Насосы НВМ

Насосы НВМ: конструкция, принцип действия, технические характеристики и область применения

Насосы типа НВМ (Насос Винтовой Многосекционный) представляют собой погружные многоступенчатые центробежные насосы, предназначенные для откачки чистой воды (за исключением морской) с водородным показателем pH=6,5-9,5, содержанием механических примесей не более 0,01% по массе и размером твердых включений до 0,1 мм. Основная сфера их применения – водоснабжение, орошение и осушение территорий, а также подача воды в системах пожаротушения и технологических процессах. Агрегаты эксплуатируются в вертикальном положении и погружаются в скважину ниже динамического уровня воды.

Конструктивные особенности насосов НВМ

Конструкция насоса НВМ является модульной и состоит из последовательно соединенных секций (ступеней), что позволяет набирать необходимый напор в зависимости от требуемых параметров системы. Основные узлы и компоненты:

Верхний корпус (головка): Служит для крепления насоса к напорному трубопроводу и содержит обратный клапан, предотвращающий обратный ток воды и гидравлический удар при остановке агрегата. В некоторых исполнениях здесь же размещается заливная пробка.
Секции (ступени): Каждая ступень состоит из неподвижного направляющего аппарата (диффузора) и вращающегося рабочего колеса центробежного типа. Колеса жестко насажены на общий вал. Количество ступеней определяет конечный напор агрегата.
Вал насоса: Изготавливается из нержавеющей стали, проходит через все ступени и соединяется с валом электродвигателя. Передает крутящий момент от двигателя к рабочим колесам.
Сетчатый фильтр: Устанавливается в нижней части насоса на входе воды. Защищает внутренние полости от попадания крупных механических частиц, превышающих допустимые нормы.
Погружной электродвигатель (ПЭД): Асинхронный, трехфазный, заполненный очищенной водой или специальным маслом. Имеет герметичную конструкцию и соединен с насосной частью через фланец. Мощность двигателя подбирается в соответствии с характеристиками насосной части.
Система уплотнений и защит: Включает радиальные уплотнения (подшипники скольжения) из графитометаллокерамики, защищающие вал от перекоса и уменьшающие вибрацию. Двигатель оснащен встроенной тепловой защитой.

Принцип действия и рабочие характеристики

При включении электродвигателя вращение через вал передается рабочим колесам. За счет центробежной силы, возникающей во вращающихся колесах, вода отбрасывается от центра к периферии, где попадает в каналы направляющего аппарата. В диффузоре кинетическая энергия потока частично преобразуется в потенциальную энергию давления. Затем вода поступает к следующему рабочему колесу. Процесс повторяется на каждой ступени, что обеспечивает суммирование напора. Таким образом, общий напор насоса равен сумме напоров, создаваемых каждой ступенью при данном расходе.

Основные рабочие параметры насосов НВМ определяются их типоразмером и количеством ступеней. Параметры взаимосвязаны и отображены на напорно-расходных характеристиках (HQ-характеристиках).

Маркировка и типоразмерный ряд

Маркировка насосов НВМ осуществляется по следующему принципу: НВМ Х-Х-Х.

Первая цифра: Номинальная подача насоса (м³/ч), округленная.
Вторая цифра: Номинальный напор на одну ступень (м).
Третья цифра: Количество рабочих ступеней.

Пример: НВМ 1,5-40-75 – насос винтовой многосекционный с подачей 1.5 м³/ч, напором одной ступени 40 м, количеством ступеней 75. Общий номинальный напор = 40 м

75 = 3000 м.

Технические характеристики основных моделей

Модель	Подача, м³/ч	Напор на ступень, м	Диапазон количества ступеней	Мощность ПЭД, кВт	Наружный диаметр корпуса, мм
НВМ 0,5-40	0.5	40	5 — 85	0.55 — 3.0	96
НВМ 1,5-40	1.5	40	5 — 125	1.1 — 7.5	102
НВМ 3-40	3.0	40	5 — 100	1.5 — 11.0	112
НВМ 5-40	5.0	40	5 — 80	2.2 — 15.0	125
НВМ 10-40	10.0	40	5 — 60	4.0 — 22.0	140

Требования к условиям эксплуатации и монтажу

Для обеспечения долговечной и безотказной работы насосов НВМ необходимо строго соблюдать регламентированные условия:

Качество перекачиваемой среды: Температура воды от +5 до +35°C. Жесткость не более 7 мг-экв/л. Содержание хлоридов не более 250 мг/л, сульфатов не более 500 мг/л. Отсутствие абразивных веществ и агрессивных компонентов.
Требования к скважине: Диаметр обсадной колонны должен быть не менее чем на 10-20 мм больше номинального диаметра насоса. Скважина должна быть прямой, без резких изгибов. Обязательна установка на оголовке скважины стационарного заземляющего устройства.
Электропитание и управление: Питание трехфазное, переменное, напряжением 380В (±5%), частотой 50 Гц. Обязательно применение комплектного шкафа управления, обеспечивающего плавный пуск, защиту от перегрузки по току, «сухого хода», перекоса и обрыва фаз, контроль изоляции.
Монтаж: Насос подвешивается на напорной трубе (полиэтиленовой, стальной или нержавеющей) с помощью монтажного хомута. Запрещается использовать для подвеса кабель или трос. Кабель питания марки КВВ или аналогичный крепится к трубе хомутами с шагом 2-3 метра. Минимальное погружение под динамический уровень воды – не менее 3 метров, рекомендуемое – 10-30 метров.

Сравнение с насосами других типов (ЭЦВ, СП)

Насосы НВМ занимают нишу между высоконапорными, но менее эффективными при переменном режиме работы вихревыми насосами и более дорогими, специализированными насосами ЭЦВ (для скважин с повышенным содержанием песка).

НВМ vs ЭЦВ: Насосы ЭЦВ часто имеют рабочие колеса открытого типа и более износостойкие материалы, что позволяет им работать в слабообводненных скважинах. НВМ предназначены для чистой воды, но при этом, как правило, имеют более высокий КПД в своем диапазоне работ и модульную конструкцию, упрощающую подбор и ремонт.
НВМ vs Поверхностные насосы: Погружное исполнение НВМ исключает проблемы кавитации, характерные для поверхностных насосов при большой глубине всасывания, и позволяет откачивать воду с больших глубин (сотни метров).

Техническое обслуживание и типовые неисправности

Плановое обслуживание включает контроль силы тока, напряжения, дебета скважины и производительности насоса. К типовым неисправностям относятся:

Снижение производительности и напора: Причина – износ рабочих колес и диффузоров, засорение фильтра или напорного трубопровода, увеличение количества ступеней сверх необходимого (работа в левой части характеристики).
Повышенное энергопотребление и перегрев: Причина – работа в режиме перегрузки из-за заклинивания вала, запесочивания, повышенного содержания солей (отложения), неправильного подбора агрегата.
Вибрация и шум: Износ радиальных подшипников (втулок), разбалансировка ротора вследствие износа, попадание абразивных частиц.
Срабатывание тепловой защиты: Неправильное напряжение в сети, «сухой ход», перегрузка насоса, неисправность обмотки статора двигателя.

Ремонт заключается в подъеме агрегата, разборке и замене изношенных пар (колесо-диффузор), втулок, сальников. При повреждении электродвигателя, как правило, производится его замена на исправный.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как правильно подобрать насос НВМ для скважины?

Подбор осуществляется на основе паспортных данных скважины (статический и динамический уровень, дебит, диаметр обсадной колонны) и требуемых параметров водопотребления (расход и напор в системе). Необходимо построить характеристику системы и подобрать насос так, чтобы его рабочая точка (пересечение его HQ-характеристики и характеристики системы) находилась в зоне максимального КПД агрегата. Диаметр насоса должен быть меньше внутреннего диаметра обсадной трубы. Подача насоса не должна превышать дебит скважины.

Можно ли использовать НВМ для перекачки воды с песком?

Нет, это категорически не рекомендуется. Содержание песка и абразивных частиц свыше 0,01% (100 г/м³) приводит к интенсивному износу рабочих колес, диффузоров и подшипниковых узлов, что в разы сокращает ресурс насоса. Для скважин с песком следует применять специальные модели, например, насосы типа ЭЦВ с износостойкими материалами.

Что такое «сухой ход» и чем он опасен для НВМ?

«Сухой ход» – это работа насоса без перекачиваемой жидкости. Вода для погружного электродвигателя НВМ служит охлаждающей средой. При отсутствии воды двигатель перегревается за десятки секунд, что приводит к межвитковому замыканию обмоток статора и выходу его из строя. Кроме того, при работе без воды ухудшаются условия смазки подшипников скольжения. Обязательна установка реле защиты от «сухого хода», контролирующего уровень или давление.

Как часто нужно проводить обслуживание насоса НВМ?

При правильной эксплуатации в номинальном режиме и с водой, соответствующей паспортным требованиям, межремонтный интервал может составлять 2-5 лет. Профилактический осмотр (контроль параметров) рекомендуется проводить не реже 1 раза в 6 месяцев. Фактическая частота обслуживания зависит от интенсивности работы и жесткости воды (образования отложений).

Почему насос выдает меньший напор, чем расчетный?

Возможные причины: 1) Падение напряжения в сети; 2) Засорение фильтра или трубопровода; 3) Износ рабочих органов насоса; 4) Неучтенная высота потерь напора в трубопроводе (особенно при большой длине горизонтальных участков); 5) Неправильное определение динамического уровня скважины (насос работает с большим, чем расчетное, погружением).

Каким кабелем подключать насос НВМ и как его защитить?

Для подключения используется специальный водопогружной кабель марок КВВ, КВВ-В, КВВ-П и т.п., с сечением жил, соответствующим пусковому току двигателя (указывается в паспорте). Кабель должен быть надежно прикреплен к напорной трубе. На поверхности кабель защищается от механических повреждений и УФ-излучения. Ввод в шкаф управления должен быть герметизирован.

Заключение

Насосы типа НВМ являются надежным и эффективным решением для организации автономного водоснабжения из глубоких скважин с чистой водой. Их модульная многоступенчатая конструкция обеспечивает гибкость в достижении требуемых напорных характеристик. Ключевыми факторами долговечности являются строгое соответствие условиям эксплуатации, грамотный подбор под конкретную гидросистему, качественный монтаж и применение полного комплекта защитной автоматики. Понимание конструкции, принципа работы и типовых неисправностей данных агрегатов позволяет специалистам эксплуатировать их с максимальной эффективностью и минимизировать затраты на ремонт и простои.