Остановка вертикальных агрегатов в насосных станциях с сифонным водовыпуском
В насосных станциях с сифонным водовыпуском с механическими клапанами срыва вакуума агрегат в процессе остановки с предварительным открытием клапана срыва вакуума проходит все семь этапов, начинающихся повышением напора при срыве вакуума в сифонном водовыпуске и заканчивающихся обратным насосным режимом. На первом этапе - при срыве вакуума в сифонном водовыпуске - напор плавно увеличивается приблизительно на величину вакуума в сифоне, одновременно увеличиваются мощность, момент на валу, размеры кавитационных зон, уровни пульсации давления, вибрации.
Длительность первого этапа определяется временем срыва вакуума в сифоне, по которому должна настраиваться система автоматики. Обычно это 2-3 с. На станциях с гидравлическими клапанами срыва вакуума всегда, а на станциях с механическими клапанами при аварийных остановках или при опасности возникновения помпаж-ных режимов при предварительном срыве вакуума в сифоне клапаны открываются одновременно или с некоторой задержкой после отключения электродвигателя от сети. В этом случае первый этап отсутствует. При отключении насоса от сети в напорном трубопроводе возникает отрицательный гидравлический удар. Однако, вращаясь по инерции, насос продолжает в течение некоторого времени подавать воду, что приводит к значительному смягчению гидроудара. Отрицательный гидравлический удар облегчает условия разрядки сифона и увеличивает диапазон применения гидравлических клапанов срыва вакуума. Глубина снижения давления у выправляющего аппарата насоса на станциях канала Иртыш - Караганда и Каршинского Магистрального канала колебалась от 5 до 10 м и определялась главным образом пропускаемым расходом. Величина отрицательной волны удара уменьшается по длине трубопровода. Продолжительность тормозного насосного режима до Tq = 0 для насосов диаметром 185 и 260 см колеблется от 3,5 до 4,5 с. При этом большее значение соответствует остановкам при заряженном сифоне и большим углам установки лопастей рабочего колеса, а также низким напорам.
При частоте вращения, соответствующей 58 - 65% номинальной, насос не в состоянии создать напор, поддерживающий столб жидкости в трубопроводе, и происходит смена направления движения потока. Приблизительно одинаковая продолжительность тормозного насосного режима в насосах диаметром 185, 260 см указывает на идентичность условий их работы.
Со сменой направления движения воды начинается режим противотока, заканчивающийся сменой направления вращения насоса.
Время от отключения двигателя до остановки насоса колеблется от 9 до 15 с. В конце режима противотока при частоте вращения, равной 20 - 25% номинальной, давление в напорном патрубке повышается практически до давления в расчетном режиме, а далее постепенно снижается с опорожнением трубопровода. Частота вращения в разгонном режиме увеличивается с увеличением напора и длины трубопровода и уменьшением угла разворота лопастей рабочего колеса. Время набора разгонных оборотов в насосах Каршинского магистрального канала и канала Иртыш-Караганда колеблется от 30 до 50 с. Разгонная частота вращения насосов составляет (0,96-1,07). После замены на станциях Каршинского магистрального канала механических клапанов срыва вакуума на гидравлические разгонная частота вращения, а с ней и динамические нагрузки во время остановки существенно увеличились. Дальнейшее снижение уровня воды в трубопроводе приводит к торможению агрегата, возникает тормозной турбинный режим. При опорожнении трубопровода погружные насосы закачивают остатки воды и воздуха в нижний бьеф, работая в обратном насосном режиме. Оба эти режима характеризуются снижением частоты вращения и нагрузок, действующих на элементы насоса, и поэтому не представляют интереса.