Насосы СМ 200-150 (Ду=200мм, Ду=150мм)
Насосы СМ 200-150: технические характеристики, устройство, применение и монтаж
Насосы типа СМ 200-150 представляют собой центробежные, горизонтальные, консольные, моноблочные насосы одноступенчатого типа с односторонним подводом рабочего колеса. Обозначение расшифровывается следующим образом: СМ – насос секционный, моноблочный (хотя в современной трактовке закрепилось как «специальный, моноблочный»), 200 – диаметр входного патрубка в миллиметрах (Ду=200 мм), 150 – диаметр выходного патрубка в миллиметрах (Ду=150 мм). Агрегаты данного типа предназначены для перекачивания чистых, химически неагрессивных по отношению к материалам проточной части жидкостей с температурой до 85°C, содержащих твердые включения размером до 0.2 мм и объемной концентрацией до 0.1%. Основные сферы применения – системы водоснабжения, ирригации, циркуляции в технологических процессах, противопожарные системы, а также объекты коммунального и промышленного хозяйства.
Конструктивное устройство и принцип работы
Конструкция насоса СМ 200-150 является классическим примером моноблочного исполнения, где рабочее колесо насоса расположено на удлиненном валу стандартного асинхронного электродвигателя. Это ключевая особенность, устраняющая необходимость в отдельных опорах вала, муфтовом соединении и выверке соосности, что существенно упрощает монтаж и обслуживание.
Основные узлы и компоненты:
- Корпус насоса (спиральная камера): Изготавливается из чугуна СЧ20. Имеет фланцевые присоединительные патрубки по ГОСТ 12815-80 (Ду200 на входе, Ду150 на выходе). Внутренняя полость спроектирована для эффективного преобразования кинетической энергии потока в давление с минимальными гидравлическими потерями.
- Рабочее колесо: Закрытого типа, из чугуна или, в отдельных исполнениях, из латуни. Колесо динамически сбалансировано, крепится на валу двигателя с помощью шпонки и стопорной гайки. Конструкция лопастей обеспечивает требуемые напорно-расходные характеристики.
- Уплотнение вала: В базовом исполнении используется торцовое (механическое) уплотнение, более надежное и долговечное по сравнению с сальниковой набивкой. Возможны варианты исполнения с одинарным или двойным торцовым уплотнением в зависимости от условий работы (например, для горячей воды).
- Опорный кронштейн (станина): Литая чугунная конструкция, служащая для крепления корпуса насоса к фундаменту и обеспечения жесткости узла. Имеет регулировочные прокладки для точной установки.
- Электродвигатель: Асинхронный, трехфазный, общепромышленного исполнения (например, серии АИР). Степень защиты – IP54 или IP55, класс изоляции – F. Мощность и частота вращения (обычно 1500 или 3000 об/мин) подбираются под конкретную рабочую точку на характеристике насоса.
- СМ 200-150-…: Различные марки рабочих колес (например, 400, 400/2, 500), определяющие положение рабочей характеристики.
- Исполнение по уплотнению: С одинарным (СТ) или двойным (2Т) торцовым уплотнением, реже – с сальниковой камерой (СН).
- Исполнение для температуры: Стандартное (до 85°C) и для повышенных температур (с охлаждением камеры уплотнения и соответствующими материалами).
- Материалы проточной части: Базовое – чугун. По заказу возможно исполнение с рабочим колесом из латуни или нержавеющей стали для работы с водой с особыми свойствами.
- Фундамент: Должен быть жестким, массивным (в 1.5-2 раза тяжелее насоса), виброизолированным от строительных конструкций. Верхняя плоскость выверяется по уровню.
- Обвязка трубопроводами: На всасывающем трубопроводе обязательна установка фильтра-грязевика. Диаметр всасывающего трубопровода не должен быть меньше Ду200. Трубопроводы должны иметь независимые опоры, чтобы нагрузка не передавалась на корпус насоса. На напорной линии устанавливается обратный клапан и задвижка.
- Электрические подключения: Должны выполняться в соответствии с ПУЭ. Обязательно наличие устройств защиты от токов короткого замыкания и перегрузки (автоматический выключатель, тепловое реле). Требуется надежное заземление.
- Пусконаладка: Перед первым пуском насос необходимо заполнить перекачиваемой жидкостью, стравить воздух через воздухоотводчик. Запрещен пуск при закрытой задвижке на напоре более чем на 2-3 минуты. Вращение вала должно соответствовать направлению стрелки на корпусе.
Принцип работы основан на передаче кинетической энергии от вращающегося рабочего колеса перекачиваемой жидкости. Жидкость, поступающая через осевой всасывающий патрубок, попадает на лопасти колеса, где под действием центробежной силы отбрасывается к периферии и нагнетается в спиральную камеру и далее в напорный трубопровод. В центре колеса создается разрежение, обеспечивающее непрерывный подвод новой порции жидкости.
Основные технические характеристики и параметры
Характеристики насоса определяются конкретной модификацией (маркой колеса) и частотой вращения вала. Ниже приведены усредненные данные для насосов СМ 200-150.
| Параметр | Значение / Диапазон | Примечание |
|---|---|---|
| Подача (Q) | до 400 м³/ч | Зависит от напора и марки колеса |
| Напор (H) | до 50 м.вод.ст. | Зависит от подачи и марки колеса |
| Допустимый кавитационный запас (NPSHдоп) | 4.0 — 5.0 м | Критически важен для правильного всасывания |
| Номинальная мощность электродвигателя | от 45 до 110 кВт | Подбирается под рабочую точку Q-H |
| Частота вращения | 1500 или 3000 об/мин | 1500 об/мин – для больших подач, 3000 – для высоких напоров |
| Масса агрегата | 450 — 800 кг | Зависит от мощности двигателя |
Рабочая характеристика насоса (кривая Q-H) имеет падающий вид. Выбор насоса осуществляется таким образом, чтобы требуемая рабочая точка (расход и напор) находилась в зоне максимального КПД агрегата, который для СМ 200-150 может достигать 78-82%.
Комплектация, модификации и варианты исполнения
Базовый насос СМ 200-150 может поставляться в различных климатических исполнениях (У, УХЛ, Т). Кроме того, существуют модификации, адаптированные под специфические задачи:
В стандартную комплектацию, как правило, входят: насосный агрегат в сборе, комплект фундаментных болтов, паспорт и руководство по эксплуатации. Запорная арматура, обратные клапаны, манометры и входные фильтры поставляются отдельно.
Требования к монтажу и эксплуатации
Правильный монтаж – залог долговечной и надежной работы насоса. Ключевые требования:
Эксплуатация требует регулярного контроля за вибрацией, уровнем шума, температурой подшипников двигателя и токовой нагрузкой. Плановое техническое обслуживание включает подтяжку крепежных соединений, проверку состояния уплотнения и очистку фильтра.
Типовые неисправности, их причины и методы устранения
| Неисправность | Вероятная причина | Способ устранения |
|---|---|---|
| Насос не создает давление, нет подачи | Не заполнен жидкостью, засорен всасывающий фильтр, вращение в обратную сторону, высокий кавитационный запас на всасывании. | Заполнить корпус, очистить фильтр, проверить фазировку двигателя, проверить высоту всасывания и сопротивление всасывающего трубопровода. |
| Недостаточная подача или напор | Износ рабочего колеса или уплотнительных колец, засорение проточной части, завышенное сопротивление сети. | Проверить износ деталей, произвести очистку, проверить состояние и настройку сетевой арматуры. |
| Сильная вибрация и шум | Кавитация, износ подшипников двигателя, нарушение центровки (для немоноблочных аналогов), ослабление фундаментных болтов. | Проверить условия на всасывании, заменить подшипники, проверить и подтянуть крепления. |
| Течь через уплотнение вала | Износ или повреждение торцевого уплотнения, неправильная установка. | Заменить уплотнение в сборе, соблюдая инструкцию по монтажу. |
| Перегрев электродвигателя | Перегрузка по току (работа в нерасчетной точке), ухудшение условий охлаждения, проблемы в сети. | Проверить рабочую точку, очистить двигатель от пыли, проверить напряжение и симметрию фаз. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное преимущество моноблочной конструкции СМ?
Главное преимущество – отсутствие муфтового соединения и необходимости точной центровки валов насоса и двигателя. Это сокращает время монтажа, уменьшает общую длину агрегата, снижает риск вибраций, связанных с нарушением центровки.
Как правильно подобрать марку рабочего колеса для СМ 200-150?
Марка колеса (например, 400, 500) определяет положение кривой Q-H. Подбор осуществляется по каталогу производителя или программе подбора: необходимо знать требуемые параметры (подачу Q в м³/ч и напор H в м), построить рабочую точку на сводном графике характеристик разных марок колес и выбрать ту, чья кривая проходит через эту точку или ближе всего к зоне максимального КПД.
Каков допустимый кавитационный запас и как обеспечить его выполнение?
Для СМ 200-150 NPSHдоп обычно составляет 4.0-5.0 м. Для выполнения условия необходимо, чтобы доступный кавитационный запас системы (NPSHдост) был больше этого значения. NPSHдост рассчитывается по формуле: NPSHдост = (Pатм — Pнп)/ρg ± Hг — Hпот, где Hг – геометрическая высота всасывания (со знаком «+» если уровень ниже насоса), Hпот – потери во всасывающем трубопроводе. Для увеличения NPSHдост необходимо минимизировать высоту всасывания, увеличить диаметр всасывающего трубопровода, сократить его длину и количество местных сопротивлений (отводы, клапаны).
Можно ли использовать насос СМ 200-150 для перекачивания горячей воды (свыше 85°C)?
Нет, в стандартном исполнении – нельзя. Для температур теплоносителя выше 85°C (например, в системах теплоснабжения) необходимо заказывать специальное исполнение насоса, которое включает: двигатель с соответствующим классом изоляции, систему охлаждения камеры торцового уплотнения, возможно, иные материалы уплотнений. Работа стандартного насоса на горячей воде приведет к перегреву двигателя, разрушению уплотнения и выходу из строя.
Как часто требуется проводить техническое обслуживание насоса?
Регламент ТО устанавливается производителем в руководстве по эксплуатации. В общем случае, ежесменно следует контролировать ток нагрузки, вибрацию, температуру. Ежеквартально – проверять затяжку фундаментных и фланцевых болтов, состояние трубной обвязки. Ежегодно – проводить комплексную проверку: диагностику состояния подшипников двигателя, оценку износа уплотнения и рабочих колес (при возможности), очистку всех элементов. Межремонтный интервал при правильной эксплуатации составляет 3-5 лет.
Чем отличается СМ 200-150 от насосов типа К?
Насосы типа К (консольные) имеют отдельный от двигателя корпус насоса с собственными опорами и валом, который соединяется с двигателем через упругую муфту. Это требует выверки соосности, увеличивает габариты и массу установки. Насосы СМ (моноблочные) компактнее, проще в монтаже, но ремонтопригодность у них несколько ниже, так как для замены уплотнения или колеса часто требуется демонтаж всего агрегата с двигателем. Также в насосах типа К возможна более легкая замена двигателя на другой по мощности без замены гидравлической части.
Заключение
Насос СМ 200-150 является надежным, проверенным решением для задач перекачивания больших объемов воды в промышленных и коммунальных системах. Его моноблочная конструкция обеспечивает простоту монтажа и обслуживания, а широкий ряд модификаций по характеристикам и исполнениям позволяет гибко подбирать агрегат под конкретные технологические условия. Успешная и долговременная эксплуатация напрямую зависит от корректного подбора по параметрам Q-H и NPSH, качественного монтажа с учетом всех требований по обвязке и фундаменту, а также от соблюдения регламентов планового технического обслуживания. Понимание конструкции, принципа работы и типовых неисправностей данного оборудования позволяет эксплуатирующему персоналу минимизировать downtime и поддерживать высокую эффективность работы насосных систем.