Выбор насоса для экономичной эксплуатации

 

Если вы хотите, чтобы затраты на эксплуатацию насоса были небольшими, об этом стоит задуматься ещё на стадии приобретения. Чтобы добиться этого, насос должен соответствовать условиям его использования.

Закупочная цена оборудования — не единственный фактор, который нужно рассматривать. Это примитивная экономия. Важно понимать, что стоимость покупки насоса равна примерно 5-8% затрат, которые уйдут на его эксплуатацию в течение всего срока службы.

Таким образом, покупателю необходимо решить две задачи. Во-первых, стоимость насоса должна быть приемлемой для него. Во-вторых, насос должен соответствовать условиям его эксплуатации. Рационально решение этих задач позволяет добиться экономичности в процессе использования оборудования.

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо соотнести эксплуатационные параметры насоса с особенностями системы, для которой он приобретается. Также важно учитывать температуру, вязкость, химическую активность перекачиваемой жидкости, количество и наличие в ней твёрдых включений.

Нелишним будет учесть планируемые режимы работы. Особенно важна их частота и длительность. И, конечно же, стоит оценить приблизительные эксплуатационные расходы, показатели эффективности, уровень компонентов и качество изготовления насоса.

Важные нюансы процесса выбора промышленного насоса

Решение обозначенных выше задач усложняется в том случае, если покупатель выбирает насос из ассортимента оборудования, выпускаемого крупными производителями. Нюанс здесь в том, что это всегда серийное конвейерное изготовление по строгим спецификациям. Такие насосы могут стоить дешевле, что привлекает покупателей.

Вопрос, однако, заключается в том, что работающее по такому принципу предприятие не имеет возможности модифицировать свой продукт под каждого заказчика. Именно поэтому приходится выбирать какое-либо компромиссное решение. Параметры насос могут не соответствовать требуемым. В связи с этим имеем смысл рассмотреть понятия номинальных и потребительских характеристик.

Номинальные указываются производителем. Это среднестатистические характеристики, скорректированные с учетом статистической погрешности. Потребительские — параметры, установленные техрегламентом компании конечного пользователя. Очевидно, что между двумя этими наборами характеристик имеются существенные различия.

Это приводит к тому, что зачастую реальные показатели выходят за пределы рабочих характеристик. Как результат:

  • оптимальный процесс работы нарушается;
  • повышается уровень вибраций;
  • наблюдаются пульсации в выходном патрубке, что приводит к образованию амплитудного изменения давления;
  • возникают непредусмотренные, значительные нагрузки осевого и радиального типа.

Все эти факторы вызывают вибрацию, которая передаётся на вал двигателя, сопряженные с ним подшипники и прочие детали через соединительную муфту. Может возникнуть даже резонанс. Насос начинает функционировать в режиме экстремальной нагрузки: увеличивается нагрузка на уплотнения, повышается износ подшипников, появляются утечки. Одновременно с этим падает механическая и гидравлическая эффективность.

Очевидно, что непредвиденная, но допущенная при выборе насоса, ошибка ведёт к увеличению расхода электроэнергии, стоимости обслуживания, затрат на запасные части. Возникают простои оборудования на производстве, которые ведут к потерям промежуточных и конечных продуктов. Подобную эксплуатацию насоса нельзя назвать экономичной.

Напрашивается решение — выбор в пользу небольших предприятий, которые имеют возможность модифицировать свою продукцию, подстраивать её характеристики с учетом потребностей покупателя. Насосы их производства можно назвать эксклюзивными. Они стоят дороже при покупке, но требуют гораздо меньше затрат в процессе эксплуатации.

Как рассчитываются затраты на насос

Удобнее всего оценить расходы на эксплуатацию насоса при помощи формулы, в которой учитываются следующие факторы:

  • суммарная стоимость покупки и установки насоса (СН);
  • цена за 1 кВт*ч электричества (е);
  • уровень подачи, напора и КПД оборудования в разных режимах работы согласно установленному техническому регламенту (Qi, Hi и ηi, соответственно);
  • длительность режима в часах согласно установленному техрегламенту (ti);
  • стоимость ремонта, запланированного обслуживания оборудования (Срем и Собс, соответственно);
  • потери производства, возникшие в результате обслуживания и ремонта насосного оборудования (Спр);
  • стоимость продукта, который был потерян в результате любых остановок насоса (Спрод).

Всё это помогает определить суммарные, связанные с насосом затраты (С∑). Выбирая оборудование, необходимо дать пусть и приблизительную, но оценку расходов.

Важно понимать, что параметры любого насоса чувствительны к малейшим отклонениям формы деталей проточной части, их геометрическим отклонениям. Также могут иметь место неточности, допущенные в процессе литья компонентов. Именно поэтому два насоса одной модели, изготовленные в один день, на одном заводе могут иметь отклонения по характеристикам потребляемой мощности и уровня напора. В связи с этим установлена рекомендация, которая предлагает закладывать десятипроцентное отклонение.

Таким образом, если подача насоса составляет 90 м3/ч, а напор — 20 м, непредусмотренное потребление может достигать примерно 6000 кВт*ч в год при условии, что за это время устройство работало 6000 часов. Если оборудование выполнено некачественно, то отклонения этих параметров могут превышать 10%.

Какой промышленный насос выбрать

Широкое распространение получили насосы консольного типа. Их производством занимаются сотни компаний разного размера. Существуют также организации, которые отдельно закупают насосы и двигатели у разных изготовителей и занимаются только установкой их на подходящие рамы. Как показывает практика, технология их изготовления излишне примитивна, а качество — далеко от приемлемого. Как результат, собранные таким способом насосы, не могут пройти приемо-сдаточные испытания. Соответственно и эксплуатация такого оборудования не может быть экономной даже несмотря на то, что стоимость их приобретения привлекательно мала.

Покупка насосов подобного плана может показаться интересной только покупателю, которому безразличная экономика его предприятия. К сожалению, подобное оборудование часто выбирают представители ЖКХ.

Для этой и многих других отраслей характерны резкопеременные, скачкообразные режимы потребления жидкостей. С развитием технологий контроля расхода, эта тенденция стала более заметной и по частоте переключения между режимами, и по амплитуде уровня расхода.

Выбирая насос, нужно определить параметрические пределы его эксплуатации в конкретных условиях. Для этого необходимо знание гидравлических и геометрических характеристик системы, работу которой он будет обеспечивать. С учетом этих параметров, имея расчёты и практический опыт, можно установить структуру потребления воды или другой жидкости в рамках выделенного периода или технологического этапа производства. Это позволяет установить нижний и верхний уровень параметров, на которых может работать насос.

Планирование работы насоса

Определить разумные границы параметров подачи насоса проблематично. Однако, сопоставив ряд источников информации и рекомендаций, можно принять реальные пределы эксплуатации оборудования в рамках 50% и 100% от оптимального Q.

Обработав эти данные, вы получите возможность составить план-график нагрузки насоса в пределах любого отрезка времени. Исходя из условий, периоды, во время которых параметры оборудования изменяются несущественно, можно разбить на различные интервалы — рабочий день, квартал, сезон и т. д. Чтобы определить эти показатели, нужно знать особенности работы схожих по конфигурации систем, статистику расходования воды и технический регламент производства.

Непосредственно за насосом можно установить самопишущие манометры или иные приборы. Это позволит вычислить не только частоту изменения параметров, но также амплитуду расхода, анализировать и прогнозировать перебои в работе оборудования, заблаговременно определять признаки грядущего отказа системы. Это дополнительные затраты. Однако они оправданы тем, что позволяют сократить сроки и стоимость ремонта.

Естественно, чаще всего в процессе планирования работы насоса, вы получите приближенные показатели. Однако эти сведения помогут определиться с выбором оборудования из нескольких вариантов. Для упрощения, вы можете использовать аппроксимацию и объединить близкие по характеристикам режимы работы.

Количество насосов для экономичной эксплуатации системы

Приведем два классических графика расхода. В случае если реальная работа оборудования будет близка к первому варианту, имеет смысл ограничиться одним насосом. Тогда агрегат будет работать экономично в течение практически всего времени. Можно подключить дополнительный насос в качестве резервного. Такое решение оправдано в случаях, если производственный процесс невозможен без подачи воды или иной жидкости в необходимом объёме.

Второй вариант предполагает одновременную установку двух насосов по параллельному принципу. При такой схеме один из них будет постоянно функционировать в экономичном или оптимальном режиме и отвечать за половину расхода жидкости. Второй насос в этом случае также работает оптимально, но на нем лежит задача обеспечения пикового расхода. Таким образом можно организовать несколько агрегатов в единый блок. Это необходимо, если потребление жидкости изменяется резко, скачками.

Калькуляция говорит, что во многих случаях применение системы насосов оказывается более рентабельным и выгодным решением, чем эксплуатация одного, но мощного устройства с возможностью регуляции частоты вращения рабочего вала.

Проблемы выбора насоса по характеристикам

Выбирая насос, не забывайте, что в паспорте устройства приведены типовые характеристики. Они снимаются с образца, который произведен в точном соответствии со спецификацией и отдельно подготовлен к проведению запланированных тестов.

Эти характеристики отражаются и в прикладываемых документах. Оборудование должно подтвердить их во время контрольных или сертификационных испытаний. ГОСТ 6134-87 говорит, что все 0производимые насосы подлежат прохождению приемо-сдаточных тестов, в ходе которых оцениваются показатели их работы при номинальных условиях по нагрузке.

Однако идентичные насосы зачастую демонстрируют характеристики разной крутизны. Это делает целесообразным их приемо-сдаточную оценку на минимальном и максимальном уровне подачи. Результаты таких испытаний также должны попасть в паспорт оборудования. Только это позволит определить качество изготовления конкретного экземпляра, свойственные ему отклонения от базовых параметров, а также понять эффективность, целесообразность и экономическую рентабельность использования оборудования в планируемых покупателем режимах расхода.

Подводя итоги темы экономичной эксплуатации насосов, нельзя не упомянуть, что энергоресурсы ограничены. Объём их генерации объём не может постоянно увеличиваться. Рано или поздно эта величина по асимптоте приблизится к какому-то лимиту. Именно поэтому задача экономичной эксплуатации оборудования важна не менее, чем вопрос по наращиванию энергетической мощности. Это особенно актуально, если учесть, что насосы потребляют до 20% от вырабатываемых ресурсов.

наверх