Общие положения

Каждый насосный агрегат, а также агрегат вспомогательного оборудования должен иметь порядковый станционный номер, нанесенный на его корпус белой краской, и металлическую табличку с указанием завода-изготовителя, заводского номера и основных технических данных.

Центробежные насосы должны иметь рабочие характеристики, снятые на стенде завода-изготовителя и периодически (не реже одного раза в 2 года) уточняемые путем испытания насоса в производственных условиях. В случае параллельной или последовательной работы насосов на станции должны быть указаны характеристики их совместной работы, полученные на основе данных испытаний.

На видном месте на насосной станции вывешиваются схемы электропитания оборудования станции и расположения агрегатов с указанием коммуникационных трубопроводов и установленной на них арматуры. Подводка всасывающих труб к насосам должна обеспечивать свободное удаление воздуха из них. Установка приемных клапанов на конце всасывающих линий насосов применяется лишь при диаметре линий не более 200-250 мм у насосов I подъема, забирающих воду из чистого отделения водоприемного колодца.

В остальных случаях у водопроводных насосов на конце всасывающей линии предусматривается открытая воронка. Установка приемных клапанов у фекальных насосов не допускается. В случае, если вода подводится к насосу под давлением или насосы имеют общие всасывающие линии, у всасывающего патрубка каждого насоса устанавливается задвижка. В зависимости от величины избыточного давления (отрицательного, положительного или переменного) на расстоянии двух диаметров от входного патрубка к трубопроводу присоединяются вакуумметр, манометр или мановакуумметр с трехходовым краном. К напорному трубопроводу на расстоянии двух диаметров от выходного патрубка насоса присоединяется манометр с трехходовым краном. За выходным патрубком насоса устанавливается обратный клапан и задвижка.

Согласно указанию СНиП, на канализационных насосных станциях при давлении в напорном трубопроводе не более 0,3 МПа установка обратного клапана у насоса не требуется. Однако для упрощения пуска насосов, особенно на автоматизированных насосных установках, при давлении ниже 0,3 МПа обратный клапан у насосов большей частью ставится. Задвижки всех диаметров, включенные в схему автоматизированного или дистанционного управления работой агрегатов насосной станции, а также все задвижки диаметром 400 мм и более должны иметь электрический или, в частных случаях, гидравлический привод. Открытые вращающиеся части насосных агрегатов, создающие угрозу травматизма для обслуживающего персонала при эксплуатации оборудования, должны быть ограждены кожухами, а подшипники насосов защищены от попадания в них грязи и воды. Установка и эксплуатация грузоподъемных устройств осуществляются в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов".

Пуск насосов и их остановка

В распоряжении обслуживающего персонала должны быть технические правила пуска, эксплуатации, остановки и снятия характеристик насосов. Перед эксплуатацией насосной станции следует в первую очередь проверить возможность пуска насосов при открытой напорной задвижке на получающуюся при этом перегрузку электродвигателей насосов и возникающий в сети гидравлический удар.

В случае невозможности пуска насосов автоматизированных установок с открытой задвижкой в схеме пуска следует предусмотреть операции по ее открытию после пуска насоса и закрытию до его остановки. Остановка насоса должна осуществляться только после закрытия напорной задвижки насоса. Задвижка на всасывающем трубопроводе насоса (при ее наличии) при пуске его, эксплуатации и остановке должна быть полностью открыта.

При подготовке к пуску лопастного насоса с электроприводом неавтоматизированной насосной установки необходимо предварительно проверить:
- наличие в подшипниках насоса достаточного количества смазочного материала, а при кольцевой смазке подшипников - также положение смазочных колец на валу насоса;
- набивку и затяжку сальников насоса (вал насоса должен легко проворачиваться вручную); если вал насоса не проворачивается вручную, то затяжку крышек сальников следует несколько ослабить;
- состояние муфтового соединения двигателя с насосом и защитного ограждения у соединительной муфты;
- соединение пускового устройства: при асинхронных электродвигателях с фазовым ротором необходимо проверить чистоту контактных колец, исправность рычага для поднятия и опускания щеток, убедиться, включен ли пусковой реостат в обмотку ротора двигателя. После выполнения указанных операций, если насос не поставлен "под залив", его заполняют перемещаемой жидкостью одним из следующих способов:
- если насос имеет на конце всасывающей линии приемный клапан, то его непосредственно заполняют перемещаемой жидкостью через обводной трубопровод, в обход обратного клапана, из запасного резервуара, объем которого определяется из условия возможности произвести двукратную заливку насоса, или из какой-либо другой водопроводной системы, в которой постоянно имеется вода;
- на водопроводных насосных станциях часто насосы заполняют водой посредством создания во внутренней их полости разрежения, для чего используются эжекторы или водокольцевые  вакуум-насосы типа ВВН или РМК, КВН.

Воздуховод, по которому отсасывается воздух, присоединяется к наивысшей точке корпуса насоса с установкой вентиля для отключения воздухопровода по окончании заливки насоса. После вентиля устанавливается "глазок" - стеклянная вставка в обойме для наблюдения за процессом заливки. При заполнении всасывающего трубопровода и насоса путем создания вакуума с помощью водокольцевого вакуум-насоса во избежание нагрева воды в последнем и для пополнения ее убыли вакуум-установка снабжается специальным циркуляционным резервуаром.

Если заливочный насос перемещает загрязненную жидкость, то дополнительно устанавливается предохранительный резервуар, предотвращающий попадание в вакуум-насос загрязнений, которые могут повлечь за собой его преждевременный износ.

Последовательность пуска насоса вручную при заполнении его водой путем создания разрежения с помощью вакуум-насоса следующая:
- отключается с помощью трехходового крана манометр во избежание деформирования его полой спирали;
- если вода для гидравлического уплотнения сальников подается от постороннего источника, то открывается вентиль на трубопроводе, подводящем воду к сальникам;
- открывается вентиль на воздухопроводе и включается в действие электродвигатель вакуум-насоса;
- после появления воды в "глазке" воздухопровод и вакуум-установка с помощью вентиля отключаются от насоса;
- включается электродвигатель насоса;
- после приобретения агрегатом нормального числа оборотов включается манометр и проверяется давление, создаваемое насосом; если насос обеспечивает давление ниже нормального, то электродвигатель останавливается, и процесс пуска повторяется;
- если манометр показывает, что насос создает нормальное давление, то его включают в обслуживаемую сеть, открывая задвижку (если насос был включен в действие при закрытой задвижке на его напорном патрубке);
- выключается электродвигатель вакуум-насоса.

При наличии в вакуум-установке предохранительного резервуара вода, поступившая во время заливки насоса в резервуар, спускается в канализацию. При непосредственной заливке насоса перемещаемой жидкостью (через обводной трубопровод и т. д.) внутренняя полость насоса и всасывающий трубопровод оказываются под избыточным давлением, имеющимся в источнике водопитания. В данном случае до начала заливки необходимо с помощью трехходового крана отключить вакуумметр во избежание деформирования его полой спирали и, следовательно, порчи прибора.

При пуске насосов и их остановке с пульта управления из диспетчерской на полностью автоматизированных насосных станциях периодическая проверка неисправности насосных агрегатов и их готовности к пуску производится дежурными работниками соответствующего цеха или группы. Пуск и остановка насосов этих станций осуществляются приборами автоматизированного управления по соответственно разработанной программе. При остановке агрегата насосной станции любого класса надежности действия независимо от вида управления работой агрегата (ручного или автоматизированного) необходимо предварительно закрыть задвижку на запорном патрубке насоса и лишь тогда выключить электродвигатель насоса. Затем следует прекратить подачу воды к сальникам насоса, если она осуществляется от постороннего источника водопитания. В случае остановки насоса на длительный срок необходимо освободить его от заполняющей жидкости и произвести консервацию в соответствии с указаниями, имеющимися в инструкции завода-изготовителя по эксплуатации насосов.

Эксплуатация насосных агрегатов

Эксплуатация насосных агрегатов и вспомогательного оборудования должна производиться по специальным инструкциям, разработанным для данной станции. При эксплуатации насосных агрегатов должна вестись суточная ведомость, в которую надлежит заносить сведения о времени пуска и остановки агрегата, перебивке сальников, температуре масла и смене его в подшипниках, работе вспомогательного оборудования и т. д.

На насосных станциях с постоянно присутствующим обслуживающим персоналом в суточную ведомость через определенные промежутки времени, не превышающие 1 ч, заносятся, также показания всех, измерительных приборов: вакуумметра, манометра, амперметра, ваттметра, счетчика электрической энергии и водомера. Перед первым пуском насоса после установки или консервации необходимо удалить из подшипников имеющуюся там смазку (путем промывки их бензином) и заменить ее свежей.

В течение первого месяца работы насоса эту операцию рекомендуется повторить 2-3 раза. Замену смазки с промывкой подшипников следует производить через каждые 1000 ч работы насоса. Надо помнить, что слишком обильная смазка ведет к нагреву подшипников, температура которых не должна превышать 70 °С. Не допускается включение насоса в работу без воды, а также длительная работа его (более 3 мин) при закрытой задвижке на напорном патрубке насоса, так как это может привести к выходу насоса из строя.

Запрещается также регулировать подачу насоса во время его эксплуатации задвижкой, установленной на всасывающем трубопроводе; задвижка во время работы насоса должна быть полностью открыта. Насосный агрегат должен работать плавно, без вибраций и ненормального шума.

При работе насосных агрегатов следует внимательно следить за работой сальников. В качестве набивки сальников следует употреблять мягкую, упругую, пропитанную салом хлопчатобумажную плетенку; применение пеньковой набивки не рекомендуется. Срезы отдельных колец сальниковой набивки надо устанавливать под углом 90° друг к другу. Подтягивание сальников (как всасывающего с гидравлическим уплотнением, так и напорного) следует производить так, чтобы вода просачивалась из них редкими каплями.

В процессе эксплуатации с целью предотвращения перегрева электродвигателей необходимо следить за показаниями амперметра или ваттметра, а также за степенью нагрева его корпуса. Эксплуатация насосного агрегата воспрещается:
- при ненормальной вибрации вала;
- при температуре подшипников выше допустимой;
- при появлении явно слышимого металлического звука, отличающегося от кавитационного шума;
- при неисправности отдельных деталей агрегата, могущих вызвать поломку или аварию.

Канализационные насосы следует останавливать для чистки, как только их подача снизится по сравнению с нормальной на 5-8 %. После каждой остановки канализационный насос должен быть очищен от засорений. Резервные насосные агрегаты на станции необходимо опробовать не реже 1 раза в 10 дней. Работу насосных агрегатов с одинаковой рабочей характеристикой следует постоянно чередовать. Характерные виды неполадок в работе центробежных насосов и возможные причины их возникновения приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные неполадки в работе насосных агрегатов

Поскольку причин возникновения каждой неисправности может быть несколько, то в каждом случае истинную причину следует устанавливать путем анализа показаний всех измерительных приборов, которыми оснащен насос, и последовательного исключения некоторых из причин осмотром агрегата и других элементов установки.

Технические правила снятия характеристик центробежных насосов

Технические правила испытания динамических насосов с целью установления их характеристик определяются ГОСТ 6134—71. Испытания в эксплуатационных условиях для уточнения характеристик насосов должны проводиться не реже 1 раза в 2 года.
При этом устанавливаются:
напорная характеристика Q—Н, определяющая зависимость напора Н, создаваемого насосом, от его подачиQ при постоянном числе оборотов насоса;
энергетические характеристики Q—N и Q—h, выражающие зависимость мощности N и коэффициента полезного действия h насоса от его подачи Q при n = const; определение напорной и энергетических характеристик следует проводить одновременно;
кавитационная характеристика Q — Dh_доп (Q — Н_доп), определяющая связь между допустимым кавитационным запасом (допустимой вакуумметрической высотой всасывания) и подачей насоса (при n=const). Она устанавливается в условиях эксплуатации лишь в случае необходимости проверить всасывающую способность насоса и при наличии у насоса задвижки, позволяющей регулировать давление у входного патрубка насоса;
процесс получения кавитационной характеристики насоса подробно изложен в ГОСТ 6134—71.

Перед снятием характеристик следует предварительно измерить диаметры трубопроводов, проверить вертикальность положения приборов для измерения давления и вычислить постоянные измерительных приборов. Для построения напорной и энергетических характеристик насоса при не менее чем 16 подачах насоса производят замеры показаний приборов с целью определения параметров Q_оп, H_оп, N_оп h_оп насоса.

Считка или автоматическая запись показаний приборов должны производиться не дольше 15 с. Последовательность записи приборов при всех режимах работы насоса должна быть одной и той же. Замеры производятся с интервалом по подаче не более 8 % от номинальной подачи насоса и регулируются с помощью задвижки, расположенной на отводящем трубопроводе установки.

Для центробежных насосов испытания начинаются с нулевой подачи и доводятся до максимально возможной. Испытание других типов динамических насосов (осевых и др.), наоборот, следует начинать с максимальной подачи. В условиях эксплуатации определение параметров насоса для установления его напорной и энергетических характеристик производится способами, приведенными ниже.
1. Скорость вращения агрегата измеряется тахометром или автоматическим счетным устройством с числом оборотов за время 6—15 с.

2. Подача насоса определяется на выходе из насоса после отбора жидкости на охлаждение, промывку и смазку его элементов. Подача насоса в условиях эксплуатации может измеряться объемным способом, с помощью водослива, электромагнитным расходомером, но наиболее часто для этой цели используется сужающее устройство.

В последнем случае подача насоса определяется по формуле
(Q_оп )²= (K_с.у )²Dh. (7.1)
где Dh - перепад давлений в сужающем устройстве, который измеряется прибором класса точности не ниже 1, при этом шкала прибора должна использоваться не менее чем на 2/3;
К_с.у - постоянная сужающего устройства, определяемая в основном путем тарировки или расчета.

3. Для определения напора, создаваемого насосом, измеряется давление на входе и выходе из насоса. Напор, создаваемый насосом, вычисляется по формуле
H=z_н-z_в + (P_н ± P_в)/rg + (v²_н-v²_в)/2g
где z_н , z_в — вертикальные отметки положения приборов при положительном избыточном давлении, соответствующие центру трехходового крана, устанавливаемого непосредственно под измерительным прибором, а при разрежении — точке присоединения вакуумметра или мановакуумметра;
P_н и P_в — давление по показаниям приборов, соединенных соответственно со всасывающим и напорным патрубками насоса;
р — плотность перекачиваемой жидкости;
v_н , v_в — скорости движения жидкости в соответствующих патрубках насоса;
знак «—» соответствует положительному избыточному давлению, знак «+» — разрежению.
При испытании насоса на входе должны применяться приборы давления класса точности не ниже 2,5, на выходе — не ниже 1,6. Приборы давления выбираются таким образом, чтобы при испытании насоса шкала прибора использовалась не менее чем на 2/3.

4. Мощность насоса в условиях эксплуатации определяется с помощью одного трехфазного или двух однофазных образцовых ваттметров и устанавливается в дальнейшем по формуле
N_оп= h_дв N_{подв. дв}
где N_{подв. дв} — мощность, подводимая к клеммам двигателя, кВт;
h_дв — коэффициент полезного действия электродвигателя.
Величина КПД зависит от степени загрузки двигателя и определяется путем предварительного испытания последнего. Все показания измерительных приборов записываются в журнал опытных данных; в графе «Примечание» журнала фиксируются постоянные величины для установки.
Результаты испытаний используются для вычисления опытных значений параметров насоса по формулам 7.1, 7.2 и 7.3, которые заносятся в журнал обработки опытных данных.
Так как в процессе испытания число оборотов насосного агрегата изменяется в зависимости от величины загрузки электродвигателя, то опытные значения параметров насоса пересчитываются на постоянное число оборотов по формулам:
Q = Q_оп (n/n_оп); H = H_оп (n/n_оп)²; N = N_оп (n/n_оп)³ (7.4)
Значения Q, Н и N используются для вычисления КПД насоса:
h= pgQH/1000N (7.5)
Пересчитанные по закону пропорциональности параметры Q, N и H, а также h насоса записываются в соответствующие графы журнала, и по их значениям затем строятся характеристики насоса.

Ревизия и ремонт центробежных насосов

Осмотр (ревизия) насосов должен производиться ежедневно. При каждой остановке, а при работающих насосах — без остановки мастер, механик станции или старший по смене должны проверять состояние крепления фундаментных болтов и контрольных штифтов, соединительных муфт и фланцевых соединений насосов, подшипников насоса (количество и качество смазки в них), сальников насоса и их набивки.

Необходимо постоянно наблюдать за плавностью хода агрегата, биением и вибрацией вала. В процессе эксплуатации часть деталей изнашивается быстрее других элементов насоса. Время изнашивания деталей в основном зависит от чистоты перекачиваемой жидкости, ее температуры, величины разрежения во всасывающем трубопроводе насоса и пр. Наиболее быстро изнашиваются защитные и уплотняющие кольца, защитные втулки и сальниковая набивка.

Величина радиального зазора в уплотнительных кольцах центробежных насосов устанавливается заводом-изготовителем и в среднем для колец диаметром до 500 мм должна быть равна 0,2—0,3, для колец большего диаметра — соответственно 0,3—0,6 мм. В сроки, устанавливаемые главным инженером и в зависимости от конструкции и условий работы насоса, но не более чем через 8—10 тыс. ч. его работы должна производиться полная ревизия (капитальный ремонт насоса). Перед началом и после капитального ремонта проводится контрольное испытание насоса для установления качества ремонта и характеристики насоса. До проведения испытания контрольно-измерительные приборы следует проверить и установить поправки к их показаниям.

Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения: Справочник / Под ред. В. Д. Дмитриева