Резервирование насосов судовых энергетических систем

Согласно требованиям Правил Российского морского регистра судоходства, насосы, обеспечивающие нормальный тепловой режим судовой энергетической установки, должны иметь резерв. При этом способ включения в работу резервных насосов следует выбирать исходя из условия, исключающего снижение мощности установки при отказе одного насоса. К таким насосам относятся насосы систем охлажде­ния, смазки главного оборудования СЭУ и конденсатно-питательной системы паротурбинных установок..

Наиболее простым способом является однократное резервирование за­мещением. В этом случае рабочая точка, характеризующая пара­метры насоса на рабочем режиме, определяется точкой пересече­ния характеристики насоса с характеристикой сети. Однократное резервирование замещением представлено рис 3.3.

0 G

Рис 3.3. A – характеристика насоса, B- характеристика сети.

Недостатком однократного резервирования замещением является возможность отказа резервного насоса в момент пуска из за нарушений в работе пускорегулирующей аппаратуры. В этом случае, в связи с задержкой пуска резервного насоса, параметры теплоносителя начнут расти, достигая опасных пределов.При этом большая тепловая инерционность охлаждаемого оборудования, даже при снижении его мощности, не исключает опасности повреждения главного оборудовании На графике рис.3.4 в качестве примера показано изменение температур масла и воды при задержке пуска резервного насоса и остановке ДВС через 15 сек.

Рис. 3.4 Изменение температур масла и воды при задержке пуска резервного насоса и остановке ДВС через 15 сек.

.

Рис 3.5. Резервирование насосов при постоянным

однократным резервировании

Указанный недостаток сводится к минимуму в схеме с посто­янным однократным резервированием. Параметры насосов в рабочем режиме, характеризуемые точкой 1 показаны на рис.3.5. Они соответствует параметрам при параллельной работе двух насосов в системе охлаждения. Однако, согласно требованиям надежности, расчетную производительность на­соса следует выбирать из условия нормального функционирова­ния системы охлаждения при работе лишь одного насоса (точка 2). Таким образом, рабочие и расчетные пара­метры насоса не совпадают и электродвигатель насоса, в рабочем режиме, работает с недогрузкой. При нагрузке асинхронного короткозамкнутого электродвигателя ниже 50% его к.п.д. и мощностной коэффициент заметно падают. Величина недогрузки зависит от формы характеристики насоса. Суммарная подача двух параллельно работающих насосов (точка 3) превышает необходимый расчетный расход среды, приравниваемый к расчетной подачи одного насоса (точка 2), что должно компенсироваться работой системы автоматического регулирования теплообмена в охлаждаемом оборудовании.

Наконец, требования Правил РМРС, могут быть удовлетво­рены схемой резервирования параллельно работающих насосов методом замещения В этом случае расход теплоносителя в расчетном режиме СЭУ осуществляется двумя параллельно работающими на­сосами. Третий насос находится в резерве и включается в работу по принципу замещения, т. е. в момент отказа одного из рабо­тающих насосов.

Характеристики насосов и сети для этого примера приведены на рис.3.6. Принципиальная схема резервирования, рассматриваемым методом, приведена на рис.3.7.Такой вариант использова­ния насосов отличается тем, что рабочие параметры насосов (точка 1) являются одновременно и расчетными пара­метрами. Рабочая производительность одного насоса равна половине расчетного расхода теплоносителя (точка 3), а напор равен напору при па­раллельной работе двух насосов. Такая схема резервирования отличается максимальным к.п.д...насоса на расчетном режиме и наи­меньшим износом насосов, но в то же время характеризуется увеличением массы и габарита системы охлаждения, а также усложне­нием ее обслуживания по сравнению с двумя предыдущими примерами. Кроме того, не в полной мере, но все же сохраняется не­достаток, присущий первой схеме резервирования: отказ или задержка запуска резервного насоса приводит к снижению рас­хода теплоносителя в системе охлаждения оборудования (точке 2).

Рис 3.7 Схема резервирования параллельно работающих насосов методом замещения.

	H

Рис 3.6. Характеристики насосов и сети при параллельной работе двух насосов и резервирования их замещением.

При выборе электронасосов, помимо гидродинамических параметров, необходимо учитывать характер изменения параметров электродвигателей. К параметрам электродвигателя относятся:

- мощность двигателя и его тип,

- допустимые величины и продолжительность перегрузок двигателя

- к.п.д. и мощностной коэффициент;

- показатели надежности;

- масса и габарит.

Рассмотренные различия в рабочих и расчетных па­раметрах насосов распространяются и на их двигатели.

В первом примере, когда рабочие и расчетные параметры насоса совмещены в одной точке его рабочей ха­рактеристики назначение расчетной мощ­ности электродвигателя не вызывает сомнения.

Во вто­ром варианте резервирования электронасосы, как это отмечалось выше, следует выбирать применительно к аварийному случаю работы одного насоса при этом электродвигатель насоса на рабочем режиме будет работать с недогрузкой и в зависимости от ее величины с худшими энергетическими показателями. Целесообразно рассмотреть также возможность выбора расчетных параметров электродвигателя в режиме совместной работы в эксплуатационном ре­жиме системы (см. т 1 на рис. 3.5).Такое решение оправдано стремлением выбрать электродвигатель меньшей мощности и следовательно меньшей массы и габарита. При этом электродвигатель на основном рабочем режиме системы работает с полной нагрузкой и следовательно с максимальными значениями к.п.д. и мощностного коэффициента. Возможность такого решения зависит от допустимой перегрузки электродвигателя, возникающей, в аварийной ситуации, величина которой должна соответствовать требованиям технических условий на электронасос

В третьем варианте резервирования насосов расчетную мощность электронасоса допустимо принимать для условий работы, ха­рактеризуемой точкой 1[ см. рис. 3.6 } то есть в режиме совместной работы насосов, в связи с тем, что работа одного насоса при отказе второго насоса и возникающая при этом перегрузка электродвигателя кратковременна и определяется временем ввода в действие третьего насоса.

.

Дата добавления: 2014-01-13