Сегодня на рынке насосного оборудования преобладают цифровые решения. Однако для многих заказчиков при выборе инженерной «начинки» важна не столько её интеллектуальность, сколько надёжность, сводящаяся к принципу «поставил и забыл». Практика GRUNDFOS показывает, что «не вспоминать» об эксплуатирующейся технике можно несколько десятилетий.
Рекорды долговечности
Как правило, модели с самым высоким сроком службы ориентированы на широкий спектр задач и применяются в разных отраслях: от промышленных процессов на предприятиях до инженерных сетей коммерческих зданий. В качестве примера подобного оборудования можно привести вертикальные многоступенчатые центробежные насосы серии CR компании GRUNDFOS. Они используются для повышения давления в системах водоснабжения, обеспечения циркуляции жидкости в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, а также в процессах водоподготовки, водоочистки и ирригации. Номенклатура линейки включает 13 типоразмеров с различными значениями расхода и несколько сотен вариантов с различными значениями давления.
Именно с выпуска средних и малых вертикальных насосов CR в 2005 г. началась история российского завода «ГРУНДФОС Истра». «Серия была и, кстати, остаётся одной из самых востребованных в нашей стране, поэтому руководство Концерна приняло решение локализовать её производство. Этот шаг позволил сократить временные и финансовые затраты на логистику как самого оборудования, так и запасных частей к нему», – комментирует Роман Марихбейн, руководитель по развитию бизнеса Департамента промышленного оборудования ООО «ГРУНДФОС».
О высочайшей надёжности моделей свидетельствуют итоги акции по поиску установленного насоса CR с самым длительным сроком успешной эксплуатации, в которой приняли участие 20 конкурсантов. На семи из заявленных объектах насосы исправно работали более 20 лет, а на восьми – свыше 15 лет.
В России победителем стал московский Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова, где системе водоснабжения до сих пор функционирует насос CRN 2-40, установленный в 1988 г. «Могу с абсолютной уверенностью сказать, что после монтажа насосов GRUNDFOS о них просто забываешь! CRN был смонтирован 28 лет назад. С тех пор никаких нареканий к его работе нет. Может, заменили пару расходников. Оборудование исправно выполняет свои функции, и мы думаем, что оно проработает ещё не один год», – комментирует Илья Дорошин, генеральный директор компании «Гидроремсервис», приславший информацию о насосе.
В столице Республики Беларусь был найден другой рекордсмен – насос CRN 4-80/7, который работает в системе водоподготовки в лаборатории НИИ радиоматериалов с 1986 года, т.е. уже 30 лет. Две аналогичные модели функционируют в той же системе на протяжении вот уже 27 лет. Как пояснили в службе эксплуатации, за всё это время было лишь одно обращение в службу сервиса. Рассмотрим, какие конструктивные особенности оборудования позволили производителю добиться такого длительного срока службы.
«Три кита» долговечности
- Уплотнение вала
Центробежный насос со сквозным валом не полностью герметизирован. Для увеличения срока его эксплуатации требуется минимизировать утечки перекачиваемой жидкости из рабочей полости оборудования. Барьером между внутренней частью насоса и окружающей средой служит уплотнение вала. Широкое распространение получило торцевое уплотнение, состоящее из вращающейся и неподвижной частей. По сути, это дроссель, смонтированный на валу. Чтобы свести к минимуму вероятность утечки, зазор между частями уплотнения должен быть небольшим.
Специально для насосов CR было разработано картриджевое торцевое уплотнение вала в исполнении карбид кремния/карбид кремния (SiC/SiC). Оно устойчиво к абразивному износу, благодаря чему увеличивается ресурс оборудования. Картриджевая конструкция элемента упрощает установку и обслуживание насоса, позволяет избежать неправильной сборки компонентов уплотнения, избыточного/недостаточного поджатия пружины, попадания пара или грязи на чувствительные поверхности трения. Дополнительно в моделях CR торцевое уплотнение вала помещено в специальный стакан, исключающий повреждение рабочих кромок при монтаже.
- Уплотнительное кольцо
Заслуживает пристального внимания производителя ещё один обусловленный особенностями конструкции центробежных насосов элемент – зазор между рабочим колесом и корпусом оборудования. Через него часть транспортируемой жидкости попадает с напорной стороны назад, на сторону всасывания рабочего колеса, что становится причиной гидравлических потерь. Поэтому размер зазора выдерживается минимальным, но не ниже определённых допусков – чтобы движущееся с небольшим биением рабочее колесо не упиралось в стенку корпуса. Кроме того, в ходе эксплуатации внутри оборудования образуются отложения, за счёт которых зазор может уменьшиться, что повлечёт за собой «заедание» насоса и в конечном итоге его выход из строя. Чтобы этого избежать, производители принимают конструктивные меры, одна из них – установка в зоне зазора уплотнительного кольца.
Испытания и расчёты, проведённые специалистами «ГРУНДФОС» на примере насоса CR 3, показали, что 0,1 мм зазора щелевого уплотнения снижает коэффициент полезного действия (КПД) на 5%. Чтобы сократить до минимума перетечки, вызванные перепадом давления внутри насоса, и, как следствие, избавиться от потерь, инженеры компании предложили использовать самоустанавливающееся кольцо между камерами, которое обеспечивает почти идеальное уплотнение.
- Рабочее колесо
Основным узлом оборудования, отвечающим за передачу энергии от вращающегося вала к жидкости, является рабочее колесо. Оно состоит из двух дисков: переднего (наружного) и заднего (внутреннего), между которыми расположены лопасти. Как правило, рабочие колёса насосов изготавливают из коррозийноустойчивых материалов, а их очертания и размеры определяются гидротехническим расчётом. Так, рабочее колесо в моделях CR отличается улучшенной геометрией, что способствует более направленному потоку жидкости и уменьшению потерь от вихревых струй и трения. Элемент изготавливается по специализированной технологии высокоточной лазерной сварки, которая производится по всей длине лопатки. Данный метод позволил довести конструкцию рабочего колеса и других деталей насосов до совершенства.
В ногу со временем
Производители постоянно расширяют области применения оборудования, а также его функциональные возможности для обеспечения максимального комфорта потребителей, увеличения надёжности и удобства контроля системы. Так, сейчас компания GRUNDFOS предлагает на выбор несколько видов торцевых уплотнений вала, их можно сделать двойными или вовсе заменить магнитной муфтой MAGdrive для насосов CR в промышленном исполнении. Преимущество применения последней – отсутствие контакта проточной части насоса с валом электродвигателя при работе оборудования. Перекачиваемая жидкость циркулирует в абсолютно замкнутом пространстве, что исключает риск утечки и избавляет от необходимости периодической замены уплотнений. Данное качество особенно важно при использовании центробежных насосов в химических процессах при перекачивании токсичных, взрывоопасных, коррозионно-активных и кристаллизующихся жидкостей, а также аммиака и ряда кислот. Насосы с муфтами MAGDrive можно задействовать в нефтегазовой отрасли, производстве напитков, электроэнергетике и других сферах.
Одной из последних разработок GRUNDFOS, направленных на совершенствование оборудования, стала модернизация частотно-регулируемых электродвигателей MGE мощностью от 2,2 до 22 кВт и создание моторов MGE нового поколения (от 0,37 до 2,2 кВт) на постоянных магнитах, которые превосходят требования наивысшего класса энергоэффективности IE4. Оба типа двигателей обладают увеличенной частотой вращения – до 3450 об/мин, ранее стандарт составлял 2900 об/мин. Это позволяет подобрать насос меньшего типоразмера под заданную рабочую точку. Двигатели нового поколения совместимы с современной системой управления с мобильных устройств Grundfos GO, а модернизированные версии укомплектованы дополнительной платой с одним аналоговым и двумя цифровыми входами, к которым можно подключать дополнительные устройства.
Развитие новых технологий ни в коем случае не должно идти в ущерб долговечности и надёжности оборудования. Ведь даже самый «умный» и энергоэффективный насос не принесёт выгоды, если быстро выйдет из строя. Ответственные производители это понимают, поэтому сохраняют качество своей продукции на неизменно высоком уровне.