Классификация насосных установок

Дисциплина «Электрическое и электромеханическое оборудование»

«Насосные установки: типы, устройство, принцип действия, электрооборудование»

Насосные установки предназначены для транспортировки жидкости, заполнения и осушения резервуаров, для обслуживания механизмов (например, система водяного охлаждения).

Наибольшее распространение получили центробежные насосы.

Для централизованного обеспечения водой промышленных и сельскохозяйственных объектов сооружаются насосные станции, состоящие из крупных насосных агрегатов, и с обслуживающим персоналом.

Эксплуатационные свойства центробежных насосов определяются зависимостью напора (давление жидкости) на выходе от производительности при различных скоростях

где Н – напор на выходе, м. ст. жидкости;

Q – производительность, м³/с.

Эти зависимости приводятся в виде графиков в каталогах для каждого конкретного агрегата.

Производительность центробежных насосов можно регулировать следующими способами:

1. Дросселирование трубопровода (закрытие задвижки на напорной магистрали) – уменьшение производительности Q в 2 раза приводит к снижению КПД насоса в 4 раза и увеличивает потери мощности до 38 % от номинальной мощности электродвигателя. Следовательно, данный способ целесообразно применять в установках небольшой мощности (несколько кВт).

2. Изменение угловой скорости приводного электродвигателя – осуществляется изменением подводимого к статора электродвигателя напряжения или включением в цепь ротора добавочного сопротивления. Этот способ более экономичен, чем дросселирование, так как потери мощности составляют 16 %. Следовательно, данный способ целесообразно применять в установках средней мощности (десятки кВт).

3. Изменение числа работающих на магистраль агрегатов – общая производительность совместно работающих агрегатов – это сумма производительностей всех работающих агрегатов, что обеспечивает их экономичность.

4. Изменение положения рабочего органа механизма – например, поворот лопаток рабочего колеса.

Вертикальные центробежные насосы

Производительность: до 1200 м³/час

Максимальный напор: до 120 м, глубина до 16 м

Максимальная температура: до 550 ⁰С

Материалы: нержавеющая сталь, титан, полимер

Горизонтальные центробежные насосы

Производительность: до 1500 м³/час

Максимальный напор: до 100 м

Максимальная температура: до 300 ⁰С

Материалы: нержавеющая сталь, титан, керамика

Горизонтальные аксиальные насосы

Производительность: до 7000 м³/час

Максимальный напор: до 6 м

Максимальная температура: до 200 ⁰С

Материалы: нержавеющая сталь, титан

Горизонтальные насосы с магнитной муфтой

Производительность: до 400 м³/час

Максимальный напор: до 150 м

Максимальная температура: до 250 ⁰С

Материалы: нержавеющая сталь, титан

Погружной насос

Погружные насосы работают погруженными в воду – либо полностью, либо частично.

Особенности:

1 Способны работать на глубине до 100 м

2 Не имеют трущихся деталей

3 Исключена возможность перегрева, так как двигатель охлаждается водой

4 Наличие поплавкового выключателя, который выключает двигатель насоса при падении уровня воды

5 Простота установки

Некоторые модели оснащены управляющими электронными блоками, защищающими от перепадов напряжения. Это обеспечивает их длительную эксплуатацию без техобслуживания.

Электроэнергия к данным типам насосов подводится при помощи электрического кабеля, который опускается под воду. Непрерывная работа в воде требует герметизации и надежной изоляции не только токопроводящих жил кабелей, но и управляющих электронных блоков. Поэтому детали погружных насосов и уплотнители изготавливают из антикоррозийных материалов – легированной коррозионно-стойкой стали и конструкционной пластмассы.

Обеспечение герметичности таких насосов усложняет ремонтнын работы и их техническое обслуживание.

В зависимости от напора и конструктивных особенностей, погружные насосы бывают скважинными и колодезными.

Скважинные насосы предназначаются для забора воды из скважин и последующей ее подачи в водоснабжающие системы. Они создают большой напор на выходе (более 200 м) и являются незаменимыми в условиях, когда воду приходится выкачивать с большой глубины.

Колодезные насосы используют в том случае, если необходимо забрать воду из неглубоких (до 10 м) колодцев. Они имеют хорошую производительность при относительно невысокой мощности потребления. Такие насосы нельзя располагать ближе 1 м от дна, иначе они будут засасывать ил и песок.

Особенности колодезных насосов: требуется входной фильтр для перекачки воды с крупными твердыми частицами; при частичном погружении в воду исключается возможность перегрева; простота обслуживания; маленькие габариты.

Еще один тип погружных насосов – дренажные.

Они способны перекачивать умеренно загрязненную воду с механическими примесями. Из-за небольших габаритов и веса, а также обширного спектра использования, применяются повсеместно. Двигатель надежно защищен герметичным внутренним корпусом, снаружи виден только вал, с насаженным на него колесом с лопастями. При работе такого насоса, пространство между наружным и внутренним корпусами заполняется водой, охлаждающей двигатель.

Такие насосы устанавливаются на пол помещения, залитого водой, а также на дно любой емкости, из которой требуется выкачать воду. Поплавковый выключатель автоматически включает-выключает двигатель, в соответствии с изменением уровня воды. Это предохраняет насос от перегрева, если уровень воды ниже требуемого, и она не может его охлаждать.

Дренажные погружные насосы маломощные, но это не сказывается на производительности – они способны перекачать до 25 куб. м. в час, поэтому они применяются для откачки воды из бассейнов или затопленных подвалов, гаражей и погребов.

Чтобы определить, какой минимальный напор должен создавать насос, надо знать высоту поднимаемой воды и протяженность горизонтального трубопровода, а также возможную потерю давления подводимой воды. Например, если глубина установки насоса составляет 10 м, расстояние до дома 20 м, то с учетом потери давления воды, требуемый напор составит, приблизительно 15 м.