Прежде чем приступить к монтажу, необходимо ознакомиться с технической документацией, прилагаемой к насосному агрегату: паспортом, техническими условиями заводской инструкцией и монтажными чертежами. Подлежащее монтажу оборудование очищают от масляного покрытия, нанесенного при консервации на заводе, и наружным осмотром проверяют, нет ли каких-либо повреждений на деталях агрегата. Для подъема и опускания тяжелых узлов и деталей подготавливают монтажные треноги или козлы, оборудованные грузоподъемными талями.
На рисунке 1 показана насосная станция первого подъема с моноблочным центробежным насосом марки КМ и водозаборным сооружением берегового типа для забора воды из поверхностного источника.
Насосный агрегат 4 устанавливают на фундаменте, изготовленном в виде сплошного массива из бетона или бутобетона, кирпичной или бутовой кладки на цементном растворе. Ширину и длину фундамента принимают на 10—15 см больше ширины и длины опорной плиты насосного агрегата. Глубина заложения фундамента зависит от свойств грунта и мощности насосного агрегата, но во всех случаях не должна быть меньше 0,5— 0,7 м.
Рис. 1. Насосная станция первого подъема с центробежным насосом типа КМ и водозаборным сооружением берегового типа:
1 — приемный колодец; 2 — всасывающий трубопровод; 3 — нагнетательный трубопровод; 4 — центробежный насос с электродвигателем; 5 — станция управления; 6 — обратный клапан; 7 — регулировочная задвижка; 8 — манометр; 9 — задвижка; 10 — самотечная труба; 11 — водоприемник; 12 — каменный набросный фильтр; 13 — приемный клапан с сеткой-фильтром.
При установке нескольких насосных агрегатов между фундаментами отдельных агрегатов, а также между ними и фундаментами стен здания должны быть предусмотрены разрывы шириной не меньше 1—1,5 м.
Фундамент укладывают так, чтобы он выступал над полом на 150—200 мм; в слабых грунтах фундамент делают ступенями, расширяющимися книзу. Отверстия для фундаментных болтов делают в 3—4 раза больше диаметра болтов. Болты заливают в отверстиях цементным раствором; затягивать болты можно не раньше чем через 36—48 ч после полного затвердения фундамента.
При монтаже моноблочных насосов особой выверки агрегата на фундаменте не делают, надо лишь обеспечить его горизонтальное положение в двух перпендикулярных плоскостях.
При монтаже насосов, соединяемых с электродвигателем упругой муфтой, неправильная центровка их валов может вызвать вибрацию агрегата и в результате быстрый выход его из строя. При установке такого агрегата особое внимание должно быть обращено на точность совпадения осей валов насоса и электродвигателя. Признаками параллельности служит одинаковость зазора между полумуфтами соединения по всей окружности. Зазор между полумуфтами проверяют штангенциркулем; нормальный зазор должен быть 4—5 мм. Правильность центровки валов насоса и электродвигателя проверяют стальной линейкой. Прикладывая ее в различных точках к образующим соединительных полумуфт, смотрят, нет ли просвета. Нецентричность валов допускается в пределах 0,2 мм; смещение валов на большую величину влечет ускоренный износ подшипников насоса и двигателя.
При ременной передаче вал насоса должен быть строго параллелен валу трансмиссии или двигателя, от которого он получает вращение, так как при отсутствии параллельности ремень будет постоянно спадать. Следует избегать скрещенных или вертикальных направлений ремней. Нужно следить за тем, чтобы натяг ремня не был чрезмерным, так как это вызывает перегрев подшипников насоса и двигателя. Минимальное расстояние между валами насоса и двигателя не должно быть меньше 1,5 м.
Привод центробежных насосов при помощи ременной передачи обычно практикуется при использовании двигателей внутреннего сгорания или когда необходимо изменить параметры насоса путем увеличения или уменьшения его производительности и напора, а нужное число оборотов вала насоса не совпадает с числом оборотов вала двигателя. Для предотвращения несчастных случаев соединительную муфту или ременную передачу необходимо оградить.
Высота расположения оси насоса над рабочим горизонтом воды определяется допустимой высотой всасывания, указанной в паспорте насоса. Высоту всасывания отсчитывают от наиболее низкого горизонта воды в приемном колодце.
Надежная работа центробежного насоса во многом зависит от правильного монтажа всасывающего трубопровода 2. Всасывающий трубопровод для уменьшения потерь на преодоление гидравлических сопротивлений должен быть по возможности коротким с минимальным количеством стыковых соединений, не иметь перегибов, в которых может скапливаться воздух, быть герметичным. Чтобы выделяющийся из воды воздух мог свободно перемещаться с потоком воды и удаляться из насоса, всасывающий трубопровод следует подводить к насосу вертикально или с небольшим подъемом (уклон не менее 0,01) при наличии горизонтального участка.
Образование воздушных мешков во всасывающем трубопроводе недопустимо, так как это приводит к ухудшению всасывающей способности, к уменьшению производительности и напора насоса, а в ряде случаев и к полному срыву его работы. Для монтажа всасывающих трубопроводов применяют стальные трубы на сварке, на резьбовых или фланцевых соединениях. Диаметр труб выбирают из того расчета, чтобы скорость движения воды в них не превышала 1—1,5 м/с.
Для предупреждения вытекания воды из насоса и всасывающей трубы во время залива перед пуском и во время перерывов в работе, для предохранения насоса от попадания в него загрязнений на конец всасывающего трубопровода устанавливают приемный клапан 13 с сеткой-фильтром. Для обеспечения нормальной работы насоса приемный клапан должен быть расположен не менее чем на 0,5 м ниже рабочего уровня воды в колодце, на 0,25—0,5 м выше дна колодца и на расстоянии не менее трех его диаметров от стенок колодца. Площадь проходного сечения приемного клапана должна быть не менее чем в 2 раза больше сечения всасывающей трубы, а общая площадь отверстий фильтра в 3—4 раза больше сечения всасывающей трубы.
Диаметр нагнетательного трубопровода 3 выбирают с расчетом, чтобы скорость движения воды в нем не превышала 1,5—2 м/с. Монтировать его можно в любом направлении без острых углов в местах перегиба.
Для предохранения насоса от обратного движения воды из нагнетательного трубопровода в момент возникновения гидравлического удара при внезапной остановке на нагнетательном трубопроводе, непосредственно у насоса, устанавливают обратный клапан 6. Рядом с ним на нагнетательном трубопроводе устанавливают также регулировочную задвижку 7 (у мелких насосов кран), необходимую для пуска насоса в работу, регулирования подачи воды и отключения его от водопроводной сети на случай ремонта.
Для контроля за работой насоса на его нагнетательном патрубке устанавливают манометр 8, а на всасывающем патрубке иногда устанавливают также и вакуумметр. Манометр и вакуумметр оборудованы трехходовыми кранами, позволяющими подключать или отсоединять их от насоса, а также сообщать с атмосферным воздухом при их продувке.
На рисунке 2 дана схема насосной станции второго подъема животноводческого комплекса по выращиванию и откорму 10 тыс. голов крупного рогатого скота в год совхоза «Вороново» Московской области.
Насосная станция относится к типу заглубленных и оборудована четырьмя насосами, три из которых марки 4КМ-12 и один марки 4К-12. Производительность насосов от 65 до 120 м3/ч, напор соответственно. 37,7 м и 28 м. мощность двигателя 14 кВт. Насосы 6 получают воду из промежуточных подземных резервуаров по двум всасывающим трубам 1 и 2, подключенным к всасывающему коллектору 4, объединяющему все всасывающие патрубки 5 насосов. Всасывающие трубы находятся под напором, обусловленным разностью отметок уровней расположения насосов и подземных резервуаров, что обеспечивает постоянный залив насосов перед пуском в работу. Все нагнетательные патрубки 7 насосов также подключены к общему напорному коллектору 9, к которому присоединены два водовода 10 и 11, подводящие воду от насосной станции к наружной распределительной сети животноводческого комплекса.
Рис. 2. Схема насосной станции второго подъема животноводческого комплекса по выращиванию и откорму 10 тыс. голов крупного рогатого скота в год совхоза «Вороново:
1 и 2 — всасывающие трубы; 3 — задвижки; 4 — всасывающий коллектор; 5 — всасывающие патрубки; 6 — насосы; 7 — нагнетательные патрубки; 8— обратные клапаны; 9 — напорный коллектор; 10 и 11 — водоводы.
Коллекторы, всасывающие и нагнетательные трубопроводы оборудованы
задвижками 3, пользуясь которыми, можно отключать отдельные, насосы и
переключать трубопроводы таким образом, что каждый из насосов может
получать или подавать воду по любому участку всасывающей или напорной
линии, что бывает необходимо при возникновении аварийной ситуации на
насосной станции или в водоводах.
Для предохранения насосов от гидравлических ударов на их нагнетательных патрубках установлены обратные клапаны 8.
Перед пуском в работу центробежный насос и всасывающий трубопровод заливают водой, пользуясь следующими способами: из нагнетательного трубопровода и путем отсасывания воздуха вакуум-насосом или струйным аппаратом. Для заливки из нагнетательного трубопровода устанавливают обводную трубку с запорным вентилем. Один конец трубки присоединяют к нагнетательному трубопроводу до обратного клапана, а другой — после него. Насос и всасывающий трубопровод заполняют водой, открывая вентиль на обводной трубке и трехходовой кран на манометре до тех пор, пока из крана не польется чистая вода без пузырьков воздуха. Способ заливки путем отсасывания воздуха применяют, как правило, на крупных насосных станциях.
Залитый центробежный насос пускают в ход при закрытой задвижке на нагнетательной трубе. Такой запуск разгружает двигатель, так как при пуске с закрытой задвижкой центробежный насос потребляет примерно в 3 раза меньшую мощность, чем при работе с полной нагрузкой. После того как двигатель разовьет нормальное число оборотов, медленно открывая задвижку, дают насосу нагрузку, постепенно доводя ее до нормальной.
Запуск центробежных насосов с открытой задвижкой обычно проводят при автоматизированном управлении их работой в тех случаях, когда это не приводит к опасным перегрузкам электродвигателя.
При остановке центробежного насоса необходимо вначале отключить вакуумметр и манометр, медленно перекрыть задвижку, а затем выключить двигатель.
Режим работы центробежного насоса (без изменения размеров рабочего колеса) регулируют двумя способами — дросселированием задвижки на напорном трубопроводе насоса и изменением числа оборотов рабочего колеса.
Первый способ заключается в изменении сечения проходного канала задвижки, что позволяет только уменьшать подачу насоса. Уменьшение сечения проходного канала задвижки вызывает дополнительные потери энергии, ухудшающие к. п. д. насосной установки. Несмотря на это, он широко применяется на практике.
Наиболее экономичный способ регулирования режима работы центробежного насоса заключается в изменении (в допустимых пределах) числа оборотов рабочего колеса; он практически не оказывает существенного влияния на к. п. д. насосной установки.
Если уменьшать или увеличивать число оборотов рабочего колеса центробежного насоса, то соответственно уменьшится или увеличится подача, напор и мощность насоса.
Этим пользуются для получения от насоса нужной производительности и напора.
Зависимость подачи, напора и мощности от числа оборотов рабочего колеса определяется следующими соотношениями:
подача центробежного насоса изменяется пропорционально числу оборотов рабочего колеса:
Q1/Q = n1/n, откуда Q1 = Q*n1/n;
напор, развиваемый насосом, изменяется пропорционально квадрату числа оборотов рабочего колеса:
Н1/Н = (n1/n)2, откуда H1 = H(n1/n)2;
мощность, потребляемая насосом, изменяется пропорционально кубу числа оборотов рабочего колеса:
N1/N = (n1/n)3, откуда N1 = N*(n1/n)3,
где n — нормальное число оборотов рабочего колеса; n1 — измененное число оборотов рабочего колеса; Q, H, N — соответственно подача, напор и мощность насоса при нормальном числе оборотов; Q1, H1, N1 — те же величины при измененном числе оборотов рабочего колеса.
Не рекомендуется уменьшать число оборотов рабочего колеса больше чем в 2 раза, увеличивать их допускается в пределах до 20% от нормального.
Регулирование изменением числа оборотов осуществляется при приводе насосов от двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей с изменяемым числом оборотов, а также при помощи гидромуфт и электромагнитных муфт.
В процессе эксплуатации центробежных насосов необходимо следить за наличием смазки в подшипниках, состоянием подшипников и сальников.
Уровень масла в подшипниках контролируют по маслоуказателю; он должен постоянно поддерживаться на требуемой отметке. Через каждые 1000 ч работы наcoca загрязненную смазку из подшипниковых коробок сливают и заменяют свежей. При смене для более полного удаления загрязнений смазку спускают сразу же по окончании работы насоса. Затем в подшипниковые коробки заливают керосин и на 3—5 мин насос включают в работу без нагрузки. После промывки керосин сливают и подшипниковые коробки заполняют свежим смазочным материалом.
Температура подшипников не должна превышать 50—60° С. Сальники должны быть совершенно холодные, плотно набиты и равномерно подтянуты, так чтобы при работе насоса вода через сальники медленно просачивалась в виде отдельных капель. Незначительное просачивание воды через сальники указывает на исправность их состояния, а также на то, что воздух через сальники не проникает в насос. При сильном пропуске воды сальник необходимо подтянуть или вновь перебить. Сальники лучше всего набивать в два или три приема, постепенно добавляя набивку до прекращения течи. При укладке колец сальниковой набивки нужно следить за тем, чтобы стыки колец располагались под углом 90°.
