В предыдущей части был рассмотрен не расчетный режим работы насоса со смещением его рабочей точки в левую часть кривой характеристики. Теперь рассмотрим, что произойдет с насосом при смещении рабочей точки вправо (рис. 2).
Данная ситуация возникает при не расчетном уменьшении гидравлического сопротивления системы, что имеет место при ошибках проектирования системы (неверно подобран насос), а также при эксплуатационных ошибках.
Поскольку исходная проектная ошибка не будет рассматриваться, остановимся на вопросах эксплуатации. Второй случай возникает при:
1. не расчетном снижении гидравлического сопротивления системы (например, при открытии перемычек на магистральных трубопроводах и у потребителя). В этом случае насос будет прокачивать перекачиваемую жидкость "по малому кругу" с минимальными гидравлическими потерями.
2. не расчетная параллельная работа насосов (например, по проекту в системе должно работать два насоса параллельно, но из-за неверных действий или настроек автоматики, работает только один насос (рис. 3). То есть при параллельной работе двух насосов суммарный расход составляет 420 м3/ч или по 210 м3/ч на насос, но если один насос по каким-либо причинам отключается, то в неизменной гидравлической системе один насос будет выдавать уже 370 м3/ч, то есть его рабочая точка уйдет существенно вправо в режим перегрузки.
Как видно из кривой характеристики, при таком режиме (красная метка) снижается напор насоса при увеличении расхода. Данный режим часто называют «работа на излив». При этом возникает ряд негативных явлений.
Во-первых, существенно возрастает нагрузка на электродвигатель из-за роста расхода перекачиваемой жидкости через насос. Это приводит к росту потребляемой мощности и не расчетному нагреву обмоток электродвигателя с последующим перегревом и выходом из строя.
Здесь стоит отметить, что о рассматриваемом режиме перегрузки свидетельствует именно равномерный перегрев всех обмоток, что отсутствует при пропадании фазы (перегрев 1 или 2х обмоток из трех) или межвитковом замыкании (локальный перегрев 1 обмотки).
Во-вторых, из-за увеличения расхода существенно возрастает скорость протока перекачиваемой жидкости, что неминуемо приводит к риску кавитации (подробнее об этом явлении говорилось в статье Кавитация простыми словами).
В-третьих, из-за нестабильности и высокой турбулентности потока существенно возрастают радиальные нагрузки на подшипники, что существенно сокращает срок их службы. Причем характерным признаком чрезмерно возросших радиальных нагрузок на подшипник является постепенное выкрашивание металла с тел качения подшипника.
В отличие от режима, рассмотренного в части №1, рассматриваемый случай сопровождается целым рядом признаков, «кричащих» эксплуатационному персоналу о нестабильной работе насоса и перегрузке:
- посторонние шумы в гидравлической части насоса (из-за повышенного расхода и развития кавитации);
- повышение потребляемого тока электродвигателем и перегрев электродвигателя (должна отработать защита по току и температуре обмоток);
- повышенная вибрация насоса.
Также, выявить развитие данного не проектного режима на начальной стадии довольно просто, для этого как и в первом случае 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 вправо потребляемый ток электродвигателя растет.
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.