Залог надежной и экономичной работы любого насоса – это строгое соблюдение инструкции по эксплуатации и рекомендаций завода-изготовителя оборудования. Однако, в реальной жизни при проектировании и эксплуатации насосного оборудования понятие «рекомендации завода-изготовителя» зачастую ошибочно воспринимается как нечто совсем необязательное, чем можно пренебречь или несколько отклониться от выполнения. Указанный подход неминуемо ведет к серьезным нарушениям в работе оборудования и скорой и неминуемой его гибели.
В первую очередь разберемся с понятием « проектная рабочая точка насоса» - это область кривой характеристики насоса с параметрами напор/расход, в которой насос работает в своем проектном режиме. Проектный режим здесь – это режим, заложенный заводом-изготовителем, а не проектировщиком системы и "начальником" на объекте.
Таким образом, любое отклонение и выход за пределы «проектной рабочей точки» ведет к нестабильной работе насоса и даже к его повреждению и гибели. В данной части разберем на наглядном примере, к чему приводит работа насоса при смещении рабочей точки насоса на его заводской кривой характеристики влево (рис. 1).
Данные отклонения в большинстве случаев возникают:
1) при эксплуатационном увеличении гидравлического сопротивления системы;
2) при неверной проектной оценке гидравлического сопротивления системы.
Поскольку исходная проектная ошибка остается на совести проектировщика, остановимся на вопросах эксплуатации. Первый случай возникает при:
- засорении системы (например, засорение грязевиков, отложения солей жесткости в теплообменниках…);
- частичное или полное нерасчетное закрытие клапанов по системе трубопроводов (например, при отключении части потребителей тепла при отсутствии проектной схемы автоматического регулирования подачи);
- нерасчетная параллельная работа насосов (например, при неверной настройке частотного регулирования или нерасчетного подключения резервного насоса). При этом один насос «задавливает» параллельно подключенный насос, работающий на пониженных оборотах, или суммарный расход параллельно работающих насосов настолько велик, что сопротивление системы возрастает до критических значений
В этом случае, по сути, насос работает весьма близко к режиму «на закрытую задвижку». При этом его рабочая точка смещается из проектного (рис. 1) режима (зеленая метка) в режим перегрузки (оранжевый крест).
При смещении в левую область графика возрастает напор насоса при снижении расхода. Что приводит:
Во-первых, к чрезмерному увеличению осевых нагрузок на подшипники, направленных в сторону всаса, из-за увеличенного и нерасчетного перепада давления между всасом и напорной стороной насоса. При этом разрушается опорный подшипник из-за нерасчётных нагрузок. При длительной работе насоса в таком режиме перегрузки в первую очередь выходят из строя как раз подшипники, при этом на шариках (роликах) могут наблюдаться характерные полосы от перегрева в зоне контакта. В дальнейшем появляется шум и подшипник разрушается.
Во-вторых, к увеличенным перетокам жидкости с напора на всас через щелевое уплотнение рабочего колеса, так как разгрузочные отверстия рабочего колеса (если они вообще предусмотрены) уже не справляются, что увеличивает риск возникновения кавитации в щелевом уплотнении рабочего колеса и его разрушения.
В-третьих, к риску «пробоя» смазочной пленки в подшипниках «подшипниковыми токами» при наличии частотного привода, что приводит быстрому выходу из строя упорного подшипника.
Опасность данного режима заключается в том, что практически никаких внешних и ярких проявлений нерасчетного режима работы не прослеживается, таких как повышенный посторонний шум или вибрация, до того момента, когда износ подшипников или рабочего колеса не достигнет критического уровня, после чего уже следует разрушение подшипников и рабочего колеса и даже обрыв вала насоса при заклинивании рабочего колеса в корпусе насоса.
Выявить данный непроектный режим довольно просто, необходимо:
1. Вооружиться заводской кривой характеристики насоса, где указаны заводские ограничения на параметры работы насоса.
2. По манометрам контролировать результирующий напор насоса по входному и выходному давлению, при этом необходимо учитывать поправки на разность высот установки манометров, диаметры трубопроводов и сопротивление системы.
3. Если есть расходомер, контролировать расход жидкости.
4. Следить за токами электродвигателя – при смещении рабочей точки насоса влево, как правило, потребляемый ток электродвигателя падает.
Соответственно, чтобы исключить быстрое и гарантированное уничтожение дорогого насоса необходимо тщательно подбирать насосное оборудование, проектировать систему и строго соблюдать требования и рекомендации завода-изготовителя оборудования, контролируя параметры работы системы в процессе эксплуатации.
