Особенности перекачки высоковязких сред и новинки насосной техники
Авторы: Михаил Иванов, генеральный директор ООО «Торговый дом «Корвет» Подосенов Борис Николаевич
Журнал: «Техсовет»
Номер: №9 / сентябрь / 2007 г.
Применительно к высоковязким жидкостям особенно важен тщательный выбор наиболее подходящей конструкции насоса с точки зрения технико-технологических требований производства. В широком ряду применений традиционные центробежные насосы могут быть заменены более современными и надежными оседиагональными (шнековыми). Это поможет значительно повысить эффективность системы и сэкономить на энергозатратах.
Интервью с генеральным директором ООО «Торговый дом «Корвет» - Борисом Николаевичем Подосеновым:
Борис Николаевич, как бы Вы охарактеризовали основные отличия насосной техники, предназначенной именно для перекачки высоковязких жидкостей?
Действительно, насосы, работающие с высоковязкими средами, должны иметь перед всеми прочими ряд особых свойств и преимуществ. Прежде всего, они должны быть мало чувствительны к абразивным свойствам перекачиваемой среды, твердым и волокнистым включениям в ней. Очень важна способность таких насосов перекачивать среды с высоким уровнем вязкости без заметного снижения производительности, а также простота конструкции, ремонтопригодность, поскольку условия работы — особые. Из других характеристик я бы назвал линейную зависимость производительности от числа оборотов ротора, что позволяет использовать его в качестве дозатора; возможность самовсасывания. Создание специальных рабочих поверхностей насосов обеспечивает перекачку среды с вязкостью до 500 сСт и снижает потери на трение между поверхностями и слоями жидкости за счет удержания в зонах микронеровностей перекачиваемого продукта, выполняющего роль смазки.
Какие типы насосов нашли наиболее широкое распространение?
Для транспортирования высоковязких жидкостей в основном применяют, поршневые, одновинтовые, роторные, шнековые и насосы трения. Преимущество насосов трения в том, что они не разрушают структуру перекачиваемого продукта. Он не подвергается ни ударному, ни сдавливающему воздействию со стороны рабочего органа насоса. Режим течения близок к ламинарному, что очень удобно для расчетов по известным и простым формулам. Дисковые насосы, как и центробежные относятся к динамическим. Вид напорно-расходной и энергетической характеристик аналогичен, что удобно при регулировании насоса по подаче и напору. Крутизна характеристик зависит от вязкости, плотности перекачиваемой жидкости и расстояния между дисками. Но экономичности эти насосы при быстроходности (ns) меньше 50 не уступают центробежным, а иногда и превосходят. Они применяются для перекачивания как жидкостей малой вязкости, так и высоковязких жидкостей (до 500 сСт). Поэтому в последнее время дисковым насосам уделяется все большее внимание и у нас, и за рубежом. Особого внимания при эксплуатации требует уплотнение вала такого насоса. По условиям эксплуатации в этих насосах применяются торцевые уплотнения. Надежность определяет не только примененный материал и качество изготовления самих уплотнений, но и тщательность соединения вала привода с валом насоса.
Совсем недавно появились перистальтические насосы, пригодные для перекачки вязких жидкостей и способные развивать давление до 10 атм. На некоторых производствах шнековый и перистальтический насосы используются в паре.
Шестеренчатые насосы предназначены для работы с жидкостями высокой вязкости. Принцип их действия построен на работе ведущей шестерни, вращающейся вокруг направляющей. Из зоны всасывания в серповидной области жидкость попадает на ведущую шестерню и, перемещаясь в зазоре между зубьями шестерен, проходит в напорную часть серповидной области. Типовые характеристики шестеренчатых насосов: подача до 60 м3/ч; рабочее давление до 1,6 бар; вязкость до 1000 сПз.
Что из новинок вы бы могли порекомендовать для перекачки нефтепродуктов?
В России на базе отечественных ракетных технологий созданы высокопроизводительные оседиагональные шнековые насосы, которые теперь можно применять для перекачки светлых и темных нефтепродуктов (бензина, керосина, масла, мазута), а также высоковязких жидкостей с повышенным содержанием газа (до 30%) и механических примесей. Шнековым насосом (винт Архимеда) удобно транспортировать высоковязкие среды типа желе или суспензий, например, в химический реактор. При вращении шнек механически воздействует на прилипающую к боковым неподвижным дискам жидкость, придавая ей радиальную составляющую абсолютной скорости, создавая, таким образом, поток от центра к периферии. При вращении ротора-шнека захваченная полосой жидкость приобретает также окружную составляющую абсолютной скорости. Надежность и неприхотливость шнековых насосов для химических производств оказывается определяющим фактором, так как сопротивление трубопровода с ростом вязкости среды растет и, следовательно, расход шнекового насоса падает. Эксперименты показали, что чем выше угловая скорость шнека, тем выше его способность к самоочищению. Поэтому шнек рекомендуется однозаходный, с малым шагом и высокой угловой скоростью. Исследования на реальных жидкостях показали, что зависимость напора насоса от подачи линейная, напор насоса с увеличением подачи снижается. В то же время повышение вязкости перекачиваемой жидкости при прочих равных условиях приводит к увеличению напора во всем диапазоне подач. Значение коэффициента быстроходности шнековых насосов ориентировочно составляет ns=20-30. Эти насосы применяют в области подач до 300 м3/ч и давлений до 75 атм при скорости вращения до 3 000 об/мин.
На данный момент наше предприятие ООО «Торговый дом «Корвет» совместно с ФГУП «Усть-Катавский вагоностроительный завод имени С. М. Кирова» ведут усовершенствование насосного оборудования модельного ряда ОДН, а также разработку новых моделей оседиагональных насосов.
