Насосы ЭЦВ 12-160 (обсадной Ду=12 дюймов, Q=160м3/ч)
Насосы ЭЦВ 12-160: технические характеристики, конструкция и область применения
Насосы типа ЭЦВ 12-160 представляют собой погружные центробежные электронасосные агрегаты, предназначенные для подъема пресной воды из буровых скважин с внутренним диаметром обсадной колонны не менее 12 дюймов (300 мм). Маркировка расшифровывается следующим образом: Э – электрический, Ц – центробежный, В – для воды; 12 – минимальный внутренний диаметр обсадной колонны в дюймах; 160 – номинальная подача в м³/ч. Данные агрегаты относятся к оборудованию высокой производительности и применяются в системах промышленного, сельскохозяйственного и коммунального водоснабжения, а также для орошения и осушения.
Конструктивные особенности и состав агрегата
Агрегат ЭЦВ 12-160 является многоступенчатым и состоит из трех основных секций, соединенных фланцевыми муфтами: верхней (водоотводной), средней (насосной) и нижней (входной с электродвигателем).
- Насосная секция: Секция включает в себя корпус, пакет рабочих колес и направляющих аппаратов, установленных на валу. Количество ступеней (рабочих колес) варьируется в зависимости от требуемого напора. Материал проточной части (колеса, аппараты) – износостойкий чугун марки СЧ20 или полимерные композиты (для агрессивных сред). Корпус насоса – стальной, с фланцами для соединения.
- Электродвигатель: Асинхронный, погружной, трехфазный, с короткозамкнутым ротором, заполненный очищенной водой. Имеет специальную конструкцию для работы в вертикальном положении. Мощность двигателя подбирается в соответствии с характеристиками насосной части. Для агрегата ЭЦВ 12-160 типично использование двигателей серии ПЭДВ или аналогичных, мощностью от 55 кВт и выше, на напряжение 380/660 В или 3000/6000 В.
- Водозаборная секция: Расположена в нижней части агрегата, снабжена сетчатым фильтром для грубой механической очистки воды от взвешенных частиц.
- Кабель и герметизация: Для питания электродвигателя используется специализированный погружной кабель КПВ или КПВК с гидроизоляцией и медными жилами. Ввод кабеля в двигатель осуществляется через герметичную сальниковую коробку. Агрегат комплектуется тросом для подвешивания и страховки в скважине.
- Система управления и защит: Вне скважины устанавливается шкаф управления (ШУН), обеспечивающий плавный пуск (часто через преобразователь частоты), защиту от токовых перегрузок, «сухого хода», контроль изоляции и несимметрии фаз.
- Водозабор из артезианских скважин для централизованного водоснабжения городов и поселков.
- Промышленное водоснабжение предприятий (металлургия, химия, энергетика).
- Оросительные системы в сельском хозяйстве (полив дождеванием или по каналам).
- Понижение уровня грунтовых вод (водопонижение) на строительных объектах и в горнодобывающей промышленности.
- Дренажные системы крупных объектов.
- Определение требуемых параметров: Необходимый расход (Q, м³/ч) и общий напор (H, м). Напор складывается из геодезической высоты подъема, потерь в трубопроводе (с учетом длины, диаметра, местных сопротивлений) и требуемого свободного давления в системе.
- Анализ скважины: Паспорт скважины с данными о динамическом/статическом уровне, дебите, диаметре обсадных колонн и фильтровой зоны.
- Выбор модификации насоса: По сводным графическим характеристикам (Q-H кривым) для различных чисел ступеней подбирается агрегат, рабочая точка которого (пересечение Q и H) лежит в зоне максимального КПД.
- Выбор электродвигателя: Мощность двигателя должна превышать мощность, потребляемую насосом на рабочей точке, с запасом не менее 10-15%. При глубоких скважинах и высокой мощности предпочтение отдается высоковольтным двигателям (3-6 кВ) для минимизации сечения питающего кабеля и потерь.
- Комплектация кабелем и трубами: Подбирается погружной кабель соответствующего сечения и длины, водоподъемные трубы (стальные бесшовные или нПВХ) на требуемое давление.
Основные технические параметры и характеристики
Типовые параметры насосного агрегата ЭЦВ 12-160 приведены в таблице. Важно отметить, что конкретные значения напора и мощности зависят от количества ступеней в насосной секции.
| Параметр | Значение / Диапазон | Примечание |
|---|---|---|
| Типоразмер (минимальный диаметр обсадной колонны) | 12 дюймов (300 мм) | Ду=12″ |
| Номинальная подача (Q) | 160 м³/ч | 44.4 л/с |
| Напор на одну ступень | Приблизительно 4.5 – 6.5 м | Зависит от конкретной модификации колеса |
| Максимальный напор (H) | До 250 м и более | Определяется количеством ступеней (до 40-50 и более) |
| Частота вращения | 2850 об/мин (синхронная) | Для двигателя с 2 полюсами |
| Мощность электродвигателя (N) | От 55 кВт до 250 кВт | Зависит от подачи, напора и КПД |
| Напряжение питания | 380 В, 660 В, 3000 В, 6000 В | Высоковольтные двигатели для снижения токовой нагрузки |
| Длина агрегата | От 3 до 15 метров и более | Зависит от количества ступеней и мощности двигателя |
| Масса агрегата | От 800 кг до 3000 кг | Пропорциональна мощности и длине |
| Максимальное содержание механических примесей | Не более 100 г/м³ | Размер частиц до 0.2 мм |
| Температура перекачиваемой жидкости | От +1 до +25 °C | Допускается до +35°C по спецзаказу |
| pH перекачиваемой воды | 6.5 – 8.5 | Нейтральная или слабоагрессивная среда |
Область применения и условия эксплуатации
Агрегаты ЭЦВ 12-160 применяются в случаях, когда требуется значительный и стабильный водоразбор. Их основное применение:
Требования к скважине: Скважина должна быть прямой, без резких искривлений. Диаметр обсадной колонны должен обеспечивать гарантированный зазор между ее внутренней стенкой и корпусом насоса (не менее 10-15 мм). Динамический уровень воды должен быть всегда выше входных отверстий водозаборной секции насоса. Дебит скважины должен быть не менее номинальной подачи насоса.
Подбор и монтаж агрегата ЭЦВ 12-160
Правильный подбор является критически важным для долговечной работы. Алгоритм включает:
Особенности монтажа: Монтаж осуществляется с помощью передвижной буровой установки или крана. Агрегат опускается в скважину на водоподъемных трубах, которые поочередно наращиваются. Кабель равномерно крепится хомутами к трубам через каждые 2-3 метра. Обязательна установка обратного клапана над насосом и манометра. Подвеска осуществляется на специальную площадку (оголовок) скважины.
Эксплуатация, обслуживание и типовые неисправности
Эксплуатация должна вестись в соответствии с рабочими характеристиками. Запрещен частый пуск (более 10-15 раз в час) и работа в зоне малой подачи («закрытая задвижка»), ведущая к перегреву. Система защиты должна быть всегда исправна.
Техническое обслуживание (ТО): Включает регулярный контроль силы тока в фазах, напряжения, дебита скважины и динамического уровня. Визуальный осмотр электрооборудования ШУН. Плановый подъем агрегата для ревизии рекомендуется производить каждые 12-18 месяцев в зависимости от интенсивности работы и абразивности воды.
Таблица типовых неисправностей и их причин:
| Неисправность | Возможные причины | Методы диагностики и устранения |
|---|---|---|
| Насос не подает воду или подача резко снизилась | Падение динамического уровня ниже водозабора; Засорение фильтра или рабочего колеса; Обрыв вала; Неправильное направление вращения. | Замер динамического уровня. Подъем и разборка насосной секции. Проверка схемы подключения фаз. |
| Повышенное потребление тока | Механическое заклинивание (песок, отложения); Повышенная плотность жидкости; Неисправность электродвигателя (замыкание). | Контроль качества воды. Проверка сопротивления изоляции обмоток двигателя. Подъем и ревизия. |
| Вибрация и шум при работе | Износ подшипниковых узлов (втулок) двигателя или насоса; Разбалансировка ротора; Кавитация из-за работы в нерасчетном режиме. | Анализ режима работы (соответствие паспортной Q-H кривой). Подъем и дефектовка узлов. |
| Срабатывание защиты от «сухого хода» | Падение уровня воды, разрыв водяного столба, засорение. | Проверка уровней в скважине. Очистка фильтровой зоны скважины. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ЭЦВ 12-160 от насосов с маркировкой ЭЦВ 12-160-80?
Полная маркировка ЭЦВ 12-160-ХХ-Х включает дополнительные цифры, где первая пара (например, 80) указывает на номинальный напор в метрах при номинальной подаче 160 м³/ч, а последняя цифра – на длину агрегата в дециметрах или модификацию. Таким образом, ЭЦВ 12-160-80 – это агрегат с подачей 160 м³/ч и напором около 80 метров.
Какой кабель необходим для подключения ЭЦВ 12-160 на напряжение 380В?
Для питания необходим специальный погружной кабель, например, КПВ 3х16 (кабель погружной в виниловой изоляции, 3 жилы сечением 16 мм²) или КПВК (с кордовой броней). Сечение выбирается исходя из мощности двигателя, длины линии и допустимого падения напряжения (не более 5%). Для двигателей мощностью 75-100 кВт на 380В сечение может достигать 35-50 мм².
Можно ли использовать ЭЦВ 12-160 для перекачки воды с песком?
Нет, стандартное исполнение ЭЦВ рассчитано на чистую или слабозагрязненную воду с содержанием твердых частиц не более 0.1% по массе и размером до 0.2 мм. Для песчаных скважин существуют специальные исполнения «песчаные» или «шламовые» насосы с увеличенными зазорами и износостойкими материалами (например, колеса из полиуретана).
Как часто нужно проводить плановый подъем и обслуживание агрегата?
Рекомендуемый межремонтный интервал – 1 раз в 12 месяцев при круглогодичной эксплуатации или после каждого поливного сезона в сельском хозяйстве. При работе в воде с повышенной абразивностью или агрессивностью интервал сокращается до 6-8 месяцев.
Что важнее при подборе: полное соответствие паспортным данным скважины или небольшой запас?
Критически важно, чтобы рабочая точка насоса (расход) не превышала дебит скважины. Идеально, когда дебит скважины на 10-15% выше расхода насоса. Напор насоса должен точно соответствовать расчетному (высота подъема + потери). Избыточный напор приводит к смещению рабочей точки влево от оптимальной, к росту нагрузки на двигатель и кавитационным явлениям. Регулирование предпочтительнее осуществлять частотным преобразователем.
Каков средний срок службы агрегата ЭЦВ 12-160?
При правильном подборе, монтаже и соблюдении регламента ТО, срок службы основных компонентов (двигатель, корпус) может превышать 10 лет. Наиболее подвержены износу рабочие колеса и направляющие аппараты, ресурс которых в зависимости от условий составляет 2-5 лет до необходимости замены.
Заключение
Насосный агрегат ЭЦВ 12-160 – это надежное, высокопроизводительное решение для организации крупных водозаборов. Его эффективная и долговечная эксплуатация целиком зависит от корректного инженерного подбора на этапе проектирования, учитывающего все параметры скважины и гидравлической системы, а также от строгого соблюдения правил монтажа и регламента технического обслуживания. Использование современной системы управления с защитами и, где это оправдано, частотным регулированием, позволяет оптимизировать энергопотребление и значительно продлить ресурс оборудования.