Пуск центробежного насоса: порядок действий и основные правила

Пуск центробежного насоса: порядок действий и основные правила

В промышленности, в частном и коммунальном хозяйстве для перекачки разного типа жидкостей используют центробежные насосы. Во время работы такого лопастного насоса движение жидкости по трубопроводу происходит непрерывным потоком за счёт центробежной силы. Однако вначале нужно подготовить его к работе. Правильный порядок пуска и остановки центробежного насоса продлит его срок службы и обеспечит бесперебойную работу. Как же осуществляется пуск насоса?

Бытовой центробежный насос https://news.noteru.com

Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы — это оборудование, применяемое в системах водоснабжения, а также водоотведения для откачки воды и перекачки жидкостей по напорным трубопроводам. Их делят по уровню давления, числу и расположению рабочих колёс. Они бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми, низкого, среднего и высокого давления, горизонтального и вертикального расположения. Промышленность выпускает 18 типов насосного оборудования, которые применяют для разных целей. Наибольшим пользовательским спросом пользуются такие модели:

• консольно-моноблочные;
• центробежно-вихревые;
• шламовые;
• погружные;
• осевые.

Эти электронасосы отличаются конструкцией, назначением и техническими характеристиками, однако, работают по схожему принципу. К их достоинствам относят высокую надёжность, долгий срок службы и простоту обслуживания и эксплуатации. Среди недостатков выделяют небольшой коэффициент полезного действия при невысокой производительности из-за сужения пропускных каналов и восприимчивость к примесям, которые содержатся в перекачиваемых жидкостях.

Один из вариантов качественного оборудования насос центробежный DAB K 30/70 M.

Консольно-моноблочный электронасос https://images.ru.prom.st

/>

Принцип работы и конструкция

Обязательное условие работы центробежных насосов — преобразование энергии приводного электродвигателя в энергию потока, чтобы создать напор и перемещать воду или другую жидкость по присоединённому к электронасосу напорному трубопроводу. Это оборудование состоит из следующих рабочих узлов:

• рабочая камера с патрубками для входа и выхода жидкости;
• электродвигатель;
• вал с направляющими лопастями;
• подшипниковый узел;
• сальники уплотнения.

При включении начинает вращаться ротор с закреплёнными на его валу лопастями, которые отогнуты в сторону, противоположную движению. Они воздействуют на воду, находящуюся в спиралеобразной камере, и согласно второму закону Ньютона создаётся центробежная сила, под действием которой жидкость отбрасывается от центра к периферии. При этом в центре образуется разрежение, и вода поступает в насос, а на периферии повышается давление, которое создаёт напор.

Так происходит непрерывное движение рабочей среды из всасывающего в напорный трубопровод. Подшипники облегчают вращение ротора, а сальники предохраняют механизмы двигателя от контакта с водой. Перед запуском центробежного насоса его надо подготовить к работе.

Конструкция ЦН https://nasosovnet.ru

Порядок пуска центробежного насоса

Во время работы на входе из-за разрежения образуется область пониженного давления. Если давление перекачиваемой воды или другой рабочей среды больше, чем давление в зоне входа, образуются пузырьки воздуха, которые взрываясь, увеличивают нагрузку на подшипниковый узел, снижают производительность, что сказывается на нестабильности работы. Это явление называется кавитацией, которая в конечном итоге выводит насос из строя. Чтобы предотвратить кавитацию перед его запуском важно произвести геодезический расчёт и установить его с учётом причин снижения давления. Уменьшая высоту всасывания, создаётся запас, гарантирующий бесперебойную работу.

Прежде чем осуществить запуск центробежного насоса в работу, нужно создать постоянное давление и убрать воздух из всасывающей трубы с обратным клапаном, залив туда воду или другую рабочую среду. В зависимости от модели давление создаётся такими способами:

• внутренним эжектором;
• заливной воронкой;
• наполнением из резервуара;
• гидрозатвором.

Через эжектор вода поступает из нижней камеры гидравлического прибора на всос, а оттуда в верхнюю камеру, исключая попадание воздуха. Таким образом, создаётся избыточное давление, необходимое для работы насоса.

Пуск ЦН https://pandia.ru

Заливку жидкости для создания нужного давления при запуске насоса также можно производить через воронку с отдельной трубкой, присоединённой тройником к всасывающей магистрали или её наполнением из резервуара с водой. В некоторых моделях этого оборудования на всосе предусмотрен гидрозатвор, высота которого прямо пропорциональна высоте подпора.

Как запустить водяной насос во избежание перезагрузки электродвигателя: обязательно закрыть задвижку на трубопроводе. После того, как двигатель наберёт необходимое число оборотов, нагнетательную задвижку медленно открывают, выводя электронасос на полную производительность.

Пусконаладочные работы ПНР

Выполнение пусконаладочных работ является важным этапом строительства перед вводом объекта в эксплуатацию. В процессе проведения ПНР осуществляются регламентная наладка и испытания оборудования для обеспечения безопасной его эксплуатации на всем протяжении срока эксплуатации.

Специалисты ООО "Нефтегазинжиниринг" являются опытными инженерами в области наладки электрооборудования различного назначения. Так, мы производим пусконаладку следующих объектов: котельных установок, тепловых пунктов, теплоэнергетических установок, установок нефтегазопереработки и сепарации, объектов газоиспользования и газораспределения, систем автономного газоснабжения, вентиляции и отопления, устройств дозирования реагентов и т.д. Полный перечень объектов Вы можете уточнить по телефону 8-800-333-95-62.

ПНР могут выполняться как в составе комплексных работ по проектированию и монтажу объектов, так и отдельно на оборудовании не нашего производства и монтажа.

Этапы пусконаладочных работ

Пусконаладка представляет собой комплекс мероприятий, который позволяет ввести в объект в эксплуатацию и без которого невозможно проверить слаженность работы всех инженерных систем после завершения строительно-монтажных работ.

Задачей ПНР являются комплексная проверка правильности проведенных монтажных работ, обнаружение заводских дефектов электрооборудования, настройка работы оборудования в режиме максимальных нагрузок и изменение технических параметров электрооборудования на проектные потребительские значения. В случае выявления недостатков монтажа, выполненного не строительно-монтажным отделом ООО "Нефтегазинжиниринг", наши специалисты подберут наиболее подходящее оборудование и при необходимости исправят режимные настройки.

Диагностика и наладка оборудования гарантируют Заказчику надежность и бесперебойность работы устройств в последующем.

Проведение пусконаладочных работ начинается с составлением сметы на ПНР и разработке программы ПНР, в которой приводится весь состав работ, необходимых на конкретном объекте строительства.

В типовой состав работ ПНР входят следующих виды работ:

• подготовительные работы по ознакомлению с оборудованием, составление сметы пусконаладочных работ и их перечня, проверка соответствия технических параметров оборудования проектным требованиям и значениям
• пробный пуск для проверки работоспособности и функционала отдельных устройств, оборудования и структурных схем с выводом их на эксплуатационные значения
• комплексное опробование и испытание оборудования для проверки эксплуатационных характеристик электрооборудования при максимальных нагрузках, опробование оборудования на холостом ходу и при имитации форс-мажорных обстоятельств
• режимная наладка и настройка взаимодействия оборудования и всех инженерных систем объекта с запуском постоянного технологического процесса, проверкой различных режимов эксплуатации

Завершающим этапом ПНР является оформление технического отчета (протокола испытаний) о проведенных работах, передача пусконаладочной документации и объекта пусконаладки Заказчику.

Этап проведения пусконаладки является последней стадией строительно-монтажных работ, предшествующей вводу объекта в эксплуатацию и сдаче его контролирующим надзорным органам (при необходимости). Выполнение ПНР гарантирует Заказчику строительства объекта правильность проектирования, сборки и монтажа оборудования с точки зрения его оптимальной эффективности, надежности и безопасности.

Как узнать стоимость пусконаладочных работ?

Для того, чтобы узнать расценки проведения пусконаладочных работ и заказать смету на ПНР, Вы можете связаться с нашими специалистами:

• по телефонам 8 (495) 246-01-62 (для Москвы и Московской области), 8-800-333-95-62 (для Санкт-Петербурга и регионов) или 8 (8452) 250-357 (для Саратова и Саратовской области)
• по электронной почте

Все услуги по пусконаладке выполняются с соблюдением согласованной сметной стоимости пусконаладочных работ.

Устройство плавного пуска электродвигателя. Пример применения

Всем привет! Сегодня будет статья, в которой показан реальный пример использования устройства плавного пуска (мягкого пускателя) на практике. Плавный пуск электродвигателя установлен мною на реальном устройстве, приводятся фото и схемы.

Что это за устройство, я ранее подробно рассказывал в статье про мягкий пускатель. Напоминаю, что мягкий пускатель и устройство плавного пуска суть одно и то же устройство. Названия эти берутся от английского Soft Starter. В статье я буду называть этот блок и так, и эдак, привыкайте). Информации по устройствам плавного пуска в интернете достаточно, рекомендую также почитать здесь.

Моё мнение по пуску асинхронных двигателей, подтвержденное многолетними наблюдениями и практикой. При мощности двигателя более 4 кВт стоит подумать, чтобы обеспечить плавный разгон двигателя. Это нужно при тяжелой, инерционной нагрузке, которая как раз и подключается на вал такого двигателя. Если двигатель используется с редуктором, то ситуация полегче.

Простейший и самый дешевый вариант плавного пуска – вариант с включением двигателя через схему “Звезда-Треугольник”. Более “плавные” и гибкие варианты – устройство плавного пуска и преобразователь частоты (в народе – “частотник”). Есть ещё древний способ, который уже почти не применяется – двухскоростные двигатели.

Кстати, верный признак того, что двигатель питается через частотник – хорошо слышимый писк с частотой около 8 кГц, особенно на низких оборотах.

Я уже использовал устройство плавного пуска от Schneider Electric, был такой положительный опыт в моей деятельности. Тогда нужно было плавно включать/выключать длинный круговой конвейер с заготовками (двигатель 2,2 кВт с редуктором). Жаль, что фотоаппарата тогда не было под рукой. Но в этот раз всё рассмотрим очень детально!

Зачем понадобился плавный пуск двигателя

Итак, проблема — на котельной есть насосы подпитки котла водой. Всего два насоса, и включаются они по команде от системы слежения за уровнем воды в котле. Одновременно может работать только один насос, выбор насоса осуществляет оператор котельной путем переключения водяных кранов и электрических переключателей.

Насосы приводятся в действие обычными асинхронными двигателями. Асинхронные двигатели 7,5 кВт включаются через обычные контакторы (магнитными пускателями). А поскольку мощность большая, то пуск очень жесткий. Каждый раз при пуске возникает ощутимый гидроудар. Портятся и сами двигатели, и насосы, и гидросистема. Иногда такое ощущение, что трубы и краны сейчас разлетятся вдребезги.

Кроме того, когда котёл остывший, и в него резко подается горячая вода (более 95 °С), то происходят неприятные явления, напоминающие взрывообразное бурление. Бывает и наоборот, воду с температурой 100 °С можно назвать холодной – когда в котле находится сухой пар с температурой почти 200 °С. В этом случае тоже происходят вредные гидроудары.

Всего на котельной два идентичных котла, но во втором установлены частотники на насосы. Котлы (точнее, парогенераторы) вырабатывают пар с температурой более 115 °С и давлением до 14 кгс/см2.

Жаль, что конструкцией котла в электросхеме не предусмотрено было плавное включение двигателей насоса. Хотя котлы итальянские, на этом было решено сэкономить…

Повторюсь, что для плавного включения асинхронных двигателей мы имеем на выбор такие варианты:

В данном случае необходимо было выбрать тот вариант, при котором бы было минимальное вмешательство в рабочую схему управления котлом.

Дело в том, что любые изменения в работе котла должны быть обязательно согласованы с производителем котла (либо сертифицированной организацией) и с надзорной организацией. Поэтому изменения должны быть внесены незаметно и без лишнего шума. Хотя, в систему безопасности я не вмешиваюсь, поэтому тут не так строго.

Мои постоянные читатели знают, что теперь, после сдачи экзаменов в Ростехнадзоре, я имею полное право выполнять работы по КИПиА в котельной.

Выбор устройства плавного пуска

Для начала посмотрим на шильдик двигателя:

Двигатель насоса, который подключается к схеме плавного пуска

Мощность двигателя – 7,5 кВт, обмотки соединены в схему “треугольник”, номинальный потребляемый при этом ток – 14,7А.

Вот как выглядела система пуска (“жёсткая”):

Система прямого пуска двигателей насосов

Напоминаю, что у нас два двигателя, и запускаются они контакторами 07КМ1 и 07КМ2. Контакторы снабжены блоками дополнительных контактов – для индикации и контроля включения.

В качестве альтернативы было выбрано устройство плавного пуска ABB PSR-25-600. Его максимальный ток – 25 Ампер, так что запас у нас хороший. Особенно, если учесть, что работать придётся в тяжелых условиях – количество пусков/стопов, высокая температура. Фото – в начале статьи.

Вот наклейка на софтстартере с параметрами:

Soft Starter ABB PSR-25-600 – параметры

• FLA – Full Load Amps – значение силы тока при полной нагрузке – почти 25А,
• Uc – рабочее напряжение,
• Us – напряжение цепи управления.

Установка УПП

Примерил для начала:

Пробная установка блока плавного пуска

По высоте подходит один в один, по ширине тоже, только длина чуть больше, но место есть.

Теперь вопрос по цепям управления. Контакторы в исходной схеме включались напряжением 24 VAC, а наши АББ управляются напряжением минимум 100 VAC. Налицо необходимость промежуточного реле либо изменения напряжения питания цепи управления.

Однако, на официальном сайте ABB я нашёл схему, где показано, что это устройство способно работать и при 24 VAC. Попытал счастья – не получилось, не запускается…

Что же, ставим промежуточное реле, которое приводит напряжение к нужному уровню:

Пример монтажа системы плавного пуска электродвигателей

Вот с другого ракурса:

Пример монтажа системы плавного пуска электродвигателей

Вот и всё. Промежуточные реле обозвал 07КМ11 и 07КМ21. Кстати, они также нужны и для дополнительных цепей. Через них включаются индикаторы, и сухие контакты для внешнего устройства (пока не используются, в старой схеме – оранжевые провода).

Когда хотел управление использовать напрямую, без реле (24 VAC), планировал индикаторы включения пустить через контакты Com – Run, которые теперь остались неиспользованные.

Схемы плавного пуска

Вот исходная схема.

Схема жесткого пуска двигателей, через контакторы (исходная)

А вот как нехитро я изменил схему:

Схема с плавным пуском двигателей на софтстартерах

По настройкам – коротко. Тут три регулировки – время разгона, время замедления, и начальное напряжение.

Можно было бы использовать одно устройство плавного пуска, и контакторы выбора двигателя (переключать одно устройство на два двигателя). Но это усложнит и сильно изменит схему, и понизит надежность. Что для такого стратегического объекта, как котельная, очень важно.

Осциллограммы напряжения

Орешек знанья твёрд, но всё же
мы не привыкли отступать!
Нам расколоть его поможет
киножурнал «Хочу всё знать!»

Собрать схему отверткой всякий может. А для тех, кто хочет увидеть напряжение и понять, какие реальные процессы происходят, без осциллографа не обойтись. Публикую осциллограммы на выходе 2Т1 устройства плавного пуска.

Двигатель выключен. Чистый синус.

Не правда ли, логическая нестыковка – двигатель выключен, а напряжение на нём есть?! Это особенность некоторых устройств мягкого пуска. Неприятная и опасная. Да, на двигателе есть напряжение 220В, даже когда он стоит.

Дело в том, что управление происходит только по двум фазам, а третья (L3 – T3) подключена к двигателю напрямую. А так как тока нет, то на всех выходах устройства действует напряжение фазы L3, которое проходит через обмотки двигателя. Та же ерунда бывает и в трехфазных твердотельных реле, вот моя статья.

Будьте осторожны! При обслуживании двигателя, подключенного к устройству мягкого пуска, отключайте вводные автоматы, и проверяйте отсутствие напряжения!

Запуск. Тиристоры режут фазу нещадно.

Поскольку нагрузка индуктивная, то синусоида не только режется на куски, но и сильно искажается.

Помеха прёт, и это надо учитывать – возможны сбои в работе контроллеров и другой слаботочки. Чтобы это влияние уменьшить, надо разносить и экранировать цепи, устанавливать дроссели на входе, и др.

Двигатель почти включен. Около 90% от энергии синуса.

Фото сделано да пару секунд до того, как включился внутренний контактор (байпас), который подал полное напряжение на двигатель.

Видео про работу и настройку УПП ABB

Фото корпуса

Ещё небольшой бонус – несколько фото внешнего вида устройства плавного пуска ABB PSR-25-600.

ABB PSR-25-600 – вид снизу

Опция – разъем и крепления для подключения вентилятора охлаждения, в случае больших нагрузок

ABB PSR-25-600 – входные силовые клеммы и клеммы питания и управления.

Крепёж на ДИН-рейку. Надежный и качественный, как и вся продукция ABB.

Пока всё, вопросы и критика в комментариях по плавному пуску электродвигателей приветствуются!

Скачать инструкции и другие файлы по софтстартерам и двигателям

Если тема интересует более глубоко, рекомендую ознакомиться с литературой, приведенной на странице Скачать.

Вот одна из книг, приведенных там:

• Ломоносов, В.Ю.; Поливанов, К.М.; Михайлов, О.П. Электротехника. / Ломоносов, В.Ю.; Поливанов, К.М.; Михайлов, О.П. Электротехника. Одна из лучших книг, посвящённых основам электротехники. Изложение начинается с самых основ: объясняется, что такое напряжение, сила тока и сопротивление, приводятся указания по расчёту простейших электрических цепей, рассказывается о взаимосвязи и взаимозависимости электрических и магнитных явлений. Объясняется, что такое переменный ток, как устроен генератор переменного тока. Описывается, что такое конденсатор и что собой представляет катушка индуктивности, какова их роль в цепях переменного тока. Объясняется, что такое трёхфазный ток, как устроены генераторы трёхфазного тока и как организуется его передача. Отдельная глава посвящена полупроводниковым приборам: в ней речь идёт о полупроводниковых диодах, о транзисторах и о тиристорах; об использовании полупроводниковых приборов для выпрямления переменного тока и в качестве полупроводниковых ключей. Коротко описываются достижения микроэлектроники. Последняя треть книги целиком посвящена электрическим машинам, агрегатам и оборудованию: в 10 главе речь идёт о машинах постоянного тока (генераторах и двигателях); 11 глава посвящена трансформаторам; о машинах переменного тока (однофазных и трёхфазных, синхронных и асинхронных) подробно рассказывается в 12 главе; выключатели, электромагниты и реле описываются в главе 13; в главе 14 речь идёт о составлении электрических схем. Последняя, 15 глава, посвящена измерениям в электротехнике. Эта книга — отличный способ изучить основы электротехники, понять основополагающие принципы работы электрических машин и агрегатов., zip, 13.87 MB, скачан: 2360 раз./

Инструкции и описания софтстартеров различных фирм – известных и бюджетных.

• Устройства плавного пуска PSR, PSS, PST / Устройства плавного пуска ABB PSR, PSS, PST. Принципы работы, параметры, схемы включения, pdf, 430.55 kB, скачан: 363 раз./
• PRS2_softstarter_user manual_rus / Prostar PRS2_softstarter_usermanual_rus. Бюджетные модели. Полное описание софтстартеров, pdf, 2.42 MB, скачан: 243 раз./
• Siemens SoftStarter 3RW44 manual / Siemens SoftStarter 3RW44 — подробное руководство по софтстартерам Сименс, pdf, 1.37 MB, скачан: 231 раз./
• Soft Starter VTdriveFWI-SS3 manual rus / Soft Starter VTdrive FWI-SS3 manual на русском, pdf, 2 MB, скачан: 325 раз./
• Устройства плавного пуска / Устройства плавного пуска. Подробное описание принципов действия, примеров установки и параметров моделей софтстартеров ABB, pdf, 6.19 MB, скачан: 290 раз./

Ещё пособие по двигателям:

• Пуск и защита двигателей переменного тока / Пуск и защита двигателей переменного тока. Системы пуска и торможения двигателей переменного тока. Устройства защиты и анализ неисправностей двигателей переменного тока. Руководство по выбору устройств защиты. Руководство от Schneider Electric, pdf, 1.17 MB, скачан: 1783 раз./

Подготовка к пуску и пуск подогревателя

1. Открыть крышку, отвернув (в правую сторону) гайку, повернув рукоятку по ходу часовой стрелки до фиксации.

2. Прокачать топливную систему посредством кратковременного (10-15 с) включения БЦН:

— закрыть воздушную заслонку подогревателя, установив рукоятку в положение З, если температура окружающего воздуха ниже минус 20 С;

— включить выключатель СВЕЧА на центральном щитке;

— через 1-1,5 мин после включения свечи до отказа открыть кран питания топливом подогревателя и спустя полминуты включить выключатель ОБОГРЕВ ДВИГАТ.;

— при воспламенении топлива в котле подогревателя выключить выключатель СВЕЧА, открыть заслонку, для чего рукоятку перевести в положение О;

— если воспламенение топлива в котле подогревателя не произошло, выключить выключатель ОБОГРЕВ ДВИГАТ. и через полминуты снова включить его. Выключатель СВЕЧА может быть непрерывно включен не более 3 минут.

3. Если воспламенение топлива в котле подогревателя не произошло, выключить выключатель СВЕЧА, закрыть кран питания топливом подогревателя и выключить выключатель ОБОГРЕВ ДВИГАТ., после чего повторить розжиг.

4. В исключительном случае при выходе свечи из строя и отсутствия запасной свечи розжиг котла подогревателя производить с помощью факела с использованием вышедшей из строя свечи.

Регулировка главного фрикциона

Проверка регулировки главного фрикциона проводится через 2400—2500 км пробега. Регулировку проводить по потребности в такой последовательности:

— вывернуть болты и поднять лобовой ребристый лист корпуса;

— вывернуть болты крепления крышки лючка картера главного фрикциона и снять крышку;

— проверить зазор между корпусом подшипника и двуплечим рычагом; щуп толщиной 4 мм должен проходить в зазор;

— провернуть приспособлением или спецломиком ведущие части главного фрикциона и проверить зазор между вторым и третьим дву­плечими рычагами и корпусом подшипника.

Если щуп не проходит в зазор, то для регулировки необходимо:

— вывернуть болты крепления стопорной планки, предвари­тельно расшплинтовав их, и снять стопорную планку;

— отрегулировать зазор между корпусом подшипника и рыча­гами с помощью регулировочных гаек так, чтобы щуп толщиной 7 мм не проходил, а щуп 6,7 мм проходил;

— установить стопорную планку 4, завернуть болты, зашплинто­вать их и закрыть люки.

Проверка и регулировка натяжения гусениц

Регулировка натяжения гусеницы ведется через 1200—1300 км (или по потребности) и выполняется в такой последовательности:

— установить машину на горизонтальной площадке с твердым грунтом (тормоза отпущены);

— поднять крылья и застопорить их;

— расстопорить кривошип направляющего колеса;

— вставить два штыря в отверстия пальцев траков, лежащих на первом и втором поддерживающих катках; вставить тре­тий штырь в отверстие пальца трака, расположенного посередине рас­стояния между первым и вторым поддерживающими катками; на край­ние штыри натянуть нить;

— вращать червяк натяжного механизма до тех пор, пока величина провисания, замеренная между средним штырем и нитью, не станет равной 6—8 мм; ввести зубчатую муфту в зацепле­ние с зубьями корпуса натяжного механизма;

— повернуть немного червяк в обратную сторону для снятия с не­го нагрузки.

При невозможности натянуть гусеницу до требуемой величины про­висания удалить по одному траку из каждой гусеницы.

Отработка нормативов № 2 «Снятие аккумуляторных батарей», № 3 «Установка аккумуляторных батарей» и № 4 «Проверка заправки системы двигателя топливом, маслом и охлаждающей жидкостью». (См. табл. № 11)