Выбор погружного насоса

При выборе погружного насоса для промышленного использования следует учитывать 6 важных аспектов.

 

Промышленное применение сопряжено со множеством требований, например, стойкость к коррозионноактивным химическим веществам и работа при высоких температурах. При выборе насоса важно учитывать эти требования и уделять особое внимание условиям эксплуатации. Заблаговременное определение этих факторов позволит сократить объемы работ по техническому обслуживанию, повысить эффективность и обеспечить долговременную экономию затрат. При выборе погружного насоса необходимо учитывать множество факторов; далее приведено 6 наиболее важных из них.

Непрерывный режим работы или режим с переменной нагрузкой

Перед покупкой насоса необходимо ответить на вопрос: будет ли насос работать непрерывно или периодически. Двигатели непрерывного действия предназначены для безостановочной работы без каких-либо повреждений или сокращения срока службы. Двигатели периодического действия предназначены только для работы в течение краткосрочного периода и требуют определенного времени для охлаждения до температуры окружающей среды. 

Насос с двигателем непрерывного действия подходит для любых работ по водоотливу или промышленных процессов, которые будут работать более 20 минут за цикл. Использование двигателя непрерывного действия в периодических процессах может быть излишним и неоправданно дорогим.

Для заполнения небольших отстойников или резервуаров рационально использовать насос с двигателем периодического действия. Однако его нельзя использовать в непрерывном режиме, это приведет к преждевременному выходу из строя.

Температура

Повышенные температуры оказывают негативное влияние на множество компонентов двигателя и производительность насоса. Класс изоляции обмотки двигателя следует выбирать с учетом температуры жидкости. Многие производители предлагают насосы с термостойкой обмоткой в соответствии с максимальной температурой перекачиваемой жидкости для продления срока службы насоса. Например, двигатель с термостойкой обмоткой класса H может работать в непрерывном режиме при температуре 140°F, в периодическом режиме при температуре до 194°F, в то время как стандартные модели рассчитаны на более низкие температуры.

Относительная плотность / вязкость

На производительность насоса также влияют такие факторы, как относительная плотность, вязкость и плотность жидкости и содержащихся в ней твердых веществ. Производительность насоса существенно варьируется в зависимости от типа перекачиваемых жидкостей. Относительная плотность - это плотность перекачиваемой жидкости относительно плотности воды. При изменении относительной плотности жидкости меняется только мощность на валу насоса. Напор и подача насоса остаются неизменными.

По указанным выше причинам при выборе насоса целесообразно изучить условия эксплуатации, в частности относительную плотность. Производители водоотливных насосов предлагают шламовые насосы и насосы-мешалки, которые компенсируют высокую относительную плотность жидкости за счет уменьшения размера рабочего колеса или повышения мощности двигателя. В чистой воде эти насосы будут использовать только часть доступной мощности на валу. Насосы-мешалки снабжены установленными на валу мешалками, которые помогают удерживать твердые частицы во взвешенном состоянии, чтобы они могли легко проходить через насос без засорения.

Вязкость жидкости - свойство, связанное с ее "толщиной" или сопротивлением потоку. Вязкость измеряется в сантипуазах (сП). Изменение производительности насоса из-за вязкости нельзя выразить в простом виде, однако, если вязкость ниже 10 сП, это существенно не повлияет на производительность насоса. Характеристики насоса значительно снижаются при вязкости выше 100 сСт. Суммарный расход и напор снижаются, в то время как мощность на валу существенно возрастает. Как правило, насосы со спиральным отводом не предназначены для работы с жидкостями, вязкость которых более 500-1000 сП. Поскольку двигатель погружного насоса непосредственно присоединен к насосу, его нельзя использовать с высоковязкими жидкостями во избежание перегрузки мощности на валу. Обычно вместо них используют объемные насосы.

Ниже приведены значения вязкости наиболее распространенных жидкостей:

  • вода — 1 сП
  • керосин — 10 сП
  • моторное масло — 100 сП
  • касторовое масло — 1000 сП
  • мед — 1500 сП
  • сырая нефть — 2500 сП

Химический состав и pH сточных вод

При выборе насоса следует учитывать pH воды и содержащихся в ней химических веществ, и материалов. Чтобы обеспечить совместимость с данными химическими веществами, необходимо провести тщательный анализ конструкционных материалов компонентов насоса, контактирующих с этими веществами. Это рабочее колесо, корпус насоса, кольцевые уплотнения / прокладки, оболочка кабеля, корпус двигателя, крепежные детали и механическое уплотнение. Чугунные и алюминиевые компоненты могут быстро разрушаться и вызывать отказ насоса при очень низком или высоком уровне pH, в то время как насос из нержавеющей стали или титана может служить долгие годы в той же среде.

В таких технологических процессах, как получение бумажной массы, образуются сточные воды, содержащие множество различных химических веществ, включая растворители и кислоты. Для предотвращения коррозии необходимо обеспечивать химическую совместимость со всеми контактирующими компонентами насоса с помощью таблиц химической совместимости. 

Производители насосов обычно не гарантируют защиту от коррозии, эрозии и химической несовместимости, поэтому выбор насоса, изготовленного из материалов, непригодных для вашего конкретного применения, может дорого стоить.

Устройства защиты двигателя насоса

Высококачественный погружной насос будет иметь встроенную защиту для предотвращения отказов. Наиболее распространенные виды отказов для погружного насоса - это электрический отказ и проникновение воды. Работа всухую, несоответствующее напряжение питания и другие электрические и механические неисправности могут привести к необратимому повреждению двигателя погружного насоса. Таких ситуаций можно избежать, если насос оснащен тепловым реле защиты двигателя. Оно контролирует внутреннюю температуру двигателя и ток, и при необходимости отключает напряжение питания насоса с помощью биметаллического элемента. Как только температура возвращается к нормальному рабочему значению, насос снова запускается. Защита от проникновения воды также очень важна. Выбор насоса с высококачественным механическим уплотнением позволит предотвратить попадание воды в двигатель через проточную часть, где кабельный ввод с защитой от затекания будет препятствовать попаданию воды в двигатель через подрезанный или поврежденный кабель питания. 

Рабочая точка и эффективность

Рабочая точка - это расход и полный динамический напор, при котором насос работает в конкретных условиях эксплуатации. Полный динамический напор погружного насоса состоит из статического напора (вертикальный подъем) в футах и потери напора на трение из-за потока воды, проходящего через трубопровод, фитинги, клапаны и т.д., выраженные в эквивалентной величине футов напора. Продавец насосов может помочь с определением полного динамического напора для вашей области применения. 

Точка максимального КПД (BEP) - это точка, в которой насос работает с максимальной эффективностью. При выборе насоса для непрерывной эксплуатации (водоотлив) и постоянной откачки сточных вод рабочая точка должна находиться в пределах 30% от BEP. Эксплуатация насоса за пределами этого диапазона может привести к повышению эксплуатационных расходов, кавитационным разрушениям, чрезмерной вибрации и снижению срока службы механических уплотнений.

При периодической эксплуатации / кратковременном водоотливе этот диапазон может быть расширен, однако рекомендуется оставаться на кривой характеристик насоса и не эксплуатировать насос в пределах первых и последних 10% кривой. 

Майк Климс - инженер по прикладным задачам в компании Tsurumi (America) Inc., подразделение Tsurumi Manufacturing, более 20 лет работает в области проектирования и производства. Он отвечает за решение проблем заказчиков, предлагая глубокий анализ эксплуатационных показателей на протяжении всего жизненного цикла насосной системы. В 2019 году Климс присоединился к редакционно-издательскому совету Processing.

Компания Tsurumi (America) Inc. более 35 лет производит насосы, применяемые в строительстве, общестроительных работах, горнодобывающей промышленности, обработке промышленных и бытовых сточных вод, защиты от наводнений.

Дополнительную информацию можно получить по тел. 630-793-0127 или на сайте www.tsurumipump.com.