Секційний насос — це багатоступінчастий відцентровий насос, у якому кілька робочих коліс розташовані послідовно на одному валу. Кожне колесо створює свій приріст тиску, і загальний напір складається з напорів усіх ступенів. Така конструкція дозволяє отримувати високий напір при середній або невеликій подачі, що недоступно звичайному одноступінчастому насосу без значного збільшення розмірів і зниження ефективності.
Одноступінчастий відцентровий насос має лише одне робоче колесо. Весь напір формується за один прохід рідини. Коли потрібен напір понад 50–60 метрів при подачі від 10 до 150 м³/год, одноступінчаста машина або стає громіздкою, або працює далеко від зони оптимального коефіцієнта корисної дії. Саме в таких умовах застосовують секційний насос високого напору.
Секційні насоси промислові широко використовують у системах з великим гідравлічним опором: довгих трубопроводах, висотних підйомах, котельних контурах, мережах водопостачання. Вони належать до групи відцентрових насосів і є одним із основних видів насосного обладнання для створення високого тиску.
Рідина надходить у першу ступінь через вхідний патрубок. Робоче колесо розганяє її і передає кінетичну енергію. Далі потік потрапляє в напрямний апарат, який знижує швидкість і перетворює кінетичну енергію на тиск. Після цього рідина направляється до входу наступного робочого колеса. Кожен наступний ступінь повторює цей процес, додаючи свій приріст напору.
Кількість ступенів насоса визначає кінцевий тиск. Одна ступінь зазвичай дає від 20 до 40 метрів напору залежно від діаметра колеса та частоти обертання. Для отримання 120 метрів ставлять чотири–шість ступенів, для 200 метрів і більше — шість–десять. Чим більше ступенів, тим довший ротор і тим вищі вимоги до точності виготовлення та балансування.
Корпус секційного насоса складається з окремих секцій, стягнутих довгими шпильками. Між секціями розташовані напрямні апарати. Така будова дозволяє розбирати насос по секціях без повного демонтажу агрегата. Це спрощує розбирання та обслуговування.
Вал спирається на підшипники, розташовані в кронштейні або виносних опорах. У горизонтальному виконанні опори знаходяться з обох боків ротора. У вертикальному — переважно зверху. Для компенсації осьових сил передбачена система розвантаження: частина рідини відводиться з напірної сторони на всмоктування.
На вході в першу ступінь рідина має мінімальний тиск. Після проходження робочого колеса тиск зростає. Напрямний апарат вирівнює потік і подає його в наступне колесо з мінімальними втратами. Процес повторюється стільки разів, скільки встановлено ступенів. На виході з останньої ступені рідина має сумарний напір усіх коліс.
Важливо, щоб насос працював у розрахунковому діапазоні подачі. При занадто малій витраті можлива кавітація та перегрів. При надмірній витраті напір падає, а споживана потужність зростає. Тому підбір кількості ступенів завжди прив’язують до конкретної робочої точки системи.
Одноступінчастий насос створює напір одним колесом. Щоб отримати високий тиск, доводиться збільшувати діаметр колеса або частоту обертання. Це призводить до зростання габаритів, вібрацій і зниження ККД. Секційний відцентровий насос вирішує задачу послідовним додаванням тиску без збільшення діаметра коліс.
Консольні насоси мають одне колесо, закріплене консольно. Вони простіші конструктивно, але обмежені за напором. Порівняння з консольними показує, що секційна конструкція виграє саме там, де потрібен високий напір при середній подачі. Консольний насос у такій зоні працює неефективно або вимагає значно більших розмірів.
Секційний насос характеризується високим напором при помірній подачі, можливістю точного підбору кількості ступеней і відносно компактними розмірами порівняно з одноступінчастим аналогом тієї ж напірної характеристики.
Основні параметри, на які звертають увагу при виборі:
Матеріали робочих коліс обирають залежно від середовища. Для чистої холодної води застосовують чавун. Для гарячої води та середовищ з підвищеними вимогами до корозійної стійкості — нержавіючу сталь. Бронза використовується при роботі з морською водою або рідинами, що вимагають антифрикційних властивостей.
Ущільнення вала може бути сальниковим або торцевим. Торцеве ущільнення краще працює при високих температурах і тисках, майже не потребує обслуговування і забезпечує мінімальні витоки. Сальникове простіше і дешевше, але вимагає періодичного підтягування та заміни набивки.
Секційний насос горизонтальний зручніший в обслуговуванні. Підшипники та ущільнення доступні збоку, розбирання виконується без підйому важких частин. Такий варіант частіше застосовують на відкритих майданчиках і в приміщеннях з достатньою площею.
Секційний насос вертикальний займає значно менше місця на підлозі. Його встановлюють у котельнях, станціях підвищення тиску та інших об’єктах з обмеженим простором. Обслуговування вертикальних моделей потребує більше уваги до доступності верхньої частини агрегата.
Енергоспоживання секційних насосів залежить від того, наскільки близько робоча точка розташована до зони максимального ККД. Правильно підібраний багатоступінчастий насос працює з високим коефіцієнтом корисної дії і споживає менше електроенергії, ніж одноступінчастий агрегат, змушений працювати далеко від оптимуму. Встановлення частотного регулятора додатково знижує витрати електроенергії при змінному режимі роботи системи.
За призначенням і конструктивними особливостями секційні насоси поділяють на кілька основних груп. Кожна група орієнтована на конкретні умови роботи та тип рідини.
Секційний насос для води найчастіше використовують у системах водопостачання міст, селищ і промислових підприємств. Він забезпечує підйом води з резервуарів у водонапірні вежі або безпосередню подачу в мережу з необхідним тиском.
Багатоступінчастий насос для водопостачання працює в умовах постійного або змінного споживання. Його підбирають так, щоб навіть при мінімальній витраті не виникало перегріву, а при максимальній — зберігався потрібний напір.
Секційний насос для котелень забезпечує циркуляцію теплоносія через котли та теплову мережу. Високий напір потрібен для подолання опору котлового контуру, арматури та протяжних магістралей. У котельнях часто віддають перевагу вертикальним моделям через економію місця.
Застосування в котельнях — одна з основних сфер для секційних насосів. Крім того, їх використовують у системах опалення великих будівель, станціях підвищення тиску, промислових оборотних системах охолодження, системах поливу великих територій та протипожежних установках.
Промислові секційні насоси працюють у технологічних лініях, де потрібно створити високий тиск при відносно невеликій витраті. Вони перекачують технічну воду, конденсат, охолоджувальну воду та інші середовища з невеликою кількістю механічних домішок.
Детальніше з асортиментом можна ознайомитися в розділах секційні насоси, насоси для енергетики та насоси для водоканалу.
Якщо розрахунковий напір перевищує 50–60 метрів при подачі до 150–200 м³/год, одноступінчастий насос стає неефективним. Робоче колесо доводиться робити великого діаметра, зростають габарити, маса, вібрації та вартість. Секційний насос високого напору в цій зоні працює стабільніше і з кращим ККД.
Також багатоступінчастий відцентровий насос обирають, коли потрібна можливість точного підлаштування напору за рахунок зміни кількості ступенів або коли система має великий гідравлічний опір.
Підбір починається з визначення робочої точки системи: необхідної подачі та необхідного напору. До розрахункового напору додають запас 10–15 % на можливі зміни опору мережі, забруднення фільтрів і знос обладнання.
Виробники вказують напір, який створює одна ступінь. Загальний потрібний напір ділять на напір однієї ступені і отримують орієнтовну кількість ступенів. Результат зазвичай округлюють у більший бік. Після цього перевіряють, щоб робоча точка потрапляла в зону високого ККД — приблизно від 0,7 до 1,1 від подачі в точці максимального коефіцієнта корисної дії.
Підбір кількості ступенів також враховує температуру рідини, її в’язкість, наявність механічних домішок і корозійну активність. Від цих параметрів залежить вибір матеріалу робочих коліс і тип ущільнення.
Окрему увагу приділяють кавітаційному запасу. На всмоктуванні має бути достатній тиск, щоб не виникала кавітація. Якщо підпір малий, обирають насос з низьким значенням допустимого кавітаційного запасу або встановлюють додатковий підкачувальний насос.
Потужність електродвигуна розраховують з урахуванням густини рідини, подачі, напору та ККД насоса. До розрахункової потужності додають запас 10–20 %. Краще мати невеликий резерв, ніж працювати на межі можливостей двигуна.
Довжина трубопроводу, кількість поворотів, місцевих опорів, висота підйому — усе це впливає на потрібний напір. У системах з великим опором секційний насос проявляє свої переваги найкраще. Він створює необхідний тиск без надмірного збільшення розмірів і без роботи в неефективній зоні характеристики.
При змінному режимі роботи системи доцільно передбачити можливість регулювання частоти обертання. Це дозволяє підтримувати потрібний напір при різній витраті і знижувати енергоспоживання.
Монтаж секційного насоса починається з підготовки фундаменту. Основа повинна бути жорсткою, рівною і здатною сприймати вагу агрегата та динамічні навантаження. Насос і електродвигун виставляють за рівнем, перевіряють співвісність валів. Перекіс муфти призводить до підвищеної вібрації та прискореного зносу підшипників.
Всмоктувальний трубопровід роблять максимально коротким і прямим. Діаметр трубопроводу не повинен бути меншим за діаметр вхідного патрубка насоса. На всмоктуванні встановлюють фільтр-грязевик для захисту робочих коліс від великих механічних частинок.
На напірній лінії обов’язково ставлять зворотний клапан і запірну арматуру. Зворотний клапан запобігає зворотному потоку при зупинці насоса. Запірна арматура потрібна для плавного пуску, зупинки та регулювання.
Перед першим пуском насос повністю заповнюють рідиною. Сухий хід навіть протягом кількох секунд може пошкодити торцеве ущільнення та підшипники. Напрямок обертання двигуна перевіряють і порівнюють з позначкою на корпусі насоса.
Переваги секційної конструкції особливо помітні під час обслуговування. Стяжні шпильки відкручують, секції знімають послідовно. Робочі колеса та напрямні апарати оглядають на наявність зносу, кавітаційних пошкоджень і відкладень. Зношені деталі замінюють без необхідності міняти весь ротор.
Підшипники перевіряють на люфт і стан змащення. Ущільнення контролюють на наявність витоків. Періодичність технічного обслуговування визначається регламентом виробника та умовами експлуатації, але зазвичай огляд проводять не рідше одного разу на рік.
При правильному підборі, монтажі та обслуговуванні секційний насос забезпечує стабільну роботу протягом багатьох років. Він залишається одним із найбільш ефективних рішень для створення високого напору в промислових системах водопостачання, котельнях та інших об’єктах, де одноступінчастий насос уже не справляється з поставленим завданням.
із понеділка по п’ятницю з 9-00 до 17-00
