Самовсасывающий канализационный насос: как он работает, применение и руководство по выбору

Насос, который для работы необходимо погружать в воду, также является насосом, который необходимо извлекать, сушить и обслуживать в закрытой влажной среде каждый раз, когда что-то идет не так. Для руководителей объектов, муниципальных инженеров и промышленных операторов, которые ежедневно имеют дело со сточными водами, осадком и сточными водами, этот компромисс имеет реальные эксплуатационные издержки. самовсасывающий канализационный насос был разработан именно для решения этой проблемы — альтернатива для поверхностного монтажа на уровне земли, которая устраняет необходимость размещать двигатель в потоке отходов, сохраняя при этом способность обработки твердых частиц, необходимую для очистки сточных вод. В этой статье рассказывается о том, как работают эти насосы, в каких случаях они превосходят погружные альтернативы, на что обращать внимание при выборе материалов и уплотнений, а также о том, как выбрать правильную конфигурацию для вашего применения.

Как работает самовсасывающий канализационный насос

Определяющей характеристикой самовсасывающего насоса является его способность откачивать воздух из всасывающей линии и втягивать жидкость в корпус насоса без ручного заполнения между рабочими циклами. Это происходит за счет непрерывного процесса смешивания и разделения воздуха и жидкости внутри насоса.

Перед первым запуском корпус насоса необходимо вручную заполнить жидкостью — это однократная заливка. Как только этот первоначальный объем окажется на месте, крыльчатка вращается и создает зону низкого давления на входе. Накопленная жидкость смешивается с воздухом во всасывающем трубопроводе, смесь проходит через рабочее колесо в сепараторную камеру, воздух выбрасывается через выпускное отверстие, а оставшаяся жидкость возвращается обратно на вход рабочего колеса. Этот цикл повторяется до тех пор, пока весь воздух не будет удален из всасывающей линии и не установится непрерывный поток жидкости. С этого момента насос работает как стандартный центробежный насос.

Критически, после остановки насос сохраняет жидкость в корпусе . При следующем запуске этот сохраняемый объем позволяет автоматически возобновить цикл самовсасывания — без какого-либо вмешательства оператора. Это то, что отличает самовсасывающий насос от центробежного насоса с традиционным заполнением, который требует ручной дозаправки после каждой сухой остановки.

Самовсасывающий или погружной вариант: выбор правильной конфигурации

Оба типа насосов эффективно перекачивают сточные воды, но подходят для разных условий установки. Понимание компромиссов предотвращает дорогостоящие неправильные спецификации.

Погружной канализационный насос устанавливается непосредственно в яму для отходов и не требует всасывающего трубопровода. Он не занимает надземной поверхности и работает бесшумно под поверхностью жидкости. Ее ограничением является доступ для обслуживания: любое обслуживание требует подъема агрегата из ямы, что на работающей канализационной станции означает работу с мокрым, загрязненным оборудованием в замкнутом пространстве. Неисправности уплотнений двигателя — наиболее распространенный вид неисправности — остаются незамеченными до тех пор, пока насос полностью не перестанет работать.

Самовсасывающий канализационный насос расположен на уровне земли. Двигатель полностью отделен от канализации — с потоком отходов контактируют только корпус насоса, рабочее колесо и всасывающая труба. Это означает меньшие требования к уплотнению со стороны двигателя, более быстрый и чистый доступ для обслуживания, а также возможность визуально контролировать насос во время работы. Компромисс заключается в том, что высота всасывания ограничена атмосферным давлением и в большинстве конфигураций практически не превышает 6–8 метров. Для применений, где поверхность жидкости глубже, практичным выбором являются погружные насосы.

Для применений с умеренной глубиной, прерывистой работой, мобильным развертыванием или высокой частотой технического обслуживания — осушение строительных площадок, промышленная техническая вода, муниципальные насосные станции с доступными сухими колодцами и операции по борьбе с наводнениями — самовсасывающая конфигурация последовательно обеспечивает более низкую совокупную стоимость владения с течением времени, особенно для Применение канализационных насосов, требующих надежной обработки твердых частиц на уровне земли .

Ключевые сценарии применения

Самовсасывающие канализационные насосы охватывают более широкий спектр типов сред, чем первоначально предполагает большинство инженеров. Общей нитью для всех них является жидкость, с которой не может справиться стандартный центробежный насос для чистой воды.

• Городская канализация и сточные воды: Подъемные станции, перекачивающие неочищенные сточные воды из пунктов сбора на очистные сооружения, являются одним из наиболее распространенных применений. Способность насоса перекачивать твердые, волокнистые материалы и органический мусор без засорения делает его надежным при непрерывной работе. Самовсасывающие конструкции особенно ценятся там, где операторам подъемных станций необходимо выполнять проверки, не заходя в замкнутое пространство.
• Промышленные сточные воды: Бумажные фабрики, текстильные фабрики, заводы пищевой промышленности и химические предприятия производят техническую воду, содержащую взвешенные твердые вещества, волокна и жидкости переменной вязкости. Самовсасывающие канализационные насосы справляются с этими потоками без риска повреждения двигателя из-за погружения в агрессивную среду.
• Осушение строительной площадки: Раскопки, туннели и фундаментные работы накапливают грунтовые воды, смешанные с илом, песком и мусором. Самовсасывающий насос можно размещать на уровне земли, перемещать между объектами и эксплуатировать с перерывами, не требуя каждый раз повторной заливки, что является значительным эксплуатационным преимуществом на активных строительных площадках.
• Передача осадка и шлама: Загустевший ил из отстойников и отстойников зачастую не может быть перемещен без засорения погружными агрегатами. Самовсасывающие насосы с широкопроходными рабочими колесами и усиленным корпусом надежно справляются с высоковязкими потоками с высоким содержанием твердых частиц.
• Борьба с наводнениями и аварийный дренаж: В сценариях реагирования на наводнения важно быстрое развертывание. Самовсасывающий насос можно установить, подключить к всасывающему шлангу и запустить в работу в течение нескольких минут — без подготовки ямы, которая требуется для погружной установки.

Материалы и герметизация: что определяет долгосрочную надежность

Сточные воды содержат абразивные частицы, волокнистые материалы и химически агрессивные компоненты. Выбор материала корпуса насоса, рабочего колеса и системы уплотнений напрямую определяет продолжительность работы насоса между интервалами технического обслуживания.

Корпус насоса: Чугун остается стандартом для общих сточных вод — он обеспечивает хорошую износостойкость, низкую стоимость и проверенную долговечность в муниципальных и промышленных условиях. Для применений, связанных с коррозийными сточными водами, химическими сточными водами или береговыми установками, корпуса из нержавеющей стали (обычно марки 304 или 316) исключают риск коррозии, которая ограничивает срок службы чугуна. Корпуса насосов, отлитые из нержавеющей стали, также обеспечивают лучшую стабильность размеров проточных каналов, что способствует поддержанию гидравлической эффективности на протяжении всего срока службы насоса.

Конструкция рабочего колеса: Рабочее колесо является компонентом, наиболее подверженным износу от твердых частиц. Одноканальные или двухканальные открытые рабочие колеса с широкими проходами позволяют проходить без блокирования крупным твердым и волокнистым материалам. Крыльчатки из хромированного железа или сплава с высоким содержанием хрома (обычно твердость 55 HRC) значительно продлевают срок службы при работе с абразивными, песчаными или песчанистыми сточными водами. Для общегородской канализации без содержания абразива достаточно стандартных чугунных рабочих колес с антикоррозийным покрытием.

Механическое уплотнение: Механическое уплотнение является важнейшим связующим звеном между мокрой частью и валом двигателя. В самовсасывающих канализационных насосах механические уплотнения из карбида кремния являются предпочтительными для абразивных сред — поверхности из карбида кремния устойчивы как к истиранию мелкими частицами, так и к химическому воздействию потоков кислотных или щелочных отходов. Полости уплотнений с масляной смазкой обеспечивают дополнительную защиту в течение короткого периода работы всухую, который происходит при каждом запуске до полного заполнения линии всасывания, предотвращая преждевременный выход уплотнения из строя из-за перегрева.

Для операций, требующих более широкого решения по насосу, включая как перекачку сточных вод, так и применение под давлением чистой воды, необходимо объединить самовсасывающий канализационный насос с горизонтальный многоступенчатый центробежный насос для контуров чистой воды высокого давления на одном и том же объекте удовлетворяет обе стороны потребности в перекачке жидкостей от одного поставщика.

Рекомендации по установке и эксплуатации

Правильная установка с первой попытки позволяет избежать наиболее распространенных проблем с производительностью самовсасывающих насосов в полевых условиях.

Всасывающая труба является наиболее ответственным элементом. Он должен быть герметичным — любая утечка в соединении, ослабленное соединение или поврежденная прокладка позволяют воздуху проникнуть в систему и прервать цикл самовсасывания, что приведет к работе насоса всухую. Все соединения всасывающих труб должны быть герметизированы резьбовой смазкой или прокладочным материалом, рассчитанным на температуру и химический состав среды. Длина всасывающей трубы должна быть как можно короче; более длинные пробеги увеличивают объем воздуха, который насос должен откачать до завершения заливки, что увеличивает время запуска.

Для нормальной работы насоса не требуется обратный клапан, поскольку удерживаемая жидкость в корпусе обеспечивает резерв заливки. Однако в установках, где длинные всасывающие трубы создают значительный обратный дренаж после остановки, обратный клапан на всасывающем впуске сокращает время повторной заливки при следующем запуске, сохраняя всасывающую трубу заполненной жидкостью.

В холодном климате воду, оставшуюся в корпусе насоса после остановки, необходимо слить до того, как температура упадет до нуля. Захваченная вода, которая замерзает, расширяется с достаточной силой, чтобы треснуть чугунные корпуса — предотвратимая поломка, которая возникает, если не соблюдаются процедуры подготовки к зиме. В большинстве конструкций насосов для этой цели предусмотрена сливная пробка в самой нижней точке корпуса.

Перед первым использованием требуется первоначальная заливка независимо от модели насоса. Заполните корпус через заправочный порт до тех пор, пока жидкость не переполнится, затем закройте порт и запустите насос. После завершения первого цикла заливки и установления потока насосом все последующие запуски выполняются полностью автоматически.

Выбор подходящего самовсасывающего канализационного насоса: основные параметры

Выбор насоса для канализационных систем требует соответствия пяти параметров реальным условиям эксплуатации, а не максимально возможным значениям, указанным в паспорте продукта.

Расход и напор являются отправной точкой. Установите требуемый расход в кубических метрах в час и общий динамический напор (статическая подъемная сила плюс потери на трение в напорном трубопроводе). Кривая производительности насоса должна обеспечивать требуемый расход на напоре системы с достаточным запасом — работа в крайнем правом углу кривой, вдали от точки наилучшей эффективности, ускоряет износ и увеличивает потребление энергии.

Диаметр прохода для твердых частиц определяет, сможет ли насос перерабатывать фактический поток отходов. Муниципальные сточные воды обычно содержат твердые частицы размером до 80 мм; Промышленные потоки могут переносить более крупный волокнистый материал. Максимальный пропуск твердых частиц в насосе должен превышать максимальное ожидаемое количество твердых частиц в среде.

Требуемая высота всасывания должна находиться в пределах номинальной мощности насоса — обычно 5–8 метров для стандартных самовсасывающих канализационных насосов на уровне моря. Высота снижает доступное атмосферное давление и, следовательно, снижает достижимую высоту всасывания; приложения на высоте более 1000 метров должны применять коэффициент снижения характеристик.

Совместимость материала с химическим составом среды определяет выбор материала корпуса и рабочего колеса, как указано выше. Для применений, где pH, температура или химический состав потока отходов меняются в зависимости от сезона или изменений производства, конструкция из нержавеющей стали обеспечивает более широкий диапазон допусков, чем чугун.

Класс защиты двигателя имеет значение при эксплуатации на открытом воздухе и во влажной среде. Степень защиты IP55 является минимальной для большинства установок канализационных насосов; IP65 рекомендуется для вызывных станций без укрытия. Для предприятий, управляющих как техническими характеристиками насосов, так и более широкой системной интеграцией, следует проконсультироваться с производителем, который предлагает полный спектр конфигураций центробежных и канализационных насосов упрощает процесс подбора типа насоса для каждого контура предприятия.