Центробежные насосы

Центробежные насосы в соответствии со сложившимся порядком делятся на 18 групп:

• Консольные
• Горизонтальные
• Артезианские и погружные
• Вертикальные
• Химические
• Специальные
• Питательные
• Конденсатные
• Нефтяные
• Морские
• Массные
• Песковые, грунтовые, шламовые
• Фекальные
• Насосы для взвешенных веществ
• Вихревые
• Бензиновые
• Осевые
• Маслонасосы

В обзоре информация представляется по общепринятой функциональ¬ной классификации, которая закрепилась в системе материально-технического снабжения, но в каждой группе дается анализ по конструктивному признаку.

Обозначение марок насосов приводится по прейскуранту оптовых цен №23-01, утвержденному постановлением Госкомцен СССР от 22 марта І989 г. № 23 и введенному в действие с 1 января 1990 года.

Марки насосов, не включонныe в этот прейскурант, указаны в соответствии с заводскими планами производства на 1991 год.

Кроме, того, марки насосов, неоднократно менявшиеся, приводятся в старом и новом обозначении. Если марки не менялись, указывается одно обозначение в графе 3. Насосы по прейскуранту оптовых цен, действовавшему до І982 года, снятые с производства без замены на другие насосы, в обзор не включены. При запросе может быть представлен наиболее близкий аналог этих насосов.

В обзоре приводятся основные технические параметры, характеризующие работу насоса, а также краткое описание каждой группы насосов, их конструктивные особенности.

Перейдем к общим понятиям , связанным с насосным оборудованием, перекачивающим жидкость.

Насос представляет собой гидравлическую машину, преобразующую механическую энергию приводного двигателя в энергию жидкости, обеспечивающую её движение. Исходя из функционального назначения насоса, определяющими техническими параметрами являются подача и напор (давление).

Подача - это объем жидкости, подаваемой насосом в единицу времени, выраженной в м3/час (кубометров в час) или л/сек, (литров в секунду). Обозначается "Q". Напор - это разность удельных энергий жидкости в сечениях после и до насоса, выраженная в метрах водного столба. Обозначается "Н".

В насосах объемного типа пользуются понятием "давление", выраженным в атмосферах (кГс/см2 ) или мегапаскалях(МПА) (один мегапаскаяь равен 10 атмосферам). Отсюда вытекает классическая "напорная" характеристика насоса, в которой по оси абсцисс откладывается подача, а по оси ординат - напор для динамичных насосов и наоборот для насосов объемного типа.

Напорная характеристика отражает основные потребительские свойства насоса. Выбор насоса начинается с подбора напора (давления) и подачи. Чтобы иметь представление о диапазоне насосного оборудова-ния, выпускаемого страной, фирмой» предприятием, следует оценить величину "поля Q-H", покрываемого напорными характеристиками.

При выборе насоса следует учитывать разброс параметров насоса по подаче и напору, в том числе при различной обточке рабочего колеса, а также возможность нахождения требуемого режима работы в пределах рабочей области его характеристики. Этот выбор позволяет сделать сводный график полей Q-H, который приводится,как пример, для консольных насосов (пунктир внутри поля насоса означает характеристику для обточенного диаметра колеса)

График полей приводится в реальном масштабе (Q-H) - линейном или логарифмическом, как в нашем примере, и может быть использован для оценки возможного нахождения режимной точки работы насоса.

С целью сокращения объема обзора такие графики для каждого типа насосов не приводятся, но могут быть представлены по запросу.

Важным гидравлическим параметром насоса является допустимая вакууметрическая высота всасывания, характеризующая нормальные условия подхода жидкости к рабочему колесу. Эта величина выражается в метрах водяного столба при температуре 20°С и при нормальном атмосферном давлении (10 м вод.ст.). В силу разных причин, в том числе из-за сложности физического процесса, происходящего на всасывании насоса, этому важнейшему параметру при эксплуатации и при подборе насосов не уделяется должного внимания.

Большая часть неприятностей при эксплуатации насоса (как это показала наша практика) связана с плохими условиями на всасывании насоса и возникновением, как следствие этого, кавитации.

Кавитация ведет к быстрому износу насоса или к его разрушению из-за вибрации (чаще всего подшипниковых узлов). При появлении признаков неустойчивой работы насоса на это следует обратить вни¬мание. Если вы обращаетесь за консультацией по работе насоса, вам следует при заполнении опросного листа ( см. приложение № 3) внима¬тельнейшим образом характеризовать всасывающую линию, учитывая, что на всасывающую способность насоса отрицательно влияют следующие факторы:

• высокая температура (более 60°) перекачиваемой жидкости;
• неплотности во фланцевых соединениях и "сальниковой" эапорной арматуре на всасывающей линии;
• малый диаметр и большая протяженность всасывающей линии;
• засорение всасывающей линии

Как и всякую машину, насосный агрегат характеризует потребляе¬мая мощность, определяющая комплектующий двигатель. Величина мощнос¬ти насоса находится в прямой зааисимости от величины напора и подачи и обратно пропорциональна его коэффициенту полезного действия (к.п.д).

Разброс к.п.д. насосных агрегатов велик (от 20 до 98%). Столь существенный разброс определяется разным характером взаимодействия рабочего органа с жидкостью. Общая закономерность: динамические насосы значительно уступают по этому параметру насосам объемного типа. Значимость этого параметра для больших насосов велика. Одним из характерных приемов повышения к.п.д. для центробежных насосов является обточка рабочего колеса. Конкретный подбор рабочего колеса под нужные режимы (подача и напор) позволяет, особенно на крупных насосах, получать значительную экономию энергии.

На выбор комплектующего электродвигателя в значительной мере может влиять удельный вес перекачиваемой жидкости и вязкость (с повышением удельного веса и увеличением вязкости возрастает потребляемая мощность).

С эксплуатационной точки зрения общие для любой машины характеристики, надёжность и срок службы, будут освещены в соответствующих типам насосов разделах обзора, а в этой части основное внимание будет уделено гидравлическим понятиям и в первую очередь определяющим параметрам насосов и их регулированию, т.е. подаче и напору.

Под регулированием работы насоса подразумевается процесс измене¬ния соотношения между подачей и напором. Регулирование насоса можно осуществлять двумя методами:

• конструктивное изменение характеристики насоса;
• изменение условия работы системы "насос-сеть"

Универсальным методом (как для динамичных насосов, так и для объемного типа) изменения характеристики насоса является изменение числа оборотов привода. При этом надо учитывать, что подача находится в прямой зависимости от оборотов, а напор (в центробежных) - в квадратичной зависимости.

При существующем уровне развития техники этот метод для насосостроения является дорогостоящим, хотя с точки зрения энергетических затрат, он экономичен. В практике насосостроения нашло применение регулирование числа оборотов в основном с помощью вариаторов и меньшее с помощью гидромуфт, электромагнитных муфт скольжения (ЭМС) или регулирования электропривода (тиристорные преобразователи частоты ТПЧ и синхронные электродвигатели).

Положительной особенностью этого метода является то, что на группу из нескольких рабочих насосов достаточно иметь один регули-руемый насос. Это существенно снижает затраты и обеспечивает конкурентоспособность этого метода с другими методами. Дальнейшие описания в части регулирования насосов будут относиться к центробежным насосам, хотя большая часть этих положений будет относиться и к осевым, и особенно к вихревым.