Два насоса в одном приямке ставят не для того, чтобы качать вдвое больше. Главная причина — резерв: если один насос выйдет из строя, второй продолжит работу, и станцию не затопит. Но два насоса нужно правильно связать автоматикой. Если резервный насос годами стоит без дела, в нужный момент он может не запуститься. Шкаф управления двумя насосами решает это чередованием и логикой включения по уровню.

Схема «один рабочий, один резервный»

Это самая распространённая схема для КНС, дренажных и ливневых станций. Каждый насос подобран на полный расчётный приток. В обычном режиме работает один насос, второй ждёт. Если первый не запустился или отключился по защите, шкаф автоматически включает второй и подаёт сигнал аварии.

Расчёт числа насосов и объёма резервуара разобран в статье о расчёте КНС, устройство станции — в статье о КНС.

Чередование насосов

Если резервный насос не работает месяцами, у него залипают уплотнения, в проточной части оседает осадок, а неисправность обнаруживается только при аварии. Поэтому шкаф чередует насосы — меняет их роли:

• по каждому пуску — насосы работают через раз;
• по времени — например, раз в сутки или неделю;
• по наработке — по моточасам, чтобы износ был равным.

В результате оба насоса изнашиваются одинаково и оба всегда проверены в работе. Если один выведен в ремонт, шкаф работает только с исправным.

Работа по уровням

Уровни задают поплавками или датчиком уровня. Поплавки — проще и дешевле, датчик — точнее и позволяет менять уровни без подъёма поплавков. Сравнение — в статьях о реле уровня воды и о датчике уровня.

Включение второго насоса на пике полезно, но помните: два насоса на одну напорную линию не дают двойной подачи — рабочая точка смещается. Как считать, объясняет статья о параллельной работе насосов.

Что должно быть в шкафу

• Защита каждого насоса — автоматы, тепловые реле или устройство защиты двигателя по току. См. статью о тепловом реле.
• Контроль фаз — от обрыва фазы и неверного порядка.
• Подключение термозащиты насосов, если у них выведены термоконтакты.
• Логика чередования и резерва — на контроллере или реле.
• Индикация — работа, авария каждого насоса, аварийный уровень.
• Счётчики моточасов — чтобы видеть наработку и планировать обслуживание.
• Ручной режим — чтобы запустить любой насос вручную при проверке.
• Сигнал аварии наружу — сухой контакт или GSM-модуль. См. статью о диспетчеризации насосной станции.

При пуске крупных насосов — устройства плавного пуска или частотные преобразователи, чтобы два насоса не запускались одновременно и не давали двойной пусковой ток. См. статью о пусковом токе. Общие функции шкафа описаны в статье о шкафе управления насосом.

Как проверить работу шкафа

Шкаф на два насоса проверяют при пусконаладке и затем периодически — например, раз в квартал. Порядок простой:

1. Наполнить приямок водой и убедиться, что при каждом цикле включается другой насос — чередование работает.
2. Отключить автомат одного насоса и проверить, что шкаф переходит на второй и выдаёт сигнал аварии.
3. Поднять уровень выше точки пуска второго насоса — оба должны работать, запускаясь по очереди.
4. Поднять поплавок аварийного уровня рукой — сигнал должен уйти на пульт или телефон.
5. Записать показания счётчиков моточасов: если наработка насосов сильно разная, чередование настроено неправильно.

Проверка занимает полчаса, а находит именно те неисправности, которые иначе обнаружились бы во время аварии. Порядок ввода станции в работу описан в статье о пусконаладке насоса.

Частые ошибки

• резервный насос без чередования — годами не работает и не запускается при аварии;
• общая защита на два насоса — отказ одного отключает оба;
• поплавки висят рядом и путаются — уровни срабатывают невпопад;
• нет аварийного уровня — о затоплении узнают слишком поздно;
• второй насос подобран меньше первого — в режиме резерва он не справляется.

Частые вопросы

Зачем чередовать насосы? Чтобы они изнашивались одинаково и резервный не простаивал годами и запускался при аварии.

Как часто переключать рабочий и резервный насос? Шкаф делает это сам — по каждому пуску, по времени или по наработке.

Нужно ли включать оба насоса одновременно? Только при пиковом притоке, когда один не справляется и уровень растёт. Запускают по очереди.

Можно ли управлять двумя насосами без шкафа, одним поплавком на каждый? Можно, но без чередования и защиты: резервный не будет работать, а авария останется незамеченной.

Вывод: шкаф управления двумя насосами обеспечивает резерв, чередование и включение второго насоса на пике. В нём должны быть отдельная защита каждого насоса, логика по уровням, аварийный сигнал и счётчики моточасов. Тогда оба насоса изнашиваются равномерно, а резервный всегда готов. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

На карточках многих погружных насосов в графе «Кабель» стоит загадочное H07RN-F. Например, у Grindex Solid — 10 метров H07RN-F сечением 3×1 мм², у Sandy — 20 метров H07RN-F 4×2,5 мм². Это не название бренда, а обозначение типа кабеля по европейской гармонизированной системе. Каждая буква в нём что-то значит, и по ним видно, почему такой кабель подходит для насоса, а обычный «удлинитель» — нет.

Расшифровка H07RN-F

После обозначения указывают число и сечение жил, например 4G2,5: четыре жилы по 2,5 мм², одна из них — защитная жёлто-зелёная («G»). Обозначение «x» вместо «G» означает, что жилы без защитной.

Почему на насосах ставят резиновый кабель

• Гибкость. Насос поднимают, опускают, переносят — кабель постоянно сгибается. Многопроволочные жилы и резина это выдерживают.
• Масло, вода и холод. Полихлоропреновая оболочка устойчива к маслам, влаге, озону и сохраняет гибкость на холоде лучше ПВХ.
• Механическая прочность. Толстая оболочка выдерживает трение о край колодца и удары лучше, чем кабели в ПВХ-оболочке.

Бытовой кабель ПВС для этого не годится: его ПВХ-оболочка дубеет на морозе, трескается от перегибов и не рассчитана на длительную работу в воде.

H07RN-F и H07RN8-F

В той же системе есть исполнение H07RN8-F — цифра 8 означает кабель, рассчитанный на длительную работу под водой. Для погружного насоса кабель частично лежит в воде постоянно, поэтому тип кабеля выбирает производитель под конкретную модель и условия. Некоторые насосы комплектуются специальными кабелями: например, у Grindex Sandy Inox по паспорту — кабель SubCab. При замене кабеля берите тот же тип, что указан для модели, или оригинальный кабель. Как его меняют, объясняет статья о наращивании и замене кабеля.

Российские аналоги: КГ и КГН

В отечественной номенклатуре ближайшие по назначению кабели — КГ и КГН. Оба гибкие, с медными многопроволочными жилами и резиновой изоляцией. КГ имеет резиновую оболочку общего назначения, КГН — оболочку из маслостойкой резины, не распространяющую горение. По стойкости к маслам и воде к H07RN-F ближе КГН. Однако прямой взаимозаменяемости «по названию» нет: у кабелей разных стандартов отличаются толщины изоляции и оболочки, наружный диаметр и допустимые условия.

Наружный диаметр особенно важен для погружного насоса: кабель проходит через кабельный ввод, и герметичность обеспечивает уплотнение, рассчитанное на определённый диаметр. Кабель другого диаметра в штатном вводе не уплотнится, и вода пойдёт по кабелю внутрь. Поэтому при замене сверяют не только сечение жил, но и наружный диаметр, а лучше — ставят кабель, указанный для модели.

Если же кабель нужно нарастить до щита, удлинение можно сделать кабелем другого типа, подходящим по сечению и условиям прокладки, — соединение выполняют герметичной муфтой. На участке, который находится в воде и постоянно перегибается при подъёме насоса, лучше оставить резиновый кабель.

Как выбрать сечение и длину

Сечение подбирают по току двигателя и длине линии: чем длиннее кабель, тем больше на нём падение напряжения, и тем толще нужны жилы. Если кабель тонкий, напряжение на двигателе проседает, ток растёт, двигатель греется. Поэтому длинный кабель от щита к насосу часто берут сечением больше, чем штатный хвост насоса.

• однофазный насос — три жилы: фаза, ноль, защитная;
• трёхфазный — четыре жилы: три фазы и защитная; у части насосов добавляются жилы термозащиты или контроля;
• длину берут с запасом на опускание и разводку, но без лишних бухт — кабель в бухте греется под нагрузкой.

Расчёт сечения по длине и току — в статье о кабеле насоса, ток двигателя — в статье о токе двигателя насоса.

Как беречь кабель насоса

• не поднимать насос за кабель — для этого трос или цепь, см. статью о тросе для насоса;
• закреплять кабель к тросу хомутами с шагом, чтобы он не натягивался и не перетирался;
• не пережимать кабель крышкой люка и не тянуть по острым краям;
• наращивать только герметичной муфтой, не изолентой;
• периодически мерить сопротивление изоляции — см. статью о сопротивлении изоляции.

Повреждённая оболочка — прямой путь воды в двигатель: она идёт по жилам внутрь корпуса. См. статью о воде в двигателе насоса.

Частые вопросы

Что значит H07RN-F? Гармонизированный гибкий кабель на 450/750 В с резиновой изоляцией и полихлоропреновой оболочкой.

Можно ли заменить кабель насоса на ПВС? Нет. ПВС не рассчитан на работу в воде, на морозе и при постоянных перегибах.

Что значит 4G2,5? Четыре жилы по 2,5 мм², одна из них защитная жёлто-зелёная.

Чем H07RN8-F отличается от H07RN-F? Исполнение с цифрой 8 рассчитано на длительную работу под водой.

Вывод: H07RN-F — гибкий резиновый кабель в неопреновой оболочке, который выдерживает перегибы, масло, воду и холод. Для насоса берут тот тип кабеля, что указан для модели, сечение — по току и длине линии, а сам кабель берегут от натяжения и порезов. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Шурф — небольшая вертикальная выработка, которую копают вручную или экскаватором, чтобы увидеть грунт, фундамент или пласт своими глазами. Его делают изыскатели, геологи, обследователи зданий. Стоит шурфу дойти до уровня грунтовых вод — дно заливает, и работать в нём уже нельзя без водоотлива. Задача насоса здесь — держать воду ниже дна, пока идёт описание, отбор проб или осмотр.

Зачем откачивают шурф

• Изыскания. Описать грунт по стенкам, отобрать монолиты, определить уровень грунтовых вод.
• Обследование фундамента. Шурф у стены здания вскрывает подошву фундамента, гидроизоляцию и грунт под ней.
• Разведка. Вскрытие пласта при поиске полезных ископаемых.
• Опытные работы. Определение притока и коэффициента фильтрации грунта откачкой. Это отдельная методика — она разобрана в статье об опытной откачке.

В первых трёх случаях откачка — вспомогательная работа: важно просто осушить дно. В опытных работах откачка и есть измерение, и к насосу добавляются требования к стабильной подаче и замеру расхода.

Какой насос подходит

• Компактный и лёгкий. Шурф тесный, насос опускают и поднимают на верёвке или тросе одним-двумя людьми.
• Для грязной воды. В шурфе вода всегда с глиной, песком и обвалившимся грунтом. Дренажная машина справляется со взвесью, а при сильном оплывании стенок нужна грязевая с большим проходом.
• Питание. На изысканиях часто нет сети, поэтому однофазный насос от небольшого генератора — частое решение.

Solid — грязевой насос с проходом частиц до 38 мм, он подходит, если со стенок течёт грунт. Значения — паспортные максимумы. Для глубоких шурфов, где напор растёт, сверяют рабочую точку по кривой.

Приток: сколько воды придётся качать

Приток в шурф зависит от грунта и того, насколько дно ниже уровня грунтовых вод. В глине вода сочится медленно, и маленький насос включают время от времени. В песке и гравии вода идёт быстро, и насос работает постоянно, иногда не справляясь. Первую оценку дают по тому, как быстро заливает дно после остановки откачки. Как посчитать приток для траншеи и выемки, объясняет статья о водоотливе из траншеи.

Насос ставят в небольшой приямок в углу дна шурфа — так вода собирается к нему, а не растекается по всему дну, и место для работы остаётся сухим. На подставке или в перфорированном ведре он меньше затягивает грунт со дна. См. статью о подставке для дренажного насоса.

Безопасность: обводнённый шурф обрушается

Вода в шурфе — не только помеха, но и опасность. Обводнённый грунт теряет прочность, и стенки шурфа могут обрушиться. При быстрой откачке в песке вода тянет за собой грунт со стенок и дна, и стенки подмываются ещё сильнее.

• шурфы глубже установленного нормами предела крепят, особенно в обводнённых и сыпучих грунтах;
• в шурф не спускаются без страховки и наблюдающего наверху;
• откачку ведут без резких перепадов уровня, а насос подбирают по притоку, а не с огромным запасом;
• кабель и рукав выводят так, чтобы они не мешали подъёму людей;
• насос подключают через УЗО — см. статью о заземлении насоса.

Если в песке со стенок постоянно идёт грунт, это уже признак плывуна — см. статью о насосе для плывуна.

Шурф у фундамента: особые правила

Шурф для обследования фундамента копают вплотную к стене здания, и здесь откачка требует осторожности. Если откачивать воду быстро и из ямы прямо у подошвы, поток выносит грунт из-под фундамента, а это уже риск для здания, а не только для шурфа. Поэтому насос ставят в приямок в дальнем от стены углу, откачку ведут ровно, без резких понижений, и не оставляют шурф открытым дольше, чем нужно для работ.

После обследования шурф засыпают и уплотняют послойно, а повреждённую при вскрытии гидроизоляцию фундамента восстанавливают. Если вода в шурфе стоит высоко и постоянно, это само по себе важный результат обследования: значит, фундамент работает в обводнённом грунте, и его защита от воды требует отдельного решения — например, дренажа, о котором рассказывает статья об осушении участка.

Частые вопросы

Каким насосом откачать воду из шурфа? Компактным погружным дренажным или грязевым насосом, который опускают на тросе в приямок на дне.

Почему шурф быстро заливает снова? Дно ниже уровня грунтовых вод, и вода поступает постоянно. В песке приток больше, чем в глине.

Можно ли откачивать шурф без крепления стенок? В неглубоком шурфе в связных грунтах — иногда, но в обводнённых и сыпучих грунтах стенки крепят: они могут обрушиться.

Чем откачка шурфа отличается от опытной откачки? Обычная откачка просто осушает дно. Опытная — измерение: по расходу и понижению уровня определяют фильтрационные свойства грунта.

Вывод: воду из шурфа откачивают компактным погружным насосом из приямка на дне. Насос подбирают по притоку и грязной воде, а главное внимание — устойчивости стенок: обводнённый шурф может обрушиться. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Гидроэлектростанция работает с водой, но вода в неположенных местах для неё — постоянная задача. Через тело плотины и основание фильтрует вода, через уплотнения затворов и агрегатов идут протечки, а при ремонте гидроагрегата нужно осушить его проточный тракт, находящийся ниже уровня нижнего бьефа. Для этого на ГЭС есть системы технического водоснабжения, дренажа и осушения со своими насосами. Здесь речь о двух последних — и о том, где в них нужен переносной погружной насос.

Дренажная система здания ГЭС и плотины

Фильтрационная вода из тела и основания плотины, протечки из галерей и помещений собираются дренажной системой в дренажные колодцы и приямки. Отвести её самотёком нельзя: колодцы находятся ниже уровня нижнего бьефа. Поэтому её откачивают насосами дренажной насосной станции. Это ответственная система: при её отказе вода поднимается в нижних помещениях здания.

• основные дренажные насосы — стационарные, с резервом и автоматикой по уровню;
• переносные погружные насосы держат как аварийный резерв и для откачки отдельных приямков и галерей, не подключённых к системе;
• при росте фильтрации — например, весной — переносные насосы добавляют подачу.

Принципы дренажа сооружений с подпором воды разобраны в статье о насосе для дамбы.

Осушение проточного тракта при ремонте агрегата

Для ремонта гидроагрегата его проточный тракт — спиральную камеру, отсасывающую трубу — нужно освободить от воды. Порядок такой: закрывают затворы со стороны верхнего и нижнего бьефа, а оставшуюся в тракте воду откачивают системой осушения. Основной объём откачивают стационарные насосы осушения. Дальше остаются протечки через уплотнения затворов, которые идут всё время ремонта, и вода в низких точках, куда стационарная система не достаёт.

Здесь работают переносные погружные насосы: их опускают в низшую точку отсасывающей трубы или в приямок и держат включёнными на время ремонта, откачивая протечки. Требования к ним:

• напор — чтобы поднять воду из самой низкой точки тракта до места сброса;
• подача — с запасом к протечкам через затворы;
• надёжная защита от сухого хода: протечки неравномерны, и насос не должен сгореть, когда воды нет;
• резерв: если насос остановится, тракт начнёт заполняться, а внутри работают люди.

Глубина отсасывающей трубы и длина линии до сброса дают заметный напор, поэтому здесь нужны исполнения с высоким напором. Как подобрать насос по напору, объясняет статья о высоконапорном насосе.

Аварийное затопление помещений

При разрыве трубопровода технического водоснабжения, отказе уплотнения или неплотности затвора вода может пойти в машинный зал и нижние помещения быстрее, чем справляется дренажная система. На этот случай держат переносные погружные насосы большой подачи с рукавами и кабелями, готовые к быстрому развёртыванию. Порядок аварийной откачки — в статье об аварийной откачке воды.

Какие погружные насосы подходят

Вода на ГЭС обычно пресная и относительно чистая, но в приямках и отсасывающей трубе скапливаются песок и ил. Насос ставят на подставку, а не в осадок — см. статью о подставке для дренажного насоса. Сводная линейка — в обзоре дренажных насосов Grindex.

Обслуживание резервных насосов

Резервные насосы на ГЭС месяцами лежат без дела, и при аварии важно, чтобы они запустились. Их периодически проверяют пробным пуском в воде, измеряют сопротивление изоляции, проверяют масло в камере уплотнений и комплектность рукавов и кабелей. Порядок проверки — в статьях о сопротивлении изоляции и о приёмке насоса.

Подготовка переносных насосов к ремонтной кампании

Ремонт гидроагрегатов обычно планируют на межень, и к этому времени переносные насосы должны быть готовы. За несколько недель до начала работ их достают со склада и проверяют: сопротивление изоляции, масло в камере уплотнений, проворот вала, пробный пуск в воде с замером тока. Отдельно проверяют рукава, кабели, тросы и шкафы управления — именно они чаще всего оказываются повреждёнными после хранения.

Полезно заранее разместить насосы и щиты у мест работ и проверить путь кабелей и рукавов до точки сброса: в тесных галереях ГЭС это не так просто, как кажется. И обязательно предусмотреть резервный насос, готовый к немедленной установке. Как проверяют насос перед вводом, объясняет статья о проверке насоса перед запуском.

Частые вопросы

Какие насосы нужны на ГЭС для дренажа? Основные — стационарные насосы дренажной станции с резервом. Переносные погружные — аварийный резерв и откачка отдельных приямков.

Чем осушают гидроагрегат при ремонте? Основной объём — стационарной системой осушения после закрытия затворов, протечки во время ремонта — переносными погружными насосами.

Почему нужен высокий напор? Отсасывающая труба находится глубоко ниже места сброса, и воду надо поднять на эту высоту плюс потери в линии.

Нужен ли резерв? Да. При осушении тракта внутри работают люди, остановка насоса недопустима.

Вывод: на ГЭС погружные насосы дополняют стационарные системы дренажа и осушения: откачивают протечки при ремонте агрегатов, служат аварийным резервом и обслуживают отдельные приямки. Главное — напор под глубину, защита от сухого хода и резерв. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Желание положить насос на бок возникает в двух ситуациях. Воды мало — слой в 10–15 сантиметров, и стоящий насос до неё не достаёт. Или место низкое — под перекрытием, в трубе, в узком лотке, — и вертикально насос не помещается. Ответ на вопрос «можно ли» зависит от конкретной модели. Большинство погружных дренажных насосов спроектированы для работы стоя, и горизонтальное положение для них — нештатный режим.

Что пишут производители

Допустимое положение насоса указывается в руководстве по эксплуатации конкретной модели. Есть насосы, специально рассчитанные на работу лёжа или под наклоном, но большинство дренажных машин ставят вертикально на основание или подвешивают на цепи над дном.

Пример — документация Grindex. В руководстве по эксплуатации Maxi насос ставят на основание — доску, подушку из крупного гравия или перфорированную бочку — так, чтобы он не упал и не утонул в грунте, или подвешивают на цепи чуть выше дна. В каталоге Grindex сказано, что в горизонтальное и вертикальное положение легко ставится напорный патрубок — то есть выход насоса поворачивается в нужную сторону, а не сам насос. Поэтому положение насоса для конкретной модели Grindex сверяйте с её руководством или уточняйте у нас.

Что происходит с насосом, который лежит

• Охлаждение. Двигатель погружного насоса охлаждается окружающей водой. В мелкой воде, да ещё лёжа, часть корпуса оказывается над водой и перегревается.
• Масляная камера и уплотнения. В вертикальном положении масло омывает торцевое уплотнение. Лёжа часть уплотнения может оказаться выше уровня масла и работать без смазки.
• Подшипники. Они рассчитаны на определённое направление нагрузки. Лёжа вес ротора ложится на них иначе.
• Воздух. В лежащем насосе в корпусе может скапливаться воздух, и насос теряет подачу или работает рывками. См. статью о насосе, который качает воздух.
• Устойчивость. Лежащий насос катается от вибрации и рывка рукава. Если уж его кладут, то фиксируют упорами.

Как откачать мелкую воду без горизонтальной установки

Чаще всего насос кладут, чтобы «достать» тонкий слой воды. Для этого есть способы лучше:

• Приямок. Небольшая яма в самой низкой точке, куда стекает вода. Насос стоит в ней вертикально и полностью погружён. См. статью о приямке для дренажного насоса.
• Насос с низким остаточным уровнем. Есть модели, которые откачивают воду до нескольких миллиметров. См. статью об остаточном уровне откачки.
• Рубашка охлаждения. Насос с рубашкой работает при частичном погружении без перегрева. См. статью о рубашке охлаждения.
• Финальная зачистка вручную или пылесосом для воды — для последних миллиметров на ровном полу.

Если места мало по высоте

Если насос не помещается вертикально, сначала ищут более компактную модель. Небольшие дренажные насосы — например, Grindex Micro весом 12 кг или Mini — проходят в люки и низкие проёмы. Если и они не помещаются, проектируют приямок, а не кладут насос. Под наклоном насос иногда спускают по откосу котлована — но на месте он должен стоять вертикально на подставке. См. статью о подставке для дренажного насоса.

Если насос всё же положили

Если модель это допускает, а другого выхода нет:

1. убедиться по руководству, что горизонтальная работа разрешена;
2. зафиксировать насос упорами, чтобы он не катался;
3. следить, чтобы корпус был полностью в воде, а вход не засасывал воздух;
4. не допускать работы всухую — поплавок в таком положении может не сработать, поэтому контролировать вручную;
5. после работы проверить масло в камере уплотнений.

Работа насоса без воды — самая частая причина выхода из строя уплотнения. См. статью о сухом ходе.

Работа при частичном погружении

Часто вопрос «можно ли положить насос» на самом деле означает «можно ли насосу работать, когда вода закрывает его не полностью». Это разные вещи. Насос стоит вертикально, но верх корпуса с двигателем оказывается над водой. Тогда всё зависит от того, как насос охлаждается. Если двигатель охлаждается только окружающей водой, при частичном погружении он греется, и сработает термозащита. Если у насоса есть рубашка охлаждения, через которую проходит перекачиваемая вода, он может работать и при низком уровне.

Минимальное погружение для каждой модели указано в паспорте или руководстве. Если по задаче уровень будет падать ниже него, выбирают модель с рубашкой охлаждения или ставят насос в приямок, где он всегда будет под водой. Подробнее — в статье о рубашке охлаждения и работе при частичном погружении.

Частые вопросы

Можно ли положить погружной насос горизонтально? Только если руководство конкретной модели это разрешает. Большинство дренажных насосов рассчитаны на вертикальную работу.

Чем опасна работа насоса лёжа? Перегревом двигателя в мелкой воде, работой уплотнения без масла, неправильной нагрузкой на подшипники и подсосом воздуха.

Как откачать воду, если её слой 5–10 см? Через приямок, насосом с низким остаточным уровнем или с рубашкой охлаждения, а последние миллиметры — вручную.

Что значит «патрубок ставится горизонтально или вертикально»? Что выход насоса можно развернуть вверх или вбок. Сам насос при этом стоит вертикально.

Вывод: погружной дренажный насос, как правило, работает стоя. Класть его на бок можно, только если это разрешено для конкретной модели, и с контролем охлаждения и сухого хода. Мелкую воду надёжнее откачивать через приямок или насосом с низким остаточным уровнем. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Футбольное поле должно оставаться игровым после сильного дождя. Для этого под газоном — натуральным или искусственным — делают дренаж: воду быстро уводят вниз, собирают трубами и выводят за пределы поля. Если рядом есть ливневая канализация или канава ниже уровня поля, вода уходит самотёком. Если нет — в конце системы ставят накопительный колодец и насос. О нём и пойдёт речь, но сначала — как устроен сам дренаж.

Как устроен дренаж футбольного поля

• Газон и корнеобитаемый слой пропускают воду вниз.
• Дренажный слой из песка и щебня равномерно распределяет и отводит её.
• Дренажные трубы — перфорированные, уложены в траншеи с уклоном, обычно ёлочкой или параллельными линиями.
• Коллекторы собирают воду со всех дрен.
• Смотровые и сборные колодцы для обслуживания и промывки.
• Выпуск — в ливневую канализацию, канаву или накопительный колодец с насосом.

По периметру часто делают ещё и лотки, которые перехватывают поверхностный сток с трибун и дорожек. Общие принципы дренажа территории разобраны в статье об осушении участка, устройство колодцев — в статье о дренажном колодце.

Когда нужен насос

• поле в низине, и самотёчного выпуска ниже уровня дрен нет;
• ливневая канализация рядом есть, но её лоток выше дренажных труб;
• грунтовые воды высоко, и дренаж собирает их постоянно;
• поле на крыше или над подземным паркингом — вода собирается в приямке внутри здания.

В этих случаях все коллекторы сводят в накопительный колодец, где стоит насос с автоматикой по уровню. Он откачивает воду в ливнёвку, канаву или водоём, когда колодец наполняется.

Как подобрать насос по площади и ливню

Подача насоса должна справляться с пиковым притоком. Грубая прикидка: приток равен площади, умноженной на интенсивность ливня и на долю воды, которая уходит в дренаж, а не впитывается и не испаряется.

Пример. Стандартное футбольное поле около 105×68 м — примерно 7 100 м². При ливне 20 мм в час на поле выпадает около 140 м³ воды в час. Даже если в дренаж быстро уходит половина, это 70 м³/ч. Насос или пара насосов должны откачивать такой приток, а накопительный колодец — сглаживать пик, пока насос работает. Расчётную интенсивность ливня для вашего региона берут из норм на ливневую канализацию или задаёт проектировщик. Как считают ливневый сток и подбирают под него насос, объясняет статья о насосе для ливневой канализации.

Значения — паспортные максимумы. Напор обычно небольшой: поднять воду из колодца на несколько метров до выпуска. Как найти рабочую точку, объясняет статья о расчёте насоса по напору и подаче.

Накопительный колодец и автоматика

• Объём колодца — чтобы насос не включался слишком часто и успевал откачать пик. См. статью о приямке для дренажного насоса.
• Два насоса — рабочий и резервный, со сменой по очереди. На стадионе остановка насоса в ливень означает отменённую игру.
• Поплавки или датчик уровня и шкаф управления с защитой — см. статью о шкафе управления.
• Сигнал аварийного уровня диспетчеру или на телефон.
• Обратный клапан на напорной линии.

Насос в колодце удобно ставить на направляющие: его поднимают на обслуживание сверху. См. статью о стационарной установке на направляющих.

Обслуживание дренажа поля

С годами дрены заиливаются: мелкие частицы из корнеобитаемого слоя уходят вниз и оседают в трубах. Признак — лужи на поле после дождя, которых раньше не было. Дрены промывают через смотровые колодцы, а осадок из накопительного колодца откачивают, иначе он забьёт насос. Весной до начала сезона проверяют работу насосов и автоматики. Как чистить колодцы, объясняет статья о том, почему дренаж не работает.

Натуральный и искусственный газон: в чём разница для дренажа

У натурального газона воду сначала принимает корнеобитаемый слой, и часть её задерживается в нём и испаряется. Под искусственным газоном лежит водопроницаемое основание, и вода уходит в дренаж быстрее и почти целиком. Отсюда разница для насоса: при искусственном покрытии пиковый приток в накопительный колодец во время ливня выше, и насос с колодцем подбирают с учётом этого.

Есть и обратная сторона. Мелкие частицы резиновой крошки и песка с искусственного покрытия постепенно попадают в дренаж и оседают в колодцах. Их нужно регулярно убирать, а на входе в накопительный колодец полезна сетка или пескоуловитель, чтобы крошка не доходила до насоса. Как устроен пескоуловитель, объясняет статья о пескоуловителе.

Частые вопросы

Нужен ли насос для дренажа футбольного поля? Если вода не может уйти самотёком в ливнёвку или канаву ниже поля — да, с накопительным колодцем.

Какая подача нужна насосу? По пиковому притоку: площадь поля, умноженная на интенсивность ливня и долю стока в дренаж. Для стандартного поля это десятки кубометров в час.

Почему на поле появились лужи после дождя? Заилились дрены или забит накопительный колодец, либо не работает насос.

Сколько насосов ставить? Минимум два — рабочий и резервный.

Вывод: дренаж футбольного поля отводит воду дренажным слоем и трубами к выпуску. Если самотёка нет, систему заканчивают накопительным колодцем с двумя насосами, автоматикой и аварийной сигнализацией, а подачу считают по площади поля и интенсивности ливня. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Запрос «насос для котельной» чаще всего означает циркуляционные и сетевые насосы, которые гоняют теплоноситель. Это отдельный класс оборудования, и речь здесь не о нём. В каждой котельной и каждом тепловом пункте есть и другой насос — дренажный. Он стоит в приямке на полу и откачивает воду, которая туда попадает: при сливе систем, промывке, протечках и авариях. Пока всё в порядке, о нём не вспоминают. Когда рвёт трубу, от него зависит, затопит ли оборудование.

Откуда вода в приямке котельной и ИТП

• Слив систем при ремонте и опорожнении контуров.
• Промывка теплообменников и трубопроводов.
• Сбросы предохранительных клапанов и дренажей.
• Протечки через уплотнения насосов и арматуры.
• Аварии — разрыв трубы, прорыв теплообменника. Тогда приток резко растёт.
• Грунтовая вода в подвальных помещениях.

Пол помещения делают с уклоном к приямку, и вся вода собирается в нём. Если отвести её в канализацию самотёком нельзя, ставят дренажный насос. Как рассчитать размеры приямка, объясняет статья о приямке для дренажного насоса.

Горячая вода: главная особенность

В отличие от подвала жилого дома, в котельной в приямок может попадать горячая вода — из контура, при сливе или аварии. Для погружного насоса это критично: он охлаждается окружающей водой, и чем она горячее, тем хуже охлаждение. У каждой модели есть паспортный предел температуры жидкости. Например, у Grindex Sandy Inox он составляет 40 °C. Если вода горячее предела, насос перегревается, а уплотнения и кабель стареют быстрее.

• горячие сбросы не направляют прямо в приямок насоса — их охлаждают или смешивают с холодной водой в отдельном барботёре или колодце-охладителе;
• для приямка, куда штатно идёт горячая вода, подбирают насос с подходящим температурным пределом, сверяя его по паспорту;
• при аварийном сбросе горячей воды насос может остановиться по термозащите — это нормально, но приямок должен иметь запас объёма.

Подробнее о пределах — в статье о температуре перекачиваемой жидкости.

Как выбрать насос

• Подача — по аварийному притоку, а не по обычным протечкам. Насос, который справляется с каплями, не спасёт при разрыве трубы.
• Напор — до точки сброса в канализацию с учётом длины линии.
• Класс — дренажный: вода в котельной обычно без крупных включений, но с окалиной и осадком от промывки.
• Питание — от щита с защитой. Для ИТП в подвале жилого дома часто подходят однофазные модели.

Значения — паспортные максимумы, рабочую точку находят по кривой. Если приямок большой, а аварийный приток велик, ставят два насоса: рабочий и резервный.

Автоматика и сигнализация

• Поплавок или датчик уровня включает насос при наполнении приямка и выключает до оголения. См. статью о поплавковом выключателе.
• Аварийный уровень — отдельный поплавок выше рабочего, который подаёт сигнал на диспетчерский пульт или GSM-модуль. Если вода дошла до него, значит, насос не справляется или не работает.
• Обратный клапан на напорной линии, чтобы вода не стекала обратно. См. статью об обратном клапане.
• Щит с защитой двигателя и индикацией работы. См. статью о шкафе управления.

Сигнал аварийного уровня — самая важная деталь: в котельной без постоянного персонала он даёт время на реакцию до того, как вода дойдёт до насосов и электрики.

Обслуживание

Дренажный насос в котельной работает редко, и поэтому о нём забывают. При аварии выясняется, что поплавок залип, а насос не запускался год. Раз в несколько месяцев его проверяют: заливают воду в приямок и смотрят, что насос включается и выключается, чистят приямок от осадка и окалины, проверяют сигнализацию аварийного уровня. Регламент — в статье об обслуживании дренажного насоса.

Сброс воды из приямка в канализацию

Воду из приямка котельной обычно откачивают в канализацию, и здесь есть ограничения, о которых стоит помнить. Правила приёма сточных вод в централизованную систему водоотведения ограничивают их температуру — как правило, не выше 40 °C. Горячий сброс из котельной напрямую в канализацию нарушает эти требования и вредит самой сети. Поэтому горячую воду сначала охлаждают в барботёре или колодце-охладителе, а уже потом откачивают.

Второй момент — химия. Вода после промывки теплообменников может содержать реагенты для удаления накипи. Её сброс согласуют с организацией водопроводно-канализационного хозяйства, а при необходимости нейтрализуют. Если в приямок попадает вода с реагентами регулярно, насос подбирают с учётом этого — см. статью о насосе для агрессивных сред.

Частые вопросы

Какой дренажный насос нужен для котельной? Погружной дренажный с подачей по аварийному притоку, с поплавком и сигнализацией аварийного уровня. Температурный предел сверяют с паспортом.

Можно ли откачивать горячую воду дренажным насосом? Только в пределах паспортной температуры модели. Горячие сбросы сначала охлаждают.

Зачем второй поплавок в приямке? Для сигнала аварийного уровня: он сообщает, что насос не справляется.

Нужен ли дренажный насос в ИТП? Если приямок нельзя подключить к канализации самотёком — да, иначе при протечке затопит оборудование.

Вывод: дренажный насос для котельной и ИТП подбирают по аварийному притоку и температуре воды, а главное в его обвязке — автоматика с сигналом аварийного уровня. Горячие сбросы в приямок насоса не направляют без охлаждения, а сам насос регулярно проверяют. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Гидравлические испытания трубопровода — это не одна операция, а несколько, и насосы для них нужны разные. Сначала трубу заполняют водой, иногда предварительно промывают, затем поднимают давление до испытательного и выдерживают его, а в конце воду сливают. На заполнении, промывке и опорожнении нужен большой расход при умеренном давлении — это задача погружного насоса. Подъём давления — задача отдельного опрессовочного насоса с малой подачей.

Этапы и насосы

Погружной насос не создаёт испытательного давления в десятки атмосфер: его максимальный напор — это десятки метров водяного столба. Зато он быстро заполняет и промывает трубу. Как переводить метры в бары и атмосферы, объясняет статья о переводе единиц давления.

Заполнение трубопровода водой

Время заполнения — это объём трубы, делённый на подачу. Объём считают по внутреннему диаметру: километр трубы с внутренним диаметром 300 мм вмещает около 70 м³, 500 мм — около 196 м³. Насос с подачей 100 м³/ч заполнит первую примерно за 45 минут, вторую — за два часа.

• Заполнять с низкой точки и медленно, чтобы вода вытесняла воздух вверх, а не запирала его в трубе.
• Выпускать воздух через краны и вантузы в высоких точках. Воздух в трубе искажает результат испытания и опасен: при сбросе давления он расширяется.
• Источник воды — водопровод, водоём, резервуар или водовоз. Из водоёма и резервуара берут погружным насосом. См. статью о заборе воды из реки.

Подачу и напор насоса подбирают по рабочей точке: напор должен покрывать подъём до высшей точки трассы и потери в подающем рукаве. На длинной линии потери быстро растут — см. статью о перекачке воды на 1 км.

Промывка трубопровода

Промывка выносит из новой трубы песок, окалину и строительный мусор. Чтобы поток действительно уносил грязь, скорость воды в трубе должна быть заметно выше, чем в обычной работе. Поэтому на промывку нужен насос с большой подачей, и чем больше диаметр трубы, тем больше подача. Промывочную воду сбрасывают в колодец или отстойник: она грязная, с песком. Для откачки этой воды из приёмного колодца подходит грязевой насос — см. статью о насосе для грязной воды.

Подъём давления: не задача погружного насоса

Испытательное давление задаёт проект и нормы на конкретный трубопровод, и оно обычно выше рабочего. Поднимают его опрессовочным насосом: ручным, электрическим или с приводом от двигателя. У него малая подача и высокое давление — ровно наоборот, чем у погружного. Погружным насосом трубу только заполняют до отказа, а дальше подключают опрессовочный.

Важно: погружной насос на заполненную закрытую трубу работает как на закрытую задвижку — вода не идёт, насос греется. Его выключают, как только труба заполнена. Подробнее — в статье о работе насоса на закрытую задвижку.

Опорожнение после испытаний

После испытания воду сбрасывают. Самотёком она уходит через спускные краны в низких точках, но из колодцев, камер и низин трассы её откачивают погружным насосом. Если в воде песок и окалина после промывки, нужен грязевой насос. Воду не сбрасывают где попало: место сброса согласуют, особенно если трубу дезинфицировали хлором. Порядок откачки из траншеи — в статье об откачке воды из траншеи и приямка.

Пример подбора насоса для заполнения

Возьмём участок трубопровода длиной 2 км с внутренним диаметром около 380 мм. Его объём — примерно 227 м³. Воду берут из пруда рядом с трассой, подъём до высшей точки — около 10 метров, подающий рукав короткий. Если на заполнение отведено полтора-два часа, нужна подача порядка 120–150 м³/ч при напоре чуть больше 10 метров с учётом потерь.

Под такую задачу подходят дренажные насосы класса Major N или Master N — точную рабочую точку проверяют по кривой. Если заполнять нужно быстрее, ставят два насоса параллельно в общий коллектор. Важно не перестараться с подачей в конце: когда труба почти полна, расход снижают, чтобы спокойно выпустить последний воздух через вантузы.

Частые вопросы

Каким насосом заполнить трубопровод водой? Погружным дренажным насосом большой подачи из водоёма, резервуара или водовоза.

Можно ли погружным насосом провести опрессовку трубопровода? Нет. Испытательное давление поднимают опрессовочным насосом с малой подачей и высоким давлением.

Сколько времени заполнять трубопровод? Объём трубы делят на подачу насоса. Километр трубы 300 мм — около 70 м³, это меньше часа насосом на 100 м³/ч.

Зачем выпускать воздух при заполнении? Воздух в трубе искажает результаты испытания и опасен при сбросе давления.

Вывод: для гидравлических испытаний трубопровода нужны два типа насосов: погружной большой подачи — на заполнение, промывку и опорожнение, опрессовочный — на подъём давления. Заполняют трубу с низкой точки, выпуская воздух, а погружной насос выключают, как только труба полна. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Рабочее колесо — главная изнашиваемая деталь насоса. На абразиве стачиваются лопатки и диски, растёт зазор, падает подача. Когда колесо износилось, есть два пути: заменить его новым или восстановить старое — наплавкой металла, напылением или ремонтным полимером. Восстановление рабочего колеса выглядит дешевле, но работает не для всех материалов и не для всех насосов. Подробнее о зазоре колеса и износном кольце — в статье о щелевом уплотнении.

Способы восстановления

После любого восстановления колесо обязательно проверяют на баланс: наплавленный металл почти никогда не ложится равномерно. Как это делают, объясняет статья о балансировке рабочего колеса.

Главное — материал колеса

• Стальные и бронзовые колёса крупных насосов хорошо свариваются, их наплавляют и восстанавливают.
• Серый чугун сваривается плохо: нужен подогрев и специальные электроды, легко появляются трещины.
• Износостойкий высокохромистый чугун, из которого делают колёса для абразива, очень твёрдый и хрупкий. Сварка и наплавка на нём почти всегда дают трещины. Такие колёса не восстанавливают, а меняют.
• Нержавеющая сталь сваривается, но после наплавки теряет коррозионную стойкость в зоне шва, если не подобрать присадку под марку стали.

Отсюда практическое правило: колёса для абразива и колёса небольших погружных насосов обычно выгоднее заменить оригинальными. Материалы проточной части подробно разобраны в статье о материалах проточной части.

Восстановление или замена: как посчитать

Восстановление выгодно, когда колесо большое и дорогое, материал хорошо сваривается, а новое колесо долго ждать. Замена выгоднее, когда:

• колесо небольшое и стоимость новой детали сопоставима с работой по восстановлению;
• материал колеса плохо сваривается или износостойкий;
• износ глубокий: пробиты диски, отломаны лопатки;
• важна точная гидравлика — восстановленное колесо почти всегда немного отличается по форме от заводского, и характеристика насоса «уходит».

Есть и скрытая цена восстановления: после наплавки нужны механическая обработка и балансировка, а ресурс восстановленного колеса часто ниже нового. Если насос работает на абразиве, разница в ресурсе быстро съедает экономию. Об экономике ремонта в целом — статья о ремонте насосов Grindex.

Как понять, что колесо пора менять или восстанавливать

Износ колеса сначала виден не на глаз, а по работе насоса: подача падает при том же напоре, растёт время откачки, насос дольше работает на тех же циклах. Затем появляются видимые признаки: истончённые кромки лопаток, промоины на дисках, увеличенный зазор до корпуса. Как отличить износ колеса от других причин падения подачи, объясняют статьи о падении подачи насоса и о замене рабочего колеса.

Как продлить жизнь колеса

• подбирать насос по среде: на песке — грязевой или шламовый, а не дренажный;
• работать в рабочей зоне характеристики, а не на краю кривой;
• ставить насос на подставку, чтобы он не засасывал осадок со дна;
• регулировать зазор колеса, если конструкция это позволяет, — подача возвращается без замены;
• промывать насос после работы на грязной воде.

Подробнее — в статьях о подставке для дренажного насоса и о том, как продлить ресурс насоса.

Сменные износные детали вместо ремонта колеса

Во многих погружных насосах подача падает не только из-за износа самого колеса, но и из-за износа деталей, к которым оно прилегает: износной пластины, кольца или диффузора. Зазор растёт, вода перетекает обратно, и насос качает меньше. Такие детали сделаны сменными именно для того, чтобы восстанавливать зазор дёшево, не трогая колесо.

Поэтому, прежде чем решать судьбу колеса, проверяют весь узел: может оказаться, что достаточно заменить пластину и выставить зазор, а колесо ещё поработает. В некоторых конструкциях зазор регулируется без замены деталей. Порядок проверки описан в статье о рабочих колёсах насоса, а признаки износа — в статье об абразивном износе.

Частые вопросы

Можно ли наварить изношенное рабочее колесо? Если оно стальное или бронзовое — да, с последующей обработкой и балансировкой. Колёса из износостойкого чугуна обычно не варят.

Что дешевле — восстановить колесо или купить новое? Для небольших насосов и износостойких колёс обычно новое. Восстановление окупается на крупных колёсах из свариваемых материалов.

Нужна ли балансировка после наплавки? Да, обязательно: наплавленный металл распределяется неравномерно.

Изменится ли характеристика насоса после восстановления колеса? Обычно немного: форма лопаток после ремонта отличается от заводской.

Вывод: восстановить рабочее колесо можно, если оно крупное и сделано из свариваемого материала. Износостойкие колёса для абразива и колёса небольших погружных насосов выгоднее менять оригинальными. После любого восстановления нужны обработка и балансировка. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Рабочее колесо вращается со скоростью около 1450 или 2900 оборотов в минуту. Если его масса распределена неравномерно хотя бы на несколько граммов, на каждом обороте возникает центробежная сила, которая раскачивает вал. Насос начинает вибрировать, подшипники и торцевое уплотнение изнашиваются быстрее, а в тяжёлых случаях колесо задевает корпус. Балансировка рабочего колеса устраняет эту неравномерность.

Откуда берётся дисбаланс

• Неравномерный износ. На абразиве лопатки стачиваются по-разному, и колесо, сбалансированное на заводе, со временем теряет баланс.
• Налипание и отложения. Ил, известь, волокно, налипшие на часть лопаток, меняют распределение массы.
• Повреждения. Сколы и погнутые кромки после попадания камней или металла.
• Ремонт. Наплавка, обточка колеса, замена деталей ротора.
• Неоригинальные колёса без заводской балансировки.

Почему изнашивается колесо и как это видно, объясняет статья об абразивном износе, а виды колёс — статья о рабочих колёсах насоса.

Статическая и динамическая балансировка

Для узкого колеса погружного насоса статической балансировки часто достаточно. Для широких колёс и для ротора в сборе с валом нужна динамическая. Точность балансировки задают классом качества по стандарту ISO 21940-11; для роторов насосов обычно применяют класс G 6.3. Чем выше обороты, тем меньше допустимый остаточный дисбаланс.

Лишнюю массу убирают сверлением или фрезеровкой с тяжёлой стороны — на дисках колеса, а не на лопатках, чтобы не испортить гидравлику. Реже добавляют массу с лёгкой стороны.

Когда колесо нужно балансировать заново

• после наплавки или другого восстановления изношенного колеса;
• после обточки колеса по диаметру;
• при установке неоригинального или долго лежавшего на складе колеса без отметки о балансировке;
• если после замены колеса насос вибрирует сильнее, чем до ремонта.

Новое оригинальное колесо от производителя уже отбалансировано, и повторно его не балансируют. Как и когда колесо меняют, объясняет статья о замене рабочего колеса.

Как дисбаланс проявляется на объекте

Главный признак — вибрация с частотой вращения: она «гудит» на одной частоте и растёт с оборотами. Погружной насос в воде вибрацию частично гасит, поэтому её замечают по косвенным признакам:

• рукав и трос заметно дрожат, насос «ходит» на дне;
• быстро изнашивается торцевое уплотнение — мутнеет масло в камере;
• шумят подшипники;
• колесо оставляет следы касания на корпусе или износной пластине.

Вибрация бывает и по другим причинам: кавитация, работа вне рабочей зоны, неверное направление вращения. Как их различить, разобрано в статье о вибрации насоса.

Чем грозит работа с разбалансированным колесом

Дисбаланс не ломает насос сразу, он ускоряет износ всего ротора. Подшипники работают с переменной нагрузкой, торцевое уплотнение раскачивается и начинает пропускать воду в масляную камеру. Если это пропустить, вода доходит до двигателя — см. статью о воде в двигателе насоса. Поэтому при сильной вибрации насос лучше поднять и осмотреть колесо, чем ждать, пока откажет уплотнение. О замене уплотнения — статья о замене сальника и уплотнений.

Что делать, если насос вибрирует после ремонта

Если насос после замены или восстановления колеса работает заметно жёстче, чем раньше, проверку ведут от простого к сложному. Сначала убеждаются, что колесо дошло до места на валу и надёжно зафиксировано, а зазор до корпуса равномерный по окружности. Затем проверяют направление вращения: при обратном вращении насос тоже вибрирует и качает хуже. После этого смотрят на сетку и проточную часть — застрявший кусок резины или дерева даёт ту же картину, что и дисбаланс.

Если всё это в порядке, а вибрация осталась, колесо снимают и проверяют на балансировочном станке. Отдельно оценивают вал: погнутый вал не исправить балансировкой колеса, и после него подшипники и уплотнение выходят из строя быстро. Порядок приёмки насоса после ремонта описан в статье о приёмке насоса.

Частые вопросы

Нужно ли балансировать новое рабочее колесо? Оригинальное колесо от производителя уже сбалансировано. Неоригинальное или восстановленное — проверяют.

Можно ли отбалансировать колесо самостоятельно? Статически — грубо можно на ровных ножах. Для точной и динамической балансировки нужен станок.

Почему насос вибрирует после замены колеса? Колесо не сбалансировано, не дошло до места на валу или задевает корпус. Насос поднимают и проверяют.

Как убирают дисбаланс? Снимают металл с тяжёлой стороны на дисках колеса — сверлением или фрезеровкой, не трогая лопатки.

Вывод: балансировка рабочего колеса нужна после износа, ремонта и при установке неоригинальных колёс. Дисбаланс проявляется вибрацией с частотой вращения и быстрее всего убивает подшипники и торцевое уплотнение. Оригинальное новое колесо уже отбалансировано на заводе. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.