Типовые неисправности и причины выхода из строя насосных станций

Насосные станции — сложные технические системы, от которых зависит стабильность водоснабжения промышленных объектов и жилых комплексов. Даже самое качественное оборудование ведущих производителей не застраховано от отказов, особенно при нарушении условий эксплуатации или недостаточном техническом обслуживании.

Практический опыт показывает, что большинство аварийных ситуаций можно предотвратить, если своевременно выявлять признаки надвигающихся проблем. А знание типовых неисправностей позволяет избежать дорогостоящих простоев, а также существенно продлить срок службы оборудования. Грамотная диагностика и профилактическое обслуживание обходятся значительно дешевле аварийного ремонта, особенно когда речь идет о замене дорогостоящих компонентов — электродвигателей, насосов или систем автоматики.

Общие причины неисправностей насосных станций

Неисправности обычно связаны с конструктивными особенностями оборудования, условиями эксплуатации и качеством обслуживания.

Механический износ деталей неизбежен, но его интенсивность резко возрастает при нарушении рекомендуемых режимов работы. Превышение номинальных параметров давления, температуры или производительности ускоряет износ:

• подшипников;
• уплотнений;
• рабочих элементов.

Нестабильность электроснабжения — частая причина отказов. Перепады напряжения вызывают перегрев обмоток электродвигателей и сбои в работе автоматики. Особенно опасны провалы напряжения и несимметрия фаз в трехфазных сетях.

Работа насосной станции в режиме «сухого хода»

Режим «сухого хода» считается одним из наиболее разрушительных для насосного оборудования и требует особого внимания при проектировании систем защиты и эксплуатации.

Что такое «сухой ход» и почему он опасен

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).

Последствия работы без воды: перегрев, износ крыльчатки и т.п.

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.

Типы насосов, наиболее уязвимые к сухому ходу

Наибольшую уязвимость демонстрируют центробежные насосы с закрытыми рабочими колесами, особенно изготовленные из полимерных материалов. Погружные скважинные насосы критически зависят от постоянного присутствия воды для охлаждения электродвигателя. 

Как выявить работу «всухую»

Симптомы и визуальные признаки включают отсутствие потока жидкости на выходе при работающем электродвигателе, резкое снижение потребляемого тока в начальный момент и его рост по мере нагрева оборудования.

Диагностика по шуму, вибрации, перегреву эффективна для раннего обнаружения проблем.

• При работе всухую насос издает характерный высокочастотный шум, усиливается вибрация корпуса.
• Температура корпуса и электродвигателя растет уже через несколько минут.

Распространенные неисправности и их признаки

Практика эксплуатации показывает, что большинство неисправностей имеют характерные проявления, позволяющие оперативно определить причину проблемы.

Падает давление в насосной станции

Одной из наиболее частых причин возникновения данной неисправности является изначально неверный подбор насосного оборудования, которое оказывается неспособным справляться с максимальной нагрузкой. Для исправления этой ситуации, обеспечения требуемых параметров напора/расхода следует заменить насосную установку на более мощную, производительную либо снизить требуемые эксплуатационные значения.

Второй причиной снижения работоспособности насосной станции является попадание в трубопровод воздуха, что может быть вызвано разгерметизацией трубной системы, нарушением целостности фланцевых соединений либо критичным снижением уровня воды в источнике.

Также падение давления может быть вызвано по причине утечек воды из трубной разводки. В этом случае, наиболее часто наблюдается следующая ситуация: насосная установка функционирует в непрерывном режиме, поскольку не способна достичь показателей нормального давления.

Не включается насосная станция

Такая неисправность насосной станции может образоваться в результате следующих причин:

• Неправильно выбран источник питания. То есть, когда происходит подключение трехфазного двигателя к однофазной сети, без использования конденсаторов. Или же при отсутствии одной из фаз источника питания («А», «В», «С») либо нейтрали.
• Неправильно или некачественно подключена автоматика, проводка. Такое возможно, когда заказчик решил сэкономить на качестве исполнения шкафа управления.
• Неисправность электродвигателя насосной станции. Такое возможно при неправильной транспортировке, неправильной эксплуатации, некачественной сборке.

Электропривод запускается, но не поступает вода либо не функционирует насос

Подобные симптомы наиболее характерны для следующих ситуаций неисправности насосных станций:

• «Сухой» режим работы насоса. Обычно это происходит по причине низкого уровня воды в емкости, недостаточного для заполнения камеры.
• Закупорка трубки гидравлического уплотнения всасывающего сальника и просачивание воздуха через него.
• Если в насосе есть промежуточная муфта, соединяющая вал насоса и вал электродвигателя, то необходимо проверить ее крепление.
• Артезианский насос неправильно установлен по отношению к динамическому уровню подземных вод.

Насосная станция не отключается

В большинстве случаев неисправность насосной станции вызывается неисправностью автоматики управления — реле давления, контактора либо детектора. Для восстановления функции автоматического отключения следует проверить целостность вышеупомянутых элементов электросхемы и электропроводки, правильность подключения.

Неисправности датчиков и реле давления

Датчики давления и реле — наиболее уязвимые элементы автоматики. Механические реле подвержены износу контактных групп, окислению контактов. Электронные датчики выходят из строя из-за воздействия влаги, вибрации или электромагнитных помех.

Воздушные пробки

Образование воздушных пробок — распространенная проблема в системах с высоким расположением потребителей. Воздух попадает через неплотные соединения, при заполнении после ремонта или из-за кавитационных процессов. Пробки препятствуют циркуляции и вызывают гидравлические удары.

Методы защиты и профилактики

Эффективная защита от аварийных режимов и регулярная профилактика — основные элементы обеспечения долговечности насосных станций.

Установка защиты от сухого хода

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.

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.

Контроль давления и уровня воды

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 осуществлять регулировку значений давлений по «сухому ходу» — верхнего и нижнего порога срабатывания.

Реле «сухого хода», оснащенное датчиками уровня предназначены для эксплуатации совместно со скважинными насосами. Действие основано на сигналах, получаемых от датчика уровня — при наличии воды имеется возможность включения насосного оборудования, при ее отсутствии таковая исключается.

Использование автоматических систем управления

Регуляторы давления/протока — главной особенностью данных устройств является возможность эксплуатации в системах, не оснащенных расширительным баком. При включении гидроагрегат начинает закачивать воду в трубную систему. При снижении величины расхода воды до минимума контакты геркона размыкаются, подавая сигнал на коммутационный механизм, отключающий питание гидромашины.

Современные микропроцессорные контроллеры анализируют множество параметров в режиме реального времени и обеспечивают комплексную защиту от различных аварийных режимов работы.

Как выбрать насосную станцию с учетом условий эксплуатации

Промышленные насосные станции в сфере инженерного оборудования на сегодня представлены весьма широко. А как известно, чем шире ассортимент требуемой продукции, тем сложнее выбрать насосную станцию, особенно, если вы не являетесь специалистом в данной области.

Для любого заказчика главными критериями, влияющими на выбор той либо иной насосной установки, являются соответствие требуемым значениям производительности, надежность при минимальных затратах на монтаж, техническое обслуживание.

Подбор оборудования по характеристикам скважины

Инженерные требования к насосным станциям предполагают соответствие оборудования следующим параметрам:

Кавитационный запас насоса (NPSN). Эта характеристика определяет минимальное значение давления, которое потребуется для обеспечения нормального функционирования насоса при исключении проявления кавитациии.

Расход. Данный параметр определяется объемом воды, который требуется подать в систему. Он рассчитывается как максимальный расход, потребляемый в часы наивысшей нагрузки на водоснабжающую систему.

Максимально допустимым рабочим давлением именуется наивысшее давление, при котором все элементы насосной станции будут работать в нормальном режиме.

Высота всасывания является максимальным значением разницы между положением насоса и уровнем воды в баке.

Рекомендации для промышленных и частных объектов

Когда встает вопрос о том, как выбрать насосную станцию, в первую очередь требуется обращать внимание на характеристики жидкости:

1. Плотность — параметр, определяемый отношением массы к занимаемому объему. Чем выше данный показатель, тем большая мощность насосной установки потребуется.
2. Температура. Большинство современных насосных установок эффективно справляется с перекачкой жидкостей, температура которых не превышает семидесяти градусов.
3. Химический состав — наличие агрессивных компонентов, механических абразивных веществ, способных разрушающе воздействовать на элементы системы водоснабжения.

Все вышеперечисленные параметры определяют наиболее подходящее типоисполнение насосной станции: выбор мощности электроприводов, производительности насосов, уплотняющих элементов, автоматики защиты/управления и т. д.

Производство и решения от МФМК

Компания МФМК специализируется на производстве насосных станций с использованием современных материалов и технологий. Оборудование комплектуется надежными элементами и системами защиты от аварийных режимов работы.

Инженерные решения МФМК охватывают полный цикл — от проектирования до пусконаладочных работ. А персонализированный подход дает возможность создавать наилучшие решения для конкретных условий эксплуатации.

Если вам требуется высококачественная насосная станция без лишних затрат, обращайтесь в ГК МФМК. Наши специалисты подберут оптимальную для ваших потребностей и условий эксплуатации установку.

Сервисная поддержка МФМК — это диагностика, настройка и ремонт оборудования. Специалисты следят за состоянием насосных станций, вовремя устраняют неполадки и предотвращают серьезные поломки. В результате оборудование работает стабильно и служит дольше.