Центробежные насосы ЦНС и ЦНСГ

  Центробежные насосы ЦНС и ЦНСГ

Многоступенчатый  центробежный водяной насос ЦНС  и ЦНСГ обеспечивают перекачивание  больших объемов жидкостей с  высоким давлением. Агрегаты на их основе представляют собой конструкцию, состоящую  из электродвигателя и корпуса насоса. На сегодняшний день данная комплектация является наиболее распространенной.

Центробежные  насосы ЦНС предназначены для  эффективного перекачивания всех видов  химически нейтральных и активных жидкостей, горячей и холодной воды (практически не содержащей примесей). Классифицируются по количеству ступеней входящих в состав агрегата, рабочие  колеса ориентированы в пространстве по горизонтальной оси. Особенностью конструкции  можно считать включение центробежного  насоса только заполненным, так как  воздух при работе лопастей не создает  нужного разрежения и не может  поднять жидкость. В сферу применения насосов ЦНС входит также перекачивание  жидкостей, представляющих собой соли азотной кислоты и непосредственно  кислоту. В процессе эксплуатации агрегат  ЦНС, как и консольный насос типа К, может быть установлен только в горизонтальном положении.     

Серия насосов  ЦНС (например, ЦНС 38, ЦНС 105, ЦНС 180, ЦНС 300) используется преимущественно для  перемещения воды и различных  химических жидкостей, температура  которых не превышает 45 °C. Перекачиваемая жидкость должна соответствовать следующим  характеристикам:

Микротвердость содержащихся в ней частиц менее 1,47 ГПА;

Максимальный  размер твердых частиц 0,2 мм или менее;

Максимальное  количество твердых примесей 0,2% от общей массы.

Модель многоступенчатого  агрегата ЦНСГ предназначена для  эффективного перекачивания горячей  жидкости, температура которой находится  в диапазоне от +45 до +105 °C. Насос  ЦНСГ обладает идентичными требованиями к механическому составу жидкости с моделью насоса ЦНС.

Традиционным  применением для центробежного  насоса серии ЦНС является питание  жидкостью паровых котлов, поддержание  необходимого давления в различных  установках, а так же для функционирования систем холодного и горячего водоснабжения.

В процессе работы агрегата, жидкость перемещается при  помощи нескольких колес установленных  на едином валу. Колеса воздействуют на жидкость, последовательно обеспечивая  непрерывное и однородное давление в системе. Благодаря секционной конструкции, существует возможность  варьировать напор воды. Как и  канализационные агрегаты, центробежные насосы ЦНС отличаются высокой эффективностью и простотой обслуживания при  длительном сроке эксплуатации.

     

 

Рисунок 1: Схема  привода насосной установки.

 

 

 

 

Оборудование

Центробежные  насосы необходимо оборудовать следующими приборами и арматурой:

Обратным приемным клапаном с сеткой, который предназначен для удержания в всасывающем патрубке и корпусе воды при заливе его перед пуском. При этом сетка необходима для задержания находящихся в воде крупных взвесей;

Вакуумметром, который  служит для измерения на всасывающей  стороне насоса разрежения. Вакуумметр обычно устанавливается на трубопроводе между корпусом и задвижкой;

Задвижкой на напорном трубопроводе, которая предназначается  для пуска в работу остановки  и регулирования напора и производительности;

Манометром, который  устанавливается на напорном патрубке, чтобы измерять напор;

Предохранительным клапаном, который устанавливается  на напорном патрубке обычно за задвижкой  и предназначен для защиты корпуса  и трубопровода от гидравлического  удара.

Так как центробежные насосы часто используются в основном комплексе оборудования (как и  сетевые насосы) для того чтобы  регулировать режимы работы различного назначения, они обычно бывают оборудованы  разнообразными приборами автоматики.

В зависимости  от модели, насосы различаются между  собой:

1.По напору;

2.По числу колес;

3.Способу подвода к рабочему колесу воды;

4.Способу разъема корпуса;

5.Расположению вала;

6.Способу отвода из рабочего колеса жидкости в спиральный канал корпуса;

7.Роду перекачиваемой жидкости;

8.Способу соединения центробежного насоса с двигателем;

9.Степени быстроходности у рабочего колеса.

  Насосные станции

Работа насосных станций осуществляется по следующему принципу: резервуар или бак выступает  в роли промежуточной емкости. После  того как открывается кран, происходит поступление воды непосредственно  из самого бака, далее при понижении  давления специальное реле включает сам насос. Накачивание водой  гидробака позволяет насосу работать некоторое время после закрытия крана. Такая система подачи жидкости позволяет агрегату не работать в режиме постоянного включения. Полная остановка насосной станции осуществляется при помощи реле после достижения определенной величины давления.

   Насосная установка

        комплекс устройств, включающий, как правило, Насосный агрегат, подводящие (всасывающие) и отводящие (нагнетательные) трубопроводы, резервуары для жидкости, а также арматуру (задвижки и пр.), контрольно-измерительные и др. приборы (в том числе для сигнализации и автоматического управления).

         Н. у. бывают постоянные, временные и краткосрочные, в которых часто применяют передвижные насосные агрегаты и гибкие шланги вместо металлических труб. Н. у. классифицируют также по назначению: строительные, водопроводные, канализационные и др. При наличии нескольких агрегатов различают Н. у. с раздельной, параллельной и последовательной работой насосов.

         Важнейшие технические показатели, характеризующие Н. у. (рис.): геометрические  высоты всасывания hг, вс и нагнетания hr, н, составляющие полную высоту подачи жидкости hг, давления на поверхностях жидкости в приёмном p1 и напорном p2 резервуарах, диаметры и длины подводящего и отводящего трубопроводов, а также паспортные данные о насосном агрегате. Режим работы Н. у. устанавливается в результате взаимодействия насосного агрегата с др. основными её элементами и всегда характеризуется равенством напора насоса тому напору, который преодолевается в данных условиях (с учётом hr, потерь напора в трубопроводах hw и разности давлений p2 — p1). Изменение режима эксплуатации Н. у. может происходить под влиянием различных факторов (увеличения p2, hw, hr и др.) или целенаправленно, путём применения того или иного способа регулирования (например, путём изменения частоты вращения вала насоса).

         Для нормального (устойчивого,  надёжного) действия Н. у. необходимо, чтобы высота расположения насоса  над поверхностью захватываемой  им жидкости не превышала допустимой  высоты всасывания. Автоматизация пуска, остановки, защиты от аварий и др. процессов, сопутствующих действию Н. у., достигается с помощью соответствующих реле (уровня, давления, теплового и др.), контакторов, магнитных пускателей и пр. устройств.

    

Рисунок 2.

Насосная установка  с положительной высотой всасывания и одним насосным агрегатом: 1 и 3 приёмный и напорный резервуары; 2 и 4 подводящий и отводящий трубопроводы; 5 — насос; 6 — электродвигатель.

 

 

  Капитальный ремонт центробежных многосекционных насосов, увеличение ресурса работы

  Надежность, долговечность и работоспособность  шахтных центробежных многосекционных  насосов всецело зависит от  технологии изготовления, качества  материалов и сборки проточной  части агрегата. Увеличение долговечности таких насосов с 6...8 тыс. часов работы до 18...20 тыс. часов осуществимо при применении новых материалов для деталей проточной части с высокими механическими и износоустойчивыми свойствами, обусловленными химическим составом и специальными методами термомеханического упрочнения рабочих поверхностей контактирующих пар, в том числе колец разгрузочных устройств, кольцевых уплотнительных пар, щелевых межступенных уплотнений.

      Переход на высокопрочные стали  для валов роторов с прогрессивными  методами упрочнения их поверхностей, селективная и синфазная сборка  машины резко уменьшают вибропоказатели насоса, что обусловливает минимизацию по износу как межступенных, так и кольцевых уплотнений, шумовые и эксплуатационные условия работы агрегата.

      Наиболее существенным вкладом  в развитие шахтного насосостроения является широкое внедрение ООО НПК "Инноватор" разработанной и запатентованной д.т.н., профессором Алиевым Н.А. (НИИГМ им. М.М.Федорова) модульно-шаговой технологии изготовления стальных высокоточных колес.

      К основным преимуществам предложенного  метода можно отнести следующее: 

      1. Не изменяя общей геометрии  машины и рабочих колес, модульно-шаговая  технология позволяет изменять  рабочую характеристику колес  и машины в целом. Причем  все эти изменения вносятся  при неизменной структуре технологического  потока, не останавливая и не  перестраивая производство, а исключительно только подготавливая указанную часть производства на, так называемом, нулевом этапе с внедрением модуля в технологический процесс.

      2. Применение такого технологического  метода при изготовлении рабочих  колес позволило расчетно-экспериментальным  путем, не меняя главных размеров, как рабочих колес, так и  насоса в целом, создать насосы  типа ЦНСШ с повышенными рабочими  характеристиками.

      3. Разработанная модульно-шаговая  технология позволила в пределах  одного модуля осуществлять контакт  рабочего колеса в целом через  промежуточный самоликвидирующийся элемент, уничтожаемый при демонтаже колес, но не позволяющий осуществиться адгезионному схватыванию ступицы рабочего колеса со шпонкой или валом насоса, и соответственно относительно свободному демонтажу рабочих колес при капитальном ремонте шахтных насосов.

      4. Технология позволяет получать  насосы повышенной производительности  и напоров без изменений геометрии  примерно на 5,6% относительно номинальных  параметров.

      5. Данная методика позволяет резко  снизить статическую (весовую)  нагрузку на вал. Вес стального  штампо-сварного колеса снизился до 15,5 кг, тогда как вес чугунного литого составляет 20-21 кг, стального литого - 24-25 кг.

 

 

      Эксплуатация водоотливных установок.

   Водоотливная  установка находится в ведении  главного механика шахты.

   Работа  насосов должна быть организована  так, чтобы все насосы эксплуатировались,  чередуясь в определенном порядке.  График суточной работы насосов  строится с учетом возможности  остановки насосов в часы вечернего  максимума электрической нагрузки.

   Установка  с местным управлением обслуживается  машинистами, прошедшими специальный  курс обучения.

   В процессе  эксплуатации водоотливной установки  на внутренних стенках трубопровода  откладываются твердые осадки. Для  очистки труб от осадков необходимо  периодически спускать воду из  става и промывать сверху струей  нейтральной воды под давлением.  Очистка труб производится также  с помощью пустотелых шаров-ежей  или специальных снарядов, которые  перемещаются в трубопроводе  под действием движущейся воды. Для чистки труб применяют  шарошки, подвешенные на канате, которые с помощью лебедки  несколько раз перемещаются по  трубопроводу.

   Планово-предупредительный  ремонт водоотливной установки  заключается в проведении операций  текущего и капитального ремонтов.

   Объем  работ при ремонтах устанавливается  по результатам осмотров, которые  производятся ежедневно обслуживающим  персоналом и не реже одного  раза в неделю — главным механиком.