Насосы К 160-30 (Q=160м3/ч, H=30м)

Насосы К 160-30 (Q=160 м³/ч, H=30 м): технические характеристики, конструкция, применение и эксплуатация

Насосы типа К 160-30 представляют собой консольные центробежные насосы одноступенчатого исполнения с горизонтальным расположением вала. Маркировка «К 160-30» расшифровывается следующим образом: «К» – консольный, «160» – номинальная подача в кубических метрах в час, «30» – номинальный напор в метрах водяного столба. Данные агрегаты относятся к классу универсальных насосов общего назначения и нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и коммунального хозяйства для перекачивания чистых (незагрязненных) и слабозагрязненных жидкостей.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция насоса К 160-30 базируется на классической схеме консольного моноблока. Основные узлы агрегата включают в себя:

• Корпус (спиральная камера): Изготавливается из чугуна СЧ20 или аналогичных марок. Предназначен для преобразования кинетической энергии потока в потенциальную (давление). Имеет фланцевые присоединительные патрубки, чаще всего расположенные горизонтально всасывающий и вертикально напорный («ступня»).
• Рабочее колесо: Центробежного типа, закрытое или полуоткрытое. Материал – чугун СЧ20, реже – износостойкий чугун или сталь. Колесо крепится на консольной части вала и является основным элементом, создающим напор. Его геометрия и диаметр напрямую определяют характеристики насоса.
• Вал: Изготавливается из углеродистой или легированной стали (например, сталь 45). Вращение передается от электродвигателя через муфту. Вал опирается на два подшипника качения (радиальный и радиально-упорный), установленных в подшипниковом узле.
• Уплотнение вала: Один из ключевых элементов, определяющих надежность и область применения. Применяются два основных типа:
  • Сальниковое уплотнение: Традиционное уплотнение набивкой (сальник). Требует регулярного обслуживания и подтяжки, допускает незначительную капельную протечку для охлаждения и смазки.
  • Торцевое (механическое) уплотнение: Современное бессальниковое уплотнение. Обеспечивает полную герметичность, не требует обслуживания в течение всего срока службы. Выбор типа уплотнения зависит от свойств перекачиваемой среды и требований к экологичности.
• Опорная рама (плита, фундаментная плита): Общая литая или сварная конструкция, на которой монтируются насосный агрегат и электродвигатель. Обеспечивает соосность и жесткость соединения, гасит вибрации.
• Электродвигатель: Асинхронный, общепромышленного исполнения (например, АИР). Мощность подбирается с запасом для обеспечения работы в любой точке рабочей характеристики.

Принцип действия основан на центробежной силе. При вращении рабочего колеса жидкость, поступающая через осевой всасывающий патрубок, отбрасывается от центра к периферии. В спиральном отводе (корпусе) кинетическая энергия высокоскоростного потока преобразуется в энергию давления, после чего жидкость выводится через напорный патрубок.

Основные технические характеристики и рабочие параметры

Номинальные параметры насоса К 160-30 задаются в точке максимального КПД его рабочей характеристики. Однако насос способен работать в диапазоне режимов, определяемых его характеристической кривой.

Таблица 1. Основные технические параметры насоса К 160-30

Параметр	Значение (номинал)	Диапазон рабочих режимов	Примечания
Подача (Q)	160 м³/ч	от 80 до 200 м³/ч	Зависит от сопротивления системы.
Напор (H)	30 м	от 35 до 22 м	Обратная зависимость от подачи.
Частота вращения (n)	~1500 об/мин (24.5 с⁻¹) или ~3000 об/мин (49 с⁻¹)	Фиксированная	Определяется полюсностью двигателя (4 или 2 полюса).
Кавитационный запас (NPSHr)	~3.0 — 4.5 м	Увеличивается с ростом подачи	Критический параметр для всасывающей линии.
Мощность на валу (P2)	~18-22 кВт	Зависит от режима работы	Максимум обычно при максимальной подаче.
КПД (η)	~78% — 82%	Снижается при отклонении от номинала	Пик КПД в зоне номинальной подачи.
Допустимое рабочее давление корпуса (Pн)	1.0 МПа (10 бар) / 1.6 МПа (16 бар)	—	Зависит от исполнения корпуса.
Температура перекачиваемой среды (t)	До +85 °C (до +105 °C для специсполнений)	—	Для стандартного исполнения.

Материальное исполнение и модификации

Базовое исполнение насоса К 160-30 предполагает использование чугуна для проточных частей. Однако для работы с агрессивными или абразивными средами предлагаются различные варианты материалов.

• Корпус: СЧ20, высокопрочный чугун, сталь 25Л, нержавеющая сталь (например, 12Х18Н10Т), с покрытием.
• Рабочее колесо: СЧ20, сталь 45, нержавеющая сталь, бронза, полимерные материалы.
• Вал: Сталь 45, сталь 40Х, с защитными гильзами в зоне уплотнения.
• Уплотнение: Графитовая набивка, одинарное/двойное торцевое уплотнение (материал пар: керамика/графит, карбид кремния/карбид вольфрама).

Распространенные модификации: К 160-30-1 (базовое), К 160-30-2 (с измененным материалом или уплотнением), КМ 160-30 (моноблочное исполнение, где рабочее колесо насажено на удлиненный вал двигателя).

Области применения

Насосы данного типоразмера применяются в системах, требующих значительной подачи при умеренном напоре:

• Водоснабжение и водоотведение: Подача воды из скважин и открытых источников, повысительные и циркуляционные станции в коммунальном хозяйстве, перекачка технической воды на промышленных предприятиях.
• Промышленность: Обеспечение оборотного водоснабжения, подача охлаждающей воды в теплообменные аппараты, технологические линии, гидротранспорт.
• Ирригация и мелиорация: Оросительные системы, осушение территорий.
• Противопожарные системы: В составе насосных станций пожаротушения (при условии соответствия нормативным требованиям).
• Теплоэнергетика: Циркуляция воды в системах теплоснабжения, подпиточные насосы.

Подбор, монтаж и эксплуатационные требования

Правильный подбор насоса осуществляется по совмещенным характеристикам: рабочая точка (подача-напор) системы должна находиться в зоне максимального КПД насоса или близко к ней. Необходимо учитывать характеристики сети: геодезическую высоту подъема, гидравлические потери в трубопроводах и арматуре.

Требования к монтажу:

• Установка на жесткий, ровный, виброизолированный фундамент.
• Обеспечение прямых участков на всасывающем трубопроводе (не менее 5-7 диаметров) перед насосом для выравнивания потока.
• Всасывающая линия должна быть герметична, диаметр – не меньше присоединительного патрубка насоса. Уклон – в сторону забора жидкости.
• Обязательная установка запорной арматуры и обратного клапана на напорном трубопроводе (после насоса).
• Тщательная центровка валов насоса и электродвигателя с использованием щупов или индикаторных приборов.

Эксплуатация и обслуживание:

• Пуск: Перед первым пуском и после длительного простоя необходима ручная прокрутка вала. Заполнение корпуса насоса и всасывающей линии перекачиваемой средой (заливка) – обязательное условие. Пуск при закрытой задвижке на напоре для снижения пускового тока.
• Работа: Контроль за уровнем вибрации, шумом, температурой подшипникового узла (не должна превышать +70°C). Регулирование режима работы – задвижкой на напорном трубопроводе.
• Обслуживание: Периодическая проверка и подтяжка сальникового уплотнения (при его наличии), замена смазки в подшипниковых узлах (тип и периодичность – по паспорту), контроль износа рабочих колес и уплотнительных колец.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какой электродвигатель требуется для насоса К 160-30?

Для стандартного исполнения насоса при перекачке воды с номинальными параметрами (160 м³/ч, 30 м) потребляемая мощность на валу составит примерно 18-20 кВт. С учетом необходимого запаса (коэффициент 1,1-1,15) рекомендуется электродвигатель мощностью 22 кВт. Частота вращения – 1500 или 3000 об/мин, что соответствует 4-х или 2-х полюсным двигателям (АИР160М4 или АИР180М2). Точный подбор осуществляется по каталогам и расчету.

2. Можно ли использовать насос К 160-30 для перекачки горячей воды (свыше 85°C)?

Стандартное исполнение насоса с сальниковым уплотнением и чугунными проточными частями рассчитано на температуру до +85°C. Для перекачки сред с температурой до +105°C (например, сетевой воды) требуется специальное исполнение: усиленное торцевое уплотнение, рассчитанное на высокие температуры, возможное использование другого материала корпуса (например, стального), а также система охлаждения подшипникового узла или сальниковой камеры.

3. Что делать, если насос не развивает номинальный напор?

Причины могут быть следующие: засорение фильтра на всасывании или проточной части, износ рабочего колеса или уплотнительных колец, завышенная фактическая подача (работа в зоне малых напоров характеристики), наличие воздуха в системе (кавитация), неправильное направление вращения. Необходимо проверить давление на всасывании и напоре, фактическую подачу, визуально оценить состояние фильтра и при необходимости остановить агрегат для ревизии.

4. В чем принципиальная разница между сальниковым и торцевым уплотнением? Что выбрать?

Сальниковое уплотнение дешевле, ремонтопригодно и допускает регулировку, но требует постоянного обслуживания (подтяжка, замена набивки), допускает минимальную протечку и имеет большие потери на трение. Торцевое уплотнение (ТМУ) не требует обслуживания, полностью герметично (важно для агрессивных или опасных жидкостей), имеет меньшие потери, но дороже и при выходе из строя требует полной замены. Выбор: для воды, при наличии персонала – допустим сальник. Для агрессивных сред, при работе в автоматическом режиме или при высоких требованиях к экологии – обязательно ТМУ.

5. Как бороться с кавитацией в насосе К 160-30?

Кавитация проявляется шумом, треском, вибрацией и падением параметров. Для ее предотвращения необходимо обеспечить условие: NPSH_a (доступный кавитационный запас системы) > NPSH_r (требуемый запас насоса). Меры: увеличение давления на всасывании (поднятие уровня жидкости, увеличение диаметра всасывающего трубопровода, сокращение его длины и количества местных сопротивлений), снижение температуры перекачиваемой жидкости, работа в зоне номинальной или меньшей подачи (не на крайне правой части характеристики).

Заключение

Насос К 160-30 является проверенным, надежным и эффективным агрегатом для решения широкого круга задач по перекачке нейтральных жидкостей. Его популярность обусловлена удачным сочетанием производительности, напора, КПД и относительной простоты конструкции. Успешная и долговременная эксплуатация напрямую зависит от корректного подбора под конкретные условия системы, качественного монтажа с соблюдением всех требований по центровке и обвязке, а также от регулярного технического обслуживания в соответствии с регламентом завода-изготовителя. Понимание принципов работы, характеристик и ограничений данного оборудования позволяет инженерно-техническому персоналу максимально эффективно интегрировать его в технологические процессы.