Насосы повысительные горизонтальные

Добавлено 30.10.2025

Насосы повысительные горизонтальные: конструкция, принцип действия, сферы применения и критерии выбора

Горизонтальные повысительные насосы представляют собой класс центробежных насосов с горизонтальным расположением вала, основное функциональное назначение которых – повышение давления (напора) жидкости в стационарных системах водоснабжения, отопления, пожаротушения и технологических линиях. Они являются ключевым элементом насосных станций, обеспечивающим требуемые гидравлические параметры в системах, где давления источника (магистральной сети, скважины, резервуара) недостаточно для корректной работы конечного оборудования или обеспечения расчетного расхода в удаленных и высоко расположенных точках водоразбора.

Конструктивные особенности и основные компоненты

Конструкция горизонтального повысительного насоса базируется на классической схеме консольного центробежного насоса (тип К). Ее ключевые элементы:

Корпус (спиральный отвод, улитка): Изготавливается из чугуна, бронзы, нержавеющей стали или термопластов. Предназначен для преобразования кинетической энергии потока в потенциальную (давление) и направления жидкости к напорному патрубку.
Рабочее колесо: Основной рабочий орган. Может быть закрытого (с двумя дисками и лопастями между ними) или открытого типа. Материал – чугун, латунь, нержавеющая сталь, полимеры. Передает энергию от вращающегося вала жидкости, создавая ее движение и повышая давление.
Вал: Передает крутящий момент от двигателя к рабочему колесу. Изготавливается из высокопрочной стали, часто с защитными покрытиями в зоне уплотнений.
Опорный кронштейн (стойка): Служит опорой для вала через подшипниковый узел и для соединения с электродвигателем.
Уплотнение вала: Критически важный узел, предотвращающий утечку перекачиваемой среды. Применяются два основных типа:
- Сальниковое уплотнение: Традиционное, требует периодической подтяжки и обслуживания.
- Торцевое механическое уплотнение (ТМУ): Современное, более надежное, с минимальными утечками. Может быть одинарным, двойным, с промывкой.
Подшипниковый узел: Обычно включает радиальные и упорные шарикоподшипники, смазываемые консистентной смазкой или маслом.
Фланцы присоединительные: Стандартизированы (по ГОСТ, DIN, ISO). Входной патрубок, как правило, имеет больший диаметр, чем напорный, для улучшения условий всасывания.

Принцип действия и рабочие характеристики

Принцип действия основан на преобразовании механической энергии двигателя в кинетическую и потенциальную энергию жидкости. Вращение рабочего колеса создает центробежную силу, отбрасывающую жидкость от центра к периферии, где она собирается в спиральной камере корпуса. На выходе из колеса создается зона повышенного давления, а в центре – разрежение, обеспечивающее непрерывный подток жидкости через всасывающий патрубок.

Основные рабочие параметры насоса описываются его характеристикой – зависимостью напора (H), потребляемой мощности (N), коэффициента полезного действия (КПД, η) и допустимого кавитационного запаса (NPSH) от подачи (Q) при постоянной частоте вращения.

**Пример типовых параметров горизонтальных повысительных насосов для систем водоснабжения**
Модель (пример)	Подача (Q), м³/ч	Напор (H), м	Частота вращения, об/мин	Мощность двигателя, кВт	Материал проточной части
Насос 1.5/30	1.5	30	2900	0.55	Чугун
Насос 25/40	25	40	2900	5.5	Чугун/Нерж. сталь
Насос 100/33	100	33	1450	15	Чугун

Классификация и типы горизонтальных повысительных насосов

По количеству ступеней:
- Одноступенчатые: Одно рабочее колесо. Компактны, просты, для средних напоров.
- Многоступенчатые (секционные): Несколько колес, последовательно расположенных на валу. Каждая ступень увеличивает общий напор. Применяются для создания высокого давления при ограниченной подаче.
По типу соединения с двигателем:
- Муфтовые (соединение через упругую муфту): Насос и двигатель на общей раме, вал насоса и двигателя разделены. Требуют центровки.
- Моноблочные: Рабочее колесо насоса насажено на удлиненный вал электродвигателя. Компактная конструкция, не требует центровки.
По типу управления:
- С постоянной скоростью (подключение через простой пускатель).
- С частотным регулированием (в составе насосной станции или с отдельным ЧРП). Позволяет плавно изменять производительность, поддерживая постоянное давление, что значительно экономит электроэнергию.

Сферы применения и особенности эксплуатации

Горизонтальные повысительные насосы используются в следующих системах:

Холодное и горячее водоснабжение (ХВС и ГВС) жилых, коммерческих и промышленных зданий. Требования к материалам для ГВС: стойкость к температурам до +110°C, для питьевой воды – гигиенические сертификаты.
Системы отопления (циркуляционные насосы, хотя чаще используются компактные «ин-лайн» модели, но горизонтальные исполнения также распространены для больших расходов).
Системы пожаротушения (пожарные насосы). Отличаются повышенной надежностью, должны соответствовать строгим нормам (например, ГОСТ Р 53288).
Поливочные и оросительные системы.
Технологические линии в промышленности для перекачки различных жидкостей (с учетом химической стойкости материалов насоса).

Критерии выбора горизонтального повысительного насоса

Выбор осуществляется на основе гидравлического расчета системы. Ключевые шаги:

Определение требуемой подачи (Q): Суммарный расчетный расход воды всеми потребителями с учетом коэффициентов одновременности.
Определение требуемого напора (H): H = H_гео + H_пот + H_св + H_вв, где:
- H_гео – геодезическая высота подъема от точки забора до самой высокой точки водоразбора.
- H_пот – потери давления в трубопроводах (трение, местные сопротивления).
- H_св – свободный напор в конечной точке (по нормам, обычно 2-3 бар или 20-30 м.вод.ст.).
- H_вв – потери на всасывающей линии (критично для самовсасывающих моделей).
Анализ характеристик сети: Построение кривой гидравлического сопротивления системы. Точка пересечения этой кривой с характеристикой насоса является его рабочей точкой. Она должна находиться в зоне максимального КПД насоса.
Выбор материала в зависимости от свойств перекачиваемой среды (чистота, агрессивность, температура, абразивность).
Выбор типа уплотнения: ТМУ – для чистых жидкостей, минимального обслуживания; сальник – для сред с абразивами, где возможно попадание частиц в ТМУ.
Резервирование: Для систем, где недопустимы перерывы в подаче (пожарные, технологические), предусматривают установку насосов по схеме «рабочий + резервный» или «несколько рабочих параллельно».

Монтаж, обвязка и требования к эксплуатации

Правильный монтаж определяет долговечность работы. Основные правила:

Насос устанавливается на жесткое, ровное, виброизолированное основание (фундамент, рама).
Трубопроводы к насосу не должны создавать механических напряжений. Необходимо использовать независимые опоры.
Обязательна установка запорной арматуры до и после насоса, обратного клапана на напорном трубопроводе для защиты от гидроудара при остановке.
На всасывающем трубопроводе рекомендуется установка манометра, фильтра грубой очистки (грязевика). На напорном – манометра, предохранительного клапана.
Для удаления воздуха из корпуса насоса предусматривают краны или автоматические воздухоотводчики.
Электропитание должно соответствовать параметрам двигателя, с обязательным заземлением и защитой от токов короткого замыкания и перегрузки.
Перед первым пуском необходима проверка направления вращения вала («на холостом ходу»), центровки валов (для муфтовых насосов) и заполнение насоса перекачиваемой средой.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем горизонтальный повысительный насос принципиально отличается от вертикального многоступенчатого?

Горизонтальные насосы, как правило, имеют более легкий доступ для обслуживания (подшипниковые узлы, уплотнения расположены на уровне пола), часто ремонтопригодны на месте. Вертикальные многоступенчатые насосы (типа «ин-лайн») занимают меньшую площадь, но для ремонта часто требуют демонтажа всего агрегата. Выбор зависит от условий размещения насосной станции и требований к обслуживанию.

Как бороться с кавитацией в повысительном насосе?

Кавитация (вскипание жидкости с образованием пузырьков в зоне низкого давления на входе в колесо) разрушает проточную часть. Для ее предотвращения необходимо обеспечить достаточный кавитационный запас (NPSH_дост) со стороны системы, который должен превышать требуемый кавитационный запас насоса (NPSH_тр). NPSH_дост увеличивается путем:

Повышения давления на входе (поднятие уровня в питающем баке).
Уменьшения гидравлических потерь на всасывающем участке (увеличение диаметра трубопровода, минимизация колен и арматуры).
Снижения температуры перекачиваемой жидкости.

Что предпочтительнее для системы с переменным расходом: несколько насосов или один с ЧРП?

Для систем с широким диапазоном изменения расхода (например, водоснабжение многоэтажного дома) наиболее энергоэффективным решением является каскадное управление несколькими насосами с одним или несколькими ЧРП. При малых расходах работает один насос с частотным регулированием, при увеличении потребления он переходит на фиксированную частоту, и подключаются дополнительные насосы, также с регулированием. Это позволяет избежать работы насосов в неэффективных зонах и существенно экономить электроэнергию.

Как правильно подобрать материал уплотнения вала (ТМУ)?

Выбор пары трения ТМУ зависит от среды:

Чистая холодная и горячая вода: Керамика/графит, карбид кремния/графит.
Агрессивные среды (кислоты, щелочи): Карбид вольфрама/карбид вольфрама, специализированные керамики/PTFE.
Среды с абразивными включениями: В таких случаях иногда предпочтительнее сальниковое уплотнение с промывкой чистой водой, либо специальные ТМУ с защитой от абразива.

Конкретную рекомендацию дает производитель насоса на основании полного состава перекачиваемой жидкости.

Как часто требуется техническое обслуживание горизонтального повысительного насоса?

Периодичность ТО регламентируется производителем и условиями эксплуатации. Типовой график включает:

Ежедневно (визуально): Проверка на вибрацию, шум, утечки, показаний манометров.
Ежемесячно: Контроль состояния смазки в подшипниковых узлах (при необходимости – пополнение), проверка затяжки фундаментных болтов.
Раз в 6-12 месяцев (в зависимости от наработки): Контроль центровки (для муфтовых насосов), проверка износа уплотнений, замена смазки.
Капитальный ремонт (раз в несколько лет): Замена изношенных деталей проточной части (колеса, уплотнительные кольца), подшипников, ТМУ, балансировка ротора.

Работа насоса «на сухую» недопустима и приводит к мгновенному выходу из строя.

Заключение

Горизонтальные повысительные насосы остаются основным технологическим решением для создания и поддержания давления в стационарных инженерных системах. Их надежность, ремонтопригодность и широкий диапазон рабочих параметров обеспечивают им устойчивые позиции на рынке. Корректный подбор, основанный на детальном гидравлическом расчете, учете свойств перекачиваемой среды и грамотный монтаж с обвязкой являются обязательными условиями для долговечной, энергоэффективной и безотказной работы насосного оборудования в составе ответственных систем водоснабжения, отопления и пожаротушения. Современные тенденции ведут к интеграции этих насосов в комплексные автоматизированные станции с частотным регулированием и удаленным мониторингом параметров.

Насосы повысительные горизонтальные