Насосы НГ
Насосы НГ: классификация, конструктивные особенности и область применения в электротехнической и кабельной промышленности
Насосы НГ представляют собой группу горизонтальных консольных насосов одноступенчатого типа с односторонним подводом рабочего колеса, предназначенных для перекачивания чистых (за исключением марок с индексом «А») и загрязненных жидкостей. Аббревиатура «НГ» расшифровывается как «Насос Горизонтальный». Данные агрегаты являются ключевым элементом систем водоснабжения, циркуляции и охлаждения на энергетических объектах, включая тепловые и атомные электростанции, насосные станции, а также в промышленных технологических циклах, связанных с кабельным производством (охлаждение экструдеров, подача технологической воды).
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструкция насоса НГ выполнена по классической консольной схеме. Основными узлами являются: корпус (спиральная камера), рабочее колесо, вал, опорный кронштейн (стойка), торцевое или сальниковое уплотнение вала, подшипниковые узлы. Привод осуществляется через упругую муфту от стандартного электродвигателя. Жидкость подводится к рабочему колесу по оси вала, а отводится радиально через спиральный отвод в напорный патрубок. Консольное крепление колеса упрощает конструкцию и обслуживание, исключая контакт проточной части с подшипниковыми узлами. Корпус и крышка корпуса чаще всего имеют разъем в горизонтальной плоскости, что обеспечивает доступ к внутренним элементам без демонтажа трубопроводов.
Маркировка и типоразмерный ряд
Тип насоса обозначается буквами и цифрами. Пример: НГ 50/30. Здесь «НГ» — тип насоса, «50» — номинальный диаметр входного патрубка в миллиметрах, «30» — коэффициент быстроходности, деленный на 10. Модификации могут включать дополнительные индексы: «А» — износостойкое исполнение (для гидросмесей), «У» — уплотнение вала торцевое (сальниковое — по умолчанию), «Е» — рабочее колесо изностойкое, «К» — конструкция с корпусом из двух спиральных отводов (для повышенного давления).
Основные параметры насосов НГ регламентируются ГОСТ 22247-96 «Насосы консольные для воды. Основные параметры». Диапазон основных технических характеристик типового ряда широк:
| Марка насоса | Подача (Q), м³/ч | Напор (H), м | Частота вращения (n), об/мин | Мощность двигателя (N), кВт | Допустимый кавитационный запас (Δh), м |
|---|---|---|---|---|---|
| НГ 50/30 | 12.5 – 25 | 20 – 32 | 2900 | 1.5 – 3.0 | 2.0 – 3.0 |
| НГ 80/30 | 30 – 60 | 22 – 35 | 2900 | 4.0 – 7.5 | 2.5 – 3.5 |
| НГ 100/30 | 50 – 100 | 25 – 40 | 1450 | 5.5 – 11 | 3.0 – 4.0 |
| НГ 150/30 | 100 – 200 | 20 – 35 | 1450 | 11 – 18.5 | 3.5 – 5.0 |
| НГ 200/30 | 200 – 400 | 25 – 45 | 1450 | 22 – 45 | 4.0 – 6.0 |
Материалы исполнения и условия эксплуатации
Выбор материалов проточной части определяется свойствами перекачиваемой среды. Для чистой воды (температура до 105°C, давление до 10 бар) применяются насосы из чугуна СЧ20. Для агрессивных сред (морская вода, слабые растворы щелочей и кислот) используются модификации из нержавеющих сталей (12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т) или с защитными покрытиями. Для абразивных гидросмесей (насосы НГ-А) применяются износостойкие чугуны или материалы с наплавкой. Эксплуатация насосов должна исключать работу в зонах малых подач (близких к нулю) и за пределами рабочей области, указанной в паспортной характеристике, во избежание перегрева, повышенных вибраций и кавитации.
Подбор насоса НГ для систем энергетики и кабельного производства
Правильный подбор насоса является критически важным для эффективности и надежности системы. Процесс включает:
- Определение рабочих параметров: требуемая подача (Q, м³/ч) и напор (H, м вод. ст.). Напор рассчитывается с учетом гидравлических потерь в трубопроводах, арматуре, разности высот и требуемого давления в конечной точке.
- Анализ перекачиваемой среды: температура, химический состав, наличие абразивных частиц, вязкость. Это определяет выбор марки материала и типа уплотнения.
- Построение характеристики сети и выбор рабочей точки: Рабочая точка — это пересечение характеристики насоса (H-Q) и характеристики сети. Желательно, чтобы точка находилась в зоне максимального КПД агрегата.
- Проверка на кавитацию: Необходимо обеспечить, чтобы доступный кавитационный запас (NPSHA) системы превышал требуемый кавитационный запас насоса (NPSHR) с запасом не менее 0.5 м.
- Согласование с приводом: Подбор электродвигателя требуемой мощности (с учетом запаса 10-15%), напряжения (0.4/6/10 кВ) и степени защиты (обычно IP55/IP65).
- Задвижку или дисковый затвор на напорном трубопроводе для регулирования и отключения.
- Обратный клапан после насоса для защиты от гидроудара при остановке.
- Манометры на всасывающем и напорном патрубках.
- Всасывающий трубопровод должен иметь непрерывный подъем к насосу, исключающий воздушные мешки. Диаметр всасывающей линии, как правило, на размер больше входного патрубка насоса.
- Фундамент должен обеспечивать жесткость и массу, в 2-3 раза превышающую массу агрегата. Обязательна центровка валов насоса и электродвигателя после монтажа и периодически в процессе эксплуатации.
Схемы обвязки и монтажные требования
Типовая обвязка насоса НГ включает:
Техническое обслуживание и диагностика неисправностей
Плановое ТО включает визуальный контроль, проверку уровня вибрации, температуры подшипников, состояния уплотнения, подтяжку крепежных соединений. Основные неисправности и их причины:
| Неисправность | Возможные причины |
|---|---|
| Насос не подает жидкость | Не заполнен корпус, засорен всасывающий патрубок, высота всасывания превышает допустимую, обратный клапан неисправен. |
| Недостаточная подача или напор | Забит фильтр, износ рабочего колеса или уплотнительных колец, кавитация, неправильное направление вращения. |
| Повышенная вибрация и шум | Кавитация, износ подшипников, разбалансировка рабочего колеса, несоосность с двигателем. |
| Подтекание жидкости из уплотнения | Износ сальниковой набивки или торцевых уплотнительных колец, отсутствие или неправильная подача уплотнительной жидкости (для сальников). |
| Перегрев подшипников | Недостаток или переизбыток смазки, неправильная затяжка, несоосность. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие насосов НГ от насосов типа К (консольные) или Д (горизонтальные многоступенчатые)?
Насосы НГ — это конкретное исполнение консольных насосов, стандартизированное по ГОСТ 22247. Насосы типа «К» (например, К, КМ) — также консольные, но могут иметь иные конструктивные исполнения и параметрические ряды. Насосы типа «Д» — многоступенчатые секционные, предназначены для создания высокого напора при сравнительно малых подачах, их конструкция принципиально сложнее.
Когда следует выбирать торцевое уплотнение вместо сальникового?
Торцевое уплотнение (ТУ) обеспечивает практически полную герметичность, требует минимального обслуживания, но имеет более высокую стоимость и чувствительно к наличию абразивов в жидкости. Сальниковое уплотнение дешевле, ремонтопригоднее и лучше переносит загрязненную среду, но требует периодической подтяжки и допускает минимальную капельную утечку для смазки. Выбор зависит от требований к герметичности, свойств среды и бюджета.
Как правильно организовать работу насоса НГ на «сетку» с переменным расходом?
Работа в переменном режиме должна осуществляться в пределах рабочей зоны характеристики насоса. Наиболее энергоэффективными методами регулирования являются изменение частоты вращения с помощью частотного преобразователя (ЧРП) или каскадное включение нескольких насосов. Дросселирование задвижкой на напоре является простым, но неэкономичным способом и может приводить к повышенному износу и кавитации.
Каковы особенности применения насосов НГ в системах охлаждения кабельных экструдеров?
В данном случае ключевыми являются стабильность давления/расхода и температура воды. Как правило, применяются насосы в коррозионностойком исполнении (из нержавеющей стали) для работы на чистой, часто обессоленной воде. Система строится по замкнутому циклу с теплообменником. Требуется точный подбор насоса по характеристике сети, состоящей из множества параллельных контуров охлаждения, чтобы обеспечить требуемый расход через каждый экструдер.
Какой запас по мощности электродвигателя необходим для насоса НГ?
Рекомендуемый эксплуатационный запас мощности зависит от типа характеристики сети и метода регулирования. Для насосов, работающих на характеристику с преимущественно гидравлическими потерями (например, сетевые насосы), запас должен составлять 10-15% от мощности, потребляемой насосом в расчетной рабочей точке. Для насосов, работающих на статический напор (например, подъем воды на высоту), запас может быть увеличен.
Заключение
Насосы типа НГ остаются востребованным и надежным оборудованием для широкого спектра задач в энергетике и промышленности благодаря своей отработанной конструкции, стандартизации, ремонтопригодности и адаптивности к различным условиям эксплуатации. Грамотный подбор, основанный на точном расчете параметров сети и анализе свойств перекачиваемой среды, корректный монтаж и системное плановое техническое обслуживание являются залогом длительной и экономичной работы насосных агрегатов, что напрямую влияет на бесперебойность технологических процессов и энергоэффективность предприятия в целом.