2018-06-11

Приводы канализационных насосов, работающих в сложных условиях эксплуатации

Канализационные насосы могут быть оснащены электроприводами различной степени защиты, классификация которых регулируется в европейских странах стандартом EN 60529. Выбор привода насоса обусловлен, главным образом, установкой, в которой работает насос. Это также относится к насосам с конструкцией, подобной тем, которые предназначены для перекачивания сточных вод, но работают с другими средами, такими как сырая, дождевая вода и т. д. Все эти насосы производятся и поставляются на 44 рынка по всему миру компанией АО Hydro-Vacuum.
Основные способы установки вышеупомянутых насосов можно классифицировать следующим образом:

• сухая вертикальная или горизонтальная установка – насосный агрегат (насос с двигателем) работает вне перекачиваемой среды, применяемые приводы являются вентиляторными двигателями со степенью защиты IP 55 или ниже,
• мокрая установка – насосный агрегат (насос и двигатель) работает погруженным до определенного уровня в перекачиваемую среду, в качестве приводов используются двигатели со степенью защиты IP68,
• смешанная установка, позволяющая эксплуатировать агрегат как погруженный в среду, так и выведенный и нее (сухая установка), где в качестве приводов применяются электродвигатели со степенью защиты IP68 и встроенной системой охлаждения. Система охлаждения может использовать либо перекачиваемую среду, либо охлаждающую жидкость, находящуюся во внутреннем замкнутом контуре (лучшее решение с точки зрения оптимальной работы).

Вентиляторные приводы IP 55 находят довольно узкое применение, только в сухих насосных станциях, например, с отдельной камерой для насосов, или в сухих современных канализационных насосных станциях типа КС, то есть станциях с отделением твердых веществ, где нет угрозы намокания или затопления двигателя.

Погружные приводы IP68 являются наиболее распространенным приводом насосов для сточных вод. Условием правильной работы таких двигателей является их полное или, по крайней мере, частичное погружение в перекачиваемую жидкость. Тепло переносится в жидкость в результате свободной конвекции через стенки насоса и корпуса двигателя, которые контактируют с перекачиваемой и окружающей средой.

Приводы, снабженные рубашкой и автономной системой внешнего охлаждения IP68 используются сравнительно редко в насосах, предназначенных для сухих насосных станций. В этом решении применяются так называемые охладительные рубашки. В рубашку извне подается холодный охлаждающий агент, чаще всего масло или смесь воды с гликолем. Циркуляция жидкости в системе обеспечивается дополнительным циркуляционным насосом, который прокачивает жидкость вдоль корпуса двигателя. Нагретая жидкость направляется в вентиляторный охладитель для охлаждения. Недостатком этого решения является необходимость создания внешней системы охлаждения, состоящей из насоса, охладителя, вентилятора, трубопроводов, системы управления.

Приводы, снабженные рубашкой и внутренней системой охлаждения, IP68 используются для работы на сухих насосных станциях или таких, которые могут быть подвержены затоплению. Привод окружен рубашкой, а система охлаждения встроена в насосный агрегат. Двигатель охлаждается путем принудительной циркуляции перекачиваемой среды внутри рубашки. Давление, генерируемое в насосе, используется для создания давления, приводящего в движение жидкость в системе охлаждения. Охлажденная жидкость закачивается в рубашку по напорным трубопроводам, а затем, после нагревания, она стекает к ступице рабочего колеса, где преобладает низкое давление. Охлаждение жидкости происходит путем смешивания нагретой и перекачиваемой среды. Решение вызывает эксплуатационные проблемы, если перекачиваемая среда недостаточно чистая и приводит к загрязнению линий подачи жидкости в рубашку двигателя. Насосы, оснащенные этим типом привода, требуют тщательного контроля и периодической очистки системы охлаждения.

Приводы, снабженные рубашкой и внутренней системой охлаждения жидкостью, циркулирующей в замкнутом контуре, встроенном в насосный агрегат, IP68 используются в насосных установках, предназначенных для сухих насосных станций, особенно когда есть возможность затопления насосной станции, а также на мокрых насосных станциях со значительными колебаниями уровня жидкости и ее опусканием до уровня, который не позволяет надлежащим образом охлаждать двигатель, установленный в агрегате. Это самый инновационный и универсальный насосный привод. В нем устранены недостатки представленных ранее решений привода с внутренней и внешней системами охлаждения. Поток жидкости во внутреннем контуре корпуса двигателя создает установленное на валу насоса дополнительное рабочее колесо с высокой энергетической эффективностью. Охлаждающей жидкостью, отводящей тепло от корпуса двигателя, выступает смесь воды с гликолем или вазелиновое масло. Жидкость не контактирует с перекачиваемой средой – она чистая, таким образом, каналы, в которых она циркулируют, не загрязняются. Нагретая жидкость закачивается вдоль стенки, отделяющей внутреннюю систему от рабочей камеры насоса. Жидкость отдает тепло стенке, через которую оно проникает в перекачиваемую насосом среду, а затем направляется обратно в рубашку. Инновационный привод, разработанный в АО Hydro-Vacuum с использованием методов расчетной гидродинамики CFD, позволил оптимизировать формы и потоки во внутренней системе охлаждения. Это привело к интенсификации теплообмена при сохранении очень низких потерь энергии на перекачивание жидкости во внутреннем контуре. Была разработана инновационная система охлаждения, в которой поддерживаются требуемые условия охлаждения двигателя с минимальными энергозатратами. К примеру: для двигателя мощностью 55 кВт была разработана система, обеспечивающая внутреннее охлаждение при помощи рабочего колеса с потребляемой мощностью не более 150 Вт. Таким образом, конечный КПД агрегата с этой системой охлаждения снижался всего на 0,3%, чем можно пренебречь, особенно с точки зрения простоты эксплуатации. Внедряемые АО Hydro-Vacuum в производство приводы тестировались с использованием тепловизионной камеры и датчиков PT100. Испытания проводились при полной нагрузке для температуры перекачиваемой жидкости 40°C, при непрерывной работе. Тепловой режим двигателя стабилизировался примерно через 6 часов непрерывной работы. Температура наружных стенок рубашки двигателя была выше температуры перекачиваемой жидкости примерно на 25°С и приблизительно составляла 55°C. Наибольшая температура регистрировалась в обмотках двигателя, и она составила 93°C (допустимая температура 140°C). Такие температуры обеспечивают безопасную работу привода при любых условиях окружающей среды.

Итоги
Выбор привода канализационного насоса обусловлен типом насосной станции. Для мокрых насосных станций приводы используются без дополнительных систем охлаждения, что приводит к необходимости поддерживать нужное количество жидкости в баке. Гораздо более гибкой альтернативой этому решению являются приводы с внутренней, предпочтительно замкнутой системой охлаждения, приспособленной для работы в сухих и влажных средах. Среди доступных решений они являются самыми безопасными, удобными в эксплуатации и не требуют строительства дополнительных установок.

Контакт
Приглашаем Вас связаться с нашим отделом обслуживания клиентов. Наши сотрудники предоставят всю техническую и коммерческую информацию по насосам и насосным системам. Мы также предоставляем послепродажное обслуживание высококвалифицированной командой сервисных техников.

Центробежные одноступенчатые насосы типа FZ, используемые для перекачки стоков и загрязненной воды
Центробежные одноступенчатые насосы типа FZ, используемые для перекачки воды
Форма для подбора насоса FZ
Каталог в версии pdf
Отдел обслуживания клиентов

Архив новости