.

Для вывода из действия установки необходимо: прекратить поступление воды от ДВС; остановить циркуляционный насос забортной воды; после отбора дистиллята остановить циркуляционный насос; закрыть вентиль на цистерну пресной воды; остановить эжекторный насос для прекращения подачи воды на эжектор; отключить напряжение к соленомеру; прекратить поступление забортной воды в конденсатор.

Наличие на судне водоопреснительной установки позволяет уменьшить его водоизмещение, что приведет к увеличению скорости при сохранении мощности силовой установки или к уменьшению мощности силовой установки при сохранении скорости хода. Увеличение скорости судна дает экономический эффект от увеличения его оборачиваемости, а уменьшение мощности силовой установки -- снижение построечной и эксплуатационной стоимости силовой установки и судна в целом.

Конструкция испарителя поверхностного типа вакуумной опреснительной установки СРТ с использованием в качестве теплоносителя отработавших газов от главного дизеля. Испаритель состоит из цилиндрического вертикального корпуса с размещенными внутри двумя трубными решетками, к которым приварены трубки, расположенные в шахматном порядке. В межтрубном пространстве имеются две направляющие перегородки. Отработавшие газы главного двигателя входят через патрубок в межтрубное пространство, совершают два поворота, через стенки трубок передают теплоту на испарение рассола и уходят через патрубок в атмосферу.

На современных судах получили распространение многоступенчатые бесповерхностные адиабатные опреснители, обладающие высокими экономическими показателями. Они имеют наиболее высокий коэффициент полезного использования теплоты и значительную производительность.

Основой опреснительного агрегата является пятикамерный корпус, который с помощью опорных лап крепится к фундаментной раме. Каждая камера разделена на две части: нижнюю - испарительную и верхнюю - конденсаторную с жалюзийным сепаратором, очищающим пар от капель рассола. Нижняя испарительная часть камер изготовлена из листовой углеродистой стали, а верхняя с встроенным конденсатором из нержавеющей стали, трубки - мельхиоровые, трубные доски - латунные; крышки - сварные из листов медно-никелевого сплава. Крышки конденсаторов имеют внутри цинковые протекторы для предохранения от коррозионного разъедания. Для осмотра внутренних поверхностей камер и их чистки на переднем фронте корпуса предусмотрены лазы, закрываемые крышками, в которых имеются смотровые окна. К днищу камер приварены трубы, по которым забортная питательная вода подается в камеры испарения. Отбойные колпаки выполняют роль отражателей, препятствуя уносу крупных капель воды с паром. Неиспарившийся рассол удаляется из камер через, спускные трубы, которые соединяются с питательными трубами последующих камер испарения.

Дистиллят, собирающийся в сборниках конденсатов, перетекает из одной камеры в другую через перепускные трубы, являющиеся гидрозатворами. Воздух из камеры в камеру перепускается через коленчатые патрубки 8.

Корпус опреснителя покрыт снаружи тепловой изоляцией, и имеет кронштейны и приварыши для крепления приборов и оборудования.

Система охлаждения забортной воды предназначена для охлаждения смазочного масла, пресной воды замкнутого контура и наддувочного воздуха дизелей. Для этого вода из-за борта прокачивается через соответствующие охладители и сливается за борт.

Наиболее часто применяемое оборудование системы:

- кингстоны, бортовой и донный, через которые поступает вода;

- фильтры за кингстонами;

- центробежные электроприводные насосы;

- охладители смазочного масла;

- охладители пресной воды;

- охладители наддувочного воздуха ГД;

- маслоохладтели и воздухоохладители ДГ;

- охладители воздушных компрессоров;

- подшипники гребного вала;

- отливной клапан;

-терморегулирующий клапан VT (управляемый автоматически или вручную);

- опреснительная установка.