Центробежный или самовсасывающий насос: какой из них лучше подходит для вашего процесса

Настоящая разница – это подъем всасывания

Станция перекачки химикатов установлена на уровне пола, но резервуар для хранения находится на 2,5 метра ниже впускного отверстия насоса. Стандартный центробежный насос без затопленной всасывающей линии не будет подавать жидкость при запуске, поскольку рабочему колесу необходимо, чтобы всасывающая труба была заполнена и находилась под положительным давлением. Самовсасывающий насос, напротив, удаляет воздух из всасывающей трубы в течение первых нескольких секунд и заменяет его жидкостью. Это единственное функциональное различие объясняет, почему ответ на вопрос «Что лучше, центробежный или самовсасывающий насос?» редко является вопросом лояльности к бренду. Это зависит от условий всасывания, количества воздуха в линии, температуры жидкости, требуемого расхода и режима работы процесса.

Когда уровень жидкости находится выше средней линии насоса, обычно лучшим выбором является стандартный центробежный насос. Когда жидкость необходимо поднять из открытой ямы, бочки с химическими веществами или подземного резервуара, самовсасывающий насос позволяет избежать необходимости использования приемного клапана, вакуумного насоса или заливочной камеры, заполняемой вручную. На многих станциях отказ вызван не неисправным насосом. Это вызвано выбором типа насоса перед измерением доступной высоты всасывания и доступной чистой положительной высоты всасывания. В этой статье объясняется разница с точки зрения производителя и заводского проектирования, а затем приводятся правила выбора, применимые к реальным промышленным установкам.

Почему состояние всасывания на первом месте

Состояние всасывания – это не просто один из многих параметров. От него зависит, будет ли насос надежно запускаться после каждого отключения, после ремонта трубопроводов или после переключения с одного резервуара на другой. Стандартный центробежный насос предназначен для затопленного всасывания. Самовсасывающий насос предназначен для перекачивания воздуха, который в противном случае блокировал бы стандартный центробежный насос. Если вы сосредоточитесь только на расходе и напоре, вы можете выбрать насос, который работает на бумаге, но выходит из строя при первом запуске, потому что уровень в резервуаре ниже, чем на входе насоса. Вот почему ответственное сравнение продукции должно начинаться с гидравлической системы, а не с названия насоса.

Как стандартный центробежный насос вписывается в установку

Центробежный насос преобразует энергию вращения рабочего колеса в кинетическую энергию, а затем в давление. Когда корпус заполняется жидкостью, крыльчатка производит непрерывный поток с небольшой пульсацией. Промышленные пользователи выбирают центробежные насосы для больших объемов воды, стабильного давления, компактной конструкции и бесперебойной работы. Для применений, где жидкость чистая и высота всасывания положительная, стандартный центробежный насос является наиболее экономичным вариантом как по себестоимости, так и по энергопотреблению.

Сильные стороны стандартного центробежного насоса

• Высокая пропускная способность благодаря относительно небольшому рабочему колесу и корпусу.
• Постоянное давление с ограниченной пульсацией, что упрощает инструментирование.
• Простая геометрия корпуса, который может быть изготовлен из чугуна, нержавеющей стали, легированной стали или материалов с высоким содержанием никеля.
• Широкая гибкость привода, включая двигатели с прямой связью, дизельные двигатели и системы привода с регулируемой частотой.
• Более низкие первоначальные затраты на тот же материал и расход по сравнению с самовсасывающим насосом.

Ограничения, которые вам нужно принять

• Стандартный центробежный насос требует затопленного всасывания или внешнего заливочного устройства.
• Производительность быстро падает, когда во всасывающую линию попадает увлеченный воздух.
• Риск кавитации увеличивается, когда доступная чистая положительная высота всасывания недостаточна.
• Часто добавляют приемный или обратный клапан, чтобы линия всасывания оставалась заполненной, что создает дополнительные потери на трение.

По этим причинам инженеры предприятий обычно устанавливают стандартные центробежные насосы ниже источника жидкости или на насосных станциях, где уровень воды остается выше проушины рабочего колеса. В этом случае горизонтальный центробежный насос серии SLW является обычной рабочей лошадкой для циркуляции охлаждающей воды, повышения давления и общей перекачки оборудования. Он может поставляться с различными вариантами механического уплотнения и типами рабочего колеса в зависимости от состояния жидкости. Для чистой воды и умеренных напоров он обеспечивает надежную работу с привычной процедурой технического обслуживания.

Горизонтальный центробежный насос серии SLW [электронная почта защищена] / [электронная почта защищена] Посмотреть продукт →

Стандартный центробежный насос – неплохой вариант. Это правильное решение, если его поддерживает гидравлическая среда. Проблема возникает, когда инженеры пытаются заставить центробежный насос работать на высоте всасывания без добавления системы заливки. В этом состоянии насос может вращаться, крыльчатка может срезать воздух, но жидкость не будет двигаться. Давление нагнетания остается низким, двигатель может перегреться, и оператор предполагает, что насос неисправен. В большинстве случаев технически насос исправен; тип насоса не соответствует данному применению.

Что меняет в системе самовсасывающий насос

Самовсасывающий насос обычно представляет собой центробежный насос с модифицированным корпусом и внутренней камерой разделения жидкости. При первом запуске вы заполняете корпус насоса вручную. После этого рабочее колесо смешивает воздух с жидкостью, а сепарационная камера позволяет воздуху выйти, а жидкость падает обратно к рабочему колесу. Этот процесс создает зону низкого давления и вытягивает больше воздуха из всасывающей трубы. Когда труба заполняется жидкостью, насос работает как центробежный насос и перемещает жидкость под давлением, определяемым геометрией и скоростью рабочего колеса.

Основное преимущество – практичность: вы можете разместить насос над резервуаром или ямой и при этом перекачивать жидкость снизу. Это сокращает объем земляных работ, сохраняет двигатель сухим и упрощает ежедневный осмотр. Для химикатов, сточных вод и абразивных жидкостей возможность избежать глубокой ямы для насоса является серьезным преимуществом в плане безопасности и технического обслуживания. Поскольку насос не нужно опускать в жидкость, операторы могут получить доступ к корпусу, клапану и рабочему колесу, не входя в замкнутое пространство.

Различные конфигурации самовсасывающих насосов

Существует несколько конструкций самовсасывающих насосов. Некоторые используют механическое уплотнение вала и зависят от резервуара вокруг области уплотнения. Другие, такие как самовсасывающий насос без уплотнений WFB, полностью удаляют обычное уплотнение вала. Это снижает риск утечек при эксплуатации в агрессивных средах или с содержанием твердых частиц, поскольку отсутствует вращающаяся поверхность уплотнения, которая может выйти из строя, если жидкость содержит частицы. Конструкция WFB особенно полезна для химических отстойников, линий гальванического покрытия и перекачки сточных вод, где утечка через уплотнение является частой причиной простоя.

В других конфигурациях, таких как высокоэффективный автоматический самовсасывающий насос GJB и высокоэффективный энергосберегающий самовсасывающий насос серии GZB, используются улучшенные гидравлические конструкции, позволяющие сократить время заливки и ограничить потери энергии, которые часто демонстрировали старые самовсасывающие насосы. Рабочая точка по-прежнему приводит к некоторому ухудшению производительности, поскольку насосу приходится перекачивать воздушно-жидкостную смесь во время заливки, а путь рециркуляции не всегда идеален с гидравлической точки зрения. Для применений, требующих очень высокого давления нагнетания, стоит рассмотреть вариант самовсасывающего насоса с высоким напором, прежде чем переходить к многоступенчатой ​​схеме.

Также следует отметить, что самовсасывающий насос не представляет собой совершенно другую технологию, чем центробежный насос. Это центробежный насос со встроенной в корпус системой заливки. Вот почему вы можете сравнить их по расходу, напору, эффективности и техническому обслуживанию. В таблице в следующем разделе приведены практические сравнения, которые покупатель должен использовать в процессе выбора.

Центробежный и самовсасывающий насос: сравнительная таблица и профиль производительности

Следующее сравнение основано на типичных условиях промышленной эксплуатации, а не на какой-то одной гидравлической модели. Это представляет собой разницу, которую можно ожидать, если оба насоса изготовлены с одинаковым качеством изготовления и с одинаковым вниманием к выбору материалов. Соответствующая статья о ключевых различиях центробежного насоса и самовсасывающего насоса для промышленных покупателей содержит дополнительные эксплуатационные данные, если вы хотите продолжить чтение после этой страницы.

Общая сравнительная таблица

Поведение эффективности во всем диапазоне расхода

Картина эффективности меняется по мере удаления потока от точки наилучшей эффективности. Самовсасывающий насос имеет тенденцию терять большую эффективность при низком расходе, поскольку расход рециркуляции остается примерно постоянным, а полезный расход уменьшается. При высоком расходе внутреннее отделение жидкости становится менее эффективным, и давление нагнетания падает быстрее.

Краткий обзор профиля производительности

На гистограмме ниже показаны относительные показатели эффективности. Синие столбцы обозначают самовсасывающий насос, а серые столбцы — стандартный центробежный насос. Значения нормированы для пояснения, а не взяты из одной кривой насоса.

Когда стандартный центробежный насос является лучшим выбором

Стандартный центробежный насос является лучшим выбором, когда линия всасывания остается затопленной, жидкость чистая и насос постоянно работает вблизи расчетной точки. В этой ситуации центробежный насос обеспечивает более высокую эффективность, более простое обслуживание и более низкую закупочную цену, чем самовсасывающий насос из аналогичного материала.

Если жидкость относительно чистая и система обеспечивает положительную высоту всасывания, центробежный водяной насос с закрытым рабочим колесом обычно является наиболее эффективной гидравлической конструкцией. Закрытое рабочее колесо имеет низкую внутреннюю утечку и обеспечивает стабильную кривую давления. Этот тип насоса часто является лучшим выбором для промышленных систем охлаждения и сетей распределения чистой воды. Механическое уплотнение становится основным местом износа, но при правильном выборе материала и надлежащей опоре трубопроводов срок службы уплотнения может быть очень долгим.

Когда самовсасывающий насос — лучший выбор

Самовсасывающий насос является лучшим выбором, когда уровень жидкости ниже насоса, работа прерывистая или всасывающая линия может потерять заряд жидкости во время остановки. Это также хороший вариант, когда насос должен располагаться над жидкостью из-за риска затопления, ограничений по пространству или правил ограниченного пространства.

Для сточных вод и легкого шлама самовсасывающий насос с полуоткрытым рабочим колесом или утопленным рабочим колесом перекачивает твердые частицы лучше, чем стандартный центробежный насос с закрытым рабочим колесом. Более широкие внутренние каналы снижают вероятность засорения. Если жидкость содержит значительное количество твердых частиц и насос необходимо установить над ямой, автоматический насос для сточных вод является практичным решением, поскольку он сочетает в себе способность самовсасывания с формой рабочего колеса, предназначенной для волокнистых материалов.

Для объекта, где насос можно погружать в воду, погружной канализационный насос может быть даже более практичным, чем самовсасывающий насос. Двигатель находится в резервуаре вместе с насосом, система заливки не требуется, установка тихая и автоматизированная. Это другая концепция работы, но ее стоит сравнивать, когда приямок насоса глубокий и оператор хочет избежать длинной всасывающей трубы.

Погружной канализационный насос серии WQ Погружной канализационный насос серии WQ имеет интегрированную конструкцию двигателя и насоса с низким уровнем вибрации и шума. В основном используется в коммунальном строительстве, промышленном строительстве... Посмотреть продукт →

Не думайте, что самовсасывание всегда означает надежную высоту всасывания. Самовсасывающий насос по-прежнему требует достаточной чистой положительной высоты всасывания. Если жидкость горячая или высота всасывания слишком велика, жидкость вспыхнет внутри всасывающей трубы, и насос потеряет заливку. Практический предел всасывания зависит от атмосферного давления, температуры жидкости, потерь на трение и расстояния по вертикали от поверхности жидкости до проушины рабочего колеса.

Вопросы стоимости, обслуживания и жизненного цикла

Цена покупки – это только часть решения. Более дешевый насос, которому требуется более глубокая яма, система вакуумной заливки или частая замена уплотнений, может стоить дороже в течение пяти лет, чем самовсасывающий насос с более высокой начальной ценой. Приведенное ниже сравнение показывает типичную картину для промышленного предприятия со скоростью около 60 кубических метров в час при высоте 30 метров напора.

Годовая разница в энергии имеет наибольшее значение при непрерывной работе. Насос, который работает 8000 часов в год и имеет 5-балльный недостаток эффективности, может потреблять тысячи дополнительных киловатт-часов. В этом случае дополнительная эффективность стандартного центробежного насоса окупает систему заливки в течение первого года. В прерывистом режиме разница в энергии меньше, и преимущество надежности самовсасывания становится более важным.

Стоимость обслуживания также зависит от жидкости. Самовсасывающему насосу, работающему с химическим отстойником, может потребоваться чистая сепарационная камера и частая проверка внутреннего рециркуляционного отверстия. Стандартный центробежный насос, перекачивающий чистую воду, может работать годами, не требуя ничего, кроме проверки уплотнений. Обратное верно, когда жидкость загрязнена и насос установлен в яме: центробежный насос может потребовать затрудненного доступа для обслуживания, тогда как самовсасывающий насос можно поднять из ямы, не сливая воду из резервуара.

Контрольный список выбора для промышленных покупателей

Используйте следующий контрольный список для сравнения центробежного насоса и самовсасывающего насоса, прежде чем запрашивать предложение. В этом списке отражены наиболее распространенные ошибки, с которыми мы сталкиваемся, когда насос выбирается без достаточного внимания ко всей системе.

1. Измерьте статическую высоту всасывания, температуру жидкости и имеющуюся положительную положительную высоту всасывания.
2. Определите расход как в нормальной рабочей точке, так и в максимально ожидаемом состоянии.
3. Определите содержание твердых веществ, клетчатки, вязкость и химическую совместимость.
4. Определите, как часто включается насос и может ли всасывающая линия оставаться заполненной во время остановки.
5. Оцените риск сухого хода и решите, необходим ли самовсасывающий насос без уплотнений.
6. Рассчитайте общий напор, включая статический напор нагнетания, трение в трубах, клапаны и фитинги.
7. Проверьте мощность двигателя на соответствие удельному весу и вязкости наихудшего случая.
8. Проверьте доступную площадь установки и доступность насоса для будущего обслуживания.
9. Попросите заводскую кривую производительности, которая показывает реальную модель насоса, а не общую кривую из каталога.
10. Уточните у производителя тип рабочего колеса, расположение уплотнения вала и материалы, контактирующие с рабочей средой.

Если высота всасывания превышает 3 метра и насос часто запускается без помощи оператора, более безопасным выбором станет самовсасывающий насос. Если сторона всасывания затоплена и процесс требует 100 часов непрерывной работы в неделю, стандартный центробежный насос обычно обеспечивает более низкие затраты на электроэнергию и более простую процедуру обслуживания. Решение не в том, какой насос более совершенен; речь идет о том, какой насос соответствует гидравлическим условиям площадки.

Заводское тестирование и поддержка производителя

Процесс выбора не будет полным без проверки работоспособности насоса в требуемой точке. Как производитель насосов, мы рассматриваем параметры выбора как исходные данные для проектирования. Наш завод имеет две производственные базы общей площадью около 60 000 квадратных метров. У нас есть шесть механических цехов, два сборочных цеха и специальный испытательный цех. Платформа для испытания производительности насосов позволяет проверять насосы диаметром от 32 мм до 1200 мм, мощностью двигателей от 1,1 кВт до 1200 кВт и напряжением от 380 В до 10 кВ. Это означает, что самовсасывающие насосы, большие вертикальные насосы с длинным валом и мощные промышленные центробежные насосы могут быть проверены под нагрузкой перед поставкой.

Заводские испытания обычно проверяют кривую напора, входную мощность, эффективность, уровень вибрации и уровень шума. Для самовсасывающего насоса в ходе испытания также следует проверить время заливки, максимальную возможность перезапуска и поведение, когда во всасывающей линии содержится воздух. Для стандартного центробежного насоса главным моментом является подтверждение того, что выбранная рабочая точка находится близко к точке наилучшей эффективности. Насос, размер которого превышает размер одного трима рабочего колеса, все равно может достичь расчетного напора с помощью дроссельного клапана, но он будет потреблять больше мощности и вызывать более высокую скорость на входе в корпус, что может сократить срок службы подшипника.

Наша команда инженеров сотрудничает с университетскими группами по исследованию жидкостей и использует данные испытаний для уточнения геометрии рабочего колеса, размеров корпуса и механизмов уплотнения. Когда вы отправляете нам данные о давлении всасывания, давлении нагнетания, расходе, температуре жидкости и содержании твердых частиц, мы можем порекомендовать концепцию насоса и показать, как рабочая точка находится на кривой производительности. Это особенно важно для самовсасывающих насосов, поскольку на предел высоты всасывания влияют высота над уровнем моря, давление пара и потери во всасывающей трубе.

Часто задаваемые вопросы

Сопутствующее чтение и техническая поддержка

Правильный ответ зависит от условий всасывания, профиля потока, свойств жидкости и стратегии обслуживания. Стандартный центробежный насос обеспечивает более высокую эффективность и более низкую закупочную цену, когда сторона всасывания затоплена. Самовсасывающий насос обеспечивает надежный перезапуск и упрощает установку, когда жидкость находится под насосом или работа прерывистая.

Если вам нужна дополнительная техническая информация, прочитайте статью о ключевых отличиях центробежного насоса от самовсасывающего насоса для промышленных покупателей. Он описывает гидравлическое поведение обоих типов насосов с инженерной точки зрения и поможет вам подготовить четкий сравнительный документ для вашей проектной группы.

Когда у вас есть расход, напор, высота всасывания, температура жидкости и описание жидкости, отправьте данные нашей команде инженеров. Мы подтвердим тип насоса, рассмотрим кривую производительности и порекомендуем материал и уплотнение для ваших условий эксплуатации. В некоторых случаях мы также можем провести заводские испытания для проверки насоса в указанной вами точке. Лучший насос – это не тот, у которого более привычное название. Именно он надежно запускается, работает эффективно и поддерживает работу производственной линии в вашей конкретной системе.