Насосы винтовые «Бурун»: технико-эксплуатационный анализ для профессионального применения
Винтовые насосы объемного типа, представленные на рынке под торговой маркой «Бурун», являются специализированным оборудованием для перекачивания высоковязких, абразивных и чувствительных к сдвигу жидкостей. Конструктивной основой служит рабочий узел, состоящий из статора с двухзаходной винтовой спиралью из эластомера и ротора из высокопрочной стали с однозаходной спиралью. При вращении ротора в статоре образуются изолированные полости, перемещающиеся от всасывающего патрубка к нагнетательному, что обеспечивает равномерную, безимпульсную подачу среды без ее разрушения.
Конструктивные особенности и материалы исполнения
Ключевым элементом насоса «Бурун» является героторная пара «ротор-статор». Ротор, изготавливаемый из углеродистой или нержавеющей стали с высокоточной шлифовкой и возможным хромированием, совершает планетарное движение внутри статора. Статор представляет собой металлическую гильзу с внутренней полостью из эластомера — резины на основе бутадиен-нитрильного каучука (NBR), этилен-пропилен-диенового каучука (EPDM) или других специальных материалов. Выбор эластомера критически важен для совместимости с перекачиваемой средой и определяет ресурс пары.
Типовые материалы эластомера статора и их применение:
- NBR (Нитрильный каучук): Стандартное исполнение для воды, нефтепродуктов, масел, дизельного топлива. Обладает хорошей стойкостью к алифатическим углеводородам.
- EPDM (Этилен-пропиленовый каучук): Применяется для перекачки горячей воды, пара, щелочей, некоторых кислот, спиртов. Не устойчив к маслам и топливам.
- FKM (Фторкаучук, Витон): Для агрессивных химических сред, высокотемпературных углеводородов, концентрированных кислот.
- Силикон (SI): Для пищевых и фармацевтических продуктов, сред, требующих высокой чистоты.
- Фактическая подача линейно зависит от частоты вращения и снижается с ростом вязкости и противодавления из-за внутренних утечек (проскальзывания).
- Топливно-энергетический комплекс: Перекачка мазута (включая высоковязкий), печного топлива, нефтешламов, сырой нефти. Подача реагентов (ингибиторов коррозии, парафинообразователей) в магистрали.
- Котельные и ТЭЦ: Транспортировка конденсата, подача жидких реагентов для водоподготовки (растворы щелочей, кислот), перекачка густых смазок.
- Гидроэнергетика: Перекачка густых консистентных смазок для затворов и механизмов, работа с суспензиями.
- Промышленность: Перекачка клеев, паст, полимеров, шламов, шламов из систем очистки газов, химических реагентов различной вязкости.
- Насос устанавливается на жесткое, ровное основание, соосно с приводным электродвигателем через упругую муфту. Несоосность — не более 0.1 мм.
- Обязательна установка на всасывающей линии фильтра грубой очистки (ячейка не более 1/3 от минимального зазора в насосе). Для вязких сред — фильтр с магнитным улавливателем.
- Всасывающий трубопровод должен быть по возможности коротким, прямолинейным, большего диаметра, чем входной патрубок насоса, для минимизации гидравлических потерь.
- При работе на высоковязких жидкостях часто требуется подпор на всасывании (например, от бака с подогревом).
- Запрещен сухой ход: Работа без перекачиваемой среды даже кратковременно приводит к мгновенному перегреву и разрушению эластомера статора.
- Пуск под нагрузкой: Допустим только при низкой вязкости среды. Для вязких сред необходимо обеспечить разгрузку механизма (перепуск через байпас) или использовать частотный преобразователь для плавного пуска.
- Реверс: Длительная работа в обратном направлении не рекомендуется, так как может привести к отрыву статора от гильзы.
- Температурный режим: Необходимо следить за температурой перекачиваемой среды и корпуса насоса, не допуская превышения значений, указанных для конкретного эластомера.
Технические характеристики и параметры выбора
Насосы «Бурун» характеризуются рядом взаимосвязанных параметров, которые необходимо учитывать при подборе модели под конкретную технологическую задачу. Основными являются рабочее давление, подача (производительность), вязкость перекачиваемой среды, частота вращения вала и допустимая температура.
Таблица 1. Соответствие основных параметров типоразмерам насосов «Бурун»
| Типоразмер насоса (объем камеры, см³/об) | Подача (м³/ч) при n=1450 об/мин* | Макс. рабочее давление, бар | Рекомендуемый диапазон вязкости, сСт | Диаметр условного прохода (DN), всас/нагн. |
|---|---|---|---|---|
| Бурун 1-16/1,0 | 1.0 — 1.4 | 24 | 10 — 100 000 | 25 / 25 |
| Бурун 2-25/3,15 | 2.5 — 3.5 | 24 | 10 — 100 000 | 40 / 40 |
| Бурун 4-40/6,3 | 5.0 — 6.5 | 24 | 10 — 100 000 | 50 / 50 |
| Бурун 6-50/10 | 8.0 — 10.0 | 16 | 10 — 100 000 | 65 / 65 |
Сферы применения в энергетике и смежных отраслях
Винтовые насосы «Бурун» находят применение в тех технологических процессах, где центробежные насосы неэффективны или неприменимы.
Особенности монтажа и эксплуатации
Для обеспечения заявленного ресурса и надежной работы насосов «Бурун» необходимо строго соблюдать правила монтажа и пусконаладки.
Требования к монтажу:
Эксплуатационные ограничения:
Сравнение с другими типами объемных насосов
Таблица 2. Сравнительные характеристики винтовых насосов «Бурун»
| Параметр сравнения | Винтовой насос «Бурун» (одновинтовой) | Шестеренный насос | Плунжерный насос |
|---|---|---|---|
| Характер потока | Беспульсационный, ламинарный | Незначительная пульсация | Сильная пульсация, требующая демпфера |
| Чувствительность к абразивам | Средняя (зависит от материала статора) | Низкая (быстрый износ шестерен) | Низкая (износ клапанов, уплотнений) |
| Возможность работы на вязких средах | Очень высокая (до 100 000 сСт и более) | Высокая (до 100 000 сСт) | Высокая, но ограничена клапанами |
| Чувствительность к сухому ходу | Крайне высокая (мгновенный выход из строя) | Высокая (быстрый износ) | Средняя (повреждение уплотнений) |
| Стоимость обслуживания | Замена роторно-статорной пары | Замена шестеренного блока, подшипников | Замена клапанов, уплотнений, плунжеров |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как правильно подобрать материал статора для насоса «Бурун» под конкретную среду?
Подбор осуществляется по таблицам химической стойкости эластомеров, предоставляемым производителем. Необходимо учитывать не только тип среды, но и ее концентрацию, температуру, наличие абразивных включений. Для сложных сред рекомендуется запрашивать у производителя тестовые образцы эластомера для проведения натурных испытаний.
2. Почему насос «Бурун» теряет производительность со временем?
Основная причина — износ роторно-статорной пары, приводящий к увеличению внутренних утечек (проскальзывания). Износ ускоряется при работе на абразивных средах, в режиме сухого хода или при превышении рабочего давления и температуры. Регулярный контроль подачи и давления нагнетания позволяет прогнозировать необходимость замены пары.
3. Можно ли регулировать производительность насоса «Бурун»?
Да, основным методом регулирования является изменение частоты вращения вала с помощью частотного преобразователя (ЧП). Это наиболее эффективный и экономичный способ, обеспечивающий широкий диапазон регулирования и плавный пуск. Дросселирование на выходе неэффективно и ведет к перегрузке и перегреву. Возможно использование байпасной линии с регулирующим клапаном, но этот метод приводит к потере энергии.
4. Какой привод рекомендуется для насосов «Бурун» на высоковязких средах?
Для сред с вязкостью выше 1000 сСт обязателен расчет требуемого крутящего момента и мощности с учетом пусковых перегрузок. Рекомендуется использовать мотор-редукторы или приводы с увеличенным пусковым моментом (например, с асинхронными двигателями с фазным ротором). Практически всегда необходим плавный пуск, обеспечиваемый ЧП или устройством плавного пуска (УПП).
5. Как осуществляется техническое обслуживание и ремонт?
ТО включает в себя периодический контроль температуры и вибрации, подтяжку крепежа, проверку состояния сальникового уплотнения или торцевого механического уплотнения (ТМУ). Капитальный ремонт заключается в замене роторно-статорной пары. Конструкция насоса, как правило, позволяет выполнить эту операцию на месте без демонтажа трубопроводов (при наличии ремонтного комплекта и соответствующей конструкции корпуса).
Заключение
Винтовые насосы «Бурун» представляют собой надежное и эффективное решение для задач перекачивания сложных жидкостей в энергетике и промышленности. Их успешная эксплуатация на протяжении длительного срока службы напрямую зависит от корректного подбора типоразмера и материалов исполнения под конкретные технологические условия, грамотного монтажа и соблюдения правил эксплуатации, главным из которых является недопущение работы без перекачиваемой среды. Понимание принципа работы, сильных сторон (равномерная подача, самовсасывание, работа с высокой вязкостью) и ограничений (чувствительность к сухому ходу и абразивам) позволяет инженерно-техническому персоналу интегрировать данное оборудование в системы с минимальными рисками и максимальной отдачей.