Насосные станции. Сухой ход

Одним из наиболее неблагоприятных режимов работы насосного оборудования является «сухой ход», при котором гидроагрегат функционирует вхолостую, не захватывая воду из емкости, либо природного источника. Такая ситуация очень быстро и неминуемо приводит к полному выходу из строя насоса, поскольку не осуществляется смазка его движущихся элементов и их охлаждение. При отсутствии движения жидкости через насос происходит закипание воды, перегрев механических узлов, их деформация и заклинивание. Особенно быстро это явление проходит в насосах, выполненных из норила (термостойкого полимера).

Если процесс не остановить, заклинивание насоса приводит к невозможности вращения вала электродвигателя, обмотки которого при этом быстро перегревается, изоляция между проводниками выгорает и происходит необратимое межвитковое замыкание, что полностью выводит из строя привод.По этой причине одной из важнейших составляющих надежной гидросистемы является защита гидромашины от «сухого хода». В настоящее время применяется несколько способов организации такой защиты.

Методы предотвращения поломки гидроагрегата в режиме «сухой ход»

Главной целью установки всех технических устройств, предназначенных для защиты от «сухого хода», является своевременное отключение электропитания до того момента, когда в гидроагрегате начнут происходить необратимые процессы, способные ухудшить эффективность его работы либо повлечь за собой полный выход оборудования из строя.

Выключатель поплавковой модификации

Относится к простейшим и недорогим приспособлениям, обеспечивающим достаточно эффективную защиту. Принцип действия основывается на срабатывании при падении уровня жидкости ниже определенного значения. В этом случае на коммутационную аппаратуру установки подается сигнал отключения. Уровень срабатывания поплавкового выключателя определяется его положением и длиной рычага, на котором закреплен поплавок. Использоваться данные приборы могут не только для защиты от «сухого хода», а и в качестве датчиков перелива, уровня воды в резервуаре. По этой причине таких элементов в одной емкости может быть установлено несколько.

Существует две основные модификации поплавковых выключателей: легкие и тяжелые. Первые эксплуатируются в водоснабжающих и водоотводящих гидросистемах, вторые управляют работой фекальных и дренажных систем. Единственным ограничением использования поплавковых выключателей является их размер. Минимальный диаметр колодца для обеспечения нормального функционирования данных устройств — 400 миллиметров.

Реле давления воды для насосной станции с функцией защиты от «сухого хода»

Представляет собой классическую модификацию реле давления, оснащенную дополнительной функцией. Срабатывает данная защита в случае падения давления на выходе гидроагрегата до значения в 0,4…0,6 бар. Эта настройка не подлежит коррекции. Если произошло срабатывание устройства по «сухому ходу», для повторного запуска агрегата потребуется устранить причину и произвести заполнение насоса жидкостью — при неизменных условиях реле не даст гидромашине вновь запуститься.

Реле давления + реле «сухого хода»

Данная схема представляет собой вариацию предыдущей, только в ней применяется стандартная модель реле давления и отдельный модуль — реле «сухого хода». Такое решение более функционально, поскольку позволяет пользователю (либо обслуживающему персоналу насосной станции) осуществлять регулировку значений давлений по «сухому ходу» — верхнего и нижнего порога срабатывания. Существуют модификации реле «сухого хода», оснащенные таймерами, позволяющими выставить временной интервал между обнаружением критического значения давления и фактическим срабатыванием устройства. Интервал задержки зависит от объема расширительного резервуара. После срабатывания запускать реле «сухого хода» можно вручную, для чего необходимо кратковременно перемкнуть его контакты. В автоматическом режиме данный коммутационный элемент запускается самостоятельно при повышении давления в системе выше заданного уровня.

Регуляторы давления/протока

Главной особенностью данных устройств является возможность эксплуатации в системах, не оснащенных расширительным баком (гидроаккумулятором). Действуют они следующим образом: при включении гидроагрегат начинает закачивать воду в трубную систему. При этом происходит смещение обратного магнитного клапана, замыкающего контакты геркона до полного прекращения потребления воды. При снижении величины расхода воды до минимума выталкивающая сила пружины возвращает клапан на место, контакты геркона размыкаются, подавая сигнал на коммутационный механизм, отключающий питание гидромашины.

Снижение величины расхода воды может произойти по двум причинам: при прекращении ее потребления либо при возникновении «сухого хода», когда насос перестает захватывать жидкость. Регуляторы давления/протока обычно оснащаются реле времени для предотвращения частой коммутации насосного оборудования при низких показателях расхода воды.

Основными достоинствами данных механизмов являются: малые габариты, масса и автоматическое включение гидроагрегата при восстановлении электроснабжения после перебоев.

Реле «сухого хода», оснащенное датчиками уровня

Предназначены эти устройства для эксплуатации совместно со скважинными насосами, реже используются для предотвращения «сухого хода» при выкачке воды из резервуаров. Действие основано на сигналах, получаемых от датчика уровня — при наличии воды имеется возможность включения насосного оборудования, при ее отсутствии (падении ниже определенного уровня, когда становится вероятным «сухой ход») таковая исключается. При необходимости эксплуатации совместно с гидроагрегатами мощностью более полутора киловатт следует применять дополнительное коммутационное оборудование — контактор, либо магнитный пускатель.