Насосы ЭЦВ 40-90 (Q=40м3/ч, H=90м)

Погружные скважинные насосы ЭЦВ 40-90: технические характеристики, конструкция и применение

Погружной скважинный насос ЭЦВ 40-90 представляет собой агрегат центробежного типа, предназначенный для подъема чистой воды (содержание механических примесей не более 0.01%, размер твердых включений до 0.1 мм) из артезианских скважин, шахтных колодцев и других водозаборных сооружений. Буквенно-цифровая маркировка расшифровывается следующим образом: Э – электродвигатель, Ц – центробежный, В – водозаполненный, 40 – номинальная подача (производительность) в м³/ч, 90 – номинальный напор в метрах водяного столба. Данная модель является типовым представителем широкого ряда насосов ЭЦВ и находит широкое применение в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения, орошения и технологического водообеспечения.

Конструктивные особенности и принцип работы

Насос ЭЦВ 40-90 является многоступенчатым агрегатом. Его конструкция представляет собой вертикальную сборку, состоящую из двух основных секций: собственно насосной части и погружного электродвигателя, расположенных в едином линейном модуле. Обе секции соединены посредством муфты и защищены кожухом.

Насосная часть включает в себя:

• Входной сетчатый фильтр: Предназначен для грубой механической очистки перекачиваемой воды и защиты рабочих органов от попадания крупных частиц.
• Камера всасывания: Обеспечивает подвод жидкости к первой ступени.
• Набор рабочих ступеней: Каждая ступень состоит из неподвижного направляющего аппарата (диффузора) и вращающегося рабочего колеса центробежного типа. Количество ступеней напрямую определяет создаваемый агрегатом напор. Для модели 40-90 их число рассчитывается исходя из характеристики одной ступени.
• Вал насосной части: Изготовлен из коррозионно-стойкой стали, передает крутящий момент от двигателя на рабочие колеса.
• Напорный патрубок: Верхняя часть насоса, к которой крепится водоподъемная труба.

Погружной электродвигатель типа ПЭДВ – это асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, заполненный чистой водой. Особенностью является отсутствие традиционных подшипников качения. Роль радиальных опор выполняют втулки из композитных материалов (например, текстолит), смазываемые и охлаждаемые окружающей водой. Осевое усилие воспринимается упорным подшипником. Статор двигателя герметизирован, обмотка выполнена из влагостойкого провода. Вода внутри двигателя находится под давлением, что предотвращает ее закипание от нагрева и обеспечивает смазку опор. Двигатель охлаждается потоком перекачиваемой жидкости, проходящим вдоль его наружного кожуха.

Принцип работы: При включении электродвигатель приводит во вращение вал с рабочими колесами. За счет центробежной силы, возникающей в каналах колес, жидкость отбрасывается к периферии и попадает в каналы направляющих аппаратов, где кинетическая энергия преобразуется в потенциальную (давление). Перетекая из ступени в ступень, вода последовательно увеличивает свое давление. После последней ступени вода через напорный патрубок поступает в водоподъемную колонну и далее к поверхности.

Детальные технические характеристики насоса ЭЦВ 40-90

Основные параметры насоса определены его типоразмером, однако реальные эксплуатационные характеристики зависят от количества ступеней, напряжения питания и конкретной модификации.

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Номинальная подача (Q), м³/ч	40	Оптимальная рабочая точка
Номинальный напор (H), м	90	При номинальной подаче
Мощность электродвигателя, кВт	~18.5 — 22	Зависит от количества ступеней и КПД агрегата
Напряжение питания, В	380 (3~, 50 Гц)	Возможны исполнения на 220/380 В или 660 В
Частота вращения, об/мин	~2850 (синхронная 3000)	Асинхронный двигатель с небольшим скольжением
Максимальный наружный диаметр агрегата, мм	150 — 165	Определяет минимальный диаметр эксплуатационной колонны скважины (не менее 170-200 мм)
Длина агрегата, м	~2.0 — 3.5	Зависит от количества ступеней (напора) и мощности двигателя
Материал проточной части	Углеродистая/нержавеющая сталь, чугун	Исполнение «Н» — рабочие колеса и диффузоры из нержавеющей стали
Рекомендуемая глубина погружения	Динамический уровень + не менее 5-10 м ниже	Для обеспечения охлаждения двигателя и стабильного всасывания
Максимальная глубина погружения	До 100-150 м	Ограничивается механической прочностью материала и давлением

Рабочая характеристика и подбор

Насос ЭЦВ 40-90 имеет индивидуальную рабочую характеристику (напорно-расходную кривую), которая графически отображает зависимость напора (H), потребляемой мощности (N) и коэффициента полезного действия (КПД, η) от подачи (Q). Номинальная точка (Q=40 м³/ч, H=90 м) обычно находится в зоне максимального КПД данного агрегата (порядка 65-75%).

• При уменьшении подачи (закрытие задвижки на напорной линии) напор увеличивается, достигая максимума при Q=0 (закрытая задвижка). Работа в этой зоне длительное время нежелательна из-за перегрева.
• При увеличении подачи сверх номинала напор падает, а потребляемая мощность растет, что может привести к перегрузке двигателя.

Правильный подбор насоса к скважине заключается в наложении характеристики скважины (кривая зависимости динамического уровня от дебита) на характеристику насоса. Рабочая точка должна находиться вблизи номинальной подачи, в зоне оптимального КПД, и не превышать дебит скважины.

Комплектация и монтаж

Типовая комплектация насосной установки на базе ЭЦВ 40-90 включает:

• Погружной насосный агрегат ЭЦВ 40-90.
• Водоподъемные трубы (стальные с антикоррозионным покрытием или НПВХ).
• Кабель питания (КВВ, КВБШв и т.п.) с гидроизолированным соединением.
• Оголовок скважины для герметизации устья и крепления подвески.
• Трос для страховочного подвешивания (из нержавеющей стали или оцинкованный).
• Запорная арматура и обратный клапан на напорной линии.
• Шкаф управления с защитной автоматикой (реле давления, датчики тока, защиты от «сухого хода»).

Монтаж осуществляется с применением специальной подъемной техники. Агрегат аккуратно опускается в скважину на расчетную глубину, при этом кабель и трос крепятся к трубам с интервалом 2-3 метра без натяжения. Крайне важно избегать перегибов и контакта с острыми кромками. После установки оголовка производится подключение электрической части и пробный пуск с контролем фазного тока, давления и производительности.

Эксплуатация, обслуживание и типовые неисправности

Эксплуатация насоса должна вестись в пределах его рабочих характеристик. Обязателен контроль за токовой нагрузкой и напряжением в питающей сети (допустимое отклонение ±5%). Не реже одного раза в год необходима проверка сопротивления изоляции обмоток электродвигателя.

Типовые неисправности и их причины:

• Снижение производительности или напора: Износ рабочих колес и диффузоров, засорение фильтра или проточной части, повреждение вала, неправильная установка глубины (насос близко к динамическому уровню).
• Повышенная вибрация и шум: Износ опорных втулок ротора, нарушение балансировки вращающихся частей, кавитация (работа при подаче, сильно превышающей оптимальную).
• Срабатывание тепловой защиты или перегрев: Работа с перегрузкой по току (завышенная подача, повышенное содержание песка), несоответствие напряжения, межвитковое замыкание в обмотке статора, плохое охлаждение (насос установлен выше динамического уровня).
• Полное отсутствие подачи при работающем двигателе: Обрыв вала, «срез» шпоночного соединения муфты, сильное засорение.

Большинство ремонтных работ (замена ступеней, втулок, уплотнений) требуют подъема агрегата и разборки в специализированной мастерской.

Области применения

Насосы ЭЦВ 40-90 применяются в следующих сферах:

• Централизованное и децентрализованное водоснабжение поселков, предприятий, фермерских хозяйств.
• Полив и орошение в сельском хозяйстве.
• Техническое водоснабжение промышленных объектов.
• Наполнение резервуаров и водонапорных башен.
• Системы пожаротушения, использующие воду из артезианских источников.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ЭЦВ от насосов типа УЭЦН?

ЭЦВ предназначены для перекачивания чистой воды. УЭЦН (установки электроцентробежных насосов) — это, как правило, нефтяные насосы, рассчитанные на работу с вязкими жидкостями, часто с высоким содержанием газа и механических примесей. Конструкция, материалы и уплотнения у них существенно отличаются.

Можно ли использовать ЭЦВ 40-90 для скважины с дебитом 50 м³/ч?

Нет, это не рекомендуется. Дебит скважины должен быть не менее чем на 10-15% выше номинальной подачи насоса. В противном случае возможна работа с недогрузкой, частые остановки из-за осушения скважины («сухой ход») и гидроудары при повторных пусках. Для дебита 50 м³/ч следует подбирать насос с подачей около 40-45 м³/ч.

Что означает маркировка ЭЦВ 40-90-80-Д?

Это пример полной маркировки. 40 – подача (м³/ч), 90 – напор (м), 80 – диаметр скважины в мм, в которую допускается опускать насос (условный проход). Буква «Д» может обозначать исполнение: «Д» – для малодебитных скважин, «Н» – из нержавеющей стали, «А» – адаптированный к повышенному содержанию песка и т.д. Точная расшифровка зависит от производителя.

Какой кабель необходим для подключения?

Применяется специальный водостойкий кабель для погружных двигателей, например, КВВ (кабель с водонепроницаемой изоляцией и оболочкой из ПВХ) или более надежный КВБШв (бронированный). Сечение жил выбирается исходя из мощности двигателя, длины линии и падения напряжения (не более 5%). Для двигателя 18.5 кВт на 380В обычно требуется кабель сечением 3х6 мм² или 3х10 мм² на больших глубинах.

Почему насос вышел из строя через короткое время, хотя вода была чистой?

Помимо качества воды, частыми причинами являются:

• Неправильный электрический монтаж: Перекос фаз, низкое или высокое напряжение.
• Отсутствие защитной автоматики: Работа без реле давления, датчика сухого хода или токовой защиты.
• Гидравлические удары при частых пусках/остановах.
• Механические повреждения при монтаже/демонтаже.
• Работа в недогруженном или перегруженном режиме относительно рабочей характеристики.

Как часто нужно проводить техническое обслуживание?

Ежегодный контроль сопротивления изоляции и подъем агрегата для визуального осмотра рекомендуются даже при штатной работе. Плановую замену изношенных узлов (втулки, уплотнения) следует проводить согласно регламенту производителя, обычно после 2-5 лет эксплуатации в зависимости от интенсивности работы.

Можно ли регулировать производительность насоса ЭЦВ?

Прямое дросселирование на напорной линии возможно, но ведет к потерям энергии. Наиболее эффективный метод – использование частотного преобразователя (ЧП). Он позволяет плавно изменять частоту вращения двигателя, тем самым смещая рабочую точку вдоль характеристик и обеспечивая экономию электроэнергии и адаптацию к текущему водопотреблению.