Потопяеми помпи за отводняване

В и КСп. Инженеринг ревю - брой 7/2016 • 08.11.2016

Потопяеми помпи за отводняване
Потопяеми помпи за отводняване

Потопяемите помпи за отводняване са специално конструирани съоръжения, оборудвани с херметически затворен електродвигател, които са подходящи за монтаж и работа под вода. Съществуват два вида потопяеми помпи – с потопен електродвигател и с такъв, монтиран в сухо помещение и свързан с помпата чрез дълъг вал.

Потопяемите помпи се предлагат в едностъпална и многостъпална конфигурация, като многостъпалните са по-масово разпространени. Потопяемата помпа може да бъде свързана към напорен тръбопровод чрез възвратен клапан или към гъвкав маркуч.

Електродвигателят и помпата са свързани със съединител между вала на помпата и този на електромотора, а електрозахранването на двигателя се осъществява чрез един или повече гъвкави водонепропускливи кабели.

Потопяемите помпи могат да бъдат ефективно и евтино решение за отводняване на строителни площадки например. Съвременните потопяеми помпи са с подобрена конструкция както на самата помпа, така и на работното й колело, благодарение на което те имат по-добър коефициент за полезно действие в сравнение с предходните модели.

Например незапушващите се работни колела вече са стандарт, а честотно-регулираните задвижвания автоматично контролират скоростта на помпата за постигане на максимална ефективност. Предлагат се и потопяеми помпи с тънък корпус, които се побират дори в тръби с диаметър 100 mm.

При отводняване изпълнителят може да монтира перфорирани стоманени тръби с поместени в тях потопяеми помпи навсякъде по площадката, където е необходимо. На тесни места може да се използват специални поплавъци, които да включват или изключват помпите в зависимост от водните нива.

Според едно просто практическо правило, когато смукателната височина е по-голяма от 7,60 m трябва да се използва потопяема помпа, а не центробежна с едностранно засмукване.

Разбира се, след като се избере подходящата потопяема помпа, следва да се имат предвид и редица други фактори, за да е сигурно, че тя ще постигне очакваните резултати по отношение на отводняването.

Видове
“Мокрите” потопяеми помпи са свързани директно с електрическия двигател. Цялото устройство е компактно и относително леко, поради което е подходящо за сравнително малки дълбочини (3-6 m), а мощността му е под 30 к.с.

Потопеният електродвигател от една страна има предимства, но от друга би могъл да причини неприятности. За да е сигурно, че при намотките на електромотора няма да проникне вода, трябва да бъде монтирано двойно механично уплътнение, пълно с масло.

Тъй като работното колело се износва (особено при канализационните потопяеми помпи), може да се появят дисбаланс и вибрации, които да причинят отклонение на конзолно монтирания вал и повреда на уплътнението.

Този проблем е добре известен, поради което електродвигателите на потопяемите помпи се произвеждат с по-висококачествени намотки на статорите им в сравнение с тези на електромоторите, работещи на сухо. Затова дори ако бъдат залети, електромоторите продължават да работят без късо съединение за известно време.

Дори при отлично поддържана потопяема помпа, при която няма износване на работното колело и дисбаланс, животът на уплътнението е ограничен. Докато вторичното уплътнение се намира в по-благоприятна среда (чисто масло), главното е в пряк контакт с водата, поради което се износва бързо.

Точният експлоатационен живот на подобно уплътнение зависи от конкретното приложение, но в повечето случаи той не превишава 5 години.

“Сухите” потопяеми помпи са подобни на “мокрите”, с тази разлика, че те се монтират на сухо място и се свързват с водата посредством смукателен тръбопровод. Обслужването и изваждането на подобна помпа за поддръжка е по-лесно благодарение на по-удобния и чист достъп.

Проблемът с живота на механичното уплътнение обаче е същият като при “мокрите” потопяеми помпи. Освен това, охлаждането на електродвигателя вече не се извършва чрез неговото потапяне във водата.

Поради това “сухите” потопяеми помпи изискват циркулация на част от препомпваната вода през канали за охлаждане, вградени в корпуса на електромотора. Често срещан проблем обаче е запушването на тези канали със съдържаща се в препомпваната вода мръсотия, което води до прегряване на електромотора.

В зависимост от приложението им, потопяемите помпи се разделят на три основни вида. Помпите за отводняване са конструирани, за да препомпват заедно с водата малки абразивни частици, като пясък, малки камъчета и глина със зърнометрия до 1,3 cm.

В зависимост от съдържащите се във водата твърди вещества, може да се използва работно колело с отворена или затворена конструкция. Колело от затворен тип се прилага при помпи, работещи в най-тежки експлоатационни условия, когато във водата има много замърсители, които изцяло преминават през работното колело.

Работните колела от отворен тип се състоят от две части, които трябва да бъдат поддържани, тъй като износването им може да доведе до намаляване на коефициента на полезно действие.

Помпите за утайки се използват за препомпване на вода, съдържаща по-едри твърди вещества (със зърнометрия до 7,6 cm) с по-големи плътности. Конструкцията на тези помпи е с вихрово работно колело за намаляване на износването. Тъй като по-голямата част от препомпваната вода на практика не минава през работното колело, неговото износване и запушванията му са сведени до минимум.

Каловите помпи са конструирани за работа в най-тежки условия, когато трябва да се препомпват едри и тежки абразивни вещества, като сажди и пепел, както и за драгажни приложения.

За справяне с абразивните материали, хидравличните части на тези помпи често пъти са изработени от NiHard 4, един от най-твърдите материали. Понякога се използват и допълнителни смесители, които размесват суспендираните частици около смукателния щуцер.

Концентрацията на суспендирани частици във водата е различна за всеки отделен случай на отводняване. Преди да изберат необходимата потопяема помпа, потребителите трябва да определят вида, концентрацията и pH на тези частици.

Охлаждане на електродвигателя
Когато работи, електромоторът генерира топлина, и ако не бъде охлаждан, той ще прегрее и скоро ще се наложи да бъде поправен или заменен. Съществуват три метода за охлаждане на електродвигателя на една потопяема помпа за отводняване.

Първият е охлаждане на помпата чрез водата в кладенеца, в който е потопена помпата. Корпусът на помпата е в пряк контакт с течността и топлината се предава от помпата към нея. Това обаче налага нивото на водата винаги да е над това на двигателя.

Корпусът на електромотора може да бъде поставен в охладителна риза, като известна част от препомпваната вода циркулира в нея. Топлината се предава от корпуса на електромотора към течността в охладителната риза, след което отработената вода се връща обратно в кладенеца.

Този метод позволява нивото на водата в кладенеца да е по-ниско в сравнение с първия метод на охлаждане, но той има недостатък – съдържащите се във водата твърди вещества могат да запушат отворите на охладителната риза. За да бъде сведен този риск до минимум, производителите обикновено поставят условие за минимална скорост на водата в помпата.

Третият начин включва поставянето на електромотора в охладителна риза, напълнена с масло, което циркулира с помощта на монтирани на вала малко турбинно колело или диск. Помпите от този вид са самоохлаждащи се, но недостатъкът им е, че са по-скъпи.

Функции за предупреждение и сигнализация
Поради това, че потопяемите помпи работят под вода, те не могат да бъдат наблюдавани пряко, за да се следи тяхната температура, вибрациите им и евентуални утечки при уплътненията. Производителите предлагат различни датчици за сигнализация, които предупреждават потребителя ако възникне проблем.

Сигнализаторите за прегряване могат да бъдат разположени в намотките на електромотора и/или в лагерите. Това гарантира подаване на сигнал, когато температурата превиши определена стойност. Ако се ползва терморезистор, той подава данни за измерената температура към система за управление или оператор, който следи отчетените стойности.

Детекторите за утечки се монтират в уплътнителната камера, в корпуса на електродвигателя и/или в порта, в който се включва кабелът. При установяване на наличие на влага се подава сигнал, който показва, че уплътнението между камерата и корпуса на помпата или това на входа на кабела в помпата е компрометирано. Помпата може да продължи да работи и при наличие на влага в уплътнителната камера.

Често пъти изборът на място за детектора за утечки е въпрос на избор от типа “или-или” – или в уплътнителната камера, или в корпуса на електродвигателя. Когато детекторът е в камерата, сигналът обикновено се подава по-рано през срока на експлоатация на уплътненията.

Операторът има възможност за избор - или да ги смени веднага, или да пренебрегне сигнала за известно време, за да насрочи дейностите за поддръжка. Монтираният в уплътнителната камера детектор за утечки може би е най-добрият избор, ако не са налични резервни помпи.

Така изключването на помпата за техническа поддръжка може да бъде планирано предварително. Ако детекторът за утечки е в уплътнителната камера, трябва да се предвиди още един такъв в порта, в който кабелът влиза в електромотора, тъй като евентуална утечка на това място не може да бъде засечена от камерата.

Когато детекторът за утечки е в корпуса на електромотора, сигналът ще бъде подаден, когато се появи влага в него и помпата вече не може да работи. Ако има резервни помпи и системата за управление може автоматично да изключи повредената помпа, сигнализацията от корпуса на електромотора може да доведе до по-дълги интервали за техническа поддръжка, отколкото при детектор, монтиран в уплътнителната камера.

Правилно оразмеряване и позициониране
Правилното оразмеряване на помпата според предназначението й е от критична важност за ефективното й действие. Необходимо е да се знае какво количество вода трябва да се препомпва и с какъв дебит.

Ако се избере помпа с недостатъчен дебит, има риск от наводняване на площадката, а ако е преоразмерена, има опасност в един момент тя да изпомпи водата напълно и да започне да работи на сухо. Подходящото оразмеряване на помпата гарантира оптимален коефициент на полезно действие.

Правилното разполагане на технологичното оборудване също е от голяма важност, когато се използва потопяема помпа за отводняване. Трябва да е сигурно, че помпата е правилно позиционирана и отстоянията от нея до останалото оборудване са достатъчни.

Помпата трябва да бъде потопена по начин, предотвратяващ нейното прегряване и повреда на електродвигателя й.

По време на монтажа следва да се провери дали работното колело на помпата се върти нормално и дали няма остри огъвания и чупки на нагнетателната тръба. Добре е да се приложи и програма за превантивна поддръжка на помпата и тръбната й система, спирателните кранове, възвратния клапан, калниците и въздушниците по напорния тръбопровод.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top