Насосы Г

Насосы Г: классификация, конструктивные особенности, сферы применения и подбор кабельной продукции

Насосы типа Г (горизонтальные консольные одноступенчатые центробежные насосы с осевым подводом жидкости) представляют собой фундаментальный класс оборудования, широко применяемого в системах водоснабжения, ирригации, пожаротушения, циркуляции и технологических процессах различных отраслей промышленности. Конструктивная схема, регламентированная ГОСТ 22247-96 (ЕН 22858, ISO 2858), обеспечивает унификацию, надежность и ремонтопригодность. Данная статья рассматривает технические характеристики, модификации, особенности монтажа и эксплуатации, а также ключевые аспекты выбора и подключения электротехнической и кабельной продукции для данного типа насосов.

Конструкция и принцип действия насосов типа Г

Конструкция насоса типа Г базируется на горизонтальном расположении вала, опирающегося на две опоры (подшипниковых узла). Рабочее колесо закреплено на консольном конце вала, что упрощает конструкцию и обслуживание. Корпус насоса, как правило, спирального типа, обеспечивает преобразование кинетической энергии потока в энергию давления. Основные узлы:

• Корпус (спиральная камера): Чугун СЧ20, сталь 25Л, нержавеющие стали (09Г2С, 12Х18Н10Т) для агрессивных сред.
• Рабочее колесо: Закрытого типа, из чугуна, бронзы или коррозионно-стойких сталей. Крепится на валу с помощью шпонки.
• Вал: Сталь 40Х, 3Х13, с уплотнениями в местах прохода через корпус.
• Уплотнение вала: Сальниковое набивное (сальник) с мягкой набивкой или торцевое (механическое) уплотнение, обеспечивающее герметичность.
• Опорная рама (стойка): Объединяет корпус насоса и подшипниковые узлы, обеспечивает соосность.
• Подшипниковые узлы: Шариковые или роликовые подшипники качения, смазываемые консистентной смазкой или маслом.

Принцип действия основан на центробежной силе: вращающееся рабочее колесо сообщает кинетическую энергию жидкости, которая затем в спиральной камере преобразуется в статическое давление.

Маркировка, типоразмеры и основные параметры

Маркировка по ГОСТ 22247-96: Х Г Х Х – Х Х, где:

• 1-я позиция: Номинальный диаметр входного патрубка в мм, деленный на 25 (например, 2 = 50 мм, 4 = 100 мм).
• 2-я позиция: Тип насоса – Г (горизонтальный консольный).
• 3-я позиция: Номинальный диаметр выходного патрубка в мм, деленный на 25.
• 4-я позиция: Номинальный диаметр рабочего колеса в мм, округленный и деленный на 10.
• 5-я позиция: Модификация (А – с облегченным рабочим колесом, И – из коррозионно-стойких материалов, У – для умеренного климата, ХЛ – для холодного).
• 6-я позиция: Частота вращения, об/мин (50 Гц: 1450, 2900).

Пример: Насос 4Г 6-12-2900 – насос с входным патрубком 100 мм, выходным 150 мм, диаметром рабочего колеса ~120 мм, частотой вращения 2900 об/мин.

Основные технические характеристики (на примере ряда типоразмеров)

Марка насоса	Подача (Q), м³/ч	Напор (H), м	Частота вращения (n), об/мин	Мощность двигателя (N), кВт	КПД (η), %	Кавитационный запас (NPSH), м
2Г 6-12-2900	25 — 50	20 — 12	2900	5.5 — 7.5	~68	4.0
4Г 12-22-1450	200 — 400	32 — 20	1450	37 — 55	~82	4.5
6Г 12-22-1450	400 — 800	32 — 20	1450	75 — 110	~84	5.0

Модификации насосов типа Г

• ГМ, ГМС (моноблочные): Рабочее колесо насоса насажено на удлиненный вал электродвигателя. Отсутствует соединительная муфта и опорная стойка, что снижает габариты и массу.
• ГК (консольные химические): Изготовлены из коррозионно-стойких материалов (титан, нержавеющие стали, полипропилен) для перекачки агрессивных жидкостей.
• ГФ (фланцевые): С усиленным фланцевым соединением по ГОСТ 12815. Используются в системах высокого давления.
• ГУ, ГЦВ (уретан, циркуляционные): Специализированные модификации для конкретных условий (гидротранспорт, системы отопления).

Выбор и монтаж электрооборудования для насосов Г

Электропривод насоса Г – асинхронный короткозамкнутый электродвигатель (АИР, ВА, и др.). Правильный подбор кабельной продукции критически важен для надежности и безопасности.

1. Расчет номинального тока двигателя

Iн = Pн 1000 / (√3 U cosφ ηдв), где:
Pн – номинальная мощность двигателя, кВт;
U – линейное напряжение, В (380, 660);
cosφ – коэффициент мощности (0.85-0.9);
ηдв – КПД двигателя (0.85-0.95).
Пример для 55 кВт, 380 В: Iн = 55 1000 / (1.732 380 0.9 0.92) ≈ 105 А.

2. Выбор сечения кабеля

Сечение силового кабеля выбирается по току (Iн) с учетом условий прокладки (воздух, земля, температура). Для насосов обязателен учет пусковых токов (Kп = 5-7*Iн) и потерь напряжения в линии.

Мощность двигателя, кВт (380 В)	Примерный номинальный ток, А	Рекомендуемое сечение жилы кабеля (медь), мм²	Тип кабеля (пример)
7.5	15	2.5	ВВГнг(А)-LS 4×2.5
22	42	10	ВВГнг(А)-LS 4×10
55	105	35	АВВГ 3×35+1×16
110	205	95	АСБл 3×95

Примечание: Для погружных или насосов в агрессивных средах применяют кабели с защитной оболочкой (КГ, ВПС, РКГМ).

3. Защитная аппаратура

• Автоматический выключатель: Номинальный ток выбирается с учетом пускового: Iн.авт ≥ 1.1
• Iн.дв. Характеристика срабатывания – «D» или «C» с учетом высоких пусковых токов.
• Устройство плавного пуска (УПП) или частотный преобразователь (ЧП): Снижают пусковые токи, позволяют регулировать параметры, существенно влияют на выбор сечения кабеля (можно уменьшить).
• Контактор (пускатель): Номинальный ток должен соответствовать току двигателя. Для мощных насосов (>100 кВт) используются масляные или вакуумные контакторы.
• Реле защиты двигателя (тепловое, электронное): Защита от перегрузки, обрыва фазы, несимметрии, заклинивания ротора.

4. Заземление

Корпус насоса, двигателя и шкафа управления подлежат обязательному заземлению. Сечение защитного проводника (PE) должно соответствовать ПУЭ (не менее половины сечения фазной жилы). Применяется отдельная магистраль заземления с сопротивлением не более 4 Ом.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Фундамент: Жесткий, массивный, виброизолированный от строительных конструкций. Допустимая несоосность валов насоса и двигателя – не более 0.05 мм.
• Обвязка: На всасывающем трубопроводе – прямой участок не менее 5-10 диаметров, запорная арматура, фильтр. На напорном – обратный клапан, задвижка, манометр.
• Пусконаладка: Проверка направления вращения, центровки, заполнение корпуса насоса перекачиваемой средой («заливка») перед пуском для предотвращения сухого хода.
• Техобслуживание: Контроль вибрации, температуры подшипников, состояния уплотнений, подтяжка сальниковой набивки, замена смазки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как правильно подобрать насос Г для системы водоснабжения?

Необходимо определить требуемые параметры: расход (Q, м³/ч) и напор (H, м). Напор складывается из геодезической высоты, потерь в трубопроводе и требуемого давления у потребителя. Рабочая точка насоса (пересечение его характеристики H-Q и характеристики сети) должна находиться в зоне максимального КПД агрегата.

2. В чем ключевое отличие насоса Г от насоса ГМ (моноблочного)?

Насос Г имеет собственный вал на подшипниковых опорах, соединенный с валом двигателя через муфту. Насос ГМ лишен собственных опор – рабочее колесо установлено на удлиненном валу электродвигателя. ГМ компактнее и дешевле, но ремонт двигателя сложнее, а вибрационные нагрузки напрямую передаются на подшипники двигателя.

3. Какой тип уплотнения вала предпочтительнее: сальник или торцевое уплотнение?

Сальниковое уплотнение дешевле, ремонтопригодно, допускает регулировку и небольшую протечку для смазки. Торцевое уплотнение (сальник) герметично, не требует обслуживания, но дороже и чувствительно к наличию абразива в жидкости. Выбор зависит от среды: для чистой воды – торцевое, для загрязненных вод или при необходимости минимальных протечек – сальник с соответствующей набивкой.

4. Почему при пуске насоса срабатывает защита по току?

Основные причины: неправильно подобран уставки защиты (не учтен пусковой ток), повышенный момент сопротивления (заклинивание, неоткрытая задвижка), обрыв фазы, пониженное напряжение в сети, неисправность двигателя (межвитковое замыкание). Необходимо проверить механическую часть, направление вращения и параметры сети.

5. Как выбрать кабель для насоса, расположенного в заглубленном кессоне или насосной станции?

Для влажных помещений и грунта необходимо применять кабели с гидрофобным заполнением и бронезащитой, например, ВБбШв (броня из стальных лент, ПВХ изоляция) или аналоги с индексом нг(А)-LS для снижения дымообразования. Обязательна прокладка в ПНД/ПВХ трубе для дополнительной механической защиты.

6. Можно ли регулировать производительность насоса Г?

Да, основными способами являются: дросселирование задвижкой на напорном трубопроводе (наиболее простой, но неэнергоэффективный), изменение частоты вращения с помощью частотного преобразователя (наиболее экономичный и современный метод), перепуск части потока через байпас, замена рабочего колеса на колесо другого диаметра.

7. Каковы признаки кавитации в насосе Г и как с ней бороться?

Признаки: шум, треск, вибрация, падение напора и КПД, эрозионное разрушение лопастей рабочего колеса. Меры борьбы: увеличение давления на всасе (поднятие уровня жидкости, увеличение диаметра всасывающего трубопровода), снижение температуры перекачиваемой жидкости, уменьшение частоты вращения (при использовании ЧПУ), установка насоса ближе к источнику.

Заключение

Насосы типа Г остаются основой для построения надежных и эффективных насосных систем благодаря отработанной конструкции, стандартизации и широкой номенклатуре. Успешная эксплуатация напрямую зависит от корректного подбора агрегата по параметрам сети, качественного монтажа с точной центровкой и, что крайне важно, грамотного электроснабжения. Правильный расчет и выбор кабелей, защитной аппаратуры, устройств управления и компенсации пусковых токов не только обеспечивают долговечность оборудования, но и значительно повышают энергоэффективность всей установки. При проектировании систем с насосами Г необходимо учитывать как гидравлические характеристики, так и электротехнические аспекты в комплексе.