Особенности конструкции насосов ЦНС
Насосы типа ЦНС – центробежные многоступенчатые секционные горизонтальной конструкции. Конструктивный принцип изделий основан на последовательном наращивании напора: каждая ступень (с рабочим колесом и направляющим аппаратом) добавляет к суммарному напору одинаковый прирост. Подача при этом остаётся неизменной. Это позволяет реализовать широкий диапазон давлений, изменяя количество ступеней насоса.
Основные конструктивные узлы
Секционный корпус. Состоит из отдельных секций, число которых равно числу рабочих колёс минус одно – рабочее колесо последней ступени расположено в напорной крышке. Герметичность секционного корпуса обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами.
Рабочее колесо. Закрытого типа с осевым подводом перекачиваемой среды. Материалы для изготовления рабочих колёс – в зависимости от назначения насоса, характера и параметров перекачиваемой среды: серый чугун или сталь (низколегированная или высоколегированная, нержавеющая).
Ротор. Вал из стали, соответствующей назначению насоса, с установленными на нём рабочими колёсами, диском гидропяты, защитными втулками, стянутыми гайкой ротора.
Концевые уплотнения вала. Стандартное исполнение – сальниковые уплотнения. По требованию заказчика насосы могут быть оснащены механическими торцовыми уплотнениями модульного типа (одинарными с дополнительным щелевым или двойными с бачками для затворной жидкости).
Подшипниковые опоры ротора. В качестве опор применяются подшипники качения (радиальные сферические роликовые и шариковые), смазка подшипников - консистентная.
Принцип работы
Перекачиваемая жидкость поступает через входной патрубок и крышку всасывания к первому рабочему колесу. Лопастная система вращающегося колеса сообщает жидкости движение (по межлопастным каналам) от входа в колесо к его периферии, вышедшая из колеса жидкость поступает в каналы направляющего аппарата, где скоростной напор, создаваемый колесом, преобразуется в давление. Далее поток переходит к следующей ступени, и цикл повторяется. Суммарное давление на выходе равно сумме давлений всех ступеней. Чем больше колёс – тем выше напор при неизменной подаче.
Классификация насосов серии ЦНС
По перекачиваемой среде (буквенные обозначения)
| Обозначение | Перекачиваемая среда | Ключевые ограничения |
|---|---|---|
| ЦНС (НЦС) | Пресная вода, pH 7–8,5, до +45°C | Обязательный подпор ≥0,1 МПа на входе в насос |
| ЦНСН | Обводнённая нефть, пластовые воды | Плотность 700–1050 кг/м³, вязкость ≤1,5•10⁻⁴ м²/с, газ ≤3% |
| ЦНСМ | Минеральное масло | Подпор на входе 0,015–0,06 МПа, вязкость ≤1,5•10⁻⁴ м²/с |
| ЦНСК | Кислотосодержащие и соленасыщенные среды | pH 3,5–8,5 части |
| ЦНСА/ЦНСКА | Электронасосный агрегат (насос + двигатель на раме) | Мощность двигателя в зависимости от типоразмера насоса и характеристик перекачиваемой среды |
Буквенное обозначение насоса включает в себя обозначение типа насоса (ЦНС), назначение насоса по перекачиваемой среде (Г, К, Н, М), числовое обозначение - номинальную подачу (первое число) и суммарный напор (второе число). Например, ЦНСН 105-490 – нефтяной насос с подачей 105 м³/ч и напором 490 м.
По частоте вращения
Насосы с приводом 2950 об/мин (быстроходные) компактны и легче тихоходных аналогов по характеристикам. Применяются там, где важны массогабаритные показатели.
Насосы с приводом 1475 и 1500 об/мин (тихоходные) надёжнее работают с загрязнёнными средами. Конструктивно габаритнее и тяжелее быстроходных с аналогичными характепистиками, но менее чувствительны к предельным режимам эксплуатации.
Сводная таблица типоразмерных групп
| Типоразмер | Подача, м³/ч | Напор, м | КПД, % | n, об/мин |
|---|---|---|---|---|
| ЦНС 13 (НЦС 13) | 13 | 70–350 | 48–49 | 2950 |
| ЦНС 38 (НЦС 38) | 38 | 44–220 | 67–69 | 2950 |
| ЦНС 60 (НЦС 60) (тихоходный) | 60 | 50–250 | 64 | 1475 |
| ЦНС 60 (НЦС 60)(быстроходный) | 60 | 66–330 | 64 | 2950 |
| ЦНС 105 (НЦС 105) | 105 | 98–490 | 64 | 2950 |
| ЦНС 180 (НЦС 180) (тихоходный) | 180 | 85–425 | 70 | 1475/980 |
| ЦНС 180 (НЦС 180)(быстроходный) | 180 | 200-1000 | 72 | 2950 |
| ЦНС 300 (НЦС 300) (тихоходный) | 300 | 120–600 | 70 | 1475/980 |
| ЦНС 300 (НЦС 300) (быстроходный) | 300 | 580-1430 | 76 | 2950 |
| ЦНСШ 300/ЦНСН 315 | 300/315 | 140-800 | 75 | 1475 |
| ЦНС 400 (НЦС 400) | 400 | 120–660 | 73 | 1475 |
| ЦНС 500 (НЦС 500) | 500 | 160–880 | 72 | 1475 |
| ЦНС 850 (НЦС 850) | 850 | 240–960 | 72 | 1500 |
Специализированные насосы
К-60М – консольный одноступенчатый насос
Одноступенчатый центробежный насос консольного типа. Подача 60 м³/ч, напор 20 м, КПД 62%, частота 1450 об/мин, масса 66 кг. Давление на входе, не более 0,05 МПа, кавитационный запас 5 м.
Применяется во вспомогательных системах охлаждения, дренажных установках, системах промывки оборудования, предприятиях коммунального хозяйства, системах водоснабжения. Востребован там, где установка секционного насоса нецелесообразна по характеристикам и материальным затратам.
ВП 340-18А – вертикальный полупогружной насос
Подача 340 м³/ч (рабочий диапазон 200–380 м³/ч), напор 18 м, КПД 61%, частота 1450 об/мин.
Предназначен для задач с большим расходом при малом напоре: насосные станции первого подъёма, подпорные станции перед высоконапорными агрегатами, системы охлаждения, пожаротушения.
Турбонасос Н2 – моноблок с приводной пневматической турбиной
Подача 25 м³/ч, напор 35–40 м, давление воздуха 0,45–0,5 МПа, расход воздуха 7 м³/мин, масса 34 кг. Требования к жидкости: pH 7–8,5, мех. примеси ≤0,2%, размер частиц ≤0,2 мм, температура воды до +60°C.
Уникальная ниша: объекты без электроснабжения, взрывоопасные зоны, аварийное водоотведение. Единственный в номенклатуре насос с пневмоприводом.
Применение насосов ЦНС по отраслям
Нефтедобыча и поддержание пластового давления
Перекачивание обводнённой и товарной нефти в условиях нефтепромыслов.
Системы пожаротушения на нефтепромыслах.
Система ППД (поддерживание пластового давления) – закачка воды в нефтеносные пласты для вытеснения нефти на поверхность.
Шахтный водоотлив
Горнодобывающая промышленность предъявляет к насосам повышенные требования по эксплуатационной надёжности, энергетической экономичности, коррозионной стойкости и ремонтопригодности.
Энергетика
На предприятиях теплоэнергетики используются насосы для подачи питательной воды, температурой до 105°C, в водогрейные и паровые котлы, системы отопления и горячего водоснабжения.
На предприятиях электроэнергетики - в маслосистемах пуска и регулирования турбогенераторов.