Насосы 90 кВт

Насосы мощностью 90 кВт: технические характеристики, сферы применения и критерии выбора

Насосное оборудование мощностью 90 кВт занимает сегмент агрегатов средней и высокой мощности, являясь ключевым элементом в системах водоснабжения, водоотведения, ирригации, промышленных технологических линиях и системах тепло-холодоснабжения. Данная мощность (около 122 л.с.) указывает на приводной электродвигатель и определяет значительную производительность и напор, что позволяет решать задачи перекачки больших объемов жидкостей на существенные расстояния или против высокого давления в системе. В статье детально рассмотрены типы насосов, их конструктивные особенности, требования к питающей сети и кабельной продукции, а также аспекты монтажа и эксплуатации.

Классификация насосов 90 кВт и их конструктивные особенности

Выбор конкретного типа насоса мощностью 90 кВт определяется параметрами рабочей среды, требуемыми гидравлическими характеристиками и условиями эксплуатации.

1. Центробежные консольные насосы (тип К)

Предназначены для перекачки чистых и загрязненных жидкостей (в зависимости от исполнения рабочего колеса). Конструктивно состоят из электродвигателя, упругой муфты и насосного узла на общей плите. Для мощности 90 кВт характерны одноступенчатое исполнение с односторонним подводом жидкости. Материалы проточной части (чугун, сталь, нержавеющая сталь) подбираются исходя из агрессивности среды.

2. Центробежные многоступенчатые секционные насосы (тип ЦНС)

Используются для создания высокого напора при сравнительно невысокой подаче. Состоят из нескольких последовательно соединенных ступеней в одном корпусе. Насосы 90 кВт данного типа широко применяются в системах повышения давления, питательных насосах котельных, системах водоснабжения высотных зданий.

3. Погружные скважинные насосы

Представляют собой многоступенчатые агрегаты в цилиндрическом корпусе, предназначенные для работы в артезианских скважинах. Диаметр корпуса обычно от 150 мм и выше. Электродвигатель — погружной, маслозаполненный или водозаполненный, герметичный. Основная задача — подъем воды с больших глубин (до 200-300 метров и более).

4. Погружные дренажные и фекальные насосы

Мощность 90 кВт в этом классе характерна для крупных агрегатов, используемых для откачки сточных вод, дренажа, осушения карьеров, перекачки сильно загрязненных жидкостей с крупными включениями. Оснащены усиленным рабочим колесом (вихревым, канальным или с режущим механизмом).

5. Насосы для химически активных сред (химические)

Изготавливаются из специальных материалов (нержавеющие стали, дуплексные стали, Hastelloy, с футеровкой из PTFE или PP). Конструкция — часто консольная или погружная. Предназначены для работы в гальванических производствах, химической промышленности, фармацевтике.

Электропривод и требования к электропитанию

Электродвигатели насосов 90 кВт, как правило, асинхронные, трехфазные, с короткозамкнутым ротором. Основные параметры и требования:

• Напряжение питания: 380 В (400 В) ~50 Гц. Возможно исполнение на 660 В для снижения токовой нагрузки.
• Степень защиты: Для общепромышленных насосов — не ниже IP55. Для погружных — IP68.
• Класс изоляции: Не ниже F (рабочая температура до 155°C).
• Пуск: Прямой пуск (до 90 кВт часто допустим в сетях достаточной мощности). При ограничениях по пусковому току применяются устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП).
• Коэффициент мощности (cos φ): Обычно в диапазоне 0.85-0.9. Рекомендуется анализ необходимости компенсации реактивной мощности.

Выбор и расчет кабельной продукции для подключения насоса 90 кВт

Правильный выбор кабеля критически важен для надежной и безопасной работы. Расчет ведется по току нагрузки и условиям прокладки.

Расчет номинального тока

Для трехфазного двигателя 90 кВт, 380 В, cos φ ≈ 0.9, КПД ≈ 0.95, приближенный расчетный ток I_н составляет:

I_н = P / (√3 U cos φ η) = 90000 / (1.732 380 0.9 0.95) ≈ 160 А

Точное значение всегда указано на шильде двигателя.

Выбор кабеля по длительно допустимому току

Необходимо выбрать кабель, у которого допустимый ток I_доп для выбранного способа прокладки превышает I_н. Для тока ~160 А подходят следующие варианты (при прокладке в воздухе, температуре +30°C):

Тип кабеля	Сечение жилы, мм²	Допустимый ток, А (примерно)	Примечание
ВВГ, АВВГ	3х70	165	Мин. сечение по нагреву. Прокладка в лотках, каналах.
ВВГ, АВВГ	3х95	200	Рекомендуемое сечение с запасом.
ПвВГ (сшитый полиэтилен)	3х95	220	Высокие диэлектрические и температурные характеристики.
КГ (гибкий)	3х95	215	Для временного подключения или подвижного присоединения.
Погружной кабель (например, КППБ/КППБп)	3х50	155	Спецкабель для погружных насосов. Допуски по току иные.

Проверка по потере напряжения

Для длинных линий (более 50 метров) обязателен расчет потери напряжения ΔU. Она не должна превышать 5% при нормальном режиме. Формула для трехфазной линии: ΔU(%) = (√3 I_н L (Rcos φ + Xsin φ)) / (10 U²), где L — длина в км, R, X — удельные активное и индуктивное сопротивление кабеля Ом/км. При увеличении длины часто требуется увеличение сечения.

Защитная аппаратура

• Автоматический выключатель: Номинальный ток расцепителя выбирается на 10-15% выше I_н двигателя. Для 160А — выключатель на 180-200А. Характеристика срабатывания — D (для пусковых токов 10-20 I_н).
• Тепловое реле (в составе пускателя): Настраивается на ток, равный номинальному току двигателя.
• УЗО/Дифзащита: Для влажных помещений и скважин обязательна установка УЗО типа А с током утечки не более 30 мА (для защиты персонала) или 300 мА (противопожарное).

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж насосов 90 кВт требует подготовки фундамента, точной центровки валов насоса и двигателя, установки запорной и регулирующей арматуры, обратного клапана. Для погружных моделей необходима надежная подвеска на тросе, правильная обвязка напорного патрубка и герметизация кабельного ввода. Эксплуатация должна сопровождаться регулярным контролем:

• Вибрации и шума.
• Тока нагрузки (не должен превышать номинальный).
• Температуры подшипников.
• Состояния уплотнений (сальниковых или торцевых).

Запрещен длительный режим работы при закрытой задвижке на напоре («закрытая заслонка») для центробежных насосов во избежание перегрева и кавитации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли подключить насос 90 кВт к существующей сети 380В без модернизации?

Требуется проверить возможности трансформаторной подстанции и сечение вводного кабеля. Пусковой ток при прямом пуске может достигать 1000-1200 А, что вызывает просадку напряжения. Необходим расчет пускового режима. Часто требуется отдельная линия от РУ.

2. Что экономичнее: один насос 90 кВт или два по 45 кВт?

Схема с двумя параллельно работающими насосами меньшей мощности часто обеспечивает:

• Гибкость регулирования производительности.
• Резервирование (при выходе одного из строя).
• Возможность снижения суммарной мощности в периоды низкой нагрузки.
• Но при этом выше капитальные затраты (два фундамента, две линии кабеля, два комплекта КИП). Выбор делается на основе анализа графика нагрузки.

3. Обязателен ли частотный преобразователь для насоса 90 кВт?

Не обязателен, но крайне рекомендован в системах с переменным расходом (водоснабжение, ГВС, некоторые технологические процессы). ЧП позволяет:

• Плавно регулировать производительность, исключая гидроудары.
• Экономить электроэнергию (до 30-50%).
• Осуществлять плавный пуск, снижая пусковые токи и износ механической части.

4. Какое сечение кабеля для подключения погружного насоса 90 кВт на глубину 100 метров?

Для погружных электродвигателей 90 кВт (380В) номинальный ток также около 160-170А. Используется специальный погружной кабель (например, КППБп 3х95 мм²). Однако на длине 100 метров критически важна проверка по потере напряжения. С большой вероятностью потребуется сечение 120 мм² или даже 150 мм² для удержания потери напряжения в пределах нормы (5%). Расчет потерь обязателен.

5. Какой тип насоса 90 кВт выбрать для перекачки мазута?

Для вязких жидкостей, таких как мазут, центробежные насосы стандартного исполнения не подходят. Следует применять:

• Винтовые (шнековые) насосы.
• Шестеренные насосы.
• Поршневые насосы.
• Для подогретого мазута могут использоваться специальные центробежные насосы с паровым обогревом корпуса и увеличенными зазорами. Ключевые параметры — вязкость и температура перекачиваемой среды.

Заключение

Насосные агрегаты мощностью 90 кВт представляют собой технически сложное и энергонагруженное оборудование, успешная работа которого зависит от корректного выбора типа насоса, точного электромонтажа с применением кабелей соответствующего сечения и качества защитной аппаратуры. Проектирование систем с такими насосами требует комплексного подхода, учитывающего гидравлику, электротехнику и условия эксплуатации. Соблюдение нормативов ПУЭ, рекомендаций производителя насосов и использование качественных комплектующих (кабель, защитная аппаратура, ЧП) являются залогом долговечной, экономичной и безотказной работы всего технологического узла.