Конструкция многоступенчатого износостойкого центробежного насоса первой ступени с двойным всасыванием

25 May , 2023

1. Предисловие

Для содействия развитию угольных шахт, сталелитейных заводов, электростанций и насосных станций проектируются и производятся различные типы насосов. Согласно соответствующим требованиям энергосбережения и сокращения выбросов, в сочетании с опытом проектирования существующих износостойких центробежных насосов для угольных шахт, разработан крупногабаритный износостойкий центробежный насос двойного всасывания первого класса для угольных шахт, чтобы решить ряд проблем, таких как большой расход, высокая кавитация и серьезный абразивный износ.

На этот раз разработан многоступенчатый износостойкий центробежный насос первой ступени с двойным всасыванием, основные показатели производительности продукта достигают технического уровня того же типа импортных насосов, и в то же время он превосходит аналогичную зарубежную продукцию с точки зрения эксплуатационной надежности и стандартизированной конструкции принадлежностей продукта, и может заменить аналогичную импортную продукцию. В то же время технические соображения также интегрированы в поставку принадлежностей продукта, что делает полную техническую подготовку к массовому производству продукции. Выход насоса расположен вертикально вверх, а вход насоса расположен на горизонтальной правой стороне, если смотреть со стороны приводного конца, а всасывающая секция, средняя секция и нагнетательная секция соединены стержнем. Статическое уплотнение между секцией впуска воды, средней секцией и секцией выпуска воды насоса принимает металлическое поверхностное уплотнение, а в качестве вспомогательного уплотнения добавлено уплотнительное кольцо резины О-образной формы. Уплотнение вала уплотнено мягкой набивкой, а в полости набивки расположено уплотнительное кольцо. Насос оснащен самоциркулирующим трубопроводом промывки набивки, который забирает воду из средней части первой ступени и устремляется в полости набивки на обоих концах через трубопровод промывки. Рабочее колесо первой ступени насоса имеет конструкцию двойного всасывания, которая имеет хорошую кавитационную стойкость.

2.Расчет конструкции

Этот продукт находится на высоком техническом уровне, и это большой горизонтальный многоступенчатый износостойкий центробежный насос первой ступени с двойным всасыванием, который в основном транспортирует среду, такую как шахтная вода, и требует высокой стабильности и износостойкости насоса. При проектировании этого типа насоса, в соответствии с существующим опытом проектирования и производства износостойкого центробежного насоса для угольной шахты, выбор факторов безопасности для каждой детали смещен в сторону надежности, насколько это возможно в расчетах, а оптимизационная конструкция сочетается с фактической технологией литья и обработки. В процессе проектирования эффективность и гидравлическая модель глубоко анализируются, и многие опыты суммируются. Гидравлическая модель заново оптимизируется и проектируется, и соответствующие меры принимаются для повышения гидравлической эффективности для соответствия проектным условиям. В гидравлическом проектировании программное обеспечение для анализа поля потока CFD интегрировано для помощи в проектировании, и результаты проектирования можно заранее предсказать и оптимизировать в соответствии с результатами анализа с помощью программного обеспечения, чтобы повысить надежность и своевременность проектирования.

В соответствии с исходными параметрами (такими как номинальный напор, КПД, скорость и т. д.) выполняется проектирование, расчет и проверка различных частей насоса, при этом процесс расчета и конкретные данные здесь не приводятся.

3. Трехмерное моделирование

В процессе проектирования теоретический расчет и трехмерное моделирование выполняются одновременно, что позволяет не только наглядно отображать детали, но и проверять и подтверждать теоретические расчетные значения с помощью трехмерных моделей, оптимизировать и корректировать результаты проектирования, а также повышать эффективность расчетов и выход готовой продукции. Ниже приведены трехмерные чертежи некоторых деталей и узлов:

3.1. Первая ступень крыльчатки двойного всасывания

3.2.Вторичное рабочее колесо

3.3.Направляющая лопатка

3.4.Корпус сборки

4.Проектирование и выбор материалов для предотвращения кавитации

При проектировании насоса следует учитывать такие факторы, как абразивный износ, легкость литья, трудность деформации и кавитационная стойкость, а также следует утолщать толщину передней и задней крышек рабочего колеса и выпускного отверстия лопасти. При перекачивании воды, содержащей мелкие частицы, эффективный допуск кавитации насоса соответственно уменьшится, и чем больше концентрация частиц, тем быстрее уменьшится допуск кавитации. Кавитация включает в себя химическую коррозию, электрохимический эффект и термодинамический эффект, а повреждение рабочего колеса, направляющих лопаток и даже корпуса очень серьезно. Поэтому для преобразования следует выбирать модель насоса с хорошими характеристиками кавитации или удельная скорость кавитации должна быть как можно больше в конструкции, а также следует выбирать материал с высокой кавитационной стойкостью, а толщина стенки средней секции и выпускного отверстия должна быть соответствующим образом утолщена.

Это нововведение использует конструкцию рабочего колеса двойного всасывания первой ступени, что благоприятно сказывается на кавитационных характеристиках насоса и помогает улучшить расход на входе насоса; Основные части потока, такие как секция впуска воды, средняя секция, секция выпуска воды, рабочее колесо, направляющие лопатки, крышки головки и хвоста и т. д., изготовлены из износостойкого ковкого чугуна QT500-7, а втулки, уплотнительные кольца и втулки направляющих лопаток изготовлены из износостойких материалов, таких как 20Cr13, 40Cr или высоколегированный износостойкий чугун MTG-1. Устройство балансировочного диска находится в состоянии динамического равновесия во время работы, что может полностью уравновесить осевую силу ротора и сделать работу насоса более плавной. Два конца насоса поддерживаются конструкцией радиальной подшипниковой втулки, которая имеет большую несущую способность и отличный эффект смазки с жидким маслом. Гнездо подшипника изготовлено из серого чугуна, который легко отливать, нелегко деформируется и имеет хорошую амортизацию.

5. Заключительные мысли

На основании проектирования, исследований и компьютерного расчета с использованием CFD-моделирования износостойкого многоступенчатого центробежного насоса первой ступени с двойным всасыванием, используемого в угольной шахте, в сочетании с характеристиками большого изменения притока воды до и после заиливания в дренажном трубопроводе шахты и характеристиками износа шахтной водой рабочего колеса, направляющего аппарата и корпуса центробежного насоса, можно сделать следующее обобщение:

1) Подземный дренаж связан с безопасностью шахты, и насос должен быть стабильным в работе, надежным в производительности, устойчивым к истиранию и высокоустойчивым к кавитации. Рабочее колесо первой ступени многоступенчатого сегментированного центробежного насоса с большой производительностью должно иметь конструкцию двойного всасывания, которая может не только улучшить впускной поток насоса, но и эффективно улучшить кавитационные характеристики насоса.

2) При проектировании износостойких центробежных насосов для шахт необходимо выбирать гидравлические модели с отличными кавитационными характеристиками. При проектировании рабочего колеса правильное увеличение угла охвата лопастей, уменьшение угла выхода, уменьшение количества лопастей и увеличение ширины выхода может снизить абразивный износ и увеличить срок службы рабочего колеса. Основные детали и узлы сверхтока изготовлены из высокоизносостойких материалов, а более мелкие износостойкие детали, такие как износостойкие кольца, втулки и втулки вала, расположены в зазорах на всех уровнях для снижения износа основных деталей.

3) Целесообразно установить набивочные кольца и герметичные промывочные трубопроводы на набивках с обоих концов насоса, а также забирать воду из средней части первой ступени для промывки набивок с обоих концов, чтобы предотвратить перегрев набивок или даже их прогорание частицами.

Комментарии