Подбираем сетевой питательный насос для котельной


В котельных преимущественно применяются центробежные насосы с электрическим приводом, которые по своему назначению подразделяются на питательные, подпиточные, сетевые, сырой воды и конденсатные.

Основными характеристиками насосов являются:

— подача (объем воды, подаваемый насосом в единицу времени) в м 3/ ч (л/с);

— напор (разность давлений после насоса и до него) в м вод.ст.;

— допустимая температура воды на входе в насос, при которой вода в насосе не вскипает, в 0С.

С целью повышения надежности водоснабжения устройств котельной обычно используется не менее двух параллельно соединенных насосов с одинаковыми характеристиками, из которых один насос является рабочим, а второй резервным. Если насосы работают одновременно, то давление воды за насосами остается прежним, а подача воды увеличивается и становится равной сумме подач каждого из насосов (рис. 66).

Регулирование подачи насосов производится задвижками, установленными на напорных участках трубопроводов, а при наличии обводной линии (байпаса) перепуском части воды из напорного трубопровода во всасывающий трубопровод.


Подбираем сетевой питательный насос для котельной

Рис. 66. Насосная установка:

1 – насос; 2 – электродвигатель; 3 – фундамент; 4 – пружинный амортизатор; 5 – гибкая вставка; 6 — переходный патрубок; 7 – обратный клапан; 8 – задвижка; 9 – манометр; 10 – байпасный трубопровод.

Из центробежных насосов в котельных широко используются одноступенчатые консольные насосы типа К (КМ), одноступенчатые насосы с двухсторонним всасыванием типа Д. и многоступенчатые насосы типа ЦНСГ, а также многоступенчатые конденсатные насосы типа КС

Консольные насосы предназначены для перекачивания чистой неагрессивной воды с температурой до 85 0С в количестве от 5 до 350 м 3. При этом создаваемый ими напор составляет 20 – 80 м вод.ст.

По способу установки и крепления насосы делятся на два типа: К и КМ (рис. 67). Насосы типа К имеют самостоятельную стойку, которая крепится к опорной раме. Вал насоса соединяется с валом электродвигателя упругой муфтой.

Подбираем сетевой питательный насос для котельной


Рис. 67. Насосы консольные:

1 – крышка корпуса; 2 – корпус; 3 – уплотняющее кольцо; 4 – рабочее колесо; 5 – сальниковая набивка; 6 – защитная втулка; 7 – крышка сальника; 8 – вал; 9 – шарикоподшипник; 10 – электродвигатель.

У насосов типа КМ (моноблочный) рабочее колесо установлено на удлиненном валу электродвигателя, а корпус насоса крепится к фланцу электродвигателя. В остальном насосы имеют одинаковое устройство. Их насосные части унифицированы и имеют идентичные технические характеристики.

Спиральный корпус насоса типа К имеет отлитые с ним заодно нагнетательный патрубок и две опорные лапы. Спереди насоса по его оси к корпусу крепится крышка с всасывающим (входным) патрубком. Это позволяет в случае необходимости, сняв крышку, извлечь рабочее колесо, не производя полной разборки насоса. В нижней части корпуса расположено сливное отверстие, а вверху отверстие для выпуска воздуха при заполнении насоса водой. Отверстия закрываются пробками с резьбой. Рабочее колесо посажено на консольную часть вала, который вращается в двух шарикоподшипниках. Смазка подшипников производится маслом, находящимся в корпусе подшипников. От протечек воды вдоль вала насос защищает сальниковая набивка, уплотняемая крышкой сальника.

Марка консольного насоса обозначается тремя цифрами, например, К 50 – 32 – 125. Первая цифра обозначает диаметр всасывающего патрубка в мм, вторая цифра указывает на диаметр нагнетательного патрубка в мм, а третья – на диаметр рабочего колеса, мм


Центробежные горизонтальные одноступенчатые насосы двустороннего входа используются в качестве сетевых насосов, так как имеют наибольшую для центробежных насосов подачу (рис.68).. Ее величина находится в интервале от 200 до 800 м /ч. Напор, создаваемый насосами, расходуется на преодоление сопротивлений в котельной и в тепловых сетях и находится в пределах от 40 до 95 м вод. ст.

Подбираем сетевой питательный насос для котельной

Рис. 68. Сетевой насос двустороннего входа:

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – защитная втулка; 4 – рабочее колесо; 5 – вал; 6 – защитно-уплотняющее кольцо; 7 – трубка для подвода воды к сальнику; 8 – подшипник; 9 – набивка сальника.

В нижней части корпуса насоса горизонтально расположены всасывающий и нагнетательные патрубки, направленные в противоположные стороны под углом 90 0 к оси насоса. Корпус насоса имеет горизонтальный разъем, что позволяет осматривать и обслуживать насос без съема его с фундамента.

Рабочее колесо насоса имеет двусторонний ввод воды, для чего в корпусе насоса расположены вводные каналы, находящиеся слева и справа от рабочего колеса. Двусторонний подвод воды к рабочему колесу позволяет уравновесить осевые усилия и предотвратить смещение колеса в одну сторону.


Опорами вала служат два подшипника. Для уплотнения вала от протечек воды используется два сальника, к которым из напорной полости насоса под давлением подводится вода.

В марках насосов указывается буква Д, после которой первая цифра обозначает величину подачи в м 3 / ч, а вторая – напор в м вод. ст. Например, насос Д–200–95.

Центробежные многоступенчатые секционные насосы типа ЦНСГ (насос центробежный, многоступенчатый для горячей воды) создают напор до 160 – 230 м вод. ст. при подаче до 60 м3 /ч воды с температурой не выше 105 0С. При таких характеристиках насосы широко используются для питания котлов среднего давления. Марка насоса имеет следующее обозначение, например, насос ЦНСГ- 38 – 132, где первая цифра обозначает подачу в м 3 / ч, а вторая – напор в м вод. ст.

Подбираем сетевой питательный насос для котельной

Рис. 69. Схема насоса ЦНСГ – 38 – 132:

1 – всасывающий патрубок; 2 – кольцо направляющего аппарата; 3 – направляющий аппарат; 4 – рабочее колесо; 5 – вал; 6 – нагнетательный патрубок; 7 – шарикоподшипник; 8 – диск разгрузки.

Каждая ступень многоступенчатого насоса (рис.69) состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата, который служит для безударного входа воды в следующую ступень. Колесо посажено на вал, вращающийся в двух подшипниках, установленных в кронштейнах. Во избежание осевого перемещения вала с колесами на вал надет диск разгрузки. Часть воды из последней секции поступает в разгрузочную камеру и давит на диск слева направо, в то время как реакция струи воды на выходе из каждой ступени стремится сдвинуть вал справа налево. Поэтому вал остается на месте. Вода из разгрузочной камеры по разгрузочной линии отводится в полость всасывания.


Подшипники охлаждаются водой давлением не более 0,3 МПа. Движение воды на рисунке показано стрелками. После подшипников вода поступает в сальники.

Для перекачки конденсата с температурой до 120 0С применяются конденсатные насосы типа КС, которые являются многоступенчатыми. Колесо первой ступени имеет двухсторонний вход и расположено между второй и третьей ступенями. Корпус насоса разъемный в горизонтальной плоскости. Верхняя часть корпуса не имеет присоединений и свободно снимается для производства осмотра. Насосы имеют подачу от 12 до 80 м3 /ч и более и напор от 0,5 до 5,5 МПа. Марка насоса обозначается буквами КС и двумя цифрами, указывающими на подачу в м3/ч и величину напора в м вод. ст., например, КС-12-50.

Согласно «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» (ПБ–574–03) для питания котлов водой допускается применять поршневые насосы паровым приводом. Однако по сравнению с центробежными насосами паровые насосы имеют низкую экономичность. Так вследствие неполного расширения пара в цилиндрах паровых поршневых насосов его расход достигает 3–5 % от производительности котлов. Поэтому насосы применяются в качестве резервных для питания котлов при прекращении электроснабжения котельной.


Для питания котлов наиболее часто применяются двухцилиндровые насосы с вертикальным расположением цилиндров марок ПДВ –10/20, ПДВ – 16/20, ПДВ – 25/20 и др. Первая цифра обозначает подачу воды в м3/ч, а вторая указывает на величину напора в кгс/см2. Наибольшая номинальная подача насосов равна 60 м3/ч.

Насос состоит из блока паровых 4 и блока водяных (гидравлических) цилиндров 10 расположенных на одной вертикальной оси (рис.70). Штоки паровых и гидравлических поршней соединены между собой муфтой, вследствие чего движение парового поршня вызывает перемещение водяного поршня.

Диаметр водяного поршня в 1,4-1,8 раза меньше диаметра парового поршня. Однако на поршни действует одна и та же сила F, создаваемая давлением пара. Поэтому давление воды в водяном цилиндре увеличивается в 2-3 раза.

Блок паровых цилиндров отлит совместно с двумя золотниковыми коробками, расположенными между цилиндрами. Каждая золотниковая коробка соединена со своим цилиндром четырьмя каналами. По внешним каналам пар поступает в цилиндр, а по внутренним каналам отводится из цилиндра. Открытие и закрытие каналов производит цилиндрический золотник, который имеет четыре уплотнительных кольца. Торцы золотника открыты и пар может свободно проходить через золотник.


Привод золотника осуществляется паровым поршнем другого цилиндра с помощью рычагов и кривошипа. Открытие и закрытие каналов золотниковой камеры позволяет поочередно подавать пар сверху поршня или под него, вследствие чего поршень совершает возвратно-поступательное движение. Оба паровых поршня работают одновременно, но движутся в разных направлениях.

Блок водяных (гидравлических) цилиндров состоит из двух цилиндров с поршнями и клапанной коробки, в которой размещены всасывающие 7 и нагнетательные клапаны 6 и 8. С одним водяным цилиндром взаимодействует две пары клапанов, каждая из которых состоит из одного всасывающего и одного нагнетательного клапана. Клапаны в парах работают попеременно: если в одной паре всасывающий клапан открыт, то в другой паре всасывающий клапан закрыт. При любом ходе водяного поршня вода входит в цилиндр и выходит из него.

Смазка паровых цилиндров и золотников производится цилиндровым маслом, которое вытесняется из масленки паром и вместе с ним поступает к поверхностям трения.

Подбираем сетевой питательный насос для котельной

Рис. 70. Схема парового поршневого насоса:

1, 3 — подвод пара; 2 – отвод отработанного пара; 4 – блок паровых цилиндров; 5 – отвод воды в котел; 6, 8 – нагнетательные клапаны; 7 – всасывающие клапаны; 9 – подвод воды; 10 – блок водяных цилиндров; 11 – золотник.


Рециркуляционные насосные установки используются в водогрейных котельных и в котельных смешанного типа (с паровыми и водогрейными котлами). Их назначение в поддержании температуры воды на входе в водогрейный котел не менее допустимой с учетом используемого топлива. С той целью рециркуляционный насос часть нагретой воды в котле подает снова на вход в котел, где она перемешивается с обратной водой из тепловой сети и увеличивает ее температуру до заданной величины. Иногда на производстве важно иметь катализатор Клауса, который можно купить только в специализированном магазине.

Температура воды на входе в котел зависит от вида топлива и содержания в нем серы. При сжигании углей и мазута образуются пары серы и ее соединений, которые легко конденсируются на экранных трубах котла, где их температура не превышает 100ºС, что приводит к интенсивной эрозии поверхности труб и утонению стенки. Использование природного и других энергетических газов в качестве топлива для котлов позволяет снизить минимальную температуру поверхности экранных труб до 60-70ºС, исключая эрозию их поверхностей.

Многообразие условий покрытия круглогодичных и пиковых тепловых нагрузок на территории нашей страны стало причиной проектирования водогрейных установок со значительными отличиями в тепловой схеме, что позволило более полно и эффективно обеспечивать теплом потребителей производственного, социального и жилищного сектора.


Вторым важным назначением рециркуляционных насосов является оперативное обеспечение регулирования тепловой нагрузки в соответствии с графиком и изменениями атмосферных условий. Эффективное регулирование тепловой нагрузки возможно только при сохранении заданного уровня надежности системы. Это, от части, является причиной проектирования водогрейных установок со значительными отличиями в тепловой схеме.

Тепловая схема котельной и схема включения рециркуляционного насоса жестко связаны с температурным графиком подачи тепла потребителям в разные сезоны года и необходимостью в большей или меньшей мере производить подпитку сетевой установки.

Наиболее распространенные схемы включения рециркуляционных насосов в тепловые схемы водогрейных котельных и котельных смешанного типа приведены ниже.

Простая схемы включения рециркуляционных насосов.

Наиболее простая схема включения рециркуляционных насосов используется в тех случаях когда температура воды в подающем трубопроводе – tП более 110ºС и теплоноситель используется для покрытия нагрузок на вентиляцию и отопление рисунке 1:

Простая схемы включения рециркуляционных насосов


Рециркуляционный насос установлен на байпасе, соединяющем подводящий и отводящий трубопроводы водогрейного котла. В напорной части байпаса перед врезкой в подводящий трубопровод установлен регулятор подачи рециркуляционного насоса. Он выполнен в виде клапана с автоматическим приводом. Управление приводом клапана связано с температурой воды в обратном трубопроводе – tОБ. При уменьшении tОБ клапан частично поднимается и увеличивает производительность рециркуляционного насоса, что приводит к повышению температуры воды на входе в котел – tВК до расчетной величины. При повышении tОБ (для уменьшения тепловой нагрузки) клапан поднимается, увеличивая проходное сечение, снижая гидравлическое сопротивление байпаса, что приводит к увеличению производительности рециркуляционного насоса и увеличению температуры воды в подающем трубопроводе котла до расчетной величины.

Достоинствами этой схемы являются ее простота и надежность.

Включение рециркуляционных насосов через подогреватели подпиточной воды.

В водогрейных котельных, расположенных в непосредственной близости от потребителей тепла, при использовании в качестве топлива природного газа, при закрытой схеме теплоснабжения получила применение схема включения рециркуляционных насосов, приведенная на рисунке 2:

Включение рециркуляционных насосов через подогреватели подпиточной воды

Из обратного трубопровода холодная вода поступает на вход сетевого насоса. Сюда же рециркуляционный насос подает воду из водогрейного котла, которая прежде проходит одну или две ступени подогрева сырой воды. Вода из циркуляционного контура при смешивании с водой из обратного трубопровода, увеличивает ее температуру до 70ºС. С этой температурой вода поступает через сетевой насос в водогрейный котел, а из котла подается в трубопровод прямого тока для покрытия нагрузок внешних потребителей тепла.

Сырая вода, подвергаясь последовательно: подогреву, механической и химической очистке, вторичному подогреву и деаэрации, – подается в аккумулирующие баки (на рис. 2 подогреватель второй ступени и аккумулирующие баки не показаны). По мере необходимости подпиточным насосом вода из аккумулирующих баков подается в трубопровод обратной воды тепловой сети для поддержания в ней расчетного давления.

В этой схеме производительность сетевого насоса должна приниматься несколько больше, чем расход воды в трубопроводе прямого тока, так как часть воды сетевой насос подает в контур рециркуляции. Производительность рециркуляционного насоса может быть меньше, чем сетевого насоса в 5-10 раз и более.

Регулирование производительности рециркуляционного насоса осуществляется регулятором подачи, который выполнен в виде клапана с автоматическим приводом. Управление приводом клапана связано с температурой воды в обратном трубопроводе. При увеличении температуры воды в обратном трубопроводе клапан частично прикрывается и уменьшает производительность рециркуляционного насоса, что приводит к снижению температуры воды на входе в котел до расчетной величины (70ºС). При уменьшении tОБ клапан поднимается, увеличивая проходное сечение, снижая гидравлическое сопротивление байпаса, что приводит к увеличению производительности рециркуляционного насоса и увеличению температуры воды в подающем трубопроводе сетевого насоса (котла) до расчетной величины.

Регулирование тепловой нагрузки для внешних потребителей в этой схеме возможно, как за счет изменения температуры воды на входе в котел, так и за счет незначительного изменения производительности сетевого насоса.

Несомненными достоинствами этой схемы являются ее простота, высокая экономичность и надежность.

Включение рециркуляционных насосов в подводящий трубопровод котла.

Сравнительно простая схема включения рециркуляционных насосов используется и в тех случаях когда tП < 100ºС, а теплоноситель используется только для покрытия нагрузок на вентиляцию и отопление рисунке 4:

Включение рециркуляционных насосов в подводящий трубопровод котла

Рециркуляционный насос установлен перед котлом и подает через него горячую воду в трубопровод прямого тока и в байпас. В прямом трубопроводе часть горячей воды смешивается с водой из обратного трубопровода и с температурой tП поступает потребителю. Другая часть горячей воды из котла по байпасу поступает на вход рециркуляционного насоса. Сюда же поступает часть обратной воды, которая прошла через сетевой насос с повышением давления до расчетного.

1 Как выбрать сетевой насос?

Питательный насос для циркуляции воды и тепловых котлов выбирается исходя из следующих нюансов:

  • количество тепла, которое потребуется для того, чтобы отопить здание;
  • расчет показателя теплоизоляции стен;
  • климатические условия региона, где проживает потребитель;
  • есть ли в здании оконные рамы и сколько их штук;
  • также подбор осуществляется с учетом структуры поверхности потолка и пола.

Чтобы правильно произвести расчет устройства для циркуляции воды, выбор агрегата для тепловых котлов осуществляется с выбором теплоносителя. Подбор этого элемента включает анализ свойств вязкости, теплоотдачи, а также теплоемкости. Чтобы работа тепловых котлов была наиболее эффективной и сбалансированной, сетевые насосы выбираются с учетом этих параметров.

1.1 Особенности использования

Расчет и подбор устройства для циркуляции воды должен осуществляться с учетом всех аспектов. К примеру, если вы купите насос СЭ 2500 60, а мощность вашей системы меньше, то циркуляционный агрегат будет потреблять на порядок больше электроэнергии. Кроме того, насос СЭ 2500 60 при работе в маломощной системе будет провоцировать появление шумов в трубах, а это свидетельствует о том, что питательный насос был выбран неправильно.

Однако шум в трубах не всегда является следствием некорректной работы устройства циркуляции воды для котельной. Зачастую шум возникает в том случае, когда в батареях образовалась воздушная пробка. Процесс удаления воздушных пробок осуществляется с помощью специализированных клапанов, но это необходимо делать перед тем, как начать отапливать дом.

В том случае, когда в трубах отсутствует воздух, а система в целом запущена, питательный насос должен поработать какое-то время, после чего процесс удаления воздушной пробки повторяется еще раз. Затем насос СЭ 800 или другой марки следует отрегулировать еще раз, однако большая часть компаний выпускают циркуляционные устройства с функцией автоматической регулировки. Когда воздушная пробка удаляется полностью, а устройство регулируется, котельная будет готова к полноценной работе.

Если ваш циркуляционный паровой насос нерегулируемый, то первый запуск воды следует произвести на самый маленький напор. Регулируемые насосы СЭ для тепловых котлов нужно только настроить таким образом, чтобы была включена функция деблокировки – тогда устройство будет самостоятельно регулировать напор. Современные агрегаты для циркуляции воды оборудуются металлическим корпусом и керамическими подшипниками. Благодаря этому работа агрегата будет почти бесшумной.

1.2 Расчет мощности

Расчет и подбор мощности, которыми обладают насосы СЭ, производится с анализа потребности дома или помещения в тепле. Расчет данного показателя осуществляется с учетом самых холодных температур климатической зоны, в которой проживает потребитель.

Ниже мы расскажем, как правильно определить необходимые показатели, чтобы напор при работе устройства был наиболее оптимальным и мог прогреть весь дом.

1.3 Тепло

Расчет тепла – это первое, что необходимо сделать, когда вы выбираете питательные насосы ПЭ. В первую очередь, чтобы работа тепловых котлов была более эффективной, необходимо произвести расчет площади здания, которое он будет отапливать. В соответствии с международными стандартами, расчет производится следующим образом:

  • На один квадратный метр дома, в котором расположено две квартиры, потребуется аппарат СЭ 800 100 Вт энергии или от другого производителя.
  • Для многоэтажных зданий можно приобрести циркуляционный насос СЭ 1250 70, аппарат СЭ 500 70 или любой другой циркуляционный насос, в котором мощность составит 70 Вт.

Если дом был построен с нарушением норм, то при расчете мощности следует использовать часть здания с повышенным уровнем потребления тепла. В том случае, если ваш дом или здание оснащено дополнительной теплоизоляцией, то для тепловых котлов этих систем можно использовать приводы потреблением от 30 до 50 Вт/м². В странах постсоветского пространства расчетом занимаются коммунальные предприятия по следующему принципу:

  • Небольшие здания (1-2 этажа) потребляют около 170 Вт/м² в том случае, если температура воздуха составляет 25 градусов мороза. Если температура опустилась до -30, то этот показатель увеличивается до 177 Вт/м².
  • Если здание многоэтажное, то приводы тепловых котлов будут потреблять около 97-102 Вт/м².

Теперь что касается выбора нужно производительности, которой должны обладать приводы.

Это может быть насос СЭ 1250 70, аппарат СЭ 500 70 или любой другой, расчет производительности осуществляется по формуле G=Q/(1.16xDT), где:

  • 16 – это показатель удельной теплоемкости жидкости.
  • DT – это разница температурных режимов в подающем и обратном трубопроводе. Обычно данный показатель составляет около 20 градусов. В низкотемпературных системах он снижается до 10%, а если здание оснащено системой теплых полов – то только 5 градусов.

2 Расчет давления

Помимо вышеуказанного параметра, насос СЭ 1250 140 или любой другой привод должен создавать необходимое давление, то есть напор. Показатель на напор должен быть таким, чтобы жидкость могла без проблем циркулировать по системе. При проектировке нового здания расчет на напор будет сложно посчитать, чтобы результат был точным. Как правило, вся информация указывается в сервисной книжке на насос СЭ 500 или другой марки. Как рассчитать напор по формуле H=(RxL+Z)/p*g:

  • R – показатель сопротивления в ровной трубе;
  • L – общая длина трубопровода;
  • Z – показатель сопротивления арматуры;
  • р – плотность;
  • g – показатель ускорения свободного падения.

Учтите, данная формула вычисления напора актуальна исключительно для новых отопительных систем.
к меню ↑

2.1 Сопротивление трубопровода

Если вы решили приобрести насос СЭ 1250 140 или аппарат СЭ 800 100, либо от другого производителя, то нельзя забывать и о сопротивлении трубопровода. На практике специалистами было установлено, что этот показатель варьируется в районе 100-150 Па/м.

Тогда напор, которым должен обладать насос СЭ 1250 140 или любой другой, должен составлять от 0.01 до 0.015 м на один метр трубы.

Также эксперты уверяют, что при прохождении воды через армированные участки, теряется около 30% от всей силы напора. Если же система дополнительно оснащена терморегулирующим вентилем, то этот показатель может быть увеличен на 70%.

Когда вы рассчитали все необходимые параметры, необходимо определиться с бюджетом и выбрать устройство, соответствующее полученным характеристикам. Если же такого агрегата нет, то характеристики должны быть, хотя бы примерно одинаковыми. Помните о том, что полученные числа – это показатели работы устройства при максимальных нагрузках.

Но поскольку необходимость в использовании устройств с большими нагрузками минимальная и может возникать только несколько раз в год, то при необходимости выбора более мощного или менее мощного агрегата, специалисты рекомендуют делать выбор в пользу менее мощного. На практике это никак не влияет на работу отопительной системы в целом.


Использованные источники

  1. studopedia.ru/2_105717_nasosi-kotelnih.html
  2. tesiaes.ru/?p=7169
  3. byreniepro.ru/nasosy/setevoj-dlya-kotelnoj.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.