При точном соблюдении инструкции можно избежать повреждений при работе насоса. Как разнообразны условия эксплуатации насосов, так и различны неисправности, появляющиеся во время их эксплуатации.
Очень трудно дать какие-либо конкретные рекомендации для выявления и устранения всякого рода повреждений. Очень редко причина повреждения содержится в самом насосе. Поэтому насос следует разбирать лишь тогда, когда другие меры не привели к устранению неисправности.
Ниже мы остановимся на некоторых основных условиях, которые следует соблюдать при эксплуатации центробежных насосов.
При неполном заполнении центробежный насос не подает жидкость или же подает ее с шумом.
Очень важно обеспечить полное заполнение насоса перед эксплуатацией. В этом случае необходимо открыть находящиеся на корпусе насоса воздуховыпускные устройства. Затем заполнить жидкостью насос и всасывающую трубу до тех пор, пока из них полностью не будет удален воздух.
Засорение всасывающего трубопровода, защитной сетки или рабочего колеса приводит к уменьшению напора. В некоторых случаях это может привести к разрыву сплошности потока на стороне всасывания насоса.
Закупоривание рабочего колеса можно предотвратить установкой во всасывающем трубопроводе защитных сеток, решеток, грубых и гравийных фильтров. Если при использовании насоса, несмотря на правильное его заполнение, не будет достигнута гарантированная подача, то вполне возможно, что не совпадает общая высота напора с параметрами насоса. Это можно проверить при помощи манометров или вакуумметров, установленных на всасывающем и напорном патрубках. Если по показаниям приборов преодолеваемая высота напора больше, чем напор насоса то необходимо увеличить, если возможно, частоту вращения или установить более крупное рабочее колесо.
Если преодолеваемая высота напора меньше, то по характеристике центробежных насосов (кроме пропеллерных) происходит увеличение подачи и мощности на валу насоса. Именно в этом случае возникает опасность перегрузки приводного двигателя.
Источник этого несоответствия можно устранить, уменьшив режим работы при помощи задвижки на напорном трубопроводе.
Особое внимание следует обращать на соответствие направления вращения вала насоса заданному. Неправильное направление вращения приводит к неисправностям насоса в результате ослабления затяжки рабочего колеса или гайки на валу, а это в свою очередь вызывает повреждение элементов корпуса насоса. Данное явление приводит также к заклиниванию вала насоса.
Недопустимые условия со стороны всасывающего патрубка часто являются причиной поломок при эксплуатации насосов.
Если превысить допустимую вакуумметрическую высоту всасывания или максимальную геометрическую высоту всасывания насоса, то это может повлечь за собой разрыв сплошности потока или по меньшей мере вызвать кавитацию, а также сильное снижение мощности. Поэтому при работе насоса необходимо следить за тем, чтобы не была превышена допустимая высота всасывания (кавитационный запас).
Максимальная высота всасывания сильно зависит от температуры перекачиваемой жидкости, от потерь на трение и изгибы трубопровода, а также от скорости (диаметра) во всасывающем трубопроводе.
Повышение температуры перекачиваемой жидкости уменьшает высоту всасывания, поскольку с увеличением температуры увеличивается давление парообразования.
Чтобы сократить потери на трение и изгибы со стороны всасывающего трубопровода, его надо делать коротким и широким, без лишних вставных элементов. Забитая приемная сетка и трудно открывающийся клапан сильно увеличивают потери энергии. В связи с тем, что потери на трение и скоростной напор зависят от скорости во всасывающем трубопроводе, в лопастных насосах диаметр всасывающего патрубка по сравнению с диаметром напорного, как правило, больше. Если нельзя обойтись без излишне длинного подающего трубопровода, то нужно увеличить его номинальный внутренний диаметр по сравнению с диаметром всасывающего патрубка.
Чтобы избежать образования воздушных мешков в насосе необходимо выполнять эксцентричный переходник.
Избыточное давление на входе, потери и скоростной напор, зависят от изменяющегося противодавления и подачи соответственно характеристике насоса. Гарантийную высоту всасывания указывают лишь для режима работы, приведенного в паспорте насоса.
Если уже на недогрузочных режимах имеет место повышение максимально допустимой высоты всасывания до определенных пределов, то при известных условиях при увеличении подачи допустимая высота будет значительно превышена. Если насос заказывают со слишком большим запасом по напору, то в эксплуатации он будет не очень надежен.
При высоком давлении парообразования или когда оно равно давлению в емкости следует предусмотреть избыточное давление на входе. Подпор должен быть больше, чем возникающие на пути до насоса потери на трение. Величина подпора зависит как от температуры перекачиваемой жидкости, так и от подачи и частоты вращения, и необходимо ее всегда выдерживать, чтобы гарантировать безупречную работу насоса. Лучше обеспечивать необходимый подпор, увеличивая давление в резервуаре путем образования воздушной подушки.
Если нельзя, по определенным причинам, обойтись без прокладки длинных труб, то необходимо уложить всасывающую линию с постоянным наклоном в сторону насоса для предотвращения образования воздушных пробок. Если это требование по каким-то причинам неосуществимо, то следует обеспечить отсос воздуха в наивысшей точке всасывающего трубопровода. Чтобы нигде не было подсоса воздуха, всасывающая труба в любом случае должна быть герметичной. Конец трубы должен быть погружен в жидкость минимум на 0,8м, чтобы недопустить возможного подсоса воздуха.
Если перекачиваемая жидкость содержит воздух или газ, то следует удалять их при помощи деаэратора или вакуумного насоса.
Напорный трубопровод в любом случае следует оснастить запирающей задвижкой (кроме полуавтоматических установок и осевых насосов), поскольку центробежные насосы включают и останавливают в основном при закрытой задвижке на напорном трубопроводе. Это запирающее устройство необходимо для регулирования подачи, а также для беспрепятственного отключения насоса от напорной магистрали во время ремонта. При напорах свыше 10,0-15,0м необходимо установить обратный клапан, который располагают между напорным патрубком и задвижкой на напорном трубопроводе. Этот клапан препятствует обратному току перекачиваемой жидкости при резкой остановке насоса и защищает всасывающий трубопровод от гидравлического удара. При поломке обратного клапана или при его отсутствии возникает опасность обратного вращения вала насоса, что может привести к тяжелым повреждениям: разрушению агрегата, отсутствию смазки, ослаблению крепления вращаяющихся и неподвижных деталей. В связи с этим надо следить за работоспособностью обратного клапана.
Очень частым источником повреждений центробежных насосов является плохой уход и обслуживание сальников.
Долговечность набивки сальника зависит в основном от плавной работы насоса.
Неравномерное вращение или работа вала с биениями вызывает дополнительные нагрузки на сальниковую набивку.
Чрезмерное подтягивание крышки сальника приводит к сухому трению и выгоранию сальниковой набивки. Чтобы набивка выполняла свое уплотняющее назначение, она должна быть достаточно влажной. Капельное протекание через сальниковую набивку говорит о его нормальной работе. Долговечная работа втулки сальника снижается из-за быстрого износа при недостаточно влажной набивке и сильной затяжке сальника. При возникновении сильного нагревания может произойти выход втулки сальника из строя, если втулка и вал насоса изготовлены из материалов, имеющих различные коэффициенты линейного расширения.
Нз практике очень часто допускают ошибку, заменяя в сальнике не все уплотнительные кольца. Кольца, оставшиеся в сальниковой набивке, очень сухие и твердые, поскольку снижающие трение компоненты колец полностью выработаны. Изменение формы уплотнительных колец с помощью молотка недопустимо, так как приводит к, уменьшению упругости набивки и этим самым снижает ее работоспособность.
При эксплуатации торцовых уплотнений особенно важна спокойная работа вала насоса. Если вал работает неравномерно или с биениями, то на уплотнительных поверхностях появляются следы интенсивного изнашивания, что приводит к преждевременной потере торцовым уплотнением своих уплотнительных свойств.
Некачественное центрирование приводного двигателя и насоса вызывает усиленное изнашивание сальников и подшипников. Центробежные насосы в большинстве случаев непосредственно соединяют с приводным двигателем. Применяемые упругие муфты должны передавать только крутящий момент от привода к насосу, но не компенсировать погрешности монтажа. Поэтому необходимо устанавливать валы на одинаковой высоте и обеспечивать безупречную соосность.
Подтягивание трубопроводов к насосу, неперпендикулярность подсоединения трубопроводов к патрубкам насоса, недостаточность опоры трубопроводов при монтаже недопустимы. Вследствие чрезмерного подтягивания трубопроводов к насосному агрегату может произойти излом фланцев патрубков, разрушение муфты, работы вала с вибрацией, а все это нарушает работу концевых уплотнений.
Перед началом работы насоса его необходимо полностью заполнить водой и спустить воздух через воздухоспускное устройство. Если в корпусе останется воздух, то может полностью отсутствовать напор на подающем трубопроводе, или же будет слабый напор сопровождающийся шумами при работе.
Уменьшение номинального напора насоса может быть вызвана засорением всасывающего трубопровода, сетчатого фильтра или лопастей рабочего колеса. Что бы предотвратить засорение лопастей, на всасывающем трубопроводе необходимо устанавливать фильтры грубой очистки.
Напор насоса (м) — это энергия, которую получает жидкость весом 1 Ньютон при прохождении через насос. Обычно напор рассматривают с геометрической точки зрения, как высоту на которую можно поднять жидкость за счет энергии вырабатываемой насосом.
Правильно заполненный насос может не достигать номинальной подачи если общая высота напора не совпадает с параметрами насоса. Для проверки напора устанавливаются манометры на всасывающем и напорном трубопроводах. Если напора недостаточно для преодоления необходимой высоты, нужно увеличить либо частоту вращения вала, либо установить большее рабочее колесо. Если же наоборот подача больше высоты напора, то на валу насоса увеличивается мощность, что приводит к перегрузке двигателя. Что бы этого избежать, необходимо отрегулировать режим работы задвижкой на напорном трубопроводе.
Подача (м 3 /с) — это производительность насоса, т.е. объем жидкости перекачиваемой за единицу времени
Направление движения вала насоса должно соответствовать заданному. В противном случае насос может выйти из строя в результате заклинивания вала рабочего колеса, что в свою очередь приведет к повреждению корпуса. Для предотвращения раскручивания вала в обратную сторону на напорном трубопроводе устанавливается обратный клапан.
Увеличение максимально допустимой высоты всасывания является распространенной причиной поломки насосов. Это приводит к вероятности разрыва потока, вызывает явление кавитации, а так же существенно уменьшает мощность. Максимальная высота всасывания зависит от температуры температуры жидкости, ее скорости во всасывающем трубопроводе а так же от сопротивления на отводах и потерь на трение. При увеличении температуры перекачиваемой жидкости максимальная высота всасывания уменьшается, так как возрастает давление парообразования. Потери на трение можно сократить сделав всасывающий трубопровод как можно большим диаметром и небольшой длины с минимально необходимым количеством запорной арматуры. Так же необходимо регулярно чистить сетку фильтра, так как скопившаяся в нем грязь значительно увеличивает потери мощности.
Допустимая высота всасывания (м) — это максимальное расстояние по вертикали от уровня жидкости в расходном резервуаре до всасывающего патрубка насоса, при котором не возникает кавитации.
Установка насоса с завышенным напором приводит к его не надежной работе, так как допустимая высота всасывания будет сильно превышена из-за большой подачи.
При возникновении высокого давления парообразования на всасывающем трубопроводе, следует обеспечить подпор, который так же будет перекрывать потери на трение. Минимальная высота подпора обычно определяется изготовителем и указывается в технических характеристиках насоса. Что бы обеспечить бесперебойную работу насоса, необходимо выдерживать требуемую высоту подпора, которая зависит от температуры перекачиваемой жидкости и подачи насоса. Если жидкость перекачивается из закрытого резервуара, то высоту подпора можно обеспечить путем повышения давления в нем.
При большой длине всасывающего трубопровода, его необходимо прокладывать с уклоном в сторону насоса, что бы предотвратить попадание в него воздуха. При заборе жидкости из резервуара, всасывающий патрубок должен быть погружен в нее не менее чем на 0,8 м.
После насоса на напорном трубопроводе обязательно ставится запирающая задвижка, так как включение и выключение циркуляционного насоса производится при закрытом напорном трубопроводе. Если напор превышает 10 — 15м, то между задвижкой и насосом устанавливается обратный клапан. Он предотвращает обратное движение жидкости через насос во время аварийной остановки (например, отключение электроэнергии). Так же отсутствие обратного клапана может привести к обратному вращению вала насоса при кратковременном перебое электроэнергии.
Несвоевременное обслуживание сальников может послужить причиной поломки центробежного насоса. Причинами повреждения сальниковой набивки являются неравномерность вращения и биение рабочего вала. Подтягивать буксу сальника выполняют с таким усилием, что бы из под нее немного прокапывала вода. Таким образом сухое трение сальниковой набивки, и обеспечивается ее охлаждение. Сильная затяжка сальника приводит к возникновению сухого трения, вследствие чего уменьшается долговечность втулки, а так же при возникновении сильного местного нагрева она может разрушиться.
При замене сальниковой набивки необходимо менять все уплотнительные кольца, так как в процессе эксплуатации сальниковая набивка становится сухой и твердой и перестает выполнять свои функции. Нельзя забивать набивку молотком, так как она теряет свою работоспособность из-за потери упругости.
Работоспособность и долговечность торцевых уплотнений во многом зависит от спокойной работы вала. При биениях или неравномерной работе уплотнительные поверхности интенсивно изнашиваются и преждевременно теряют свои свойства.
Долговечность сальников и подшипников сильно зависит от правильной центровки вала приводного двигателя и насоса. Упругие муфты, которые применяются для соединения двигателя с насосом передают только крутящий момент и не компенсируют погрешности монтажа, поэтому соосность валов двигателя и насоса должны быть безупречны.
Трубопроводы присоединяемые к насосу не должны создавать чрезмерные напряжения на корпус насоса, иначе это может привести к повреждению корпуса, создавать вибрацию вала, задевание рабочих колес за уплотнения, разрушение муфтового соединения.
Центробежные насосы разработаны для перекачки жидкости. Конструкции центробежных насосов очень разнообразны, характеризуются необходимой для промышленных и индивидуальных задач надежностью, высоким КПД, низким уровнем пульсаций. Но как и любой механизм центробежный насос должен эксплуатироваться с соблюдением определенных условий. В противном случае возрастает вероятность отказов.
Условия эксплуатации центробежного насоса
Если в работе насосного оборудования были замечены сбои, то причина их может быть в условиях работы, а не в «железе». Прежде, чем разбирать и чинить насос, необходимо выяснить соблюдались ли правила его эксплуатации. Если при работе насоса слышатся посторонние шумы или рабочая камера насоса наполняется водой не полностью, то, возможно, необходимо стравить скопившийся внутри изделия воздух. Для этого откройте выпускные воздушные клапаны, расположенные на корпусе насоса. После этого заполняйте всасывающую трубу и сам насос водой (рабочей жидкостью) до полного выхода воздуха из системы.
рабочее колесо промышленного центробежного насоса
Проверьте, не засорились ли всасывающая труба, лопасти рабочего колеса и сетка фильтра. При загрязнении указанных частей производительность насоса может упасть, снизится напор, подача жидкости будет производиться с пульсацией. Для устранения вероятности таких засоров надо перед насосом установить механический фильтр грубой очистки. В некоторых случаях для оперативного решения сложившейся ситуации с целью поднять напор центробежного насоса можно увеличить скорость вращения рабочего колеса.
При повышении скорости подачи жидкости мощность насоса возрастает, что может привести к перегрузке двигателя. Для устранения такой ситуации на выходящей трубе ставится задвижка, которая ограничивает подачу воды. Такое решение не только нормализует нагрузку на двигатель, но предотвратит его перегрев.
Важно, чтобы направление вращение насосного вала соответствовало требуемому. В противном случае могут ослабнуть крепящие гайки и начнется биение вала, которое с большой вероятностью приведет к поломке деталей и корпуса насоса.
многоступенчатый центробежный насос
Избегайте превышение высоты уровня всасывания жидкости. Это может привести к гидравлическому удару при скачкообразной подаче жидкости, снижает мощность насоса, оказывает негативное влияние на другое подключенное оборудование.
Для надежной и стабильной работы центробежного насоса необходимо следить за следующуими параметрами:
- температура перекачиваемой жидкости
- диаметр водопровода
- длина водопровода
- количество поворотов трубы, величина углов поворотов
В общем случае для снижения потерь при движении жидкости в трубопроводе и, соответственно, для уменьшения нагрузки на насос, необходимо использовать короткую трубу увеличенного диаметра. Увеличенный диаметр будет особенно востребован, если не удастся уменьшить длину трубопровода. Также излишняя длина может быть компенсирована путем созданием уклона труб в сторону течения жидкости. Если равномерный уклон сделать невозможно, разместите центробежный насос в более высоко точке, что сделает перекачку более эффективной.
Трубы для перекачки жидкости
Трубы, расположенные после насоса, являются напорными и должны быть оборудованы защитными устройствами. Запорные задвижки или более современные шаровые краны обязательно должны быть на каждом напорном участке трубопровода. Задвижки и краны регулируют силу подачи жидкости, а при необходимости могут полностью перекрыть трубу — например, при аварийной ситуации или для ремонта.
запорные задвижки
Если напор жидкости может достичь 20 м, на трубопровод между запорной задвижкой и патрубком насоса необходимо установить обратный клапан. Задача обратного клапана — предотвратить обратное движение жидкости в случае внезапной остановки насоса и гидроудар в системе. Если обратный клапан сломается, поток жидкости способен провернуть вал центробежного насоса в обратную сторону — это может привести к механической поломке. Также возможна работа на холостом ходу, что приведет к перегреву двигателя насоса.
Неисправности центробежного насоса
Если внешние условия не оказывают негативное влияние на работу насоса, причину плохой работы надо искать в самом насосе. Чаще всего проблемы центробежных насосов связаны с состоянием сальников. Хорошее состояние сальников обеспечивает длительную и плавную работу насоса. Вращение вала с биениями оказывает чрезмерную нагрузку на набивку сальников, что уменьшает срок их службы. Причиной возникновения биений может стать нарушение центрирования оси вращения вала двигателя, плохое состояние подшипников. Подшипники необходимо регулярно проверять и смазывать. Неисправность подшипников может привести к поломке всего насоса.
Не рекомендуется слишком сильно затягивать крепление пластины, закрывающей сальники. Слишком плотный прижим уменьшит протекание капель воды через сальниковую набивку, сделает ее менее влажной, что в свою очередь ухудшит качество уплотнения. При перегреве двигателя насоса из-за разных коэффициентов температурного расширения деталей сальниковая втулка может выйти из строя. Если в сальнике были заменены не все уплотнительные кольца, то оставшиеся старые сухие и твердые кольца снизят эффективность работы сальников.
