Горизонтальные и вертикальные центробежные насосы: основные различия

Почему ориентация насоса имеет значение

Ошибка выбора насоса часто проявляется через несколько месяцев после установки, а не в паспорте. Насос обеспечивает заданный расход и напор, но занимает неподходящее место, усложняет обслуживание или плохо справляется с условиями всасывания. Такова реальная цена выбора неправильной ориентации.

Центробежные насосы имеют один принцип работы: рабочее колесо вращается внутри корпуса и преобразует энергию вращения в скорость и давление жидкости. Горизонтальное или вертикальное расположение вала влияет не только на положение насоса: от этого выбора зависит занимаемая площадь, расположение трубопроводов, доступ для обслуживания и варианты вождения.

В этом руководстве сравниваются горизонтальные и вертикальные центробежные насосы по семи параметрам: конструкция вала, пространство, эффективность, NPSH, техническое обслуживание, варианты привода и стоимость установки. Контрольный список из пяти шагов в конце поможет вам применить сравнение к вашей собственной системе. Для более краткого обзора, наше предыдущее сравнение горизонтальных и вертикальных насосов охватывает основы.

Что такое горизонтальный центробежный насос?

Горизонтальный центробежный насос имеет вал, расположенный в горизонтальной плоскости, а корпус и привод установлены на общей опорной плите. Жидкость поступает в осевом направлении через всасывающее сопло, ускоряется рабочим колесом и выходит радиально через спиральный корпус. Опора ротора зависит от конструкции:

• В насосах с односторонним всасыванием рабочее колесо нависает над корпусом подшипника.
• Горизонтальные насосы двойного всасывания с разъемным корпусом поддерживают вал между двумя корпусами подшипников.
• Горизонтальные многоступенчатые насосы объединяют несколько рабочих колес в одном корпусе для работы при высоком давлении.

Горизонтальные насосы доминируют в общем промышленном обслуживании, поскольку их легко устанавливать, проверять и ремонтировать. Корпус разъемный или съемный, уплотнение вала доступно, а муфта доступна для проверки соосности.

Типичным примером из нашего ассортимента является Горизонтальный центробежный насос серии SLW , рабочая конфигурация для водоснабжения, вентиляции, кондиционирования и общепромышленной передачи.

Оптовые производители горизонтальных центробежных насосов серии SLW, завод OEM / ODM Компания Jiangsu Double Wheel Pump Machinery Manufacturing Co., Ltd. является китайским производителем горизонтальных центробежных насосов серии SLW и заводом OEM... Посмотреть продукт →

Что такое вертикальный центробежный насос?

Вертикальный центробежный насос располагает вал вертикально, а двигатель установлен над корпусом насоса. В этой категории доминируют две семьи:

• Вертикальные трубопроводные насосы встроены в трубопровод как клапан. Всасывающий и нагнетательный фланцы расположены по вертикальной оси, а двигатель расположен прямо сверху.
• Насосы с длинным валом опускают рабочее колесо в яму, колодец или резервуар. Длинный передаточный вал соединяет крыльчатку с двигателем на монтажной платформе.

Вертикальное расположение подходит для мест с ограниченной площадью пола или наличием источника жидкости ниже уровня доступа к насосу. Размещая рабочее колесо рядом с жидкостью или внутри нее, вертикальный насос обеспечивает осушение отстойника, сбор конденсата и забор глубокой скважины без отдельной системы заливки.

Для встроенной конфигурации наш вертикальный трубопроводный центробежный насос крепится непосредственно к трубопроводу и практически не занимает площади пола.

Оптовые производители центробежных насосов для вертикальных трубопроводов SLG, завод OEM / ODM Компания Jiangsu Double Wheel Pump Machinery Manufacturing Co., Ltd. является китайским производителем центробежных насосов для вертикальных трубопроводов SLG и заводом OEM... Посмотреть продукт →

Горизонтальные и вертикальные центробежные насосы: 7 ключевых отличий

1. Ориентация вала и общая конструкция

Ориентация вала является основной разницей. В горизонтальном насосе вал лежит параллельно земле, а вес ротора опирается на радиальные подшипники. В вертикальном насосе вал расположен перпендикулярно, и вес ротора передается через упорные подшипники в двигателе или кронштейн подшипника.

Это решение является каскадным: геометрия корпуса, положение уплотнения, расположение подшипников и метод соединения. Необходимое пространство, поведение NPSH, доступ для обслуживания и возможности привода зависят от ориентации вала.

2. Требования к пространству: занимаемая площадь и высота над уровнем моря

Горизонтальные насосы требуют большей площади для насоса, двигателя, опорной плиты и рабочего пространства. Вертикальные насосы занимают площадь примерно до размера двигателя и напора насоса, что ценно на морских платформах, в машинных отделениях судов и на подземных станциях.

Эта экономия требует запаса. Насос с длинным валом выступает на несколько метров над монтажной пластиной, и для вытягивания ротора требуется вертикальный зазор для подъемника. Под низким потолком или внутри закрытой ямы такого места может не быть. Открытый пол предпочитает горизонтальность; компактная площадь основания и зазор над головой способствуют вертикальному расположению.

3. Характеристики кривой эффективности и производительности

При равной нагрузке горизонтальные насосы обычно достигают несколько более высокого КПД, чем сопоставимые вертикальные конструкции. Путь потока короче, а конструкция подшипников проще, поэтому потери на трение остаются меньшими. Этот разрыв сужается при использовании хорошо спроектированных вертикальных насосов, но редко исчезает при высоких скоростях потока.

Формы кривых также различаются. Вертикальные насосы турбинного типа создают более крутую кривую напора-расхода: напор заметно меняется при изменении расхода, что соответствует колеблющемуся статическому напору при стабильном расходе. Горизонтальные насосы обеспечивают более пологую кривую, сохраняя напор относительно постоянным в широком диапазоне расхода, поэтому рабочая точка остается предсказуемой.

4. Требования к NPSH и возможности всасывания

NPSH, или чистый положительный напор на всасывании, представляет собой напор, необходимый на всасывании насоса для предотвращения кавитации. Более низкие требования к NPSH означают большую устойчивость к высокой высоте всасывания, теплой жидкости или длинной всасывающей трубе.

Горизонтальные насосы с односторонним всасыванием обычно имеют более низкие требования к NPSH, поскольку проушина рабочего колеса расположена близко к всасывающему фланцу. Вот почему они подходят для понижения давления в резервуарах, длинных всасывающих линий и приподнятых установок.

В вертикальных насосах с длинным валом применяется другой подход: рабочее колесо находится в погруженном состоянии, поэтому проблемы с подъемом всасывания полностью исчезают — не требуется длинная всасывающая труба для заливки. Это делает их естественным выбором для отстойников, колодцев и конденсатных ям. Насосы с вертикальными трубопроводами, напротив, располагаются над жидкостью и обычно требуют положительного статического напора или усилителя, поскольку их требования к NPSH выше.

5. Техническое обслуживание и удобство эксплуатации.

Именно здесь две конструкции больше всего различаются в повседневной эксплуатации. Горизонтальные насосы удобны в обслуживании: для замены механического уплотнения техник откручивает крышку корпуса, выдвигает рабочее колесо и меняет уплотнение на уровне пояса. Для большинства размеров подъемное оборудование не требуется.

Вертикальные насосы требуют большего планирования. Замена уплотнения или нижних подшипников насоса с длинным валом означает подъем двигателя и вытягивание всего узла вала. Насос вертикального трубопровода требует отсоединения двигателя и разборки узла обратного съема. В любом случае вам потребуется свободное пространство над головой, подъемник и тщательная регулировка. Ожидайте более длительного простоя и более высоких трудозатрат на ремонт.

6. Варианты драйвера и соединения

Горизонтальные насосы подходят для самых разных приводов. Установив вал на уровне пола, вы можете соединить его с электродвигателем, дизельным двигателем, паровой турбиной или гидравлическим двигателем посредством прямой муфты, коробки передач или ременной передачи. Это важно для удаленных объектов, не имеющих надежного энергоснабжения, а также для станций, которые работают от мощности двигателя во время пиковой нагрузки.

Вертикальные насосы обычно ограничиваются приводом от электродвигателя. Двигатель монтируется сверху насоса, поэтому его вес, размер рамы и потребности в охлаждении должны соответствовать верхней конструкции. Если на вашем объекте нет электросети или вы планируете работать от резервного двигателя, это само по себе указывает на горизонтальный насос.

7. Сложность и стоимость установки.

Указанная цена вертикального насоса часто ниже при одинаковой производительности, но общая стоимость установки различается. Горизонтальным насосам необходим бетонный фундамент, цементация опорной плиты, выравнивание вала и опоры для трубопроводов. Однако после установки их легче ввести в эксплуатацию, поскольку каждый компонент виден.

Вертикальные насосы упрощают гидравлическое соединение — трубопроводный насос крепится болтами, а насос с длинным валом опускается в бочку или яму — но несущая конструкция становится дорогой. Вам понадобится опорная платформа, разгрузочная головка, длинный вал, промежуточные подшипники и, возможно, водонепроницаемая крышка. Строительные работы для глубокой ямы или отстойника могут превышать стоимость самого насоса.

Эксплуатационные расходы следуют той же схеме. Горизонтальные насосы работают дольше между капитальными ремонтами и обходятся дешевле. Вертикальные насосы, особенно глубокие с длинным валом, требуют более высоких затрат на детали и рабочую силу в течение срока службы. Оцените общую стоимость владения, а не только первый счет.

Сравнение приложений: преимущества каждого типа насоса

Обе конструкции имеют устоявшиеся роли. В таблице ниже типичные промышленные задачи показаны в соответствии с предпочтительной конфигурацией.

Для дренажа глубоких ям, обработки ила в мокрых ямах и забора сырой воды из рек вертикальный насос с длинным валом часто является единственным практическим решением, поскольку крыльчатка остается погруженной даже при падении уровня воды.

Оптовые производители компактных вертикальных насосов с длинным валом серии SLC, OEM/ODM Fac Компания Jiangsu Double Wheel Pump Machinery Manufacturing Co., Ltd. является китайским производителем компактных вертикальных насосов с длинным валом серии SLC и OEM-производителем ... Посмотреть продукт →

Контрольный список выбора: как выбрать правильную конфигурацию

Выполните эти пять шагов по порядку, и правильная конфигурация обычно становится очевидной.

1. Определите дежурную точку. Определите расход и общий напор и отметьте рабочую точку на кривой производительности насоса. От этого момента зависит любое другое решение.
2. Оцените место для установки. Измерьте доступную площадь пола и вертикальный зазор над предполагаемым расположением насоса. Тесное пространство с высоким просветом указывает на вертикаль; просторная площадь указывает на горизонтальность.
3. Проверьте условия всасывания. Глубокий поддон или низкий уровень жидкости указывают на вертикальный насос с длинным валом. Небольшой запас NPSH или длинная всасывающая труба указывают на горизонтальный насос.
4. Подтвердите параметры драйвера. Если доступно только сетевое электричество, обе конфигурации могут работать. Если планируется привод двигателя или турбины, выбирайте горизонтальный.
5. Рассчитайте стоимость жизни. Прежде чем сравнивать варианты, добавьте к покупной цене фундаментные работы, гражданское строительство, монтажные работы, текущее обслуживание, ожидаемое время простоя и запасные части.

Применение этой последовательности при проектировании установки предотвращает необходимость переключения конфигурации насоса после заливки бетона.

Выводы и рекомендации

Никакая конфигурация не является универсально лучшей. Горизонтальные центробежные насосы выигрывают за счет эффективности, доступа для обслуживания и гибкости управления. Вертикальные центробежные насосы выигрывают за счет компактности и способности перекачивать жидкость из глубоких ям, колодцев и резервуаров. Если площадь пола большая и процесс требует простоты обслуживания, выберите горизонтальный вариант. Если места мало, источник жидкости находится под насосом или напор нагнетания сильно варьируется, выберите вертикальное положение.

Прежде чем окончательно сделать выбор, обсудите рабочую точку, ограничения на месте эксплуатации и существующие характеристики насоса с инженером-разработчиком вашего производителя насоса. Короткий разговор о запасе NPSH и пространстве для установки может предотвратить дорогостоящую переделку в дальнейшем.