Насосы Д 320-50 (Q=320м3/ч, H=50м)

Насосы типа Д 320-50: технические характеристики, конструкция, применение и эксплуатация

Насосы типа Д 320-50 представляют собой горизонтальные, консольные, одноступенчатые центробежные насосы с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу. Буква «Д» в маркировке обозначает, что насос двухопорный, то есть его ротор установлен на двух опорных подшипниковых узлах, что является ключевой конструктивной особенностью, отличающей его от консольных насосов типа «К». Цифры 320 и 50 указывают на основные параметры: подачу (расход) 320 м³/ч и напор 50 м вод. ст. при работе на номинальной частоте вращения 2950 об/мин (для стандартного электродвигателя). Данные насосы относятся к категории промышленных насосов общего назначения и предназначены для перекачивания чистых (незагрязненных), химически неагрессивных жидкостей с температурой от 0 до 85°С, содержащих твердые включения размером до 0.2 мм и концентрацией не более 0.1% по массе.

Конструктивные особенности и устройство

Конструкция насоса Д 320-50 является классической для двухопорных насосов. Основные узлы и детали:

• Корпус (Станина): Изготавливается из чугуна СЧ20 (реже из стали). Имеет спиральную форму (улитку) для преобразования кинетической энергии потока в энергию давления. Фланцы всасывающего и напорного патрубков расположены горизонтально в нижней части, что упрощает монтаж и обвязку.
• Рабочее колесо: Закрытого типа, с двумя дисками и загнутыми назад лопатками. Материал – чугун СЧ20 или легированная сталь (например, 25Л) для работы в более тяжелых условиях. Колесо динамически сбалансировано для минимизации вибрации.
• Вал: Изготавливается из углеродистой (сталь 45) или легированной стали. Устанавливается на двух радиальных шарикоподшипниках (реже роликовых) в отдельных корпусах. Подшипниковые узлы имеют независимую смазку (консистентной смазкой или жидким маслом) и защиту от попадания влаги.
• Уплотнение вала: Применяются два основных типа: сальниковое уплотнение с набивкой (Асбест графитовая набивка) и торцевое (механическое) уплотнение. Выбор зависит от условий работы: сальник дешевле и ремонтопригоден, но требует подтяжки и допускает незначительную капельную течь; торцевое уплотнение герметично, но дороже и сложнее в замене.
• Крышка корпуса (Передний и задний щиты): Обеспечивают разъемность конструкции для обслуживания рабочего колеса и уплотнений без отсоединения трубопроводов.

Технические характеристики и параметры

Номинальные параметры насоса Д 320-50 заданы для работы на воде с температурой 20°С. Фактические параметры зависят от частоты вращения, характеристик сети и свойств перекачиваемой жидкости.

Основные технические характеристики насоса Д 320-50

Параметр	Значение	Примечание
Подача (Q), м³/ч	320	Номинальная, максимальная до ~400 м³/ч
Напор (H), м	50	При номинальной подаче
Частота вращения (n), об/мин	2950	Синхронная частота для электродвигателя 2p=2
Допустимый кавитационный запас (NPSHдоп), м	~4.0 — 5.0	Требует проверки по кавитационной характеристике
КПД насоса (η), %	78 — 82	Максимальное значение в рабочей зоне
Мощность на валу (N), кВт	~55 — 60	Расчетная: N = (ρ g Q H) / (3600 1000 η)
Мощность электродвигателя, кВт	75 — 90	Стандартный ряд, с запасом 10-15%
Диаметр всасывающего патрубка (Dвс), мм	200	По ГОСТ 12821-80 (фланец Ду200)
Диаметр напорного патрубка (Dн), мм	150	По ГОСТ 12821-80 (фланец Ду150)
Масса насоса (без двигателя), кг	280 — 350	В зависимости от исполнения и материала

Рабочая характеристика и зона эксплуатации

Характеристика насоса Д 320-50 – это зависимость напора (H), мощности на валу (N) и КПД (η) от подачи (Q) при постоянной частоте вращения. График имеет типичный для центробежных насосов вид: с уменьшением подачи напор возрастает, достигая максимума при Q=0 (закрытая задвижка). Эксплуатационная зона рекомендуется в диапазоне 70-120% от номинальной подачи (примерно 225-380 м³/ч), где КПД близок к максимальному. Работа в зоне малых подач (менее 50% от номинала) приводит к перегреву жидкости в корпусе насоса, повышенным радиальным нагрузкам на вал и кавитации.

Примерные координаты рабочей характеристики насоса Д 320-50 (n=2950 об/мин)

Подача (Q), м³/ч	Напор (H), м	Мощность (N), кВт	КПД (η), %
0	~58	~35	0
150	~54	~45	~70
250	~52	~52	~78
320	50	~58	~81
380	~46	~62	~79
400	~43	~64	~76

Области применения

Насосы Д 320-50 находят широкое применение в различных отраслях промышленности и коммунального хозяйства благодаря своей надежности и универсальности:

• Водоснабжение и водоотведение: Станции первого и второго подъема в системах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, перекачка условно чистых стоков на очистных сооружениях.
• Промышленные системы: Циркуляционные системы охлаждения (градирни, чиллеры), подпитка котлов низкого и среднего давления, технологические линии, где требуется перемещение больших объемов нейтральной жидкости.
• Ирригация и мелиорация: Оросительные системы, перекачка воды из водоемов и каналов.
• Противопожарные системы: В составе насосных станций пожаротушения (при условии соответствия требованиям нормативных документов).

Подбор и монтаж

Правильный подбор насоса Д 320-50 заключается в сопоставлении его характеристики с характеристикой системы (трубопроводной сети). Необходимо построить совместный график: характеристика насоса H(Q) и характеристика сети Hс(Q) (сумма геометрической высоты подъема и потерь напора в трубопроводах). Рабочая точка – точка пересечения этих кривых – должна лежать в рекомендуемой зоне эксплуатации насоса. При монтаже необходимо обеспечить:

• Прочное и ровное основание (фундаментная плита).
• Соосность валов насоса и электродвигателя при соединении муфтой (биение не более 0.05-0.1 мм).
• На всасывающем трубопроводе – установку запорной арматуры и прямого участка перед патрубком (не менее 5Dу). Напорный трубопровод обязательно оснащается обратным клапаном и запорной арматурой.
• Для предотвращения кавитации должен быть обеспечен необходимый кавитационный запас NPSHсист, превышающий NPSHнас. На практике это часто требует монтажа насоса с подпором (затопленный всас) или как можно ближе к уровню жидкости в приемном резервуаре.

Эксплуатация, неисправности и техническое обслуживание

Пуск насоса осуществляют при закрытой напорной задвижке (для ограничения пускового тока двигателя). Регулирование подачи производится дросселированием на напорном трубопроводе или изменением частоты вращения с помощью частотного преобразователя (ЧРП). Регулярное ТО включает:

• Контроль вибрации и температуры подшипников (температура не должна превышать +70°С).
• Контроль и подтяжку сальникового уплотнения (допустима капельная течь 30-60 капель в минуту).
• Пополнение или замену смазки в подшипниковых узлах согласно регламенту.
• Контроль за герметичностью фланцевых соединений.

Типичные неисправности и их причины:

• Нет подачи после пуска: Воздух в корпусе, неправильное направление вращения, высокое гидравлическое сопротивление сети.
• Недостаточная подача или напор: Засорение фильтра на всасе, износ рабочего колеса или уплотнительных колец, кавитация, завышенное сопротивление сети.
• Повышенная вибрация и шум:
  • Кавитационный шум – проверить условия на всасывании.
  • Механический шум – разбалансировка ротора, износ подшипников, нарушение соосности.
• Перегрев подшипников: Недостаток или загрязнение смазки, чрезмерная затяжка, несоосность.
• Течь через сальник: Износ или неправильная набивка набивки, биение вала.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем насос типа «Д» принципиально отличается от насоса типа «К»?

Основное отличие – в конструкции опор вала. У насоса «Д» (двухопорного) вал с рабочим колесом установлен на двух независимых опорных подшипниковых узлах, а муфта и двигатель вынесены за пределы корпуса. У насоса «К» (консольного) рабочее колесо расположено на консольном конце вала, а опорный подшипниковый узел один, совмещенный с приводом. Конструкция «Д» обеспечивает большую жесткость вала, что позволяет использовать более тяжелые рабочие колеса и работать с более высокими давлениями и нагрузками, характерными для насосов средней и большой производительности, таких как Д 320-50.

2. Каким электродвигателем комплектуется насос Д 320-50 и как рассчитать его мощность?

Насос комплектуется асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором, обычно на напряжение 380В/50Гц (или 660В для мощных исполнений). Мощность двигателя выбирается с запасом (коэффициентом резерва) 10-15% от мощности на валу насоса. Для Д 320-50 при номинальных параметрах: Nвал ≈ (1000 9.81 320 50) / (3600 1000

• 0.81) ≈ 53.8 кВт. С учетом запаса требуется двигатель мощностью не менее 60-63 кВт. Ближайший стандартный номинал – 75 кВт. Поэтому типовой комплектацией является Д 320-50 с электродвигателем 75 кВт, 2950 об/мин.

3. Можно ли использовать насос Д 320-50 для перекачки горячей воды (выше 85°С) или других жидкостей?

Стандартное исполнение насоса рассчитано на температуру до 85°С. Для перекачки жидкостей с температурой от 85°С до 105°С требуется специальное исполнение с принудительным охлаждением подшипниковых узлов и сальниковой камеры, а также применение термостойких уплотнений. Для перекачки химически агрессивных сред (кислот, щелочей) насосы типа Д изготавливаются из соответствующих стойких материалов (нержавеющая сталь, дуплексные стали, полимерные покрытия) и имеют маркировку, например, Х (химически стойкий). Стандартный чугунный насос Д 320-50 для таких сред не подходит.

4. Как регулировать производительность насоса и какой способ наиболее эффективен?

Основные способы:

• Дросселирование задвижкой на напорном трубопроводе: Самый простой, но наименее экономичный способ. Прикрытие задвижки увеличивает сопротивление сети, смещая рабочую точку влево по характеристике насоса, что снижает подачу, но увеличивает потребляемую мощность.
• Использование частотного преобразователя (ЧРП): Наиболее энергоэффективный способ. Снижение частоты вращения двигателя пропорционально уменьшает подачу (Q ~ n), напор (H ~ n²) и потребляемую мощность (N ~ n³). Это позволяет поддерживать высокий КПД системы и значительно экономить электроэнергию при переменных нагрузках.
• Перепуск части потока через байпас: Менее распространен, приводит к бесполезной рециркуляции и потерям энергии.

Для Д 320-50, работающего в системах с переменным графиком водопотребления, установка ЧРП окупается за 1-3 года.

5. Что такое кавитация и как ее избежать при эксплуатации Д 320-50?

Кавитация – это явление вскипания жидкости с последующим схлопыванием пузырьков пара в зоне низкого давления (на входе в рабочее колесо). Признаки: шум, треск, вибрация, падение напора и подачи, эрозионное разрушение лопаток колеса. Для предотвращения кавитации необходимо обеспечить условие: NPSHсист > NPSHнас. На практике это означает:

• Максимально возможное снижение гидравлических потерь на всасывающем тракте (увеличить диаметр трубопровода, минимизировать колена, арматуру).
• Установку насоса с минимальной геометрической высотой всасывания (желательно с подпором).
• Не допускать работу насоса на подачах, значительно превышающих номинальную, так как NPSHнас резко возрастает.
• Контроль температуры перекачиваемой жидкости (при повышении температуры давление насыщенных паров растет, что ухудшает кавитационные условия).

Заключение

Насос Д 320-50 является проверенным, надежным и эффективным агрегатом для решения задач перекачки больших объемов нейтральных жидкоцстей в системах водоснабжения, охлаждения и промышленных технологических линиях. Его двухопорная конструкция обеспечивает необходимую жесткость и долговечность при работе на номинальных параметрах. Успешная эксплуатация на протяжении всего жизненного цикла зависит от корректного подбора насоса под параметры сети, качественного монтажа с учетом требований по кавитации и проведения регулярного планового технического обслуживания. Применение современных средств регулирования, таких как частотные преобразователи, позволяет значительно повысить энергоэффективность систем с насосами данного типа.