Промышленные насосы – это техника для перекачивания воды, стоков или других видов жидкостей. Их используют в системах канализации, водоснабжения, для транспортировки нефтепродуктов, кислот, щелочей. Сфера применения – огромна, поэтому и видов таких насосов множество. Давайте в них разберемся.
Из текста вы узнаете:
- чем центробежный насос отличается от вихревого;
- почему погружное оборудование не может быть самовсасывающим;
- что такое производительность, напор и другие характеристики насоса;
- какие насосы используют для чистой и загрязненной воды, стоков, систем отопления;
- кому доверить проектирование системы;
- другие нюансы выбора.
Основные типы промышленных насосов
Если уйти от сложных классификаций, все насосы, которые используются на производстве можно разделить на две группы: поверхностные и погружные. Первые работают вне рабочей среды, то есть насос устанавливают, например, на специальной площадке над источником воды, и в воду погружают всасывающий патрубок.
Погружные насосы полностью погружаются в рабочую среду. Греющиеся части такого насоса охлаждаются за счет жидкости, в которой он находится, а электрические компоненты располагаются в отдельной герметичной камере.
У поверхностного насоса «электрика» не защищена, поэтому устанавливаться в воде или другой рабочей среде он обычно не может – это сразу приведет к выходу его из строя. Погружной агрегат, наоборот, не может работать «на открытом воздухе» из-за недостатка охлаждения.
Рассмотрим основные подвиды погружных и поверхностных насосов.
Центробежные
Центробежный насос VSNP
Самый распространенный тип поверхностных промышленных насосов. Корпус такого оборудования – это спиральная камера, в которой расположено рабочее колесо. Вращаясь, колесо перекачивает рабочую среду. Энергию вращения оно получает от вала, который соединен с двигателем.
Центробежный насос – это простая конструкция с высоким КПД, которую легко ремонтировать и заменять в ней изношенные части. Такие агрегаты используют для перекачки воды, нефтепродуктов, кислот и других агрессивных сред.
Факт: центробежные насосы не всегда могут обеспечить стабильный напор на длинных магистралях или большой высоте. Для сложной системы, в которой стабильность напора критически важна, им предпочитают другие модели.
Многоступенчатые
Многоступенчатый ЦН Ebara Matrix
Многоступенчатый центробежный насос отличается от обычного тем, что у него вместо одного рабочего колеса установлены от двух до десяти. Каждое последующее колесо (ступень) «разгоняет» рабочую среду, увеличивая напор. В результате даже при небольших размерах напор в магистрали с таким устройством будет стабильным, высоким.
Более сложная конструкция почти всегда более уязвима. Многоступенчатые ЦН обычно требовательны к чистоте жидкости и используются для перекачки в основном чистой воды без примесей или с минимальным их содержанием. Также они чувствительны к кавитации и резким перепадам давления.
Вихревые
Вихревой промышленный насос для перекачивания воды использует завихрения жидкостного потока. В классическом ВН закрытого типа может быть одно- или двустороннее рабочее колесо с радиально расположенными лопастями.
Вихревые модели – вторые по распространенности после центробежных. Их используют:
- в химической промышленности;
- в станциях подачи топлива, в том числе для перекачки бензина;
- в водоснабжении сельских хозяйств;
- в составе насосных станций;
- на автомойках и т. д.
Преимущества вихревых насосов – относительно большой напор, но средний КПД у них ниже, чем у центробежных моделей. Также они чувствительны к абразивам, из-за которых быстро изнашиваются лопасти рабочего колеса.
Дренажные погружные
Дренажный промышленный насос служит для откачки загрязненной воды. Это может быть строительный котлован, затопленная после обильных дождей низина на сельскохозяйственной территории или подвал ЖК, в котором прорвало трубу водоснабжения.
Модели дренажных насосов разрабатывают под разные условия эксплуатации. Например, Flygt K 2700, основные элементы которого сделаны из нержавеющей стали, не боится контакта с щелочами и кислотами, а серия Flygt D 2600 рассчитан на работу с жидкостями, содержащими твердые частицы размерами до 8 мм.
Flygt D 2600
Факт: дренажный насос может быть центробежным, использовать вихревое колесо или другой механизм перекачки. Его название указывает только на тип рабочей среды, на которую он рассчитан.
Самовсасывающие
«Самовсасывающим» называют поверхностный (непогружной) насос, который может самостоятельно заполнять всасывающую магистраль жидкой средой. Чтобы обеспечить его работу, достаточно один раз заполнить его водой перед первым запуском – дальнейшие запуски будут проходить автономно.
Факт: самовсасывающие модели в России производятся по ГОСТ 17398-72. У стандарта есть международный аналог, который использует практически те же термины и определения.
Несамовсасывающие насосы, в отличие от самовсасывающих, не могут создавать повышенное разрежение на входе и вытеснять за счет него воздух из всасывающей магистрали. В таких насосах часто устанавливают обратные клапаны, которые не дают воде стечь назад в источник под действием силы тяжести.
Плюсы самовсасывающих насосов:
- не требуют заполнения рабочей камеры перед включением;
- применяются в сложных системах водоснабжения совместно с гидроаккумуляторами, реле давления;
- относительно просто монтируются.
Среди недостатков – высокая цена и требовательность ко внешним условиям. При круглогодичном использовании размещать такие насосы можно только в отапливаемых или утепленных помещениях.
Тип привода и электропитание
Для вращения рабочих колес промышленному насосу нужна энергия. Обычно ее источник – это электродвигатель или ДВС на жидком топливе, например, дизельном. Для удобства рассмотрим разницу между ними в таблице.
| Тип двигателя | Особенности | Плюсы | Минусы |
| Электрический | Может быть однофазным (220 В) или трехфазным (380 В), подключаться к «стандартной» или специальной сети | Не требует пополнения запасов топлива, однофазные модели могут работать от обычной сети | Зависимость от электроснабжения |
| Двигатель внутреннего сгорания | Работает на ДТ или бензине, вторые обычно менее шумные | Подходит для объектов без доступа к электросети или участков с перебоями в электроснабжении | Необходимость снабжения топливом, нестабильная затратность при резких изменениях цен на энергоносители |
Порядка 80-90% подключаемых на сегодня промышленных насосов имеют электродвигатель – он удобнее и почти всегда экономичнее, чем ДВС на жидком топливе. Решение об однофазном или трехфазном исполнении электромотора принимают инженеры на стадии проектирования или подбора.
6 критериев выбора промышленного насоса
Производительность и напор
Рассмотрим две базовых характеристики эффективности насоса:
- Производительность (подача) – объем воды (или другой среды), который насос может перекачать за один час. Измеряется в кубометрах в час. Реже – в литрах в секунду.
- Напор – высота, на которую агрегат может поднять жидкость. Измеряется в метрах водяного столба. При расчете напора учитывают длину горизонтальных участков труб и потери давления в системе.
Пример: промышленный насос модели Lowara DOC имеет производительность до 14 м3/ч и напор 11 м. Это значит, что такой объем воды он сможет подавать вверх по вертикальной одиннадцатиметровой трубе, но если в системе есть длинные горизонтальные участки, изгибы или разветвления, напор будет меньше. Рассчитать, будет ли он достаточным – задача для инженера по водоснабжению.
Lowara Doc
Характеристики среды
Канализационные, дренажные и другие модели для грязной воды лучше защищены от абразива и твердых примесей – обычный агрегат для питьевой воды не проработает на месте дренажного даже нескольких недель и попросту сломается. Также важны:
- тип среды – например, детали насоса для перекачки масла на промышленном предприятии должны быть устойчивы к реакциям на компоненты этого масла;
- температура жидкости – насосы для систем отопления или горячего водоснабжения лучше противостоят коррозии и термическому искажению из-за температурных условий.
- Тип и мощность выбираемого насоса на 100% зависит от того, в каких условиях он будет работать.
- У насосов для промышленной отрасли обширная классификация. Циркуляционные и вихревые – самые простые и распространенные, их применяют в системах водоподачи, водоотведения и отопления для различных объектов, а самовсасывающие и многоступенчатые модели – более сложные, но также часто используются на предприятиях.
- У техники может быть электромотор или ДВС. Обычно используют электродвигатели с подключением к однофазной или трехфазной сети.
- Чтобы насос работал бесперебойно и долго сохранял ресурс, его оснащают системами защиты, автозапуска, автовыключения, стабилизаторами и различными датчиками.
- Рассчитывать характеристики насоса и устанавливать их должны инженеры в строгом соответствии с разработанным проектом.
Мощность, энергоэффективность
Мощность двигателя влияет на его напор и подачу. Если в системе установлен слишком мощный насос, энергозатраты растут, а сам агрегат может быстрее изнашиваться. Если же мощности недостаточно, то в часы пиковой нагрузки (например, в системе водоподачи) потребителям не будет хватать напора. Расчет нужной мощности – также задача для инженеров.
Условия работы
Большинству промышленных насосов присваивают класс защиты IP, который также назначают смартфонам и другой технике. IP характеризует защиту двигателя от попадания внутрь корпуса пыли (первая цифра) и влаги (вторая цифра). Например, модель с IP68 полностью защищена от пыли и может выдержать длительное погружение в воду, а IP44 защищена только от твердых частиц более 1 мм и не слишком обильных водяных брызг.
Также учитывают условия установки – при круглогодичном использовании важно защитить рабочую среду от перемерзания, при сезонном – временную защиту от заморозков.
Автоматика, защита
Электронная панель управления насосом
Автоматический запуск и остановка, подключение резервных насосов (например, если ливневые стоки предприятия переполнены), аварийные отключения при перегрузке – за все отвечают системы датчиков и ЭБУ, которые можно подключить к насосу. Правильно настроенная автоматика балансирует работу системы, увеличивает ресурс и снижает риск аварий.
Одно из самых распространенных решений для защиты насоса – частотные преобразователи. Они регулируют частоту и напряжение электротока, который поступает к двигателю, чтобы подстроить скорость его работы под конкретные условия. В результате насос не включается на полную мощность, когда в этом нет нужды, и работает в оптимальном режиме нагрузки.
Область применения
Рассмотрим примеры моделей насосов для конкретного применения.
Чистая вода
Производительность зависит от места установки и расчетного потребления. Требования к фильтрации и защите от абразива – низкие. Для чистой воды небольшого предприятия может быть достаточно консольного моноблочного насоса VSNP VESM с подачей до 500 кубометров в час и напором до 100 м. Если в приоритете – высокий напор, можно рассмотреть вертикальные многоступенчатые центробежные модели от Lowara e-SV.
Грязная вода, стоки
Для загрязненных вод можно рассмотреть оборудование с подачей от 200-240 кубометров в час до полноценных промышленных моделей с производительностью 27-30 тыс. м3/ч и выше. Дренажные и сточные модели могут снабжаться измельчителями и дополнительными решетками для задержки крупного мусора. Примеры таких насосов – Флинт VSNP FL 3150 или более мощные Sempa DPT.
Песок, ил, глина
Для жидкостей с большим числом примесей используют тяжелые шламовые насосы с агитаторами для взрыхления абразива и износостойкими импеллерами. Пример такого насоса – Flygt H 5000. Модель применяют в горной промышленности и строительстве.
Системы отопления, циркуляции
Относительно невысокий напор и подача, низкое энергопотребление, минимальная загрязненность рабочей среды – основные качества для циркуляционных насосов. Пример такого – «ЦВЦ-Т» от российского завода «ГМС».
Выводы
Специалисты «РДЭ-Инжиниринг» готовы взять на себя проектирование и расчет насосной системы любой сложности. По номеру 8-800-555-23-48 можно получить бесплатную консультацию по вашим вопросам.
