Пожалуй, нет такого серийного насоса, который отвечал бы всем требованиям любого заказчика. Однако научные исследования, испытания и опыт эксплуатации позволяют найти решение, экономически и технически наиболее выгодное для заказчика. Насос условно можно разделить на две составляющие: гидравлическую часть и мотор. В зависимости от требований заказчика могут быть подобраны максимально подходящие конструкции мотора и гидравлической части. МОТОРЫ Тип мотора — один из важнейших факторов при выборе насосного агрегата. Основные критерии, на которые следует обратить внимание, — это свойства перекачиваемой жидкости и тип монтажа насосного агрегата (погружной, мобильный или монтаж «на сухую»). Наиболее дешевый вариант комплектации — мотор Т-типа с «сухим» ротором, двумя торцевыми или торцевым и манжетным уплотнением, расположенными в масляной камере. Охлаждение такого мотора осуществляется за счет отвода тепла от корпуса мотора в окружающую его жидкость, поэтому при расчете канализационной насосной станции необходимо учитывать, что мотор должен всегда находиться в погруженном положении. Для защиты мотора от перегрева в обмотку статора устанавливаются термочувствительные элементы (термисторы), подающие сигнал в шкаф управления, который, в свою очередь, отключает насосный агрегат. Насосы для погружного монтажа всегда дешевле по сравнению с аналогичными агрегатами для «сухого» монтажа. К тому же погружной монтаж позволяет экономить и при строительстве КНС, так как не требуется организация большого машинного зала для размещения насосов. При этом виде монтажа насосы устанавливаются непосредственно в резервуар при помощи устройства для погружного монтажа, которое позволяет автоматически подсоединять и отсоединять насос от напорного трубопровода. Если требуется, чтобы в резервуаре уровень жидкости опускался ниже уровня мотора или если насосный агрегат должен монтироваться «на сухую», то следует использовать либо маслозаполненные моторы (FO), либо моторы с внутренним циркуляционным охлаждением (FK, FKT, HC) (рис. 1). В моторах этого типа охлаждение происходит путем циркуляции масла (в моторах FK и FKT) или водогликолевой смеси (в моторах HC) в охлаждающем кожухе. Циркуляция осуществляется с помощью небольшого рабочего колеса, установленного непосредственно на валу мотора (моторы FK и FKT) или приводимого в движение через магнитную муфту (моторы HC). Охлаждающая жидкость обтекает мотор, снимает с него тепло и, проходя через теплообменник, отдает его в перекачиваемую жидкость. Такой способ охлаждения мотора позволяет намного снизить тепловую нагрузку на его элементы, так что их температура, как правило, не выше 40°С по сравнению с температурой перекачиваемой жидкости. Применение погружных моторов WILO EMU исключает риски затопления машинного зала, так как все моторы, используемые с фекальными насосами WILO EMU, полностью герметичны. Насосы для «сухого» монтажа позволяют произвести реконструкцию старых КНС максимально безболезненно. Установка насосов этого типа позволяет следить за ними и контролировать их работу в сухом помещении. По дополнительному запросу моторы могут быть заполнены белым медицинским экологически чистым маслом. Приведем несколько примеров проектов с применением вышеописанного оборудования. Канализационная насосная станция в Рязани. После реконструкции системы канализации города эксплуатация старой насосной станции, где работали четыре насоса СД 2400/75 мощностью 800 кВт, стала экономически невыгодной. В 2003 г. в Рязани была введена в эксплуатацию новая канализационная насосная станция с насосами EMU FA 50.21D и моторами FK34.18/60 (рис. 2). На новой насосной станции в настоящее время установлено три насоса производительностью 600 л/с, напором 8 м и мощностью 65 кВт. При завершении реконструкции системы канализации в насосной станции планируется установить семь подобных насосов. На Южной канализационной станции (Durban, ЮАР) установлены насосы FA60.83V605 с мотором FKTH 72-8/73G мощностью 325 кВт и напряжением электропитания 6600 В (рис. 3). Производительность насосов 1507 л/с, напор 16 м. Другие характеристики: четырехлопастное диагональное колесо со свободным проходом 125 мм; мотор с «сухим» ротором и циркуляционным масляным охлаждением. Тепло поступает от мотора в перекачиваемую жидкость через специальный теплообменник. Интенсивная система охлаждения позволяет мотору безостановочно работать в паспортном режиме. При этом не превышается средняя рабочая температура элементов мотора — 65°С, что благоприятно сказывается на сроке службы термонагруженных деталей. Для контроля за работой в мотор были установлены следующие датчики: термисторы PT 100 в обмотке статора, датчики влажности в полости мотора, клеммной коробке и масляной камере, поплавковый выключатель в камере протечек. УПЛОТНЕНИЯ Требования к эффективности и надежности установок и насосов, используемых в различных областях, постоянно растут. При этом перед производителями насосов стоит задача одновременного повышения надежности и снижения расхода электроэнергии. Под повышением надежности подразумевается продолжительная работа без перебоев и минимальное техническое обслуживание, а минимизация расхода электроэнергии — это величина, определяющая экономичность. Определяющее значение в бесперебойной работе погружных насосов принадлежит качеству уплотнений. Моторы могут комплектоваться различными уплотнениями: одним манжетным и одним торцевым, двумя раздельными торцевыми или блоком торцевых уплотнений. Блок торцевых уплотнений — это специально разработанное компанией WILO EMU уплотнение, конструкция которого позволяет достичь высоких показателей износои коррозионной стойкости, эксплуатационной надежности и длительного срока службы. Длина блока уплотнений на 50% меньше установочной длины двухраздельных торцевых уплотнений. При этом уплотнение упирается в нижний подшипник, что уменьшает вибрации вала мотора. Блок состоит из двух торцевых уплотнений, представляющих собой неразъемную конструктивную единицу в корпусе из нержавеющей стали. Отсутствуют сильфонные резиновые уплотнения, подверженные старению. Оба торцевых уплотнения выполнены из карбида кремния износо- и коррозионностойкого материала. Блок торцевых уплотнений расположен в масляной камере мотора. Масло охлаждает и смазывает торцевые уплотнения. Контактные уплотнительные кольца закрываются неподвижным групповым пружинящим элементом. Этим достигается равномерное прижимное усилие. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Параметры (расход и напор), качество сточных вод (наличие волокнистых включений, химический состав и т.п.) каждой КНС заметно отличаются друг от друга. Поэтому к выбору гидравлики/типа рабочего колеса надо подходить очень внимательно и индивидуально WILO EMU в своих насосах использует различные колеса: однолопастные, многолопастные, свободновихревые (VORTEX) и шнековые. В зависимости от качественного состава сточных вод выбирается тип рабочего колеса. Для дренажной воды подойдет агрегат любого типа. При необходимости перекачивать сточные воды, прошедшие через решетку, лучше выбирать одно-, двухили многолопастные рабочие колеса. Для перекачивания сточных вод, не прошедших через решетку, рекомендуется использовать свободновихревое рабочее колесо, так как ему не страшны длинноволокнистые включения, которые могут намотаться на обычное лопастное колесо и заблокировать его. Однако необходимо учитывать, что КПД такого колеса низкий — не превышает 60%, т.е. для выполнения одной и той же задачи при использовании насоса со свободновихревым рабочим колесом потребуется более мощный мотор, чем на насос с лопастным рабочим колесом. Очевидно, что насос со свободновихревым колесом будет дороже. Если в перекачиваемой жидкости содержится большое количество песка или механических включений, следует особое внимание обратить на частоту вращения мотора и материалы, из которых выполнена гидравлическая часть насоса. МАТЕРИАЛЫ Моторы и гидравлические части стандартных погружных фекальных насосов изготавливаются из чугуна. Для перекачивания высоко-коррозионных или абразивных жидкостей WILO EMUпредлагает коррозионно- или абразивно-стойкое покрытие (например, Ceram) или абразивно-стойкие материалы (Abrasit, отбеленный чугун с 23% содержанием хрома). Примеры реализованных объектов: На рыбохозяйственную ферму BUSUM (Германия) компания WILO EMU поставила десять канализационных насосов FA15.84-233 и FA251-245 с маслозаполненными моторами FK202-6/17 (рис. 4). При скорости вращения мотора 950 л/мин максимальный расход насосов до 1000 л/с и поднимают морскую воду на высоту 6 м. Характерная особенность этих насосных агрегатов— специальная защита от коррозии, которая была разработана в ответ на требования экологических служб. Все установленные насосы обработаны керамическим покрытием Ceram C0, благодаря которому было получено разрешение экологических служб на использование насосовв рыбном хозяйстве. Кроме того, компания WILO EMU гарантируeт пятилетнюю защиту от коррозии в морской воде. Металлургический завод SALZGITTER FLACHSTAHL GmbH, Германия . На заводе была произведена реконструкция насосной станции, перекачивающей воду после процессов закаливания и охлаждения. Такая вода содержит большое количество абразивных включений. Было решено поставить погружные фекальные насосы WILO EMU FA30.78D + T56-6/64G производительностью 1800 м3/ч и напором 45 м. Мощность мотора — 340 кВт. Все конструктивные элементы, традиционно подверженные износу, были выполнены из износостойкого материала Abrasit. ДАТЧИКИ Для каждого типа моторов предусмотрен стандартный набор датчиков. Это может быть как биметаллический термист, установленный в обмотку статора, так и набор датчиков, например, PTC-термистры в обмотке статора, датчики влажности в полости мотора и клеммной коробке. Также по желанию заказчика могут быть установлены дополнительные датчики, такие как: термистры PT 100 в обмотку статора или нижний подшипник, электродный датчик в масляную камеру, поплавковые датчики в камеру протечек, термопоплавковые датчики в маслозаполненные моторы и т.д. Для всех датчиков существуют реле, которые будут отрабатывать их сигналы.