Насосы 1Д

Насосы типа 1Д: конструкция, технические характеристики и область применения в энергетике

Насосы типа 1Д представляют собой консольные одноступенчатые центробежные насосы с односторонним подводом рабочего колеса и горизонтальным расположением вала. Маркировка «1Д» расшифровывается следующим образом: «1» – номер подачи (размер проточной части), «Д» – тип насоса (консольный, одноступенчатый). Данные агрегаты являются классическим решением для перекачивания чистых (за исключением модификаций), маловязких, нейтральных жидкостей, широко применяются в системах водоснабжения, циркуляции, орошения, а также в составе технологических линий на объектах энергетики, промышленных предприятиях и коммунальном хозяйстве.

Конструктивные особенности насосов 1Д

Конструкция насоса 1Д базируется на единой опорной станине (плите), к которой крепятся корпус насоса и электродвигатель. Это обеспечивает жесткость и соосность конструкции, упрощает монтаж и центровку. Основные узлы и детали:

• Корпус насоса (спиральный отвод): Изготавливается из чугуна СЧ20 (для стандартных исполнений) или других материалов (сталь, бронза) для специальных условий. Имеет фланцевые присоединительные патрубки, расположенные горизонтально (всасывающий) и вертикально (напорный).
• Рабочее колесо: Закрытого типа, с односторонним подводом. Конструктивно состоит из двух дисков и лопастей между ними. Материал – чугун СЧ20, реже – латунь или нержавеющая сталь. Колесо балансируется статически и динамически для минимизации вибрации.
• Вал: Изготавливается из углеродистой стали. Вращение передается от электродвигателя через упругую муфту. Вал опирается на два подшипника качения (радиальный и радиально-упорный), установленных в корпусе подшипникового узла.
• Уплотнение вала: Является критически важным узлом. В базовом исполнении применяется сальниковое уплотнение с мягкой набивкой (асбестовый или безасбестовый шнур) и подачей уплотнительной жидкости в камеру сальника. Для исключения утечек и повышения надежности широко используются торцевые (механические) уплотнения различных типов (одинарные, двойные).
• Опорная плита (станина): Чугунная литая конструкция, служащая основанием для монтажа насосного агрегата.

Технические характеристики и маркировка

Насосы 1Д характеризуются основными параметрами: подачей (Q, м³/ч), напором (H, м), частотой вращения вала (n, об/мин), допустимым кавитационным запасом (Δhдоп, м), мощностью (N, кВт) и КПД (η, %).

Маркировка насоса, например, 1Д-200/20, расшифровывается так:

• 1Д – тип насоса.
• 200 – номинальная подача (м³/ч).
• 20 – номинальный напор (м).

Полная маркировка также включает информацию о материале проточной части, типе уплотнения и частоте вращения. Например: 1Д-200/20-1,0/2-О-У2, где «1,0/2» – частота вращения (1000 об/мин, 2 полюса), «О» – облегченное рабочее колесо, «У2» – уплотнение торцевое одинарное.

Основные модификации и материалы исполнения

В зависимости от условий эксплуатации и свойств перекачиваемой среды, насосы 1Д выпускаются в различных исполнениях:

• 1Д (стандарт): Для воды и нейтральных жидкостей (t до 85°C). Материалы – чугун/чугун.
• 1Д-М (морское): С коррозионностойкими покрытиями и материалами для работы в морской воде.
• 1Д-Т (термостойкое): Для перекачивания горячей воды и жидкостей (t до 185°C). Оснащены системой охлаждения подшипникового узла и двойным торцевым уплотнением с барьерной жидкостью.
• 1Д-Х (химически стойкое): С проточной частью из нержавеющих сталей (09Г2С, 12Х18Н10Т) для агрессивных сред.
• 1Д-К (консольный моноблочный): Конструкция, где рабочее колесо насоса насажено на удлиненный вал электродвигателя, что исключает необходимость в муфте и отдельной опоре.

Габаритные и присоединительные размеры (на примере 1Д-200/20)

Параметр	Значение	Ед. изм.
Подача (Q), номинальная/макс.	200 / 300	м³/ч
Напор (H), номинальный/макс.	20 / 28	м
Частота вращения (n)	~3000	об/мин
Допустимый кавитационный запас (Δhдоп)	5.0	м
Мощность на валу (N)	~18.5	кВт
КПД (η)	~78	%
Масса насосного агрегата	~250	кг
Диаметр всасывающего патрубка (Dвс)	200	мм
Диаметр напорного патрубка (Dн)	150	мм

Область применения в энергетике и смежных отраслях

В энергетическом секторе насосы типа 1Д находят применение в системах, не требующих высоких напоров, но характеризующихся значительными расходами:

• Системы технического водоснабжения (ТВС) ТЭС и АЭС: Перекачка воды из источника (река, водохранилище, градирня) для подачи в конденсаторы турбин, на охлаждение вспомогательного оборудования.
• Циркуляционные системы охлаждения: Обеспечение циркуляции охлаждающей воды через теплообменники, маслоохладители, воздухоохладители генераторов.
• Хозяйственно-питьевое и противопожарное водоснабжение энергообъектов.
• Системы гидрозолоудаления (ГЗУ): В модификациях для работы с абразивными суспензиями (с износостойкими рабочими колесами и уплотнениями).
• Водоподготовка: Перекачка реагентов, подача воды на фильтры.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж – залог долговечной работы. Насос устанавливается на жесткий, выровненный фундамент с анкерным креплением. Обязательна центровка валов насоса и электродвигателя индикаторным методом (биение не более 0.05 мм). Трубопроводы на всасывании и нагнетании не должны создавать напряжений в корпусе насоса.

Пусконаладочные работы включают:

• Проверку направления вращения вала (должно соответствовать стрелке на корпусе).
• Проверку зазоров и смазки в подшипниковом узле.
• Заполнение корпуса насоса и всасывающего трубопровода перекачиваемой жидкостью (заливку) для удаления воздуха.
• Плавный пуск с контролем силы тока, вибрации, температуры подшипников и утечек.

Техническое обслуживание (ТО) проводится по регламенту:

• Ежесменное ТО: Визуальный контроль, проверка на нагрев и шум подшипников, контроль сальникового уплотнения (допустимая течь – 30-60 капель/мин).
• Текущий ремонт (через 2000-4000 часов): Замена изношенных деталей уплотнения, проверка и замена смазки в подшипниках, проверка зазоров, центровки.
• Капитальный ремонт (через 15000-20000 часов): Полная разборка, замена или восстановление рабочего колеса, вала, подшипников, уплотнений, проверка геометрии корпуса.

Типовые неисправности и методы их устранения

Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
Насос не развивает давление и подачу	1. Засорение всасывающего патрубка или фильтра. 2. Большая воздушная подушка в корпусе. 3. Неправильное направление вращения. 4. Сильный износ рабочего колеса или уплотнительных колец.	1. Очистить. 2. Повторно залить насос, проверить герметичность всасывающей линии. 3. Изменить фазировку электропитания. 4. Заменить изношенные детали.
Сильная вибрация и шум	1. Кавитация (недостаточный подпор на всасывании). 2. Разбалансировка рабочего колеса. 3. Износ подшипников. 4. Ослабление крепления фундаментных болтов.	1. Проверить условия всасывания, увеличить давление. 2. Произвести балансировку. 3. Заменить подшипники. 4. Затянуть болты.
Перегрев подшипникового узла	1. Неправильная или загрязненная смазка. 2. Перетяжка подшипников. 3. Несоосность валов насоса и двигателя.	1. Заменить смазку. 2. Отрегулировать натяг. 3. Произвести точную центровку.
Чрезмерная утечка через уплотнение	1. Износ сальниковой набивки или торцевых колец. 2. Отсутствие или низкое давление уплотнительной жидкости (для сальника). 3. Биение вала.	1. Заменить набивку или уплотнение. 2. Обеспечить подачу жидкости. 3. Проверить вал на износ и биение.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем насос 1Д отличается от насоса К?

Насосы типа «К» (консольные) являются предшественниками и более широкой группой, в которую исторически входили насосы с разным индексом. «1Д» – это конкретизированное обозначение по более современной системе, относящееся к насосам с определенным соотношением подачи и напора. Фактически, 1Д – это подтип консольных насосов (тип «Д»). В современной номенклатуре они часто обозначаются как «насосы консольные типа К» с уточняющими индексами, где «1Д» соответствует, например, «К 80-50-200» или аналогичным обозначениям по ГОСТ.

Как правильно подобрать насос 1Д для конкретной системы?

Подбор осуществляется по совмещению рабочих характеристик насоса (Q-H кривой) с характеристикой трубопроводной сети. Необходимо знать: требуемую подачу (м³/ч), необходимый напор (сумма геодезической высоты и всех потерь на трение и местные сопротивления, м), свойства жидкости (температура, вязкость, наличие примесей), материал исполнения. Рабочая точка насоса должна находиться в зоне максимального КПД его характеристики. Обязательно учитывается кавитационный запас (NPSH).

Что такое кавитация и как ее избежать при работе насоса 1Д?

Кавитация – это образование и схлопывание пузырьков пара в жидкости при локальном падении давления ниже давления насыщенных паров. Проявляется шумом, треском, вибрацией, падением параметров и приводит к эрозионному разрушению рабочего колеса и корпуса. Для предотвращения необходимо обеспечить на всасывании насоса достаточный избыточный подпор, рассчитываемый по формуле: NPSHимп ≥ NPSHтреб + запас (0.5-1.0 м). Практически это достигается уменьшением гидравлических потерь на всасывающей линии (увеличение диаметра, сокращение длины, минимизация арматуры), снижением температуры жидкости или увеличением статического уровня.

Какое уплотнение вала лучше выбрать: сальниковое или торцевое?

Выбор зависит от условий:

• Сальниковое уплотнение: Дешевле, ремонтопригодно в полевых условиях, допускает незначительную регулировку. Требует постоянного обслуживания (подтяжка, замена набивки), имеет протечку (что недопустимо для опасных жидкостей), создает силу трения, снижающую КПД. Применяется для воды и нейтральных сред, где утечка некритична.
• Торцевое уплотнение (механическое): Беспропускное (или с минимальной контролируемой утечкой), не требует обслуживания в период между плановыми ремонтами, имеет меньшие потери на трение. Существенно дороже, сложнее в замене, чувствительно к наличию абразивных частиц в жидкости и сухому ходу. Оптимально для чистых жидкостей, агрессивных сред, систем с требованием нулевой утечки.

Для энергетики, особенно на чистой воде, все чаще применяются торцевые уплотнения для повышения надежности и снижения эксплуатационных затрат.

Как часто необходимо проводить центровку насосного агрегата 1Д?

Центровку необходимо проверять и, при необходимости, выполнять:

• После первоначального монтажа.
• После любого ремонта, связанного с разъединением муфты или демонтажем агрегата.
• При замене подшипников двигателя или насоса.
• Планово, в соответствии с графиком ТО (обычно не реже 1 раза в год или после 4000-8000 часов работы), так как вибрации и температурные воздействия могут нарушить соосность.
• При появлении повышенной вибрации или шума в муфтовом соединении.

Какие аналоги насосов 1Д существуют на современном рынке?

К прямым аналогам по характеристикам и конструкции относятся:

• Насосы консольные типа «К» по ГОСТ 22247-96 (К 80-50-200, К 100-65-200 и др.).
• Импортные насосы стандарта DIN 24255 / ISO 2858 (серии Grundfos NB/NK, Wilo NL, Lowara e-SV и т.п.).
• Современные российские разработки, например, насосы серии «ВКС» или «ВК», которые являются эволюционным развитием типа 1Д с улучшенными гидравлическими характеристиками и КПД.

При замене необходимо учитывать не только основные параметры (Q, H), но и присоединительные размеры, габариты, мощность на валу.