Насосы ЦНС 180-170 (Q=180м3/ч, H=170м)
Насосы ЦНС 180-170: технические характеристики, конструкция, применение и эксплуатация
Насос ЦНС 180-170 представляет собой многосекционный центробежный насос консольного типа, предназначенный для перекачивания чистой воды (кроме морской) с температурой до 105°С, содержащей механические примеси не более 0.1% по массе, размером частиц до 0.1 мм и водородным показателем pH 7–8.5. Буквенно-цифровое обозначение расшифровывается следующим образом: Ц – центробежный, Н – насос, С – секционный, 180 – подача в м³/ч, 170 – напор в метрах водяного столба. Агрегат является ключевым элементом в системах водоснабжения, орошения и технологических процессах промышленных предприятий, а также в составе циркуляционных систем котельных и тепловых сетей.
Конструктивные особенности и принцип действия
Насос ЦНС 180-170 относится к классу секционных насосов высокого давления. Его рабочее колесо разделено на несколько последовательно соединенных секций (ступеней), расположенных на одном валу. Каждая ступень состоит из направляющего аппарата и рабочего колеса. Перекачиваемая среда, последовательно проходя через каждую ступень, на каждой из них получает дополнительный прирост энергии давления. Количество ступеней определяет конечный напор агрегата. Конструктивно насос включает в себя следующие основные узлы:
- Корпус насоса (статор): Состоит из передней и задней крышек, а также секций (направляющих аппаратов), стянутых между собой шпильками. Материал – чугун СЧ20 или сталь.
- Ротор: Вращающийся узел, состоящий из вала, рабочих колес, дистанционных втулок, подшипниковых щитов и полумуфты. Вал изготавливается из углеродистой стали.
- Рабочие колеса: Изготавливаются из чугуна или латуни, крепятся на валу с помощью шпонок. Конструкция – закрытого типа.
- Уплотнения: Для предотвращения утечек применяются сальниковые уплотнения с мягкой набивкой (асбест или графит) или торцевые (механические) уплотнения. Под сальник подается уплотнительная вода для охлаждения и смазки.
- Опорные подшипники: Используются подшипники качения (радиальные и упорные), смазываемые консистентной смазкой или жидким маслом, в зависимости от модификации.
- Система разгрузки осевого усилия: Часть осевого усилия, возникающего при работе ротора, разгружается с помощью гидравлической пяты (разгрузочного диска) и разгрузочных втулок, что снижает нагрузку на упорный подшипник.
- ЦНС 180-170: С сальниковым уплотнением и подводом уплотнительной воды.
- ЦНС 180-170-М: С механическим торцевым уплотнением (МТУ), что исключает необходимость в системе уплотнительной воды и снижает эксплуатационные затраты.
- Промышленное и коммунальное водоснабжение: Подача воды из артезианских скважин, повысительные насосные станции в водопроводных сетях городов и предприятий.
- Теплоэнергетика: Циркуляция питательной воды в котельных, подпитка тепловых сетей, технологические процессы на ТЭЦ.
- Ирригационные системы: Орошение сельскохозяйственных угодий, где требуется преодоление значительных высот или подача на большие расстояния.
- Промышленные технологические линии: Обеспечение водой производственных циклов в металлургии, химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
- Противопожарные системы: В составе систем повышенного давления.
- Прочный железобетонный фундамент, гасящий вибрации.
- Строгую соосность валов насоса и электродвигателя при помощи лазерного центровщика.
- Монтаж на всасывающем трубопроводе запорной арматуры, фильтра грубой очистки и обратного клапана. На нагнетательном – запорной арматуры и обратного клапана.
- Для сальниковых исполнений – организацию подвода уплотнительной воды с давлением на 0.5-1.0 атм выше давления во всасывающей камере насоса.
- Обеспечение необходимого кавитационного запаса (NPSH) на всасывании. Высота всасывания или подпор должны быть рассчитаны так, чтобы давление на входе в насос превышало давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости на величину не менее допустимого кавитационного запаса насоса.
- Пуск: Перед пуском проверить наличие смазки в подшипниках, центровку, заполнить насос и всасывающий трубопровод перекачиваемой средой (запрещен пуск «на сухую»). Для насосов с сальником открыть подачу уплотнительной воды. Плавно открыть задвижку на всасывании, запустить двигатель, затем плавно открыть задвижку на нагнетании до требуемого режима.
- Контроль в процессе работы: Регулярный мониторинг вибрации, температуры подшипников (не должна превышать 70°С), отсутствие течей через уплотнения, значения силы тока электродвигателя.
- Останов: Плавно закрыть задвижку на нагнетательном трубопроводе, отключить электродвигатель, закрыть задвижку на всасывании и перекрыть уплотнительную воду (для сальниковых исполнений).
- Техническое обслуживание (ТО): Включает периодическую проверку и подтяжку сальникового уплотнения (если применимо), замену смазки в подшипниковых узлах (по регламенту), контроль центровки.
- Капитальный ремонт: Выполняется при падении параметров (напора, производительности) или повышенной вибрации. Включает полную разборку насоса, замену изношенных деталей (рабочих колес, направляющих аппаратов, втулок, уплотнительных колец), ремонт или замену вала, динамическую балансировку ротора в сборе.
Технические характеристики и параметры
Основные параметры насоса ЦНС 180-170 при работе на воде с температурой 20°С и частоте вращения 2950 об/мин.
| Параметр | Значение | Единица измерения |
|---|---|---|
| Подача (Q) номинальная | 180 | м³/ч |
| Напор (H) номинальный | 170 | м |
| Частота вращения (n) | 2950 (синхронная) | об/мин |
| Допустимый кавитационный запас (NPSH) | ~4.5-5.0 | м |
| Мощность на валу насоса (N) | ~115-125 | кВт |
| КПД насоса (η) | ~68-72 | % |
| Количество ступеней | 4-5 (зависит от конкретного исполнения и производителя) | шт. |
| Масса насоса (приблизительно) | 450-550 | кг |
Рабочая характеристика насоса (зависимость напора, мощности и КПД от подачи) не является линейной. Максимальный КПД достигается в зоне номинальной подачи. Эксплуатация насоса в зоне малых подач (менее 30-40% от номинала) не рекомендуется из-за перегрева перекачиваемой среды и повышенных нагрузок на агрегат.
Комплектация и варианты исполнения
Насос поставляется как в виде отдельного агрегата, так и в составе насосной установки на общей раме (фундаментной плите) с электродвигателем и необходимой обвязкой. Существуют различные климатические исполнения (У, УХЛ, Т). По типу уплотнения вала различают:
Также насосы могут отличаться материалом проточной части. Для перекачивания воды стандартной температуры и химической активности используются чугунные элементы. Для более агрессивных сред или повышенных температур могут применяться колеса из латуни или нержавеющей стали (специальные исполнения).
Области применения
Насосы ЦНС 180-170 нашли широкое применение в отраслях, где требуется обеспечить высокий напор при значительной производительности:
Подбор и монтаж насоса
Правильный подбор насоса осуществляется на основе совмещения рабочей точки системы (зависимость требуемого напора от расхода) с характеристикой насоса. Желательно, чтобы рабочая точка находилась в зоне максимального КПД агрегата. При монтаже необходимо обеспечить:
Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт
Эксплуатация насоса должна вестись в соответствии с заводской инструкцией. Ключевые моменты:
Типовые неисправности и методы их устранения
| Неисправность | Возможная причина | Способ устранения |
|---|---|---|
| Насос не развивает подачу и напор | 1. Неправильное направление вращения. 2. Засорение фильтра на всасывании. 3. Завоздушивание всасывающей линии. 4. Сильный износ рабочих колес и уплотнительных колец. | 1. Изменить порядок фаз на электродвигателе. 2. Очистить фильтр. 3. Устранить подсос воздуха, проверить герметичность. 4. Разобрать насос, заменить изношенные детали. |
| Повышенная вибрация и шум | 1. Кавитация. 2. Разбалансировка ротора. 3. Ослабление крепления насоса к фундаменту. 4. Износ подшипников. | 1. Проверить условия на всасывании, обеспечить подпор. 2. Выполнить балансировку ротора. 3. Подтянуть анкерные болты. 4. Заменить подшипники. |
| Перегрев подшипников | 1. Недостаток или загрязнение смазки. 2. Перетяжка подшипников. 3. Плохая центровка. | 1. Заменить смазку, промыть полости. 2. Отрегулировать натяг. 3. Проверить и откорректировать центровку. |
| Течь через сальниковое уплотнение | 1. Износ или недостаточная подтяжка набивки. 2. Неправильная подача уплотнительной воды. | 1. Подтянуть сальник или заменить набивку. 2. Отрегулировать давление и расход уплотнительной воды. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается насос ЦНС от насоса ЦН?
Насосы типа ЦН (например, 1ЦН) являются одноступенчатыми консольными насосами с односторонним подводом. Они предназначены для средних напоров. Насосы ЦНС – многосекционные (многоступенчатые), что позволяет им создавать значительно более высокие напоры (до сотен метров) при сравнительно компактных габаритах, так как давление наращивается последовательно в нескольких ступенях.
Как определить количество ступеней в насосе ЦНС 180-170?
Количество ступеней не является фиксированным для всех производителей и может варьироваться от 4 до 5 для достижения напора 170 м при номинальной подаче. Точное количество указывается в паспорте (формуляре) на конкретный насос и визуально определяется по количеству секций корпуса между торцевыми крышками.
Какой электродвигатель требуется для насоса ЦНС 180-170?
Мощность электродвигателя выбирается с запасом 10-15% от мощности на валу насоса. Для данного агрегата с мощностью на валу ~115-125 кВт рекомендуется асинхронный электродвигатель мощностью 132 кВт, напряжением 380/660 В или 6000 В (для высоковольтного исполнения), с частотой вращения 2950-3000 об/мин. Обязательно применение муфты, допускающей радиальное и угловое смещение валов (например, зубчатой муфты).
Можно ли регулировать производительность насоса ЦНС 180-170?
Да, основным и самым простым способом регулирования производительности (подачи) является дросселирование – изменение степени открытия задвижки на нагнетательном трубопроводе. Однако этот метод снижает общий КПД системы. Более экономичными способами являются изменение частоты вращения вала с помощью частотного преобразователя (ЧП) или перепуск части жидкости через байпас. Использование ЧП позволяет плавно регулировать параметры, поддерживая высокий КПД.
Что делать, если насос перестал качать воду после длительного простоя?
Наиболее вероятная причина – потеря заливки (завоздушивание) или «прикипание» ротора к статору из-за отложений. Необходимо: 1) Проверить и восстановить заливку насоса и всасывающего трубопровода через заливную воронку или клапан. 2) Если ротор не проворачивается вручную за муфту (при отключенном электродвигателе), требуется разборка, промывка и очистка проточной части от отложений.
Какой ресурс работы насоса до капитального ремонта?
Межремонтный ресурс насоса ЦНС 180-170 при правильной эксплуатации, на перекачивании чистой воды без абразивных примесей, составляет в среднем 25 000 – 40 000 моточасов. На ресурс напрямую влияют режим работы (стабильность в зоне КПД), качество монтажа (центровка), регулярность ТО и агрессивность перекачиваемой среды.
Допустимо ли использование насоса ЦНС для перекачивания горячей воды?
Да, насосы ЦНС специально предназначены для перекачивания воды с температурой до 105°С. Однако при температурах выше 80°С необходимо использовать торцевое механическое уплотнение (МТУ) специального исполнения для высоких температур, так как сальниковая набивка в таких условиях быстро изнашивается и требует интенсивного охлаждения. Также требуется учитывать тепловое расширение корпуса и ротора при монтаже и центровке «на горячую».