Расчёт центробежного насоса, эксплуатация и ремонт

Центробежные насосы: причины неисправности

Лопастные насосы, к которым по общей классификации относятся столь популярные насосы центробежные, являют собой обширный класс оборудования, используемого, в основном, для перекачки воды. Причём, используют их и в быту, и в промышленности, а потому интерес читателей к ним неиссякаем.

Как производится подбор и установка центробежного насоса, ремонт и его техническое облуживание? Ответ вы получите, ознакомившись с видео в этой статье, где найдёте и много другой интересной информации.

Особенности центробежных насосов

Главным рабочим органом в лопастных насосах является колесо с лопастями. Они производят силовое воздействие на обтекающий их поток жидкости, за счёт чего и создаётся напор. Разные конструктивные решения варьируют механизм этого взаимодействия, и, соответственно влияют на эксплуатационные характеристики.

Итак:

• Основным конструктивным отличием центробежных насосов является количество колёс. По этому признаку, они делятся на две группы: одноступенчатые насосы и многоступенчатые насосы. Количество ступеней, диаметр колёс и скорость их вращения, влияют на мощность всасывания и создаваемый напор.

Схема многоступенчатого насоса

• В многоступенчатых модификациях все колёса насажены на общий вал – на фото сверху это показано схематически. Жидкость проходит последовательно через каждую ступень, и напорная характеристика насоса при этом, равна суммированным показателям каждого колеса в отдельности. Количество ступеней может быть достаточно большим: если в бытовых насосах их не более восьми, то в погружных глубинных агрегатах бывает и больше пятисот.
• По способу установки, насосы делятся на две категории. Они могут работать на поверхности, а так же полностью или частично погружаться в воду. Это вовсе не означает, что если насос, к примеру, погружной, то он непременно обладает большей мощностью, чем поверхностный.

Поверхностные насосы промышленные

И те, и другие варианты бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми – разница только в манометрической глубине всасывания. Особенности обслуживания центробежных насосов не зависят от их классификации, и заключаются в осуществлении систематического контроля давления на напорном трубопроводе. Более подробно об этом расскажет инструкция в следующей главе.

Достоинства, недостатки и комплектность

Росту популярности способствует огромный ряд преимуществ, которые есть у центробежных насосов перед моделями других классов. Среди достоинств можно выделить такие критерии, как: простота конструкции, позволяющая производить обслуживание и замену деталей своими руками; высокая степень надёжности; непрерывность подачи и большая глубина всасывания.

• К тому же, работу насосов данного типа несложно автоматизировать, что значительно облегчает и процесс эксплуатации, и контроль всей системы. Автоматика позволяет создать для агрегата щадящий режим, при котором ремонт насосов центробежных, может не понадобиться в течение всего срока службы.

Автоматическая насосная станция производственного назначения

• Есть у центробежных насосов и недостатки, основным из которых можно считать зависимость подачи от давления в трубопроводе – чем выше напорная характеристика, тем ниже производительность насоса. Ещё одним неудобством является необходимость заливки рабочей камеры жидкостью в том случае, если входной патрубок находится выше зеркала воды. Но это касается только поверхностных моделей.

При внедрении центробежного насоса в сеть, он должен быть оборудован определённым набором запорной и измерительной аппаратуры.

В обязательном порядке это:

Всё перечисленное обязательно для каждого насоса. Что касается автоматики, то владелец может оснастить ею систему по своему усмотрению, поставив, например, пускозащитное устройство или инвертор с частотным преобразователем.

Что касается приборов автоматического контроля, то ими, в той или иной степени, оснащено большинство современных насосов. Здесь, так же как и в автомобилях: чем полнее комплектация, тем выше цена агрегата.

Эксплуатация и ремонт

Назначение насосов и их мощностные характеристики совершенно разные. Ремонт центробежного насоса, предназначенного для бытового использования, это совсем не то, что ремонт промышленного агрегата.

• Разница между ними не только в габаритах, но и в сложности схем подключения, в конструкциях и мощностях двигателей. Зная динамический уровень водозабора, высоту подачи и протяжённость трубопровода, а так же уровень потребления сети, соответствующий нормам, расчёт центробежного насоса для обустройства домашнего водопровода, несложно произвести самостоятельно.

Установка бытового центробежного насоса

• Формулы, по которым это делается, вы можете найти и на нашем сайте. Имея при себе эти данные, вы можете так же обратиться в магазине к консультантам, и вам рассчитают напор и подачу насоса, предложат на выбор подходящие по показателям варианты. Вам останется только оценить их стоимость, и сделать выбор согласно своему бюджету.
• Подбор насосов производственного назначения осуществляется совсем не так, как для домашней водопроводной сети. Там, мощностные характеристики агрегатов рассчитывают в процессе проектирования трубопровода, и никакие отклонения от проектных показателей недопустимы. Тем более что на производствах устанавливают насосные станции, состоящие из группы насосов.

Ремонт насосов центробежных

• Соответственно, их техническое обслуживание производится несколько иначе. Об этом мы расскажем чуть позже, а сейчас обратим ваше внимание на проблемы, с которыми можно столкнуться в процессе эксплуатации бытового центробежного насоса. На его безаварийную работу влияют, не только условия эксплуатации, но и правильность подбора.

Важно, чтобы мощность насоса не превышала возможностей водозабора. Пусть лучше подача будет немного меньше расчётной – в любом случае, все краны в доме одновременно никогда не открываются.

Соблюдая рекомендации производителя, прописанные в руководстве по эксплуатации, можно избежать многих проблем.

Причины неполадок

Если говорить не о последствиях, а о причинах неисправностей, то они кране редко кроются в самом насосе. Поэтому перед тем, как ремонтировать центробежный насос, с целью поиска неисправностей, следует нужно произвести полную ревизию системы. Профилактические осмотры всех узлов и соединений, позволят избежать форс-мажоров, и продлить срок службы оборудования.

Итак:

• Наиболее часто насосы выходят из строя по причине неправильного подключения к питающей сети, а так же нарушения правил монтажа и эксплуатации, установленных производителем. Прежде, чем мы расскажем о том, как производится технический осмотр системы, заострим ваше внимание на тех ошибках, которые нередко допускаются при первичном запуске насоса.

На что обратить внимание при монтаже

Для поверхностных насосов очень важно, чтобы диаметры всасывающего трубопровода и патрубка на насосе совпадали — это если насос находится на одном уровне с зеркалом воды. Если же ему приходится всасывать воду с высоты, превышающей отметку в 5м, то размер всасывающей трубы должен быть чуть больше диаметра патрубка.

• И ещё нужно помнить вот о чём: всасывающий трубопровод должен быть прямым и максимально коротким — это значительно облегчает работу насоса. Если же диаметр трубы наоборот, заужен, напор воды значительно уменьшается.
• Случается, что при первичном внедрении насоса в систему, или при его запуске после ремонта и вторичного монтажа, произведён неполный залив рабочей камеры насоса. В этом случае, подача будет слабой, либо её не будет совсем. Поэтому следите, чтобы при заливе, всасывающая часть заполнялась до полного удаления воздуха из рабочей камеры.

Подготовка к работе бытовой насосной станции

• Проблемы создают и неплотные соединения во всасывающем трубопроводе. Во время работы насоса, через них может происходить подсос воздуха, а после остановки — утечка воды. Что в такой ситуации происходит с насосом?
• Если это, к примеру, автоматическая насосная станция, то при наличии неплотных соединений она будет слишком часто отключаться и запускаться, что не может не сказаться на двигателе. Насос, запускающийся открытием крана, может при этом вообще не подавать воду.
• Поэтому, при выполнении обвязки водозабора, герметизации резьбовых соединений следует уделить особое внимание. Кстати, похожие симптомы будут проявляться и в том случае, когда засоряется фильтрующая сетка. Это может случиться не только с поверхностным, но и с погружным насосом. Иногда бывает достаточно прочистить и промыть сетку, на чаще всего, фильтр приходится менять.

Фильтр с обратным клапаном

• Ещё одним серьёзным нарушением, касающимся установки поверхностных насосов, является превышение манометрической высоты всасывания, регламентируемой производителем. Допустим, ваш насос рассчитан всего на 7 метров, а динамический уровень колодца 9 метров.
• В этом случае, в процессе всасывания нарушается целостность потока, что в свою очередь приводит к образованию в системе пара. Это явление называется кавитацией, и оно губительно сказывается не только на сроке службы самого насоса, но и нередко приводит к аварийным ситуациям на трубопроводе.

Последствия работы насоса в режиме кавитации

• На приведённом примере вы можете видеть, как кавитация воздействует на рабочее колесо из нержавеющей стали. Если продолжать использовать насос в таком режиме, оно может быть разрушено полностью. А представьте себе, во что обходится ремонт центробежных насосов, если они многоступенчатые, и нужно заменить сразу все колёса.
• Так что, к вопросу соблюдения высоты всасывания нужно отнестись со всей ответственностью. Максимальную глубину, с которой насос способен подавать воду, определяют по показаниям вакууметра, установленного на всасывающем патрубке.
• Любое оборудование, в том числе и насосное, следует эксплуатировать в пределах его возможностей, ведь увеличение нагрузок в первую очередь, сказывается на двигателе. Чаще всего, его перегрев происходит из-за повышения напряжения в питающей сети, либо увеличения потребляемого тока.

Автоматическое пускозащитное устройство для насоса

Чтобы контролировать напряжение, подключать насос к сети нужно через стабилизатор. Что касается потребления тока, то оно зависит от скорости движения потока жидкости на напорном патрубке. Её регулируют с помощью запорной арматуры – расход должен быть таким, чтобы рабочий ток не превышал номинальный.

• Большинство бытовых насосов оснащается асинхронными двигателями. Для них отличной защитой от перегрузок является пускозащитное устройство, рассчитанное на номинальные характеристики двигателя.

Что касается трёхфазных двигателей, то для их защиты обязательно нужно ставить контрольный прибор, который называется «реле контроля фаз». Он предотвращает вращение ротора в обратном направлении, возникающем из-за нарушения чередования фаз.

Ревизия производственных систем водоснабжения

Насосы, задействованные в замкнутых оборотных системах, могут работать практически бесперебойно, и зачастую работают круглосуточно. На любом производстве есть технический персонал, отвечающий за безаварийную работу насосов, который и должен производить ежедневный осмотр.

• Необходимо постоянное наблюдение за плавностью запуска и хода механизма, выявление вибраций и биения в агрегате или трубопроводе. Основное внимание уделяется состоянию фланцевых соединений и муфт, креплениям агрегата на фундаменте, смазке сальников и температуре подшипников насоса. Для них очень важна качественная смазка — масло меняется в определённые производителем сроки.

Контроль состояния насосного оборудования на производстве

• Чаще всего, схема такова: первая чистка подшипников с заменой масла происходит достаточно быстро, через двести часов работы насоса. Следующая замена может быть произведена после двух тысяч часов эксплуатации – это примерно один раз в год. Чем более высокое качество у масла, тем большим может быть этот срок.
• В процессе работы агрегата, одни детали изнашиваются быстрее других, и это нормально. Многое зависит от температуры перекачиваемой жидкости, наличия в ней абразивных примесей, уровня разрежения во всасывающей части. В первую очередь, в негодность приходят втулки и уплотнительные кольца, сальниковая набивка.
• Для их работы изготовителем отводится определённый промежуток времени, после чего, не дожидаясь поломки, насос должен быть направлен на капитальный ремонт. После ревизии производятся контрольные испытания, по результату которых агрегат может быть вновь внедрён в систему.

Сроки проверок и капремонтов насосного оборудования, устанавливаются согласно реальным условиям эксплуатации насосов, но с учётом рекомендаций производителя. На производствах, по каждому агрегату ведётся журнал осмотров, куда заносят показания контрольно-измерительных приборов, состояния основных узлов и даты проведения профилактики оборудования.