Системы охлаждения электронасосов.

В герметических электронасосах, перекачивающих легкокипящие жидкости и сжиженные газы, следует принимать специальные меры по обеспечению их всасывающей способности. При отсутствии большого избыточного давления на всасывании всасывающая способность насоса зависит от конфигурации рабочего органа и наличия предвключенных шнековых или осевых колес. Однако положительная высота всасывания насосов данного типа незначительна, что ограничивает конструктивное решение отвода циркулирующей жидкости из зоны статора электронасоса.

При отводе циркулирующей жидкости во всасывающую полость насоса повышается температура в этой зоне, что приводит к кавитационному режиму, т. е. к срыву работы насоса. При работе герметического электронасоса в кавитационном режиме подача жидкости на охлаждение статора и смазку подшипников прекращается, поэтому целесообразно отводить жидкость, циркулирующую в полости статора электронасоса, не в зону всасывания первой ступени насоса, а на всасывание последующих ступеней. Это уменьшает количество жидкости, циркулирующей в зоне статора, повышает к.п.д. электронасоса, а также улучшает условия теплоотвода.

В случае прекращения подачи охлаждающей воды в систему охлаждения, герметические фекальные насосы средней мощности (500 л. с.) могут работать без повреждения в течение 10 мин после отключения охлаждающей воды при условии заполнения ею рубашки теплообменника, смонтированного на корпусе электронасоса. При полном отсутствии воды в системе охлаждения и в охлаждающей рубашке статора электронасос работает без повреждений в течение 5 мин.

Ряд зарубежных фирм в электронасосах предусматривает вспомогательную охлаждающую систему, включающую автоматическое устройство для подачи воды. При пользовании этой системой запрещается длительная работа электронасоса при нулевой подаче, так как опорные подшипники могут выйти из строя. Однако это требование относится только к герметическим насосам, в которых охлаждающая среда подается в зону статора и к опорам от нагнетательного патрубка. Герметические погружные насосы с автономным контуром питания подшипников могут работать длительное время при закрытом вентиле на напорной линии.

Представляет интерес работа герметического электронасоса при перекачивании жидкостей с различной температурой, с автономным контуром питания подшипников. Параметры насоса в точке оптимального к. п. д.: подача —1200 м3/ч; давление нагнетания — 137-105 н/м2 (140 кГ/см2); температура перекачиваемой жидкости — 300°.

Характеристики сняты при различных режимах работы насоса и различной величине подачи. При увеличении температуры перекачиваемой жидкости мощность, потребляемая насосом, падает. Падение мощности для различных подач насоса примерно постоянное вследствие уменьшения вязкости перекачиваемой жидкости.

Стабильная мощностная характеристика при нулевой подаче подтверждает возможность работы насоса с автономным контуром при закрытой задвижке на нагнетании. Рассмотрим режимы работы. Первый режим соответствует пусковому периоду, когда подача насоса изменялась от 0 до 800 м3/ч. Давление жидкости в напорном патрубке при этом составляло 29,4- 105 н/м2 (30 кГ/см2) при перепуске жидкости через байпасный клапан. Температура жидкости рабочего контура (Тр) и температура жидкости в циркуляционной системе (Ti) почти равновелики. Изменение их примерно пропорционально времени работы. После 2 ч 45 мин работы вручную последовательно увеличивают давление на нагнетании. При этом колебание давления на нагнетании соответствует неустановившемуся режиму работы электронасоса. В конце ручной регулировки (10 ч) подача насоса стабилизируется. В точке, соответствующей 10 ч работы насоса, давление на нагнетании несколько падает, что вынуждает перейти на полуавтоматический режим работы (от 10 до 13 ч), далее переходят на полностью автоматическое регулирование давления нагнетания. Начиная с 15 ч 30 мин давление нагнетания и подача полностью стабилизируются. В процессе изменения и стабилизации режима работы насоса температура жидкости в циркуляционном контуре непрерывно повышается примерно до 300°. После этого включают холодильники и температура жидкости в циркуляционном контуре поддерживается вручную. После 10 ч работы была включена система автоматической регулировки температуры, и полная стабилизация ее наступила через 15 ч 30 мин работы электронасоса. Температура жидкости в насосе также стабилизируется, хотя она и превышает температуру в циркуляционном контуре. Рассмотрим изменение температуры обмоток статора при работе на режимах, соответствующих пониженным расходам охлаждающей жидкости.

При нормальной работе и нормальном охлаждении электронасоса поле температур в зоне обмоток представляет собой почти концентрические окружности. Минимальная температура обмоток наблюдается в плоскости подвода охлаждающей жидкости. В других плоскостях замера температура обмоток статора соответственно увеличивается. Иная картина получается при уменьшенном количестве охлаждающей воды. Поле температур обмоток статора оказывается неравномерным, причем пик температур направлен в сторону, противоположную точке подвода охлаждающей жидкости; это означает, что охлаждающая жидкость движется в холодильнике неравномерными слоями и в зоне, противоположной точке подвода охлаждающей воды, имеется застойная полость, вследствие чего температура повышается.

Кроме того, температура обмоток статора в этой плоскости выше температуры, замеренной в других плоскостях. Некоторое уменьшение неравномерности поля температур наблюдается в центральной части электродвигателя, однако окончательное выравнивание поля температур происходит лишь в полости выхода охлаждающей жидкости. Диаграмма иллюстрирует опасность уменьшения количества охлаждающей жидкости.

Очевидно, применение теплообменника типа "труба в трубе" способствует образованию неравномерных температурных зон. Использование же спиральных теплообменников ликвидирует опасноость возникновения неравномерного поля температур.

При использовании материалов сайта ссылка на http://rostteh.ru/ обязательна с уведомлением администратора сайта adm.rostteh[cobaka]ya.ru.