Материал: Проект теплоэлектроцентрали мощностью 280 МВт с турбоустановками ПТ-140/165-130/15

4)   конденсатор типа К2-6000-1 с поверхностью охлаждения F = 6000 м2.

5)   Сетевые подогреватели типа ПСГ-1300-3-8-7-I.

На основании расчёта принципиальной тепловой схемы выбрано насосное оборудование:

1)      три питательных насоса (два рабочих + один резервный) марки ПЭ580-185, производительностью 500 т/ч, с напором 2030 м, частотой вращения 2985 об/мин, мощностью 4000 кВт и КПД равным 80%.

2)      систему конденсатных насосов (два рабочих + один резервный) типа КСВ-320-160.

3. Конструктивный расчет основных параметров насоса

.1 Исходные данные

Характеристики ПЭН-580-185:

Подача: Q=580 м3/ч = 0,161 м3/с.

Напор: H=2030/10 = 203 м. в. ст.

Обороты: n=2985 об./мин.

На рисунке 3.1 представлена характеристика ПЭ-580-185.

Рисунок 3.1 - Характеристика насоса ПЭ - 580 - 185 (ГОСТ-22337-77)

Схема проточной части представлена на рисунке 3.2.

Рис 3.2 - Проточная часть ПЭ-580-185

.2 Расчет рабочего колеса

Конструкция колеса в значительной степени зависит от коэффициента быстроходности ns поэтому в первую очередь определяем его [7, стр.130]:

ns= ; (3.1)

ns== 81,288.

Далее определим объемный КПД по формуле:

η0= ; (3.2)

где a - коэффициент зависит от соотношения между диаметрами входа и выхода и составляет около 0,68.

η0== 0,965.

Рассчитываем приведенный диаметр D1п на входе:

D1п= ; (3.3)

D1п=  = 0,173 м.

Исходя из полученного диаметра определяем гидравлический КПД  по формуле:

ηг=; (3.4)

ηг= = 0,887.

Для современных центробежных насосов механический КПД достигает

.

Принимаем .

Полный КПД насоса рассчитываем по формуле:

η=; (3.5)

η= 0,80.

Зная полный КПД определяем мощность насоса и крутящий момент на валу:[10]

Ni=; (3.6)

Ni= =398,447 кВт

N= 3984,47 кВт

M=; (3.7)

M= =  Нсм.

Определяем теоретический напор:

Hт=; (3.8)

Hт= = 252,2 м.

Определив мощность насоса и крутящий момент на его валу, можно рассчитать из условия скручивания диаметр вала насоса.

Вал насоса работает в основном на скручивание моментом М, но частично нагружен поперечными силами собственного веса и центробежными силами, обусловленными небалансом ротора. Поэтому допускаемое напряжение кручения σкр=300 кгс/см2. [9]

Диаметр вала насоса:

d0=; (3.9)

d0= = 0,128 м.

Диаметр ступицы колеса:

dст =; (3.10)

dст == 0,144 м.

Диаметр входа на рабочие лопасти:

D1= ; (3.11)

D1== 0,225 м.

Длина ступицы конструктивно:

lст=; (3.12)

lст= = 0,156 см.

Окружная скорость на входе в каналы рабочего колеса

U1= ; (3.13)

U1= = 35,095 м/с.

Скорость входа в рабочее колесо:

C0=; (3.14)

где D0=D1=0,225 м;

C0=  =4,681 м/с.

Из входного парраллелограма, пологая C1=C0 , получаем:

tg(β1)= =  = 0.133 , отсюда:

β1= 7,598.

Угол лопасти на входе:

i=4.

β1л=β1+i=7,598+4=11,598.

Коэффициент стеснения входного сечения:

μ1=0,9.

Ширина лопасти на входе:

b1 =; (3.15)

b1 =  = 0,054 м.

Окружная скорость на выходе из колеса:

β2= 32.

C2r = 17 м/с.

U2=1/2∙C2r∙ctg(β2)+ (3.16)

U2= 62,898 м/с.

Определяем D2:

D2 =  ; (3.17)

D2 =  = 0,402 м.

Определяем m:

m = ; (3.18)

m = = 1,792.

Количество лопаток рабочего колеса:

z=; (3.19)

z= = 7,4 =7.

.3 Методика расчёта спирального отвода с круговыми сечениями

Форма меридианного сечения спирального отвода играет существенную роль и должна выполняться по подобию с конструкциями насосов, показавших высокое значение КПД. При этом быстроходность проектируемого насоса не должна значительно отличаться от используемого образца.

Рисунок 3.3- Спиральный отвод с круговым сечением

Неудачная форма сечения ведет к отрыву потока от стенок спирального отвода и нарушает характер движения жидкости, предполагаемый расчетом. Однако для определения в первом приближении размеров спирального отвода удобно запроектировать его с круговыми сечениями.

Уравнение для пропускной способности  сечения, расположенного под некоторым углом  [8, стр.102]:

. (3.20)

так как .

С другой стороны пропускная способность определяется из следующей формулы:

. (3.21)

Тогда из системы уравнений (3.20), (3.21) определяем данный угол:

, (3.22)

где коэффициент К определяется по следующей формуле:

. (3.23)

Заменяя в последнем равенстве  и решая его относительно , получим:

. (3.24)

Эта формула позволяет аналитическим путём определить радиус  кругового сечения спиральной камеры, расположенного под углом .

Таблица 3.1 - Расчет спирального отвода с круговыми сечениями

Таблица 3.2 - Параметры рабочего колеса