Podręcznik eksploatacji pomp w wodociągach i kanalizacji (wyd.2)
Marian Strączyński, Grzegorz Pakuła, Paweł Urbański, Jan Solecki
rok wydania: 2012 (wyd.2)
stron: 416
format: B5
oprawa: twarda
wydawnictwo: Seidel-Przywecki
Prezentowany podręcznik został przygotowany dla pracowników przedsiębiorstw wodno-kanalizacyjnych zajmujących się doborem, eksploatacją oraz remontami pomp. W zamyśle autorów ma służyć jako narzędzie pomocne osobom posiadającym praktyczne doświadczenie, ale niekoniecznie pełne wykształcenie techniczne w zakresie maszyn hydraulicznych. Z tego względu wiadomości teoretyczne zostały tu ograniczone jedynie do takiego zakresu, jaki, zdaniem autorów, jest niezbędny dla zrozumienia działania pomp, przydatnego w ich prawidłowej eksploatacji. W imię przystępności i przejrzystości tekst zawiera pewne uproszczenia, dlatego niniejszy podręcznik nie powinien być traktowany jako dzieło o ścisłym i naukowych charakterze. Ze względu na znaczną liczbę odmian konstrukcyjnych pomp spotykanych w eksploatacji podręcznik nie może zawierać wszystkich szczegółowych informacji, a zatem w żadnym razie nie zastępuje instrukcji użytkowania poszczególnych maszyn. Ponieważ zdecydowana większość pomp występujących w przedsiębiorstwach wodno-kanalizacyjnych to pompy wirowe, podręcznik, w zasadzie, obejmuje jedynie tę grupę pomp.
Podręcznik zawiera ogólne zasady doboru, eksploatacji i prowadzenia remontów pomp wirowych. Autorzy mają nadzieję, że zakres wiedzy w nim zawarty pozwoli osobom pracującym na co dzień z pompami, a nie posiadającym szczegółowego przygotowania teoretycznego na uniknięcie często spotykanych w praktyce błędów i wynikających z nich problemów eksploatacyjnych.
W gospodarce rynkowej osoby podejmujące decyzje inwestycyjno-techniczne znajdują się pod presją służb marketingowych firm oferujących różnorodne rozwiązania techniczne. Niniejszy podręcznik, w zamyśle autorów, powinien pomóc pracownikom firm wodociągowych w racjonalnej ocenie ich przydatności, a tym samym w podejmowaniu optymalnych decyzji inwestycyjnych.
Wydanie II zawiera następujące zmiany:
- rozszerzoną ilość informacji o pompach ściekowych;
- zwiększoną ilość przykładów obliczeń energochłonności w układach pompowych;
- aktualne rozwiązania w zakresie technologii remontów pomp;
- aktualizacje w zakresie wykazu aktów normatywnych dotyczących budowy i eksploatacji pomp;
- rozwój systemów monitoringu.
SPIS TREŚCI:
I. WSTĘP 11
II. PODSTAWOWE WIADOMOŚCI O POMPACH WIROWYCH I UKŁADACH POMPOWYCH 13
II.1. Klasyfikacja pomp 13
II.1.1. Podział ze względu na zasadę działania 13
II.1.2. Podział pomp wirowych ze względu na rodzaj zabudowy 14
II.1.3. Podział pomp ze względu na ilość stopni 21
II.1.4. Podział pomp ze względu na rodzaj pompowanej cieczy 22
II.1.5. Podział pomp ze względu na rodzaj wirnika 24
II.1.6. Podział pomp ze względu na typ konstrukcyjny 27
II.2. Zespoły pompowe 34
II.3. Podstawy działania pompy wirowej 36
II.3.1. Mechanizm przekazywania energii 36
II.3.2. Rodzaje strat w pompie 38
II.4. Parametry pomp 41
II.5. Charakterystyki pomp 47
II.6. Wyróżnik szybkobieżności 48
II.6.1. Definicja wyróżnika szybkobieżności 49
II.6.2. Wpływ wyróżnika szybkobieżności na konstrukcję wirnika i na charakterystykę pompy 50
II.7. Ssanie pomp wirowych 54
II.8. Podstawowe wiadomości o układach pompowych 60
II.8.1. Rodzaje układów pompowych 61
II.8.2. Charakterystyka układu pompowego 62
II.8.3. Straty przepływu 6
II.9. Współpraca pompy z układem pompowym 69
II.9.1. Punkt pracy 69
II.9.2. Praca pompy z dala od punktu nominalnego 73
II.9.3. Połączenie szeregowe pomp 76
II.9.4. Połączenie równoległe pomp 77
II.9.5. Zjawiska dynamiczne w układach pompowych 80
II.10. Korekta parametrów pomp 82
II.10.1. Zmiana średnicy wirnika 84
II.10.2. Zmiana ilości stopni 85
II.10.3. Zmiana prędkości obrotowej 86
II.11. Metody regulacji parametrów pomp 87
II.11.1. Dławienie 90
II.11.2. Zmiana prędkości obrotowej 92
II.11.3. Upust 96
II.11.4. Praca pomp w układzie równoległym i szeregowym 98
II.11.5. Wybór metody regulacji 101
III. DOBÓR POMP - Grzegorz Pakuła 103
III.1. Wybór typu pompy 103
III.2. Dobór pompy na stały punkt pracy 106
III.3. Dobór pompy do pracy przy zmiennych parametrach 108
III.4. Analiza techniczno-ekonomiczna (LCC) 111
IV. ZAKUP POMP - Grzegorz Pakuła 117
V. PODSTAWOWE ZAGADNIENIA KONSTRUKCYJNE W POMPACH - Grzegorz Pakuła 121
V.1. Uszczelnienia 121
V.1.1. Uszczelnienia stacjonarne 121
V.1.2. Uszczelnienia ruchowe wysokociśnieniowe 124
V.1.3. Uszczelnienia ruchowe niskociśnieniowe 129
V.1.4. Uszczelnienia w układzie przepływowym 129
V.2. Napór osiowy 131
V.2.1. Łopatki odciążające 132
V.2.2. Otwory odciążające 132
V.2.3. Układy dwustrumieniowe 133
V.2.4. Tarcza odciążająca 135
V.2.5. Łożysko osiowe 137
V.3. Napór promieniowy 138
V.4. Łożyskowanie 139
V.4.1. Łożyska toczne 140
V.4.2. Łożyska ślizgowe 145
VI. POMPY STACJONARNE - Grzegorz Pakuła 151
VI.1. Nietypowe odmiany pomp stacjonarnych 151
VI.2. Prawidłowa eksploatacja pomp stacjonarnych 152
VI.2.1. Dobór pompy 152
VI.2.2. Instalacja pomp stacjonarnych 153
VI.2.3. Rozruch pomp stacjonarnych 156
VI.2.4. Bieżąca obsługa pomp stacjonarnych 159
VI.2.5. Praca pomp poza zakresem optymalnych parametrów 170
VI.2.6. Najczęstsze problemy w eksploatacji i sposoby ich usuwania 171
VII. POMPY GŁĘBINOWE - Marian Strączyński 175
VII.1. Zastosowanie 175
VII.2. Pompy głębinowe 175
VII.2.1. Typowe konstrukcje pomp głębinowych 176
VII.2.2. Inne konstrukcje pomp głębinowych 183
VII.2.3. Wykonania materiałowe 186
VII.2.4. Charakterystyki pomp głębinowych 187
VII.3. Silniki głębinowe 191
VII.3.1. Silniki głębinowe ekranowane i olejowe 191
VII.3.2. Silniki głębinowe półsuche 193
VII.3.3. Silniki głębinowe mokre 194
VII.4. Stacje prób głębinowych agregatów pompowych 202
VII.5. Układy pompowe pomp głębinowych 206
VII.5.1. Budowa układów pompowych pomp głębinowych 206
VII.5.2. Dobór pompy głębinowej do wymaganych parametrów pracy układu pompowego 211
VII.5.3. Sprawność energetyczna układu pompowego pompy głębinowej 215
VII.5.4. Montaż oraz demontaż układów pompowych pomp głębinowych 220
VII.5.5. Awarie i uszkodzenia głębinowych agregatów pompowych 224
VII.5.6. Nietypowe budowy układów pompowych pomp głębinowych 227
VIII. POMPY ZATAPIALNE - Grzegorz Pakuła 235
VIII.1. Instalacja pomp zatapialnych 235
VIII.2. Budowa pomp zatapialnych 241
VIII.3. Eksploatacja pomp zatapialnych 254
IX. POMPY DO ŚCIEKÓW - Grzegorz Pakuła 259
IX.1. Właściwości ścieków jako pompowanego medium 259
IX.2. Sposoby pompowania ścieków 262
IX.3. Dobór pomp ściekowych 264
IX.4. Instalacja pomp ściekowych 270
IX.4. Charakterystyczne cechy budowy pomp ściekowych 278
IX.5. Eksploatacja pomp ściekowych 283
X. STEROWANIE I ZABEZPIECZANIE SILNIKÓW ELEKTRYCZNYCH - Jan Solecki 287
X.1. Silniki elektryczne 287
X.1.1. Informacje ogólne 287
X.1.2. Budowa silnika asynchronicznego klatkowego, zwartego 287
X.1.3. Zasada działania silnika asynchronicznego klatkowego, zwartego 287
X.1.4. Podstawowe parametry silnika elektrycznego 288
X.1.4.1. Napięcie i częstotliwość zasilania 288
X.1.4.2. Prędkość obrotowa 288
X.1.4.3. Moc znamionowa silnika 289
X.1.4.4. Sprawność silnika 290
X.1.4.5. Prąd znamionowy i rozruchowy silnika 290
X.1.4.6. Współczynnik mocy 290
X.1.4.7. Rodzaj pracy 290
X.1.4.8. Stopień ochrony 291
X.1.4.9. Wykonanie przeciwwybuchowe 292
X.1.4.10. Klasa izolacji 292
X.1.4.11. Oznaczenia literowe 293
X.2. Kable zasilające 294
X.2.1. Oznaczenia kabli 294
X.2.2. Dobory kabli zasilających 295
X.2.2.1. Obliczanie spadku napięcia na kablu zasilającym 295
X.2.2.2. Obliczanie przekroju przewodu dla danego spadku napięcia 296
X.3. Pomiary elektryczne silnika i urządzeń zabezpieczających 298
X.3.1. Pomiar pętli zwarcia obwodów silnika i szaf sterowniczych 298
X.3.2. Pomiar wytrzymałości izolacji na przebicie 298
X.3.3. Pomiar rezystancji izolacji silnika 298
X.3.4. Pomiar rezystancji uzwojeń silnika 299
X.3.5. Pomiar mocy oraz prądu i napięcia podczas pracy silnika 301
X.3.6. Pomiar prędkości obrotowej silnika 302
X.3.6.1. Pomiar bezpośredni tachometrem lub stroboskopem 302
X.3.6.2. Pomiar cewką indukcyjną 302
X.3.7. Pomiar temperatury wewnątrz silnika 302
X.3.7.1. Wyłączniki termiczne 303
X.3.7.2. Termistory PTC 303
X.3.7.3. Sensory PT100 304
X.3.8. Pomiar kompatybilności elektromagnetycznej szaf sterowniczych 305
X.4. Hydrauliczne urządzenia pomiarowe ze sterowaniem elektrycznym 305
X.4.1. Ciśnieniomierze 306
X.4.2. Przepływomierze 306
X.4.3. Mierniki poziomu 306
X.5. Rozruch silników elektrycznych 306
X.5.1. Rozruch gwiazda trójkąt 306
X.5.2. Rozruch poprzez soft start 307
X.5.3. Przemienniki częstotliwości 307
X.5.3.1. Zasada działania przemiennika częstotliwości 308
X.5.3.2. Dobory przemienników częstotliwości do silników 308
X.5.3.3. Praktyczne wykorzystanie przemienników częstotliwości 309
X.6. Zasilanie awaryjne. Agregaty prądotwórcze 309
X.7. Dobór mocy silników do warunków pracy 310
X.7.1. Dobór silników do pomp 310
X.8. Elektryczne aparaty zabezpieczająco sterujące 312
X.8.1. Wyłączniki nad prądowe (bezpieczniki) 312
X.8.1.1. Charakterystyka B 312
X.8.1.2. Charakterystyka C 312
X.8.1.3. Charakterystyka D 312
X.8.2. Styczniki 314
X.8.3. Przekaźniki termiczne (bimetalowe) 315
X.8.4. Elektroniczne programowalne mierniki nadzoru zabezpieczeń 316
X.8.5. Wyłączniki różnicowo prądowe 317
X.8.6. Wyłączniki przepięciowe 317
X.9. Urządzenia zabezpieczająco sterujące 318
X.9.1. Teoria zagrożeń i uszkodzeń silnika podczas pracy 318
X.9.2. Najważniejsze przyczyny powstawania uszkodzeń silnika i sposoby ich zapobiegania 319
X.9.2.1. Zwarcia w obwodach siłowych silnika 319
X.9.2.2. Przeciążenie silnika 319
X.9.2.3. Utknięcie silnika 319
X.9.2.4. Nadmierny wzrost lub obniżenie napięcia zasilania 319
X.9.2.5. Asymetria lub zanik fazy 319
X.9.2.6. Długie i ciężkie rozruchy 319
X.9.2.7. Nadmierna liczba cykli pracy 320
X.9.2.8. Nagrzewanie z przyczyn nieelektrycznych 320
X.9.2.9. Uszkodzenia izolacji 320
X.9.2.10. Suchobieg dla pomp głębinowych i zatapialnych oraz pomp pionowych do zestawów hydroforowych 320
X.9.3. Zastosowanie zabezpieczeń silników 320
X.9.3.1. Silnik jednofazowy 320
X.9.3.2. Silnik trójfazowy 320
X.9.3.3. Silnik pompy głębinowej. Zabezpieczenia 321
X.9.3.4. Silnik pompy zatapialnej z suchą komorą silnika 321
X.10. Prąd i człowiek 321
XI. REMONTY POMP - Paweł Urbański, Grzegorz Pakuła 325
XI.1. Kwalifikowanie pomp do remontu 325
XI.1.1. Proces pogarszania stanu technicznego pompy w trakcie eksploatacji 325
XI.1.2. Kategorie remontów 330
XI.1.3. Strategie remontowe 331
XI.2. Możliwość poprawy parametrów hydraulicznych pomp przez pokrywanie powierzchni elementów pompy preparatami zwiększającymi gładkość 334
XI.3. Proces remontowy głębinowych agregatów pompowych 335
XI.3.1. Technologiczność remontowa pomp i silników głębinowych, a technologia remontów 338
XI.3.2. Demontaż pomp i silników głębinowych 341
XI.3.3. Weryfikacja podzespołów i części 342
XI.3.4. Regeneracja podzespołów i części 343
XI.3.4.1. Regeneracja hydrauliki wirników i korpusów pomp 344
XI.3.4.2. Regeneracja korpusów i wirników pomp z wykorzystaniem materiałów kompozytowych 345
XI.3.4.3. Regeneracja uszczelnień wirników pomp 347
XI.3.4.4. Regeneracja łożysk ślizgowych pomp 348
XI.3.4.5. Regeneracja wałków i wałów pomp 350
XI.3.4.6. Unifikacja węzłów konstrukcyjnych pompy głębinowej 355
XI.3.4.7. Uzwojenia wirnika i stojana 356
XI.3.4.8. Uszczelnienia 358
XI.3.4.9. Wirnik silnika 359
XI.3.4.10. Promieniowe łożyska ślizgowe silnika 359
XI.3.4.11. Wzdłużne łożysko ślizgowe silnika głębinowego 362
XI.3.5 Montaż głębinowych agregatów pompowych 365
XI.4 Uszczelnianie pomp i silników głębinowych 371
XI.4.1 Uszczelnienia spoczynkowe 375
XI.4.2 Uszczelnienia ruchowe 377
XI.4.2.1 Uszczelnienie dławnicowe z pakunkiem sznurowym 377
XI.4.2.2 Uszczelnienia ze szczeliwem bezpostaciowym 384
XI.4.2.3 Uszczelnienia czołowe 386
XI.4.2.4 Uszczelnienia komór łożyskowych 392
XII. OSZCZĘDNOŚĆ ZUŻYCIA ENERGII DO NAPĘDU POMP WIROWYCH - Grzegorz Pakuła 397
XIII. MONITORING POMP - Marian Strączyński 403
XIII.1. Technika cyfrowa w systemach eksploatacji pomp 403
XIII.2. Systemy monitoringu 406
XIV. PODSTAWOWE ZAGADNIENIA PRAWNE - Grzegorz Pakuła 413
Literatura 416
