Насосы НМ

Насосы типа НМ: конструкция, принцип действия и область применения

Насосы типа НМ (горизонтальные многосекционные) представляют собой центробежные насосы консольного типа, спроектированные для перекачивания чистой холодной или горячей воды, а также других жидкостей, близких к воде по плотности, вязкости и химической активности. Основное назначение – работа в стационарных условиях на объектах тепловой и атомной энергетики, жилищно-коммунального хозяйства, промышленных предприятиях в качестве питательных, циркуляционных, подпиточных, сетевых и других насосов. Агрегаты отличаются высокой надежностью, экономичностью и способностью создавать значительный напор за счет последовательного соединения рабочих колес в едином корпусе.

Конструктивные особенности насосов НМ

Конструкция насоса НМ является модульной и состоит из ряда последовательно соединенных секций, закрепленных между передней и задней крышками стяжными шпильками. Каждая секция включает в себя направляющий аппарат и рабочее колесо, насаженное на общий вал. Количество секций определяет конечный напор агрегата: чем больше секций, тем выше напор при неизменной подаче.

• Корпусные детали: Секции, передняя и задняя крышки изготавливаются из углеродистых или легированных сталей (сталь 25Л, 20Х13), реже из чугуна, в зависимости от параметров перекачиваемой среды. Все проточные части рассчитаны на высокое рабочее давление.
• Ротор: Состоит из вала, рабочих колес, защитных втулок, уплотнительных элементов и полумуфты. Вал выполнен из высокопрочной стали и опирается на два подшипника скольжения или качения. Осевое усилие уравновешивается разгрузочным устройством (гидравлической пятой) или упорным подшипником.
• Уплотнения: Применяются торцевые (сальниковые) уплотнения или торцевые (механические) уплотнения. Для насосов, работающих на горячей воде, часто предусматривается охлаждение и подвод уплотнительной воды к сальникам.
• Подшипниковые узлы: Обеспечивают поддержку и центровку ротора. Смазка подшипников – принудительная (от масляной системы) или кольцевая. Оснащены системами контроля температуры.
• Подвод и отвод: Подводящий и отводящий патрубки расположены в передней крышке и направлены вниз, что упрощает монтаж и обслуживание, так как ротор можно извлечь, не отсоединяя трубопроводы.

Принцип действия и рабочие характеристики

Принцип действия основан на преобразовании кинетической энергии вращения рабочего колеса в потенциальную энергию давления жидкости. Жидкость последовательно проходит через каждое рабочее колесо в секции, при этом давление на выходе из каждой ступени суммируется. Это позволяет достигать напоров в сотни метров водяного столба. Рабочая характеристика насоса (зависимость напора H, мощности N, КПД η от подачи Q) является строго определенной для конкретной скорости вращения и количества ступеней. Характеристики пологосные, с максимальным КПД в районе номинальной подачи.

Маркировка и типоразмерный ряд

Маркировка насосов НМ осуществляется по ГОСТ или техническим условиям производителя. Пример: НМ 2500-230-1.

• НМ – насос многосекционный.
• 2500 – подача, м³/ч.
• 230 – напор, м.
• 1 – порядковый номер модификации.

Типоразмерный ряд охватывает широкий диапазон параметров. Основные параметры некоторых моделей приведены в таблице.

Марка насоса	Подача (Q), м³/ч	Напор (H), м	Частота вращения (n), об/мин	Допустимый кавитационный запас, м	Мощность двигателя, кВт
НМ 500-210	500	210	3000	15	400-500
НМ 1000-180	1000	180	3000	12	630-800
НМ 2500-230	2500	230	1500	8	1600-2000
НМ 5000-130	5000	130	1000	5	2000-2500

Области применения в энергетике и промышленности

Насосы НМ являются ключевым оборудованием для обеспечения гидравлических режимов в замкнутых и разомкнутых системах.

• Тепловая энергетика: Питательные насосы для котлов высокого давления (ТЭЦ, ГРЭС). Циркуляционные насосы для систем охлаждения конденсаторов турбин. Подпиточные и сетевые насосы в магистралях тепловых сетей.
• Атомная энергетика: Вспомогательные системы первого и второго контуров, где требуется высокая надежность и стойкость к параметрам среды.
• Водоснабжение и коммунальное хозяйство: Подача воды в системы хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения высотных зданий и районов.
• Промышленность: Технологические линии, где требуется создание высокого давления (опреснительные установки, мойка высокого давления, гидроиспытания).

Требования к монтажу и эксплуатации

Правильный монтаж и эксплуатация определяют ресурс и надежность насоса НМ. Агрегат устанавливается на массивный железобетонный фундамент с точной выверкой по осям и по высоте. Обязательна центровка валов насоса и электродвигателя с использованием лазерных или индикаторных приборов. Трубопроводы на всасывании и нагнетании должны быть независимо закреплены, чтобы не создавать нагрузок на корпус насоса. Перед пуском система промывается, проводится проверка направления вращения, зазоров в уплотнениях, уровня масла в подшипниковых узлах. Эксплуатация должна вестись в рабочей зоне характеристики, исключая длительную работу при малых подачах (опасность перегрева) и в области кавитации.

Техническое обслуживание и ремонт

Техническое обслуживание включает ежесменный контроль вибрации, температуры подшипников и сальников, проверку на отсутствие утечек. Плановые ремонты (текущий и капитальный) проводятся согласно регламенту завода-изготовителя. При текущем ремонте выполняют замену уплотнений, проверку зазоров, очистку проточной части. Капитальный ремонт предполагает полную разборку насоса, дефектацию всех деталей, восстановление или замену рабочих колес, направляющих аппаратов, вала, расточку корпусных деталей при необходимости, динамическую балансировку ротора в сборе. Особое внимание уделяется состоянию разгрузочного устройства и подшипниковых узлов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем насос НМ принципиально отличается от насоса ЦНС?

Насос ЦНС (секционный) также является многосекционным, однако ключевое отличие заключается в конструкции корпуса и способе сборки. У насосов НМ секции имеют форму «блинов» и стягиваются шпильками, что обеспечивает лучшую разборку для обслуживания проточной части без отсоединения трубопроводов. У насосов ЦНС секции обычно имеют фланцевое соединение. Конструкция НМ считается более технологичной для высоких давлений и крупных габаритов.

Как подбирается количество ступеней в насосе НМ?

Количество ступеней (рабочих колес) определяется требуемым напором и напором, создаваемым одной ступенью при заданной подаче и частоте вращения. Расчетное число ступеней Z = Hтреб / H1ст, где H1ст – напор одной ступени, взятый из кавитационно-прочностных характеристик колеса. Полученное значение округляется в большую сторону. Увеличение числа ступеней сверх расчетного позволяет иметь запас по напору, регулируемый обточкой рабочих колес.

Какие основные причины вибрации и шума в насосах НМ?

• Гидродинамические причины: Кавитация (характерный треск), работа в нерасчетной зоне характеристики, отрыв потока.
• Механические причины: Разбалансировка ротора, износ или повреждение подшипников, износ уплотнений и защитных втулок, нарушение центровки с двигателем, ослабление стяжных шпилек корпуса.
• Электрические причины: Неравномерность воздушного зазора в двигателе, повреждение обмотки.

Как осуществляется регулирование производительности насосов НМ?

Основные методы регулирования:

• Дросселирование на напорном патрубке: Наиболее простой, но наименее экономичный способ, приводит к потерям энергии на дросселе.
• Изменение частоты вращения вала (частотное регулирование): Наиболее экономичный современный способ. Осуществляется с помощью частотного преобразователя, позволяет плавно изменять параметры насоса по его подобным характеристикам.
• Обточка рабочих колес: Постоянное снижение напорной характеристики. Применяется при несоответствии параметров насоса и системы после монтажа.
• Перепуск части жидкости через байпас: Позволяет поддерживать минимально допустимый расход через насос, предотвращая перегрев.

Какие материалы проточной части применяются для разных сред?

Выбор материала является критическим для долговечности насоса.

Как правильно хранить и консервировать насос НМ при длительном простое?

При консервации на срок более 1 месяца необходимо выполнить следующие операции: полностью слить рабочую жидкость из корпуса и трубопроводов, промыть проточную часть ингибированной или дистиллированной водой, закачать в корпус консервационную жидкость (например, ингибированное масло), провернуть вал для распределения жидкости по уплотнениям. Вал необходимо периодически проворачивать (раз в 30 дней). Подшипниковые узлы должны быть заполнены свежей смазкой. Все наружные поверхности, не защищенные лакокрасочным покрытием, обрабатываются антикоррозионными составами. Насос должен храниться в сухом отапливаемом помещении.

Заключение

Насосы типа НМ остаются основным типом оборудования для создания высокого напора в системах тепло- и водоснабжения, а также на технологических линиях промышленных предприятий. Их конструкция, отработанная десятилетиями, обеспечивает необходимую надежность и ремонтопригодность в условиях интенсивной эксплуатации. Грамотный подбор, монтаж, соблюдение регламентов технического обслуживания и своевременный квалифицированный ремонт позволяют достигать межремонтного ресурса в десятки тысяч часов. Понимание принципов работы, характеристик и особенностей эксплуатации насосов НМ является обязательным для инженерно-технического персонала, ответственного за работу насосных агрегатов в энергетике и смежных отраслях.