Благодаря своей простоте конструкции и надёжности центробежные насосы получили всё большее признание и применение на различных предприятиях. С развитием технологий инженеры оптимизировали их конструкции, что привело к появлению множества различных типов центробежных насосов, применяемых в различных отраслях промышленности.
В этой статье классифицируются центробежные насосы с использованием 7 из наиболее широко принятых и авторитетных измерений, охватывающих 15+ Типы центробежных насосов. Я предоставлю подробное руководство, охватывающее их конструкцию, принципы работы, области применения и методы выбора.
Что такое центробежный насос и как он работает?
А центробежный насос — это тип водяного насоса, который использует вращение рабочего колеса для перемещения жидкости. Он имеет простую конструкцию, основные компоненты которой включают: крыльчатка, волюта, корпус, и несущий.
При работе центробежного насоса рабочее колесо передаёт механическую энергию жидкости, сообщая ей кинетическую энергию. Наконец, под действием спирального кожуха жидкость преобразует свою кинетическую энергию в энергию давления и затем выбрасывается через выпускное отверстие.
Различные типы центробежных насосов и их применение
Центробежные насосы в основном классифицируются по семь измерений: тип потока (радиальный, осевой и смешанный), ступени (одно- и многоступенчатые), ориентация вала (вертикальная и горизонтальная), корпус (спиральный, диффузор и разъемный корпус) и другие параметры, такие как заливка, применение и конструкция всасывания.
По типам потока
Центробежный насос с радиальным потоком
Радиальные насосы являются наиболее распространённым типом центробежных насосов. Радиальный поток означает, что после того, как жидкость поступает из центра рабочего колеса, последнее вращается и выбрасывает её радиально в окружающее пространство, передавая ей кинетическую энергию. После повышения давления жидкости в спиральном проточном канале она выбрасывается через выходное отверстие, перпендикулярное валу насоса.
| Центробежные насосы с радиальным потоком | |
| Преимущества | Радиально-центробежные насосы имеют простую конструкцию, удобны в обслуживании, работают стабильно и подходят для длительного использования. |
| Ограничения | Эффективность сильно зависит от условий эксплуатации; они не подходят для перекачивания высоковязких жидкостей. |
| Типичные применения | Подходит для транспортировки жидкостей средней скорости потока и вязкости от низкой до средней, таких как чистая вода, сточные воды, шлам и раствор. |
Осевой центробежный насос
Осевые насосы, также известные как пропеллерные, используют рабочие колеса осевого потока (аналогичные пропеллерам). При вращении рабочего колеса создается подъёмная сила (тяга), которая толкает жидкость вдоль вала насоса. После прохождения рабочего колеса её кинетическая энергия преобразуется в энергию давления, после чего жидкость выбрасывается через выпускное отверстие.
| Осевой центробежный насос | |
| Преимущества | По сравнению с насосами радиального потока насосы осевого потока действуют скорее как большой пропеллер, продвигая жидкость, что делает их пригодными для применений с высоким расходом воды. |
| Ограничения | Хотя осевые насосы обеспечивают высокую производительность, их напор ниже, чем у радиальных насосов, что делает их непригодными для применений, требующих высокого давления. |
| Типичные применения | Осевые насосы лучше подходят для применений, требующих высокой производительности, но пониженных требований к напору, например, для крупных дренажных систем, систем оборотного водоснабжения электростанций и крупных ирригационных систем. |
Центробежный насос смешанного потока
В насосах смешанного потока используются рабочие колеса смешанного потока (с изогнутыми лопатками). Как следует из названия, они сочетают в себе радиальный и осевой поток. Они обладают большей производительностью и более высоким КПД, чем насосы радиального потока, а также более высоким давлением (головка насоса), чем насосы осевого потока.
| Центробежный насос смешанного потока | |
| Преимущества | Насосы смешанного потока обеспечивают более высокую производительность, чем насосы радиального потока, и более высокий напор, чем насосы осевого потока, обеспечивая при этом стабильную работу и снижая риск кавитации. |
| Ограничения | Насосы осевого типа стоят дороже насосов осевого типа, а их эффективность существенно колеблется в зависимости от условий эксплуатации. |
| Типичные применения | Универсальность насосов смешанного потока делает их особенно подходящими для применений со средним напором и высоким расходом, таких как борьба с наводнениями, муниципальные системы водоснабжения, крупномасштабное орошение и станции очистки сточных вод. |
По количеству стадий
Одноступенчатый центробежный насос
Одноступенчатый насос — это насос с одним рабочим колесом. Количество ступеней соответствует количеству рабочих колес. Одноступенчатый насос перекачивает жидкость через одно рабочее колесо и является наиболее распространённым типом центробежных насосов.
| Одноступенчатый центробежный насос | |
| Преимущества | Одноступенчатые центробежные насосы имеют простую конструкцию, удобны в обслуживании, имеют легкодоступные запасные части и низкие эксплуатационные расходы. |
| Ограничения | Одноступенчатые насосы имеют относительно низкий напор, что затрудняет эффективную транспортировку жидкостей в условиях высокого напора. |
| Типичные применения | Одноступенчатые насосы имеют широкий спектр применения и подходят для транспортировки чистой воды, сточных вод и жидкостей, содержащих небольшое количество твердых частиц. |
Многоступенчатый центробежный насос
Многоступенчатый центробежный насос имеет несколько рабочих колес. При прохождении жидкости через каждое рабочее колесо её давление увеличивается. После прохождения через несколько рабочих колес жидкость достигает более высокого напора и давления.
| Многоступенчатый центробежный насос | |
| Преимущества | Многоступенчатые центробежные насосы идеально подходят для применений, требующих высокого напора и давления, поскольку их напор и давление в несколько раз превышают показатели одноступенчатых насосов. |
| Ограничения | Многоступенчатые насосы имеют более сложную конструкцию, сложнее в обслуживании и требуют несколько более высоких производственных и эксплуатационных расходов, чем одноступенчатые. Из-за большого количества рабочих колёс они не подходят для перекачивания жидкостей с твердыми включениями. |
| Типичные применения | Многоступенчатые насосы прекрасно подходят для систем водоснабжения высотных зданий, водоснабжения котельных, городских повысительных насосных станций, а также для оборудования для очистки под высоким давлением. |
По ориентации вала
Вертикальный центробежный насос
Как следует из названия, вертикальный центробежный насос — это центробежный насос с вертикальной конструкцией и вертикальной установкой. Принцип его работы аналогичен принципу центробежного насоса, но он может быть установлен в ограниченном пространстве.
| Вертикальный центробежный насос | |
| Преимущества | Вертикальные центробежные насосы занимают мало места и более гибки в установке. В вертикальных насосах с длинным валом часть корпуса может быть даже погружена в жидкость, что обеспечивает хорошие кавитационные характеристики. |
| Ограничения | Вертикальные насосы с длинным валом требуют более высоких затрат на техническое обслуживание и регулярных проверок длинного вала. |
| Типичные применения | Вертикальные центробежные насосы идеально подходят для использования в глубоких колодцах, отстойниках или в случаях, когда требуется погружение в воду, например, для осушения отстойников и забора воды из глубоких колодцев. |
Горизонтальный центробежный насос
Горизонтальный насос — это центробежный насос, установленный горизонтально, с валом, параллельным земле. В отличие от вертикального насоса, горизонтальный центробежный насос имеет более широкий спектр применения и прост в обслуживании.
| Горизонтальный центробежный насос | |
| Преимущества | Горизонтальные насосы имеют простую конструкцию, как правило, съемного типа, что делает разборку и обслуживание простыми и удобными. |
| Ограничения | Горизонтальные центробежные насосы требуют большей площади основания, чем вертикальные. В сложных условиях эксплуатации требуется отдельное насосное помещение, что приводит к более высоким первоначальным затратам. |
| Типичные применения | Горизонтальные центробежные насосы широко используются в таких отраслях, как водоснабжение, орошение, очистка сточных вод, отвод паводковых вод и переработка хвостов. |
По корпусу
Центробежный насос со спиральным корпусом
Спиральные насосы представляют собой насосы с корпусом, напоминающим улитку или спиральный проточный канал. Спиральные насосы являются важнейшим типом центробежных насосов, поскольку они преобразуют кинетическую энергию жидкости, протекающей через улитку, в энергию давления, что обеспечивает её нагнетание.
| Центробежный насос со спиральным корпусом | |
| Преимущества | Спиральные насосы технологически совершенны, просты в обслуживании и имеют относительно недорогие запасные части, что делает их эксплуатационные расходы приемлемыми для большинства пользователей. |
| Ограничения | По сравнению с диффузорными центробежными насосами традиционные спиральные насосы имеют меньший напор и давление, но при тех же условиях эксплуатации диффузорные центробежные насосы более эффективны. |
| Типичные применения | Спиральные насосы имеют широкий спектр применения, например, в муниципальном водоснабжении, ирригации, очистке сточных вод, горнодобывающей промышленности и дноуглубительных работах. |
Диффузорный центробежный насос
Диффузионные насосы работают по тому же принципу, что и спиральные насосы. Разница заключается в том, что в корпусе диффузионного насоса рабочее колесо окружено диффузором (неподвижными лопатками). Когда рабочее колесо вращается и разбрасывает жидкость во всех направлениях, первым с жидкостью соприкасается диффузор, что замедляет её скорость и, следовательно, увеличивает давление.
| Диффузорный центробежный насос | |
| Преимущества | Диффузионные центробежные насосы обеспечивают более высокий КПД, напор и давление. При одинаковых условиях (одинаковой подаче) диффузионные насосы более эффективны. |
| Ограничения | Диффузионные насосы требуют высокой точности изготовления и стоят дороже традиционных спиральных насосов. Они не подходят для жидкостей, содержащих крупные твердые частицы. |
| Типичные применения | Диффузионные насосы лучше подходят для применений, требующих высокого напора и стабильного давления, таких как питательная вода котлов, оборудование для очистки под высоким давлением, химическая циркуляционная вода и водоснабжение высотных зданий. |
Центробежный насос с раздельным корпусом
Основное отличие насоса с раздельным корпусом от других центробежных насосов заключается в конструкции корпуса. Корпус насоса с раздельным корпусом разделён на верхнюю и нижнюю секции, центральная линия которых проходит через горизонтальный вал насоса.
| Центробежный насос с раздельным корпусом | |
| Преимущества | Модульная конструкция насоса с раздельным корпусом упрощает разборку и обслуживание. Конструкция с двойным всасыванием уравновешивает осевые силы, обеспечивая повышенную устойчивость во время работы. |
| Ограничения | Конструкция корпуса с горизонтальным разъемом приводит к увеличению габаритов и веса насоса, что затрудняет монтаж. Она не подходит для жидкостей с высоким содержанием твердых частиц, но лучше подходит для чистой воды и жидкостей с небольшим количеством примесей. |
| Типичные применения | Насосы с раздельным корпусом больше подходят для крупномасштабных систем подачи чистой воды, таких как муниципальные системы водоснабжения, дренаж больших водохранилищ и орошение сельскохозяйственных угодий. |
По грунтовке
Самовсасывающий центробежный насос
Как известно, центробежный насос необходимо заполнить жидкостью перед запуском, чтобы предотвратить скопление воздуха внутри. Самовсасывающий насос, однако, не требует этого, поскольку он уже содержит необходимую для запуска жидкость, что делает его более подходящим для ситуаций, требующих частых запусков и остановок.
| Самовсасывающий центробежный насос | |
| Преимущества | Самовсасывающие центробежные насосы облегчают забор воды, а также запуск/остановку, что существенно снижает частоту технического обслуживания. |
| Ограничения | Самовсасывающие насосы имеют более сложную внутреннюю конструкцию, требующую от жидкости преодоления большего трения, что приводит к снижению эффективности по сравнению с традиционными центробежными насосами. |
| Типичные применения | Переносные (мобильные) системы водоснабжения и распределения, ирригационное и бытовое водосборное оборудование. |
Погружной центробежный насос
Как следует из названия, погружной центробежный насос — это насос, который может погружаться в воду и работать в вертикальных скважинах или на большой глубине, а также может перекачивать воду, содержащую взвешенные частицы.
| Погружной центробежный насос | |
| Преимущества | По сравнению с поверхностными насосами погружные насосы работают в воде с меньшим уровнем шума, значительно экономят место и обеспечивают гибкость установки. |
| Ограничения | Погружные насосы сложнее в обслуживании, чем традиционные насосы, и требуют более высокого качества воды для предотвращения химической коррозии. |
| Типичные применения | Погружные насосы могут откачивать слегка загрязненную воду, ил и осадок, например, для добычи воды из глубоких скважин, осушения приямков и шахт. |
По применению
Центробежный насос для шлама
Центробежный шламовый насос изготовлен из высокоизносостойкого сплава, что позволяет ему транспортировать высокоабразивные шламы. Кроме того, рабочее колесо и проточный канал оптимизированы для длительной транспортировки шламов с крупными частицами и высокой абразивностью.
| Центробежный насос для шлама | |
| Преимущества | Шламовые насосы имеют более длительный срок службы, чем традиционные центробежные насосы, более износостойкие и устойчивые к коррозии, а также сохраняют преимущества простой конструкции и легкости обслуживания традиционных центробежных насосов. |
| Ограничения | Срок службы компонентов насоса зависит от свойств перекачиваемой среды. При перекачке высокоабразивных шламов требуется частая замена изношенных компонентов; энергопотребление выше, чем у обычных центробежных водяных насосов, а стоимость выше. |
| Типичные применения | Центробежные шламовые насосы широко используются для транспортировки шламов, содержащих такие среды, как гравий и летучая зола, для таких применений, как осушение отстойников, очистка сточных вод, транспортировка хвостов, дноуглубительные работы, орошение и транспортировка шлама тоннелепроходческими машинами. |
Химический центробежный насос
Проточная часть химического центробежного насоса изготовлена из специального коррозионно-стойкого сплава, что позволяет ему легко транспортировать жидкости с коррозионными или химическими свойствами.
| Химический центробежный насос | |
| Преимущества | Химические насосы более устойчивы к коррозии, чем обычные центробежные насосы. В зависимости от среды, для рабочих колёс и других компонентов могут быть выбраны различные коррозионностойкие материалы. |
| Ограничения | Химические насосы, как правило, дороже в производстве, чем обычные центробежные насосы, а срок их службы существенно зависит от свойств среды. |
| Типичные применения | Нефтяная, химическая, природный газ, промышленные сточные воды. |
Центробежный насос для сточных вод
Центробежный насос для сточных вод – это центробежный насос, специально разработанный для очистки сточных вод. Рабочее колесо и проточный канал насоса спроектированы таким образом, чтобы предотвратить засорение, что позволяет ему бесперебойно перекачивать шлам, содержащий твердые частицы, длинные волокна и шлам.
| Центробежный насос для сточных вод | |
| Преимущества | Канализационные насосы более устойчивы к засорению, чем обычные центробежные водяные насосы, имеют более широкий спектр применения и более длительный срок службы. |
| Ограничения | Насосы для откачки сточных вод обходятся дороже в производстве, чем обычные водяные насосы, и требуют регулярного технического обслуживания и проверок на предмет засоров. |
| Типичные применения | Канализационные насосы легко справляются с перекачкой чистой воды, сточных вод, жидкостей, содержащих взвешенные частицы и длинные волокна, например, при очистке сточных вод, дренаже отстойников и очистке промышленных сточных вод. |
Всасыванием
Центробежный насос одностороннего всасывания
Центробежные насосы с односторонним всасыванием являются одним из наиболее распространённых типов центробежных насосов. Одностороннее всасывание означает, что насос всасывает жидкость только с одной стороны, а вращающееся рабочее колесо выталкивает жидкость с другой стороны.
| Центробежный насос одностороннего всасывания | |
| Преимущества | Насосы одинарного всасывания имеют простую конструкцию, отработанную технологию, удобны в обслуживании и имеют низкие эксплуатационные расходы. |
| Ограничения | По сравнению с насосами с двойным всасыванием насосы с одинарным всасыванием более подвержены осевым усилиям и менее устойчивы во время работы. |
| Типичные применения | Насосы с одинарным всасыванием широко используются в ирригации, водоснабжении и распределении, очистке промышленных сточных вод и осушении приямков. |
Центробежный насос двойного всасывания
Как следует из названия, центробежный насос двустороннего всасывания имеет два всасывающих отверстия, которые одновременно всасывают жидкость во время работы. В отличие от насоса одинарного всасывания, насос двустороннего всасывания имеет по одному всасывающему отверстию с каждой стороны рабочего колеса для всасывания жидкости.
| Центробежный насос двойного всасывания | |
| Преимущества | Насос двустороннего всасывания имеет всасывающие отверстия с каждой стороны рабочего колеса, что уравновешивает осевое усилие во время работы, обеспечивая большую устойчивость. Два всасывающих отверстия также обеспечивают большую производительность. |
| Ограничения | Насосы с двойным всасыванием более дороги в производстве, а их конструкция с двойным всасыванием делает их более крупными и менее гибкими в установке, чем насосы с одинарным всасыванием. |
| Типичные применения | Насосы с двойным всасыванием широко используются в муниципальном водоснабжении, крупных дренажных системах и очистке промышленных сточных вод. Очистка сточных вод, осушение приямков и очистка промышленных сточных вод. |
Подводя итог, я описал типы центробежных насосов, основываясь на наиболее распространённых размерах. Уверен, что приведенная выше информация поможет вам понять важные аспекты, связанные с типами центробежных насосов. Конечно же, главный вопрос заключается в том, как выбрать правильный насос? Читайте дальше.
Как выбрать правильный центробежный насос?
Критерии выбора насоса
1. Скорость потока
Расход — один из важных параметров при выборе насоса. Обычно он выражается в м³/ч и представляет собой объём жидкости, перекачиваемой за определённый период времени.
Если вы не уверены в необходимом расходе, вы можете оценить его, исходя из производственной эффективности вашего проекта. Например:
🔸Если вам необходимо перевезти 70 м³ шлама в час, то расход = 70 м³/ч.
🔸 Если вам необходимо перевезти 60 тонн минерального шлама (плотностью 1,5) в час, то расход ≈ 60/1,5 ≈ 40 м³/ч.
Определив расход, вы можете решить, следует ли выбирать насос, подходящий для высоких расходов.
2. Голова
Напор представляет собой высоту, на которую необходимо поднять жидкость после преодоления сопротивления трения и других потерь. Обычно он выражается в метрах (м) и является важным показателем при выборе насоса.
🔸Низкий напор (<20 м): радиальный насос, насос одностороннего всасывания, одноступенчатый насос
🔸Средний напор (20-70 м): стандартный центробежный насос, осевой насос, насос с разъемным корпусом
🔸Высокий напор (>70 м): многоступенчатый насос, диффузионный насос, подпорная насосная станция
3. Эффективность (η)
Как объяснялось выше, эффективность насоса зависит от условий эксплуатации. Каждый центробежный насос имеет свой диапазон эффективности, при этом оптимальный КПД достигается только вблизи точки максимальной эффективности (BEP).
4. Требования к NPSH
NPSH (кавитационный запас) — важнейший показатель, влияющий на кавитацию насоса, обычно измеряемый в метрах (м). NPSHA (фактически требуемый NPSH), NPSHR (минимально требуемый NPSH).
При выборе насоса убедитесь, что NPSHA > NPSHR, чтобы лучше предотвратить кавитацию.
5. Содержание твердых веществ/размер частиц
Если перекачиваемый вами материал содержит твердые частицы или длинные волокна, обратите внимание на содержание твердых частиц и размер частиц шлама, так как эти параметры влияют на производительность перекачки насоса.
Примечания
Вышеперечисленные параметры следует учитывать при выборе типа центробежного насоса. Только получив как можно больше информации, вы сможете выбрать правильный тип среди множества различных типов центробежных насосов.
Рекомендации по выбору насоса в зависимости от области применения
Выбор подходящего центробежного насоса среди множества типов — непростая задача. Если у вас остались вопросы, ознакомьтесь с таблицей рекомендаций.
| Приложение | Рекомендуемый тип насоса | Обработка твердых веществ | Эффективность | Обслуживание | Расходы |
| Хвосты шахт | Шламовый насос / Насос для гравия | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ |
| Охлаждающая вода | Одноступенчатый с торцевым всасыванием / смешанным потоком | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
| Химический перенос | Химический центробежный насос | ⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| Сточные воды / канализация | Канализационный центробежный насос / погружной | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| Ирригация/Сельское хозяйство | Насос осевого/смешанного потока | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
| Пожаротушение / Вода под высоким давлением | Многоступенчатый насос / Раздельный корпус | ⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| Откачка воды из глубоких скважин/зумпфов | Погружной насос / Самовсасывающий насос | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
СОВЕТЫ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
Несмотря на то, что существует множество различных типов центробежных насосов, я дам советы по их обслуживанию, которые в основном являются общими для центробежных насосов. Только своевременный осмотр и обслуживание позволяют максимально продлить срок службы насоса. Например:
1. Ежедневно проверяйте наличие необычного шума и вибрации, а также убедитесь, что расход и напор находятся в пределах идеальных значений.
2. Регулярно очищайте отверстие для впуска жидкости от загрязнений, таких как длинные волокна и твердые частицы.
3. Регулярно проверяйте уровень масла, чтобы убедиться, что он находится в пределах нормы.
Каждый насос поставляется с инструкцией по эксплуатации от производителя. Перед использованием необходимо ознакомиться с инструкцией, чтобы понять требования к обслуживанию и своевременно устранять любые неполадки, чтобы предотвратить более серьёзные потери.
В этой статье представлена важная информация о различных типах центробежных насосов и о том, как выбрать правильный. Если у вас есть вопросы или потребности, пожалуйста, свяжитесь с экспертом Kingda для быстрого и профессионального руководства.
