Насосы ЦНС 300-120 (Q=300м3/ч, H=120м)

Насосы ЦНС 300-120: технические характеристики, конструкция и область применения

Насос ЦНС 300-120 представляет собой центробежный, секционный, многоступенчатый насос горизонтального исполнения, предназначенный для перекачивания чистой воды (за исключением морской) с температурой до 45°C, содержащей механические примеси не более 0.1% по массе, размером до 0.2 мм и водородным показателем pH 6-9. Агрегат является ключевым элементом в системах водоснабжения, ирригации, технологических линиях промышленных предприятий и системах повышения давления. Буквенное обозначение расшифровывается как: Ц – центробежный, Н – насос, С – секционный. Цифры 300-120 указывают на основные параметры: подачу (расход) 300 м³/ч и напор 120 м водяного столба.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция насоса ЦНС 300-120 является классической для секционных насосов. Основой служит стальной корпус, внутри которого последовательно, на одном валу, расположены несколько рабочих колес (ступеней), разделенных направляющими аппаратами. Каждая ступень создает определенный напор, а суммарный напор агрегата равен сумме напоров всех ступеней. Это позволяет достигать высоких значений давления при компактных габаритах. Количество ступеней в насосе ЦНС 300-120 варьируется в зависимости от требуемого напора и конкретной модификации. Для напора 120 метров стандартно используется 6-ступенчатая конструкция.

Основные узлы насоса:

• Корпус (станина): Литая конструкция из чугуна СЧ20 или стали, обеспечивающая жесткость и воспринимающая нагрузки.
• Ротор (вращающаяся часть): Вал из углеродистой стали, на котором закреплены рабочие колеса, защитная втулка и полумуфта привода. Ротор вращается в подшипниках скольжения или качения.
• Рабочие колеса: Изготавливаются из чугуна или латуни. Имеют двусторонний подвод жидкости для разгрузки от осевого усилия. Колеса фиксируются на валу шпонками.
• Направляющие аппараты: Чугунные, расположены между рабочими колесами. Преобразуют кинетическую энергию потока в потенциальную (давление) и обеспечивают подвод жидкости к следующей ступени.
• Уплотнения вала: Сальниковое уплотнение с мягкой набивкой (асбест или графит) или торцевое (механическое) уплотнение. Для защиты уплотнения и подшипников от попадания перекачиваемой воды предусмотрена камера разгрузки с дренажным отверстием.
• Опоры (кронштейны): Чугунные, служат для крепления подшипниковых узлов.

Технические характеристики и параметры

Номинальные параметры насоса ЦНС 300-120 определены при работе на воде с температурой 20°C и частоте вращения 2950 об/мин. Фактические параметры на конкретной установке зависят от характеристик сети (кривой трубопровода).

Основные технические характеристики насоса ЦНС 300-120

Параметр	Значение	Единица измерения
Подача (расход) — Q	300	м³/ч
Напор — H	120	м
Частота вращения вала	2950 (реже 1450)	об/мин
КПД насоса (максимальный)	72-78%	—
Допустимый кавитационный запас (NPSHдоп)	~4.5 — 5.0	м
Мощность на валу (при номинальных параметрах)	~135-140	кВт
Мощность электродвигателя (установленная)	160 — 200	кВт
Масса насоса (без электродвигателя)	~650 — 850	кг

Важнейшей зависимостью являются рабочие характеристики насоса – графики, связывающие подачу (Q) с напором (H), мощностью (N) и КПД (η). Для ЦНС 300-120 характеристика H-Q имеет падающий вид. Максимальный КПД достигается в районе номинальной подачи 300 м³/ч. Работа насоса в зоне малых подач (менее 30-40% от номинала) нежелательна из-за перегрева жидкости и повышенных радиальных нагрузок на вал.

Комплектация и модификации

Насос поставляется, как правило, в виде насосного агрегата – собранной на общей фундаментной плите унифицированной конструкции с электродвигателем. Электродвигатель асинхронный, с короткозамкнутым ротором, напряжением 380/660 В или 6000 В (для мощных исполнений). Соединение вала насоса и двигателя осуществляется через упругую муфту. Стандартные модификации могут включать:

• ЦНС 300-120: Базовая модель.
• ЦНС 300-120-…: С дополнительными индексами, обозначающими материал проточной части (например, «Л» – лакокрасочное покрытие, но чаще материал указывается в спецификации).
• Насосы на других частотах вращения: Исполнение на 1450 об/мин имеет большие габариты и используется реже.
• Исполнения с разными типами уплотнений: Сальниковое (более простое и ремонтопригодное) или торцевое (механическое) уплотнение, обеспечивающее нулевую утечку и меньшие эксплуатационные затраты.

Область применения и схемы установки

Насосы ЦНС 300-120 находят широкое применение в отраслях, где требуется обеспечить значительный расход жидкости под высоким давлением:

• Водоснабжение и водоотведение: Станции второго и последующих подъемов в системах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения городов и промышленных предприятий. Повысительные насосные станции в распределительных сетях.
• Промышленность: Технологические линии, системы оборотного водоснабжения, подача воды на гидравлические испытания, мойку, охлаждение.
• Ирригация и мелиорация: Оросительные системы, где требуется создать необходимое давление для разбрызгивателей.
• Пожаротушение: В составе стационарных систем пожаротушения промышленных объектов.

Типовая схема установки включает: всасывающий трубопровод с запорной арматурой и обратным клапаном, насосный агрегат, напорный трубопровод с запорной и регулирующей арматурой, манометры на входе и выходе, вакуумметр на всасывании. Обязательным условием бескавитационной работы является соблюдение требования: располагаемый кавитационный запас системы (NPSH_расп) должен превышать допустимый кавитационный запас насоса (NPSH_доп).

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж осуществляется на жесткий, выверенный по уровню железобетонный фундамент. Несоосность валов насоса и двигателя не должна превышать 0.05 мм. Перед первым пуском насос необходимо заполнить перекачиваемой жидкостью, стравить воздух через воздухоотводчики. Пуск производится при закрытой задвижке на напорном трубопроводе.

Эксплуатационный режим должен быть максимально приближен к зоне оптимального КПД. Запрещена длительная работа при закрытой задвижке на выходе (режим «затвора») из-за быстрого перегрева жидкости внутри насоса. Контроль за работой включает регулярную проверку:

• Вибрации и шума.
• Температуры подшипников (не должна превышать 70-80°C).
• Утечек через уплотнение вала.
• Показаний контрольно-измерительных приборов.

Техническое обслуживание (ТО) включает плановые осмотры, подтяжку сальниковой набивки, замену смазки в подшипниковых узлах. Капитальный ремонт предполагает разборку насоса, проверку зазоров, замену изношенных деталей (уплотнительных колец, втулок, набивки), динамическую балансировку ротора.

Преимущества и недостатки

Преимущества насосов ЦНС 300-120:

• Высокая надежность и отработанная конструкция.
• Возможность создания высокого напора за счет многоступенчатой конструкции.
• Относительная ремонтопригодность, возможность замены отдельных секций или ступеней.
• Широкая номенклатура и доступность запасных частей.
• Унификация многих узлов с насосами других типоразмеров серии ЦНС.

Недостатки:

• Сравнительно большие габариты и масса.
• Сложность разборки и сборки по сравнению с консольными насосами.
• Чувствительность к режимам работы вне оптимальной зоны (малые подачи).
• Ограниченная стойкость базовых материалов (чугун) к агрессивным средам.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Каким электродвигателем комплектуется насос ЦНС 300-120?

Насосный агрегат обычно комплектуется асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Мощность двигателя выбирается с запасом 10-15% от мощности на валу насоса при номинальном режиме. Для данного типоразмера стандартно применяются двигатели мощностью 160 кВт (на 2950 об/мин) или 200 кВт, в зависимости от конкретного производителя и запаса. Напряжение питания – 380В, 660В или 6000В для высоковольтного исполнения.

2. Как подобрать насос на замену ЦНС 300-120?

При подборе аналога необходимо строго соблюдать соответствие рабочих параметров: подачи (Q) и напора (H) в рабочей точке системы. Также необходимо учитывать габаритные и присоединительные размеры (фланцы по ГОСТ), частоту вращения, допустимый кавитационный запас и материал проточной части. Прямыми аналогами могут выступать насосы серии ЦНС других производителей, а также импортные многоступенчатые насосы серий типа MS, CRN, Multistage.

3. Почему насос сильно вибрирует и греется?

Повышенная вибрация может быть вызвана: кавитацией (недостаточное давление на всасе), износом или разбалансировкой ротора, износом подшипников, несоосностью валов насоса и двигателя, попаданием посторонних предметов в проточную часть. Перегрев (кроме режима «затвора») часто связан с повышенным трением из-за неправильной центровки, износа подшипников, недостатка или ухудшения качества смазки, а также работой в нерасчетном режиме с низким КПД.

4. Как часто нужно менять сальниковую набивку и как правильно ее подтягивать?

Срок службы сальниковой набивки зависит от условий работы (давления, температуры, наличия абразива) и составляет от нескольких месяцев до года. Подтяжку следует производить при появлении постоянных капельных утечек. Подтягивать нужно равномерно по всем гайкам, не более чем на половину оборота за раз, чтобы избежать перегрева и задира вала. Идеальным считается состояние, когда через уплотнение проходит 10-60 капель в минуту для охлаждения и смазки.

5. Можно ли использовать насос ЦНС 300-120 для перекачки горячей воды или других жидкостей?

Базовая модель рассчитана на воду температурой до 45°C. Для перекачки горячей воды (до 105°C) существуют специальные исполнения – насосы ЦНСг (горячие). Они отличаются конструкцией уплотнений, системой охлаждения подшипников и материалами. Для перекачки химически агрессивных жидкостей, суспензий или масел насосы серии ЦНС в базовом исполнении не предназначены. В таких случаях следует рассматривать специализированные насосы из коррозионно-стойких материалов или иных конструкций.

6. Как регулировать производительность насоса?

Основные методы регулирования производительности насоса ЦНС 300-120:

• Дросселирование: Наиболее простой, но наименее экономичный способ – задвижкой на напорном трубопроводе. Сдвигает рабочую точку по характеристике H-Q, увеличивая потери.
• Изменение частоты вращения: С помощью частотного преобразователя (ЧРП). Наиболее энергоэффективный метод, позволяющий плавно изменять параметры насоса по законам подобия.
• Перепуск части потока: Через байпасную линию с регулирующим клапаном обратно во всасывающую емкость. Применяется для защиты от работы на малых подачах.
• Обточка рабочих колес: Статический метод, необратимо изменяющий характеристику насоса. Применяется при постоянном несоответствии параметров насоса и сети.