Насосы ЭЦВ 16-110 (Q=16м3/ч, H=110м)
Насосы ЭЦВ 16-110: технические характеристики, конструкция, применение и эксплуатация
Погружной электроцентробежный насос типа ЭЦВ 16-110 представляет собой агрегат, предназначенный для подъема чистой холодной или перегретой воды с температурой от 5 до 105 °С, с водородным показателем pH=6,5-9,5, содержанием твердых механических включений не более 0,01% по массе и размером частиц до 0,1 мм, из артезианских скважин диаметром от 150 мм и более. Буквенно-цифровое обозначение расшифровывается следующим образом: Э – электроприводной; Ц – центробежный; В – для водоснабжения; 16 – номинальная подача в м³/ч; 110 – номинальный напор в метрах водяного столба.
Конструктивные особенности и состав агрегата
Насосный агрегат ЭЦВ 16-110 является сборной конструкцией, состоящей из трех основных секций, монтируемых последовательно на общем валу:
- Верхняя секция (головка насоса): Включает в себя обратный клапан, предотвращающий обратный ток воды и гидравлические удары при остановке, и фланец для крепления напорного трубопровода. Здесь же расположен подшипниковый узел.
- Секция центробежных рабочих колес (насосная часть): Состоит из многоступенчатой гидравлической секции. Каждая ступень включает рабочее колесо, отвод (направляющий аппарат) и диффузор. Количество ступеней определяет конечный напор агрегата. Материал проточной части – как правило, нержавеющая сталь или полимерно-композитные материалы, что обеспечивает коррозионную стойкость.
- Погружной электродвигатель (ПЭД): Асинхронный, короткозамкнутый, трехфазный, заполненный очищенной водой или специальным маслом для охлаждения и смазки подшипников. Двигатель герметичен, имеет влагостойкую изоляцию обмоток (класс F или H). К валу двигателя через шлицевое соединение крепится вал насосной части. Мощность двигателя подбирается в соответствии с гидравлической мощностью насоса.
- Индивидуальное и групповое водоснабжение поселков: Подъем воды из глубоких артезианских скважин с последующей подачей в водонапорную башню или в систему с гидропневмобаком и системой автоматического управления.
- Промышленное водоснабжение предприятий: Обеспечение технологических процессов, где требуется чистая вода с постоянным давлением.
- Оросительные системы: Полив сельскохозяйственных угодий, где источником является скважина.
- Системы водопонижения: В некоторых модификациях могут использоваться для откачки чистой воды из котлованов или дренажных коллекторов.
- Определение динамического уровня воды (ДУ): Уровень воды в скважине при работающем насосе с определенным дебитом. Насос должен быть установлен ниже динамического уровня, обычно на 2-5 метров, но не менее чем на 5-10 метров выше фильтровой части скважины.
- Расчет требуемого напора (Hтреб): Hтреб = Hг + Hпот + Hсв + ΔH, где Hг – геодезическая высота подъема (от динамического уровня до самой высокой точки водоразбора), Hпот – потери напора в трубопроводе (зависят от длины, диаметра, материала труб и расхода), Hсв – требуемый свободный напор в точке водоразбора (обычно 2-3 атм, или 20-30 м), ΔH – запас (10-15%).
- Сопоставление с характеристикой насоса: Точка пересечения расчетных параметров (Q, Hтреб) должна лежать в средней трети рабочей характеристики насоса для обеспечения максимального КПД и долговечности.
- Проверка диаметра: Габаритный диаметр насоса (132-140 мм) должен быть меньше внутреннего диаметра обсадной колонны (минимум на 10-15 мм для свободного прохода и охлаждения).
- Запрещен пуск при пониженном напряжении сети (более 5% от номинала).
- Запрещена работа при закрытой задвижке на напорном патрубке (режим «затвора») более 1-2 минут.
- Запрещена частая подача/остановка (более 10-15 раз в час).
- Не допускается работа вне рабочей зоны характеристики, особенно при малой подаче («холостой ход»).
Все соединения между секциями выполняются резьбовыми или фланцевыми. Агрегат подвешивается в скважине на напорной трубе (обычно стальной или полиэтиленовой), которая одновременно служит для подъема воды и для крепления. Электропитание к двигателю подается по погружному кабелю, который крепится хомутами к напорной трубе.
Детальные технические характеристики
Основные параметры насоса ЭЦВ 16-110 определены его типоразмером, однако реальные рабочие характеристики описываются с помощью напорно-расходной (H-Q) кривой.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальная подача (Qном) | 16 м³/ч | 4.44 л/с |
| Номинальный напор (Hном) | 110 м | 1.08 МПа |
| Частота вращения вала | 2850 об/мин | Синхронная для 2-полюсных ПЭД |
| Мощность потребляемая (при ном. режиме) | ~9.5 — 11 кВт | Зависит от КПД агрегата и производителя |
| КПД насосной части | 68% — 75% | Определяется гидравлическим совершенством |
| Диаметр агрегата (условный проход) | 132 — 140 мм | Для скважин от 150 мм |
| Длина агрегата (без труб) | ~1500 — 2500 мм | Зависит от количества ступеней и длины ПЭД |
| Материал проточной части | Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (AISI 304/316), композит | |
| Тип электродвигателя | ПЭДВ, ПЭД, ПЭДМ | Водозаполненный или маслозаполненный |
| Напряжение питания | 380 В (660 В для глубоких скважин) | 3-фазный, 50 Гц |
| Класс изоляции обмотки ПЭД | F (155°C) или H (180°C) | |
| Степень защиты (IP) | IP68 (постоянное погружение) |
Рабочая характеристика насоса не ограничивается одной точкой (16 м³/ч, 110 м). Агрегат способен работать в диапазоне подач, обычно от 8 до 20 м³/ч, при этом напор будет изменяться по падающей кривой. Эксплуатация в крайних точках диапазона (особенно при малых расходах) может привести к перегреву и кавитации. Рекомендуемый рабочий диапазон – 30-110% от номинальной подачи.
Область применения и схемы включения
Насосы ЭЦВ 16-110 нашли широкое применение в системах хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения, а также в мелиорации.
Типовая схема обвязки включает: сам насосный агрегат, опущенный в скважину; напорный трубопровод; задвижку или обратный клапан на поверхности; шкаф управления с защитной автоматикой (контактор, тепловое реле, защита от «сухого хода», перекоса фаз); гидроаккумулятор или водонапорный бак. Управление может быть ручным, автоматическим (по давлению в системе или уровню в баке) или дистанционным.
Подбор и монтаж: ключевые аспекты
Правильный подбор насоса ЭЦВ 16-110 для конкретной скважины является критически важным.
Монтаж должен выполняться специалистами с использованием соответствующего оборудования (лебедки, трубных ключей). Особое внимание уделяется соединению секций насоса, герметизации кабельных вводов, правильному креплению кабеля к трубам без натяга. Перед пуском обязательна проверка сопротивления изоляции обмоток электродвигателя.
Эксплуатация, неисправности и техническое обслуживание
Эксплуатация насоса ЭЦВ 16-110 должна осуществляться в соответствии с паспортом изделия. Основные правила:
| Неисправность | Возможная причина | Метод диагностики и устранения |
|---|---|---|
| Насос не подает воду или малый напор | Обратный клапан засорен или неисправен; засор всасывающей сетки или рабочих колес; обрыв фазы; работа в режиме «сухого хода»; износ рабочих колес. | Проверить напряжение, токи фаз. Поднять насос для ревизии клапана и проточной части. |
| Повышенное потребление тока, перегрев | Механическое заклинивание; запесочивание; повышенная вязкость жидкости; несоответствие напряжения. | Контроль тока, сравнение с паспортным. Проверка качества воды. Подъем и осмотр. |
| Вибрация, шум при работе | Износ подшипников (опорных втулок) насоса или ПЭД; нарушение центровки валовых соединений; кавитация. | Анализ виброакустических характеристик. Проверка режима работы на соответствие характеристике. |
| Срабатывание защиты от утечки тока (УЗО) | Повреждение изоляции погружного кабеля; разгерметизация кабельного ввода или двигателя; влага в муфте. | Замер сопротивления изоляции мегомметром (должно быть >1 МОм). Поэтапная проверка кабеля и двигателя. |
Техническое обслуживание включает регулярный контроль силы тока, напряжения, дебита скважины и динамического уровня. Раз в 1-2 года рекомендуется подъем агрегата для визуального осмотра, очистки и проверки сопротивления изоляции.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается ЭЦВ от насосов типа Водолей или Grundfos?
ЭЦВ – это отечественный типоразмер погружных скважинных насосов с четкой классификацией по параметрам. «Водолей» – торговая марка одного из производителей. Grundfos (серии SP, SQE) – импортные аналоги. Основные отличия: материалы (импортные часто используют полимерные колеса), унификация, цена, доступность сервиса. Конструктивный принцип одинаков.
2. Какой диаметр скважины нужен для ЭЦВ 16-110?
Минимальный внутренний диаметр обсадной трубы – 150 мм (6 дюймов). Рекомендуемый – 160-200 мм для обеспечения достаточного зазора для охлаждения двигателя и свободного монтажа/демонтажа.
4. Можно ли использовать ЭЦВ 16-110 для скважины с высоким содержанием песка?
Нет, категорически не рекомендуется. Максимально допустимое содержание песка – 0.01% (100 г/м³), размер частиц до 0.1 мм. Работа на песчаной воде приведет к абразивному износу рабочих колес и направляющих аппаратов за несколько десятков часов, заклиниванию вала и выходу из строя.
5. Что такое «сухой ход» и почему он опасен для ЭЦВ?
«Сухой ход» – работа насоса без перекачиваемой жидкости. Вода для погружного насоса выполняет функцию охлаждения электродвигателя. При отсутствии воды двигатель перегревается за 30-60 секунд, что приводит к разрушению изоляции обмоток, деформации деталей и заклиниванию. Обязательна установка реле защиты по уровню или по току.
6. Как часто нужно обслуживать насос ЭЦВ 16-110?
При нормальных условиях эксплуатации (чистая вода, работа в номинальном режиме) плановый осмотр и проверку сопротивления изоляции рекомендуется проводить раз в 1-2 года. При ухудшении параметров (снижение напора, рост тока) необходим внеплановый подъем и диагностика.
7. Как подобрать кабель для питания ПЭД?
Сечение медного жил кабеля выбирается исходя из длины линии и мощности двигателя. Для ПЭД мощностью ~10 кВт на 380В при длине до 100 м обычно достаточно сечения 4-6 мм². Обязательно использовать специализированный погружной кабель (например, КППБ или аналог) с герметичной изоляцией, рассчитанный на длительное нахождение в воде.
Заключение
Насосный агрегат ЭЦВ 16-110 является надежным и эффективным решением для организации автономного водоснабжения из глубоких скважин малого диаметра. Его долговечность и бесперебойная работа на 90% определяются правильностью подбора под конкретные гидрогеологические условия и параметры системы, качеством монтажа и соблюдением регламента эксплуатации. Понимание конструкции, рабочих характеристик и границ применения позволяет инженерно-техническому персоналу принимать обоснованные решения при проектировании и обслуживании систем водоснабжения, минимизируя риски преждевременных отказов и простоев.