С увеличением параметров конденсатных насосов, в основном подачи, увеличиваются их габариты и масса. Из условий удобства компоновки и уменьшения занимаемой площади в отечественной практике конденсатные насосы ТЭС с подачей 200 м3/ч и выше изготовляются в вертикальном исполнении типа КсВ.
Вертикальное исполнение не только экономит место, но также обеспечивает максимально возможный по условиям установки подпор и наиболее благоприятные кавитационные условия, так как рабочее колесо первой ступени располагается в самой нижней точке насоса. Кроме того, такая компоновка позволяет отказаться от уплотнения вала и внешнего подшипника со стороны всасывания, заменив их внутренним подшипником, работающим на перекачиваемой жидкости.
Также для обеспечения приемлемых массовых и размерных характеристик насосов их проектируют на относительно высокую для конденсатных насосов частоту вращения, что в свою очередь потребовало создания рабочих органов первой ступени с высокой всасывающей способностью. С этой целью применяют предвключенные осевые колеса или колеса двухстороннего входа для первой ступени.
Как правило большинство отечественных конденсатных насосов вертикального исполнения имеют двухкорпусную конструкцию с одним внешним уплотнительным стыком.
Отличительной особенностью насосов данного типа является то, что их сборка и разборка может производиться без отсоединения трубопроводов, а также имеется возможность поворота всасывающего патрубка относительно вертикальной оси, что облегчает задачу размещения насосного агрегата.
Материалы основных деталей конденсатных насосов вертикального исполнения – серый чугун, углеродистые и легированные стали. Для рабочих колес первой ступени и предвключенных осевых колес применяют хромистые стали.
В качестве примера конструктивного исполнения насосов типа КсВ рассмотрим конденсатный насос КсВ 320-160-2.
Конденсатный насос КсВ 320-160-2 (рисунок 1) – центробежный, вертикальный, двухкорпусной, многоступенчатый, внутренний корпус секционного типа с односторонним расположением рабочих колес.
Базовой деталью насоса является наружный корпус, представляющий собой сварную конструкцию и состоящий из двух частей: приемной и напорной. К наружному корпусу приварены входной и напорный патрубки расположенные горизонтально в противоположные стороны (по требованию Заказчика возможен вариант в одну сторону). Также к верхней части корпуса приварены опорные лапы насоса с ребрами жесткости, в которых выполнены отверстия для транспортировки насоса. В приемной части наружного корпуса насоса предусмотрено резьбовое отверстие для отвода паров в воздушное пространство конденсатора при запуске и работе насоса.
Внутренний корпус (выемная часть) является отдельной сборочной единицей состоит из следующих узлов: ротора, концевого уплотнения, опорно-упорного подшипника и деталей: напорной крышки, корпусов секций с направляющими аппаратами, подвода к первой ступени. Детали внутреннего корпуса центрируются между собой на цилиндрических заточках и соединяются между собой стяжными шпильками. В стыках предусмотрены уплотнения из колец термостойкой резины.
В корпусах секций установлены уплотняющие кольца рабочих колес, в направляющих аппаратах – кольца межступенных уплотнений.
В подводе к первой ступени размещается подшипник скольжения на перекачиваемой жидкости.
К напорной крышке крепится опорный фонарь электродвигателя, корпуса сальникового уплотнения и опорно-упорного подшипника.
Для выема внутреннего корпуса в крышке напорной предусмотрены два рым-болта.
Стык крышки напорной и наружного корпуса уплотняется кольцом из термостойкой резины.
Разделяющий стык приемной и напорной частей уплотняется двумя кольцами из термостойкой резины.
Ротор насоса представляет собой отдельную сборочную единицу и состоит из вала, рабочих колес, предвключенного колеса, разгрузочного барабана, втулок, деталей уплотнений и крепежных деталей. Для повышения всасывающей способности насоса перед рабочим колесом первой ступени установлено предвключенное колесо. Детали установлены на вал по скользящей посадке. Все рабочие колеса, кроме первой ступени имеют одинаковую проточную часть. Рабочие колеса, предвключенное колесо, разгрузочный барабан, втулки на валу фиксируются шпонками, а в осевом – круглыми гайками. Между колесом последней ступени и барабаном предусмотрен зазор, являющийся компенсатором температурных расширений при нагреве рабочих колес перекачиваемым конденсатом. На валу установлены также втулки со специальной винтовой нарезкой для подачи конденсата в нижний и масла в верхний подшипники.
Ротор насоса в собранном виде балансируют динамически.
Осевое усилие ротора воспринимается разгрузочным поршнем (барабаном), который обеспечивает почти полное уравновешивание лишь при номинальной подаче. При отклонении режима работы от номинального на ротор действует неуравновешенная сила, которая может быть направлена вниз или в верх в зависимости от подачи насоса и воспринимается двумя радиально-упорными подшипниками. Разгрузочный барабан посажен на общей шпонке с рабочим колесом последней ступени и в осевом направлении фиксируется круглой гайкой. Для предотвращения протечек воды под барабаном по валу установлено уплотнительное кольцо из термостойкой резины.
Для соединения камеры за разгрузочным барабаном с подводящим трубопроводом насоса на корпусе сальника установлена и выведена наружу разгрузочная труба с присоединительным фланцем.
Концевое уплотнение насоса сальникового типа с кольцом гидрозатвора, к которому подводится холодный конденсат под давлением для охлаждения саль-ника и предотвращения подсоса воздуха в насос. Холодный конденсат подводится из охлаждающей полости корпуса уплотнения по отверстиям к кольцу гидрозатвора. Доступ к уплотнению осуществляется через окна в корпусе подшипника.
Возможен вариант установки торцовых уплотнений.
Опорами ротора служат два подшипника. Верхний опорно-упорный подшипник выполнен из двух радиально-упорных шарикоподшипников, установленных по Х-образной схеме, и фиксирует положение ротора в насосе, а также воспринимает радиальные и остаточные осевые силы. Смазка подшипника – жидкостная. Конструкция верхней опоры насоса предусматривает циркуляционную систему смазки подшипников. В корпусе подшипника выполнена масляная ванна, из которой втулкой с винтовой нарезкой масло подается через специальное отверстие к подшипникам. Отработанное масло через отверстия, выполненные в корпусе подшипника, самотеком сливается в ванну. Охлаждение масла осуществляется с помощью змеевика, спиральный участок которого расположен в масляной ванне, а прямые проходят через вертикальные отверстия в корпусе подшипника и образуют патрубки подвода и отвода технической воды. Уровень масла в ванне контролируется по указателю уровня масла. Для слива загрязненного масла в нижней части масляной ванны имеется специальное устройство, представляющее собой колено, закрытое колпаком. В средней части корпуса подшипника предусмотрено резьбовое отверстие, закрытое пробкой, для заливки масла. Рядом с отверстием для заливки масла располагается отверстие, соединяющее масляную ванну с атмосферой. Для контроля температуры подшипников на корпусе предусмотрено место для установки термопреобразователя сопротивления.
Нижний опорный подшипник скольжения смазывается перекачиваемым конденсатом, который из специально предусмотренной камеры подается к подшипнику втулкой с многозаходной резьбой и, пройдя через зазор, отводится в полость всасывания. Зазор в подшипнике выставляется с помощью установочных винтов, после чего втулка подшипника штифтуется. Для предохранения от попадания твердых частиц подшипник закрыт сеткой.
Центровка ротора насоса в статоре (внутренний корпус насоса) обеспечивается перемещением корпуса подшипника с помощью регулировочных винтов. После выверки ротора положение корпуса подшипников фиксируется штифтами.
В качестве привода применяется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Электродвигатель устанавливается на фонарь насоса и соединяется с ним упругой втулочно-пальцевой муфтой. Центровка электродвигателя и насоса осуществляется перемещением фонаря регулировочными винтами. После центровки положение фонаря фиксируется штифтами.
Условное обозначение насоса означает: КсВ – конденсатный вертикальный; 320 – подача в м3/ч; 160 – напор в м; 2 – вторая модернизация.
Список литературы:
- Малюшенко В. В., Михайлов А. К. Энергетические насосы. Справочное пособие.
- Малюшенко В. В., Михайлов А. К. Насосное оборудование тепловых электростанций
- Малюшенко В. В. Динамические насосы. Атлас.
