Насосы промышленные поверхностные

Добавлено 30.10.2025

Насосы промышленные поверхностные: классификация, конструкция, применение и выбор

Промышленные поверхностные насосы представляют собой класс насосного оборудования, устанавливаемого вне перекачиваемой среды. Они предназначены для подъема жидкости из расположенных ниже уровня насоса источников (скважин, колодцев, резервуаров, открытых водоемов) или перекачки между емкостями на одном уровне. Принцип работы основан на создании разрежения (вакуума) во всасывающем трубопроводе, благодаря чему жидкость поднимается за счет атмосферного давления, и последующем нагнетании ее в напорный трубопровод. Ключевое ограничение — высота всасывания, теоретически не превышающая 10.33 метра водяного столба при идеальных условиях, а на практике, с учетом потерь и давления насыщенных паров жидкости, обычно не более 7-8 метров.

Классификация и типы поверхностных насосов

Классификация осуществляется по принципу действия и конструктивному исполнению. Выбор типа определяет все эксплуатационные характеристики.

1. Центробежные насосы

Наиболее распространенный тип в промышленности. Передача энергии жидкости происходит за счет центробежной силы, создаваемой вращающимся рабочим колесом (крыльчаткой). Жидкость поступает в центр колеса и отбрасывается к периферии, где собирается в спиральном отводе (улитке) и направляется в нагнетательный патрубок.

Консольные насосы (тип К): Рабочее колесо расположено на консоли вала. Отличаются простотой конструкции, легким доступом к уплотнению и подшипникам. Применяются для чистой и слабозагрязненной воды, химических жидкостей.
Многоступенчатые секционные насосы: Имеют несколько последовательно расположенных рабочих колес в одном корпусе. Каждая ступень повышает давление. Предназначены для создания высокого напора при сравнительно малых расходах (водоснабжение, котельные, системы мойки высокого давления).
Самовсасывающие насосы: Особенность конструкции (обычно наличие встроенной эжекторной камеры или жидкостного кольца) позволяет им после первичного залива удалять воздух из всасывающей магистрали и создавать разрежение. Критически важны для работ с частым запуском или при возможном попадании воздуха в систему.

2. Вихревые насосы

Жидкость в рабочей камере вовлекается в вихревое движение импеллером — рабочим колесом с короткими лопатками. Способны создавать напор в 3-7 раз выше, чем центробежные насосы при тех же диаметре колеса и частоте вращения. Однако их КПД ниже (не более 45%). Главный недостаток — работа только с чистыми, невязкими жидкостями без абразивных включений.

3. Поршневые и плунжерные насосы (объемного действия)

Относятся к объемным насосам. Перемещение жидкости осуществляется за счет циклического изменения объема рабочей камеры. Способны создавать чрезвычайно высокое давление (сотни бар), нечувствительны к наличию воздуха в системе. Широко применяются в установках гидроабразивной резки, мойки, в химической промышленности для дозирования реагентов.

Конструктивные элементы и материалы исполнения

Надежность и область применения насоса определяются материалами проточной части.

**Таблица 1. Материалы проточной части промышленных насосов**
Материал	Свойства и стойкость	Типичное применение
Чугун (GGG-40, EN-GJL-250)	Высокая прочность, износостойкость, коррозионная стойкость к нейтральным средам. Хрупок при ударных нагрузках.	Водоснабжение, ирригация, техническая вода, незагрязненные стоки.
Нержавеющая сталь (AISI 304/316)	Универсальная коррозионная стойкость, в т.ч. к окислительным средам, пищевая совместимость. AISI 316 устойчива к хлоридам.	Пищевая, химическая, фармацевтическая промышленность, морская вода.
Бронза, латунь	Высокая стойкость к морской воде, хорошие антифрикционные свойства.	Судовые системы, забор морской воды, противопожарные системы.
Полимеры (PP, PVDF)	Исключительная химическая стойкость к широкому спектру агрессивных сред. Ограничения по температуре и механической прочности.	Гальваническое производство, химическое дозирование, агрессивные стоки.
Высокохромистый чугун (Cr27)	Чрезвычайно высокая стойкость к абразивному износу.	Перекачка шламов, пульп, гидросмесей в горнодобывающей промышленности.

Уплотнения вала

Сальниковое уплотнение: Простое, ремонтопригодное, дешевое. Требует регулировки и обслуживания (подтяжки), допускает незначительную капельную протечку для смазки. Применяется для нейтральных жидкостей.
Торцевое механическое уплотнение (ТМУ): Одно- или двойное. Обеспечивает полную герметичность, не требует обслуживания в течение срока службы. Двойное ТМУ с заправкой барьерной жидкостью обязательно для агрессивных, токсичных или абразивных сред.

Ключевые технические параметры и характеристики

Выбор насоса осуществляется на основе анализа двух основных параметров: расхода (Q) и напора (H).

Расход (Q): Объем жидкости, перекачиваемой в единицу времени (м³/ч, л/с).
Напор (H): Механическая энергия, сообщаемая насосом единице веса жидкости. Измеряется в метрах водяного столба (м). Суммируется из геодезической высоты подъема, потерь на трение в трубопроводах и арматуре, а также требуемого давления в конечной точке.

Зависимость напора от расхода при постоянной частоте вращения отображается рабочей характеристикой (кривой Q-H). Точка пересечения этой кривой с характеристикой гидравлической системы (кривой сопротивления) является рабочей точкой насоса. Ее корректировка возможна изменением частоты вращения с помощью частотного преобразователя.

**Таблица 2. Сравнительный обзор типов промышленных поверхностных насосов**
Параметр	Центробежный одноступенчатый	Центробежный многоступенчатый	Вихревой	Плунжерный
Диапазон подачи, м³/ч	1 – 5000+	1 – 500	0.5 – 40	0.1 – 100
Диапазон напора, м	10 – 150	50 – 2000+	40 – 250	До 5000+ (давление)
Макс. КПД, %	75 – 92	70 – 85	25 – 45	85 – 90
Чувствительность к воздуху	Высокая (кроме самовсасывающих)	Высокая	Средняя	Низкая
Чувствительность к абразивам	Средняя (зависит от материала)	Низкая	Высокая	Низкая (для плунжерных)
Пульсация потока	Нет	Нет	Нет	Да

Области промышленного применения

Водоснабжение и водоотведение: Подача воды из открытых источников или резервных емкостей, повысительные станции в сетях ХВС и ГВС, дренаж.
Пожаротушение: Основные и резервные насосы в системах пожаротушения, отвечающие строгим требованиям по надежности (питание от дизеля и электросети, автоматический запуск).
Химическая и нефтехимическая промышленность: Перекачка реагентов, растворителей, промежуточных продуктов. Исполнение из нержавеющей стали или полимеров, с двойным ТМУ.
Пищевая промышленность: Насосы в гигиеническом исполнении (нержавеющая сталь AISI 316, полировка, санитарные уплотнения) для молока, соков, сусла, пива.
Энергетика: Питательные насосы для котлов, насосы подпитки тепловых сетей, циркуляционные насосы в системах охлаждения (часто относятся к категории «консольных»).
Строительство и горнодобывающая отрасль: Откачка грунтовых вод, деwatering котлованов, перекачка шламов и гидросмесей (специализированные шламовые насосы).

Требования к монтажу и эксплуатации

Правильный монтаж — залог долговечности и надежной работы.

Фундамент: Жесткое, массивное основание, гасящее вибрации. Насос и электродвигатель монтируются на общей раме-плите.
Обвязка: На всасывающем трубопроводе обязательна установка обратного клапана с сеткой и запорной арматуры. Напорный трубопровод комплектуется задвижкой/клапаном, обратным клапаном, манометром. Диаметр всасывающей трубы часто выбирают на размер больше, чем патрубок насоса, для снижения потерь.
Заполнение и заливка: Большинство центробежных насосов требуют предварительной заливки перекачиваемой жидкостью перед пуском. Исключение — самовсасывающие модели.
Защита: Обязательна защита электродвигателя от перегрузки (тепловое реле). Для насосов, работающих «на закрытую задвижку», требуется защита от перегрева (байпас или датчик минимального расхода).
Кавитация: Наиболее опасное явление. Возникает при падении давления на входе в насос ниже давления насыщенных паров жидкости, что приводит к схлопыванию пузырьков пара, эрозии рабочего колеса, вибрации и падению параметров. Для предотвращения необходимо обеспечивать достаточный кавитационный запас (NPSH_a) системы, превышающий требуемый кавитационный запас насоса (NPSH_r).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем промышленный поверхностный насос принципиально отличается от бытового?

Промышленные насосы рассчитаны на непрерывную или длительную работу в тяжелых условиях (24/7). Они изготавливаются из более прочных и износостойких материалов (чугун, нержавеющая сталь против пластика), имеют стандартизированные присоединительные размеры (фланцы по ГОСТ/EN), вал на подшипниковых опорах (а не в подшипнике скольжения двигателя), возможность ремонта и замены изношенных узлов (колесо, уплотнение, втулки).

2. Как правильно рассчитать необходимый напор насоса для системы водоснабжения?

Напор (H) рассчитывается по формуле: H = H_г + H_пот + H_св, где:

H_г — геодезическая высота подъема от уровня воды в источнике до самой высокой точки водоразбора (м).
H_пот — потери напора на трение в трубопроводах и местных сопротивлениях (арматура, фильтры). Зависят от расхода, диаметра, длины и материала труб. Рассчитываются по таблицам гидравлического сопротивления или в специализированном ПО.
H_св — свободный напор в конечной точке, требуемый для корректной работы сантехнического оборудования (обычно 15-30 м, или 1.5-3 бар).

К полученному значению необходимо добавить запас 10-15%.

3. Почему насос не создает давление или не качает воду после длительного простоя?

Наиболее вероятные причины:

Потеря заливки: Воздух проник в корпус насоса или всасывающую магистраль. Требуется повторная заливка через заливочную пробку.
Неисправность обратного клапана на всасывающей линии: Клапан не держит, и вода сливается обратно в источник.
Забита сетка всасывающего фильтра или обратного клапана.
Высота всасывания превышает паспортные возможности насоса (учет потерь во всасывающей трубе).
Износ уплотнений рабочего колеса или самого колеса (для насосов, работавших на абразивных средах).

4. Когда необходимо применять частотный преобразователь (ЧП) с насосом?

ЧП применяется для:

Плавного пуска двигателя, что снижает пусковые токи и механические нагрузки.
Энергосбережения в системах с переменным расходом (например, системы водоснабжения с изменяющимся водоразбором). Насос автоматически регулирует скорость в зависимости от давления или расхода.
Точного поддержавания технологического параметра (давления, уровня, температуры) в контуре.
Исключения гидроударов при пуске/остановке.

5. Как выбрать материал проточной части для перекачки агрессивных химических сред?

Выбор осуществляется на основе:

Концентрации и температуры химического реагента.
Таблиц химической стойкости материалов (предоставляются производителями насосов).
Требований к чистоте перекачиваемой среды (например, для фармацевтики исключаются цветные металлы).
Наличия абразивных включений (комбинация химической и абразивной стойкости).

Для высокоагрессивных сред стандартный выбор — полипропилен (PP), поливинилиденфторид (PVDF) или фторопласт (PTFE). Для сред с умеренной агрессивностью и требованиями к прочности — нержавеющая сталь AISI 316L.

Заключение

Выбор промышленного поверхностного насоса является комплексной инженерной задачей, требующей анализа технологического процесса, свойств перекачиваемой среды, гидравлического расчета системы и учета требований к надежности. Ключевыми этапами являются определение рабочей точки (Q-H), выбор типа и конструкции насоса на основе этой точки и свойств жидкости, подбор материалов проточной части и типа уплотнения, а также планирование корректной обвязки и систем защиты. Правильный подбор и монтаж обеспечивают длительный срок службы оборудования, энергоэффективность и бесперебойность технологического цикла. При работе со сложными или опасными средами, а также в ответственных системах (пожаротушение, энергетика) проектирование и выбор должны осуществляться при участии специалистов производителя насосного оборудования.

Насосы промышленные поверхностные