Работа насоса на закрытую задвижку: рабочий диапазон и минимальная подача

Работа насоса на закрытую задвижку — это режим с нулевой подачей. Колесо вращается и создаёт наибольший напор, но вода никуда не уходит. Вся мощность двигателя превращается в тепло внутри корпуса. Поэтому короткий пуск на закрытую задвижку многие центробежные насосы переносят, а долгую работу — нет. Ниже разобрано, где проходят безопасные границы и почему насос лучше держать около его расчётной точки.

Работа насоса на закрытую задвижку: что происходит

• Напор становится наибольшим — это левая точка кривой насоса при нулевой подаче.
• Мощность у насосов с радиальным колесом падает до минимума, но не до нуля.
• Вода в корпусе нагревается, потому что потока, который уносит тепло, нет.
• Нагрузки на вал и подшипники растут, появляются вибрация и шум.

Погружной насос охлаждается средой вокруг корпуса. Однако при нулевой подаче внутри гидравлики вода не меняется и греется быстро. Кроме того, у насосов с рубашкой охлаждения поток через рубашку тоже останавливается. Подробнее — в статье о рубашке охлаждения.

Пуск насоса на закрытую задвижку: когда работа допустима

У центробежного насоса с радиальным колесом мощность при нулевой подаче наименьшая. Поэтому крупные насосы иногда пускают на закрытую задвижку и открывают её сразу после разгона. Так снижают нагрузку на сеть и плавно заполняют линию. У осевых насосов всё наоборот: мощность при нулевой подаче наибольшая, и на закрытую задвижку их не пускают. Чем они отличаются от центробежных, объясняет статья о лопастных насосах.

У погружных дренажных насосов с рукавом задвижку при пуске обычно держат открытой. Мягкий пуск здесь дают плавный пуск или частотный преобразователь. Резко закрывать задвижку на работающем насосе нельзя: в длинной линии это вызывает гидроудар.

Рабочий диапазон и рабочая зона насоса

Не вся кривая насоса годится для долгой работы. Слева, на малых подачах, в колесе возникает обратный ток: растут вибрация и нагрев. Справа, на больших подачах, перегружается двигатель, и появляется риск кавитации. Рабочая зона лежит вокруг точки наибольшего КПД. Часто ориентируются на 70–120 % от подачи в этой точке, но точные границы даёт производитель. Как найти, где насос работает сейчас, объясняет статья о рабочей точке насоса.

Номинальная подача насоса

Номинальная подача — это подача в расчётной точке, где насос должен работать. Обычно она близка к точке наибольшего КПД. Её не путают с максимальной подачей из паспорта. Максимум насос даёт только при нулевом напоре, когда воду никуда не поднимают. Разница подробно разобрана в статье о производительности насоса.

Минимальная подача насоса: чем опасна работа на закрытую задвижку

Ниже минимальной подачи насос нельзя держать долго. Её значение задаёт производитель. Если объекту нужно меньше воды, есть три пути. Во-первых, работа по уровню: насос включается, откачивает приямок с полной подачей и выключается. Во-вторых, байпас, который возвращает часть воды обратно. В-третьих, насос меньшего размера. Способы сравнивает статья о регулировании подачи насоса.

Помпаж насоса

Помпаж — неустойчивая работа, при которой подача и напор колеблются. Он возможен у насосов с «горбатой» кривой в зоне малых подач, особенно если в линии есть воздух. Насос то подаёт воду, то почти останавливает поток, и линия дёргается. Лечится это выводом насоса в рабочую зону и удалением воздуха из линии. Похожие рывки бывают и от подсоса воздуха — см. статью о том, почему насос качает воздух.

Частые вопросы

Сколько насос может работать на закрытую задвижку? Обычно речь идёт о секундах или немногих минутах, а точный предел даёт руководство. Погружной насос в таком режиме лучше не оставлять совсем.

Что будет, если закрыть задвижку на работающем насосе? Напор вырастет до наибольшего, а ток у насоса с радиальным колесом снизится. Затем вода в корпусе начнёт греться. При резком закрытии в длинной линии возможен гидроудар.

Почему насос вибрирует на малой подаче? В колесе возникает обратный ток, и нагрузка на вал становится неравномерной — см. статью о вибрации насоса.

Опасна ли работа насоса на закрытую задвижку для двигателя? Для двигателя с радиальным колесом перегрузки нет. Опасность в нагреве воды, уплотнений и подшипников.

Вывод: работа насоса на закрытую задвижку допустима только коротко, например при пуске крупного центробежного насоса. Долго насос должен работать в рабочем диапазоне около точки наибольшего КПД и не ниже минимальной подачи. Если воды нужно меньше, насос переводят на работу по уровню или подбирают меньший. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.