Подбор более экономного насоса ЭЦВ
Для подъема воды из скважин используются в главном четыре типа водоподъемников:
— вакуум-сифонные установки,
— центробежные насосы с горизонтальной осью,
— скважиные насосы с трансмиссионным валом,
— насосы с погружными электродвигателями.
Вакуум-сифонные установки, обычно, обслуживают группы скважин. Из ограниченной глубины всасывания (до 7 м) они употребляются очень изредка. При оборудовании скважинны вакуум-сифонными установками по техническим причинам также тяжело контолировать работу скважин, а именно расход воды в отдельных скважинах, глубину до уровней воды, и создавать отборы проб для анализов.
Центробежные насосы с горизонтальной осью также имеют ограниченное применение из-за малой глубины всасывания (6-7 м). При глубине до динамического уровня более 6—7 м такие насосы монтируют в шахтах. Из-за значимой глубины шахт затрудняется эксплутация насоса и скважины.
Для подъема воды из скважины более обширно употребляются насосы с трансмиссионным валом и насосы с погружными электродвигателями.
Насосы с трансмиссионным валом и электродвигателями над устьем выпускаются индустрией с электродвигателями или с движками внутреннего сгорания типов УЦТВ, АТН и А.
Установки типа УЦТВ созданы для подачи воды с общей минерализацией менее 2000 мг/л, водородным показателем рН от 6,5 до 9,5, температурой до 35 °С, с содержанием хлоридов менее 350 мг/л, сульфатов менее 500 мг/л, сероводорода — менее 1,5 мг/л, жестких механических примесей ие более 1000 мг/л (0,1% по массе). Насосная установка типа УЦТВ состоит из насоса и водоподъемного трубопровода с трансмиссионным валом, расположенных в скважине, опорного колена и привода. Привод крутится от электродвигателя, выпускаемого серийно, или от дизеля через редуктор и карданный вал. В установках типов УЦТВ и АТН круговые подшипники наcoca и трубопровода смазываются перекачиваемой водой.
В установках типа А подшипники насоса смазываются перекачиваемой водой, а подшипники трубопроводов — незапятанной водой под лишним давлением от специального источника.
Марки установок расшифровываются последующим образом:
УЦТВ: У — установка, Ц — центробежная,
Т — с трансмиссионным валом, В — для подачи воды.
Числа, стоящие после букв, демонстрируют мало доустимый для данной установки внутренний поперечник обсадной колонны (скважины), уменьшенный в 25 раз и округлый, мм.
Последующие числа демонстрируют подачу воды, м3/ч, напор, м.
Последние числа демонстрируют выполнение привода с дизельным движком через редуктор, с электродвигателем, с дизельным движком и ременной передачей.
АТН: А — артезианский, Т — турбинный, Н — насос.
Числа после букв обозначают мало доустимый поперечник обсадной колонны (скважинны), уменьшенный в 25 раз и округлый, мм;
последующие числа — тип рабочего колеса (закрытое) н количество ступеней насоса.
А — артезианский. Числа перед буковкой обозначает внутренний поперечник обсадной колонны (скважины), уменьшенный в 25 раз и округлый, мм;
числа после буковкы демонстрируют коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз, и количество ступеней насоса.
Насосы с трансмиссионным валом и дизельным движком употребляются там, где нет электроэнергии: при осушенни болот, орошении засушливых земель, на степных пастбищах для водопоя большого и маленького рогатого скота. В водоснабжении населенных пт их используют изредка. Обширное применение для подачи воды нз скважин получили скважинные насосы с погружными электродвигателями, изготовляемые русскими заводами и забугорными фирмами. Насосы с погружными электродвигателями по сопоставлению с насосами с трансмиссионным валом более экономны, ординарны в монтаже и эксплуатации, просто автоматизируются, не требуют массивных павильонов и неизменного наблюдения за их работой. Контроль за работой погружного агрегата осуществляется по амперметру, обычно устанавливаемому на централизованном диспетчерском пт управления. Пункт управления может находиться на любом расстоянии от скважин, что принципиально при групповом их обслуживании.
В текущее время скважины оборудованы почти всегда скважинными насосами с погружными электродвигателями последующих марок:
АППТ — артезианским погружным прокачным противокоррозионным;
ЭЦВ — электронным центробежным водоподъемным;
типа V (ГДР) и типа G (ПНР).
В текущее время индустрией выпускаются насосы марки ЭЦВ.
Они более экономны, имеют высочайший КПД и отличные технические характеристики. В связи с этим ниже будут описаны более тщательно только насосы марки ЭЦВ.
ХАРАКТЕРИСТИКА НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ
СКВАЖИННЫХ НАСОСОВ ЭЦВ
НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
МАРКА ПОДАЧА ВОДЫ М3/Ч НАПОР, М ЧИСЛО СТУПЕНЕЙ ТИП МОЩНОСТЬ, КВТ НАПРЯЖЕНИЕ, В НОМИНАЛЬНЫЙ ТОК, А КПД COS
ЭЦВ6-6,3-60
6,3
60
6
ПЭДВ-2-140
2
380
5,2
72,5
0,81
ЭЦВ6-6,3-85
6,3
180
9
ЭПЭДВ-2,8-140
2,8
380
6,9
74,5
0,82
4ЭЦВ6-6,3-125
6,3
125
12
9ПЭДВ-4,5-140
4,5
380
10,7
77
0,83
1ЭЦВ6-10-80
10
80
9
ПЭДВ-4,5-140
4,5
380
10,7
77
0,83
1ЭЦВ-10-140
10
140
15
9ПЭДВ-8-140
8
380
18
80
0,83
1ЭЦВ-10-185
10
185
21
6ПЭДВ-8-140
8
380
18
80
0,83
1ЭЦВ-16-140
16
140
10
6ПЭДВ-11-180
11
380
24,2
81
0,83
ЭЦВ8-25-100
25
100
7
9ПЭДВ-11-180
11
380
24,2
81
0,83
ЭЦВ8-25-150
25
150
10
ЭПЭДВ-22-180
22
380
50,5
86
0,8
2ЭЦВ-10-63-65
63
65
3
ЭПЭДВ-22-215
22
380
47,4
86
0,8
2ЭЦВ-10-63-110
63
110
5
2ПЭДВ-32-219
32
380
67,4
87
0,84
2ЭЦВ10-63-180
63
180
9
2ПЭДВ-45-219
45
380
97,5
86
0,8
1ЭЦВ10-120-60
120
60
3
ПЭДВ-32-219
32
380
67,4
87
0,84
1ЭЦВ12-160-65
160
65
2
ПЭДВ-42-270
45
380
93
86
0,8
ЭЦВ12-160-100
160
100
3
ЗПЭДВ-65-270
65
380
132
88
0,85
ЭЦВ12-210-85
210
85
3
ПЭДВ-65-230
65
380
132
88
0,85
ЭЦВ12-210-145
210
145
5
5ПЭДВ-125-270
125
380
149
88
0,82
Насосы ЭЦВ — центробежные насосы с погружным электродвигателем (ГОСТ 10428—79*Е) созданы для подачи воды с общей минерализацией (с сухим остатком) менее 1500 мг/л, водородным показателем (рН) 6,5—9,5, температурой до 25 °С и содержанием жестких механических примесей менее 0,01% по массе, хлоридов — менее 350 мг/л, сульфатов — менее 500 мг/л и сероводорода — менее 1,5 мг/л. В на техническом уровне обоснованных случаях допускается внедрение насосов для подачи воды общей минерализацией до 2000 мг/л.
Агрегат состоит из центробежного насоса и погружного электродвигателя, валы которых соединены жесткой муфтой. Насос находится над электродвигателем. Меж электродвигателем и насосом размещена поглощающая камера с предохранительной сетью. По выполнению насосы бывают одно либо многоступенчатые с вертикальным расположением вала и работают с подпором. Значения подпора для каждого насоса при обычных критериях работы приведены в технической характеристике. Ступени насоса — кругового либо полуосевого типа. Подшипники насоса и электродвигателя смазываются и охлаждаются водой. Насосы обустроены оборотными клапанами тарельчатого либо шарового типа и особыми напорными патрубками, созданными для подсоединения агрегата к водоподъемному трубопроводу.
Погружные электродвигатели, служащие приводом центробежных скввжинных насосов, асинхронные с короткозамкнутым ротором, водозаполняемые. Обмотка статора с соединенными фазами в «звезду» имеет три вывода, к которым подсоединяют токоподводящий кабель.
Электродвигатели ПЭДВ 0,5-93, ПЭДВ 0,7-93, ПЭДВ 1-93 и ПЭДВ 1,6-93 выполнены с литой изоляцией обмотки статора. Ток питающей сети напряжением 380 В и частотой 50 Гц, трехфазный (не считая электрососных агрегатов с однофазовыми электродвигателями ПЭДВ 0,5-93 и ПЭДВ 0,7-93). Условные обозначения насосов ЭЦВ расшифровываются последующим образом:
1-ая цифра — порядковый номер модификации (при одних и тех же критериях эксплуатации),
Э — с приводом от погружного электродвигателя;
Ц — центробежный;
В — для подачи воды.
Числа после букв обозначают мало допустимый для данного типоразмера внутренний поперечник обсадной колонны (скважины), уменьшенный в 25 раз и округлый, мм,
последующие числа — подача, м3/ч, и напор, м.
Для насосов, работающих на химически активной воде либо воде с завышенной температурой и содержащимися сверх установленной нормы механическими примесями, в условном обозначении после чисел должны соответственно добавляться буковкы X, Тр, Г.
Условные обозначения погружного электродвигателя ПЭДВ расшифровываются последующим образом:
1-ая цифра — порядковый номер модификации электродвигателя,
П — погружной,
ЭД — электродвигатель,
В — водозаполняемый.
Числа после букв обозначают мощность электродвигателя, кВт, и больший его поперечник, мм.
В графической характеристике насоса отражены:
Q — подача, м3/ч; Н — напор, м; N — мощность, кВт; n-КПД, %.
Насосы ЭЦВ10-63-40Г, ЭЦВ10-120-40Г, ЭЦВ10-16035Г. 2ЭЦВ12-255-30Г, ЭЦВ12-375-30, 1ЭЦВ14-120-540К, ЭЦВ14-210-300К, ЭЦВ 16-375-175К изготовляют для подачи воды общей минерализацией до 2500 мг/л, содержащей механические примеси массовой концентрацией до 0,05%. Насосы могут работать в течение 20 мин после запуска на воде, содержащей механические примеси массовой концентрацией до 1%, а в следующие 30 мин—до 0,5%.
Набор поставки агрегата ЭЦВ состоит из последующих узлов:
— насоса;
— погружного электродвигателя;
— токоподводящего кабеля;
— системы автоматического управления;
— хомутов для крепления токоподводящего кабеля;
— контактных электротехнических гильз;
— липкой электроизоляционной, водостойкой полихлорвиниловой ленты.
По просьбе заказчика могут быть поставлены только насос и погружной электродвигатель. Установки ЭЦВ14-120-540К, ЭЦВ14-210-300К и ЭЦВ16-375-175К комплектуют трансформатором.
Необходимость поставки монтажных хомутов, оборудования устья скважины и его комплектность клеветают при заказе. Герметичные оголовки в набор поставки не входят и в случае необходимости потребителю рекомендуется без помощи других сделать их по чертежам СКТБН (Специльное конструкторское технологическое бюро герметических и скважинных насосов). Выпускают насосы с подачей 1,6—375 м3/ч воды при напорах 25—540 м, с электродвигателями 0,4— 250 кВт, предназначенные для эксплуатационных колонн поперечником 100—402 мм.
Условные обозначения электродвигателей расшифровываются последующим образом:
серии МАПЗМ-14-32/2;
М — машина;
А — асинхронная;
П — погружная;
3 — порядковый номер серии из ряда погружных электродвигателей, разработанных Харьковским электромеханическим заводом;
М — конструктивный вариант электродвигателя данного типомера, который меняется при внесении конфигураций в конструкцию электродвигателя;
14 — внешний наибольший поперечник электродвигателя, см;
32 — длина активной части статора;
2 — число полюсов;
серии ПЭДВ-2,8-140:
П— погружной;
ЭД — электродвигатель;
В — водозаполняемый;
2,8 — мощность, кВт;
140 — внешний наибольший поперечник, мм.
Электродвигатели насосов ЭЦВ-4-2-25 и ЭЦВ-42-40 водозаполняемые, погружного типа, в вертикальном выполнении, асинхонные, с короткозамкнутым ротором, однофазовые. Могут подключаться к осветительной электросети напряжением 220 В. Обозначенные насосы поставляют с электродвигателями соответственно ПЭДГ-0,37-92 и ПЭДГ-0,75-92 (0,37 и 0,75 мощность электродвигателя в кВт; 92 — длина активной части статора, мм). Статор этих электродвигателей изолирован от воды цилиндрическим экраном.
Для других насосов ЭЦВ употребляют электродвигатели типа ПЭДВ либо МАПЗ: погружные, асинхронные, с короткозамкнутым ротором, трехфазные, водозаполняемые. Для сотворения наибольшего напора и подачи воды при малой мощности и габаритах электродвигатели имеют частоту вращения 2850—2925 мин. Статор погружного электродвигателя представляет собой железную трубу, в которую запрессован пакет статора, набранный из листов электротехнической стали шириной 0,5 мм, за ранее покрытых лаком. Пакет крепится в корпусе нажимными шайбами и упрямыми кольцами. В пазу пакета уложена обмотка электродвигателя из медного провода с полихлорвиниловой либо полиэтиленовой изоляцией (марки ПЭВВП). Обмотка статора соединена в «звезду».
Места соединений и подключения выводных концов провода изолированы липкой полихлорвиниловой лентой. Выводные концы токоподводящего кабеля выполнены из провода ВПП либо ВПВ.
ПРОВОД ДЛЯ СКВАЖИННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
ПВВН ТУК ОММ 505-169—55 Площадь сечения. мм2 Поперечник, мм Количество Поперечник токопроводящей жилы, мм Круговая толщина оболочки, мм Внешний поперечник менее. мм 2,5
4
10
16
25
35 0,68
0,85
1,33
1,68
1,28
1,51
7
7
7
7
19
19
2,04
2,55
3,99
5,04
6,4
7,55
2,7
3,1
3,1
4,5
4,5
5 7,4
8,7
10,2
14
15,4
17,5
Ротор электродвигателя состоит из вала с напрессованным на него наборным пакетом из электротехнической стали шириной 0,5 мм. Листы ротора не покрывают лаком. Обмотка ротора короткозамкнутая, выполнена из алюминия, залитого под давлением, либо из медных стержней специального профиля, замкнутого медными кольцами. На нижний конец вала надета пята, на верхний — жесткая соединительная муфта. Верхний и нижний круговые подшипники находятся соответственно в верхнем и нижнем щитах подшипников. В чугунные щиты запрессованы текстолитовые либо резиновые на железной базе втулки, образующие совместно с втулками из нержавеющей стали, запрессованными на вал ротора, круговые подшипники скольжения. Через особые отверстия в верхнем щите проходят выводные концы электродвигателя, уплотненные резиновыми кольцами.
Пята с подпятником принимает всю вертикальную нагрузку: механическую (вес крутящихся частей агрегата) и часть неустойчивой гидравлической нагрузки, создаваемой рабочими колесами при работе агрегата. Пяту изготовляют из хромистой либо нержавеющей стали и крепят на валу при помощи шпонки и фасонной гайки. Конструкции подпятников различны: они могут быть размещены в нижнем либо верхнем (ниже пескосбрасывателя) щите электродвигателя. Подпятники изготовляют из хромистой стали в виде частей, закаленных до твердости HRC С-45-48, расоложенных на основании и закрепленных винтами; из текстолита вместе с нижним круговым подшипником (электродвигатели МАЦЗ-14-32/2) либо резинометаллическими (электродвигатели серии ПЭДВ). В неких электродвигателях подпятник лежит на сферическом штифте, что позволяет ему самоустанавливаться. В данном случае подпятник закрепляется в корпусе при помощи кольцевой шпонки и штифта. Для смазки и остывания водой в текстолитовом и резиновом подпятнике имеются круговые канавки.
В неких конструктивных вариантах подпятник выполнен вместе с нижним вкладышем кругового подшипника вала электродвигателя. Подпятник является более ответственной частью агрегата, но он нередко выходит из строя из-за неверного сопряжения электродвигателя с насосом, наушения обычной смазки и остывания водой либо попадания в корпус электродвигателя механических примесей совместно с водой. Разработаны конструкции электродвигателей (ПЭДВ) с подпятниками, полости которых стопроцентно герметизированы от наружной среды (рис. 1).
Рис. 1. Подпятники электродвигателей:
а — с резиновой диафрагмой:
б — с фильтром;
в — с глухим фланцем:
1 — кольцо; 2 — кольцо уплотнения; 3 — пята: 4 — пробка; 5 — корпус подпятника; б — днище; 7 — шпонка;
8 — кольцо пружинное; 9 — подпятник; 10 — диафрагма; 11 — шпилька; 12 — гайка; 13 — вспомогательная турбинка; 14— штифт; 15— фильтр;
16 — щит нижний; 17 — опорный шарик; 18 — пластмассовые сегменты; 19 — втулка; 20 — текстолитовый вкладыш подшипника;
21 — корпус кругового подшипника; 22 — кольцо нижней крышки; 23 — глухой фланец.
Герметизация осуществляется особыми резиновыми кольцами уплотнения, расположенными в высшей части электродвигателя ниже пескосбрасывателя и диафрагмы, установленной в нижней части корпуса. Диафрагма уравновешивает перепады давления меж внутренней полостью электродвигателя и окружающей средой. В неких конструкциях в нижней части электродвигателя заместо резиновой диафрагмы установлен глухой фланец, изолирующий полость электродвигателя от воды.
Рабочая часть насоса ЭЦВ состоит из железного либо металлического корпуса, в каком находятся направляющие аппараты и лопостные колеса. Корпуса секций насосов для скважин поперечником 100 мм чугунные либо пластмассовые, для скважин поперечником 150 мм чугунные, для скважинн поперечником 200 мм пластмассовые на металлической базе. Для скважинн поперечником до 250 мм употребляют опрессованные из пластмассы направляющие аппараты и лопастные колеса. Лопастные колеса надеты на вал насоса и закреплены призматической шпонкой. Корпуса напорных секций меж поглощающей и напорной камерой стянуты железными стяжными болтами либо шпильками. Данное расстояние меж рабочими колесами фиксируется дистанционными распорными втулками. В отдельных моделях насосов ЭЦВ осевые силы и масса крутящихся деталей воспринимаются сменным опорным кольцом либо самоустанавливающейся пятой гидродинамического типа, находящимся во поглощающей камере, в других моделях — пятой, находящейся в нижней крышке электропривода.
Для уменьшения гидравлической нагрузки во втулках лопастных колес насосов для скважин поперечниками 150 и 250 мм предусмотрены разгрузочные отверстия. Вкладыши круговых подшипников выполнены из графита либо резины с продольными канавками для смазки и остывания водой. В высшей части насоса помещена клапанная коробка с тарельчатым либо шарообразным клапаном. Насосы типа ЭЦВ практически не отличаются по типоразмерам.
Исключение составляют насосы с высочайшим напором (более 180 м), в каких предусмотрены промежный круговой подшипник и дополнительный узел подпятника, расположенный в самом насосе. В корпусах поглощающей и напорной камер неких конструкций имеются сверленые каналы, по которым проходит вода для смазки и остывания круговых подшипников. Вода, находящаяся под огромным напором после последней ступени насоса, поступает в кольцевой зазор меж вкладышем кругового подшипника и втулкой вала, смазывая подшипник, и через канал изливается в скважину. В кольцевой зазор нижнего кругового подшипника вода поступает по каналу из первой ступени насоса и исходит во поглощающую камеру насоса. Для транспортирования воды от насоса до поверхности земли употребляют обыденные газовые либо буровые трубы со железными муфтами либо фланцевым соединением.
Использовать чугунные резьбовые соединительные муфты не рекомендуется, потому что они не выдерживают большой механической нагрузки. Хотя фланцевое соединение существенно удлиняет сроки монтажа и демонтажа насосного агрегата, оно позволяет накрепко защищать изоляцию кабеля, идущего к электродвигателю, от повреждения. Для этого во фланцах делают нарезку, через которую пропускают кабель и укрепляют к трубе хомутами. При монтаже насосного агрегата на газовых трубах с муфтовым соединением в местах муфт кабель защищается от повреждения металлическими кожухами из листовой стали и также крепятся к трубам хомутами. К последней напорной трубе приваривают фланец и прикрепляют резьбовыми шпильками к опорной части. Опорная часть представляет собой квадратную плиту с отверстиями под анкерные болты, отлитую совместно с коленом. Опорная плита устанавливается на фундамент и крепится анкерными болтами. Кабель выводится через отверстие в опорной плите агрегата.
В высшей части колена имеется резьбовое отверстие для установки манометра. На напорном колене устанавливают задвижку, водомер и оборотный клапан. При подаче воды насосом в резервуар, в каком наивысший уровень воды находится ниже напорного колена, устанавливать оборотный клапан не рекомендуется. Электропусковая и контольная аппаратура, поставляемая заводом, представляет собой магнитную пусковую станцию. Не считая магнитного пускателя в пусковой станции смонтированы разные реле, предохраняющие электродвигатель от раннего выхода из строя. В пусковой станции устанавливается защита от перегрузок (термическое либо индуктивное реле), защита от недлинного замыкания в цепи управления и в силовой полосы, защита электродвигателя от холостого хода и работы от 2-ух фаз и другие датчики.
К контрольноизмерительным устройствам относятся манометр и амперметр, по свидетельствам которых судят о работе агрегата. На показаниях амперметра отражаются появление дополнительных механических сопротивлений износа круговых подшипников, подпятника электродвигателя, вынос совместно с водой механических примесей (песка, глины) и т. д.
Для длительности работы насосного агрегата употребляется счетчик времени СВ-4. Для автоматиции процесса к пусковой станции дополнительно подключают разные реле:
наибольшего и малого уровня воды в резервуаре либо водонапорной башне,
реле давления, наибольшей глубины до динамического уровня воды в скважине и другие реле специального предназначения.
Пусковая станция с контрольными устройствами может быть размещена на любом расстоянии от скважины, что комфортно при групповом управлении насосными агрегатами.