Polskie Centrum Pomp

POMPY GŁĘBINOWE Hydro-Vacuum

Dane ogólne

Zastosowanie:

Zespoły głębinowe, przeznaczone są do: pracy w systemach wodociągowych, tłoczenia i podwyższania ciśnienia cieczy w procesach technologicznych, obniżania poziomu wód gruntowych, instalacjach nawadniających i innych zastosowań przemysłowych i bytowych.

Podstawowe zalety pomp głębinowych typu G

• możliwość zabudowy zespołu pompowego w pozycji wiszącej, stojącej i leżącej bez potrzeby budowy fundamentów

• możliwość zabudowy w wierconych otworach studziennych mało-średnicowych bez płaszczy kierująco-ssących

• możliwość zabudowy w wierconych otworach studziennych wielkośrednicowych i zbiornikach wielkogabarytowych z zastosowaniem płaszczy kierująco-ssących

• możliwość wbudowania bezpośrednio w linię rurociągu zespołu pompowego w płaszczu hermetycznym w pozycji pionowej i poziomej

• możliwość zabudowania z obejściem zesp. pomp. równolegle do linii rurociągu w płaszczu hermetycznym w pozycji pionowej i poziomej

• liniowe usytuowanie króćców w płaszczu hermetycznym upraszcza wbudowanie zespołu pompowego

• zwarta konstrukcja wymaga minimum przestrzeni pompy i silniki posiadają standardową konstrukcję połączeń i sprzęgieł wg NEMA (norma USA), akceptowalną i stosowaną przez wszystkich producentów pomp głębinowych na świecie

• wielowypustowe nasuwane sprzęgło zapewnia skuteczne i trwałe przeniesienie momentu obrotowego bez potrzeby konserwacji, łatwy montaż i demontaż lub wymiana co upraszcza obsługę serwisową

• układ łożyskowy pompy i silnika nie wymaga obsługi, smarowany jest cieczą pompowaną w pompie i cieczą wypełniającą silnik w silniku, wyprowadzając z niego ciepło strat energetycznych

• zatopiony zespół pompowy w płaszczu hermetycznym lub zbiorniku nie emituje do otoczenia hałasu

Ciecze pompowane:

Pompy głębinowe przeznaczone są do pompowania wody pitnej uzdatnionej, wody surowej, morskiej oraz wód mineralnych i termalnych, nie zawierających domieszek ścierających i długowłóknistych.

Zanieczyszczenia mechaniczne wody pompowanej nie mogą być większe niż 100 mg/litr wody, a dla zespołów pompowych w których wirniki i kierownice wykonywane są z tworzywa sztucznego do 50 mg/litr wody.

Niedopuszczalne są zanieczyszczenia mogące powodować powstawanie osadów w pompie i na powierzchni silnika. Jeżeli jest to nieuniknione, użytkownik zobowiązany jest usuwać je okresowo, gdy warstwa ta osiągnie grubość do 0,5 mm .

Niedopuszczalne jest pompowanie cieczy powodujących przyspieszone zużycie korozyjne i erozyjne materiałów stosowanych w pompie.

Możliwe jest pompowanie innych cieczy niż woda w uzgodnieniu z producentem.

Dane robocze

• wydajność Q: 0,9 ÷ 420 m³/h

• wysokość podnoszenia H: do 642 m

• temperatura cieczy pompowanej t: do 25^oC*

W przypadku występowania temperatur wyższych, każdorazowo kontaktować się z producentem.

Silniki stosowane w pompach głębinowych:

Pompy głębinowe produkcji Hydro-Vacuum S.A. napędzane są silnikami elektrycznymi zatapianymi mokrymi typu SMV.
Możliwy jest dobór, na życzenie klienta silników typu: SMH, FRANKLIN Electric GmbH i innych z przyłączem kołnierzowym o wymiarach wg normy NEMA.

Współpraca z przetwornicą częstotliwości

Wszystkie zespoły głębinowe produkcji Hydro-Vacuum S.A. napędzane silnikami elektrycznymi trójfazowymi mogą byś zasilane poprzez przetwornicę częstotliwości.

• Nie eksploatować silników głębinowych na częstotliwościach przekraczających ich wartości znamionowe tj. 50 i 60 Hz.

• Dobierać silnik głębinowy o jedną wielkość mocy większą w stosunku do tej, jaka wynika ze standardowego doboru mocy silnika do pompy katalogu.

• Dozwolona minimalna częstotliwość wynosi 32 Hz, pod warunkiem zachowania minimalnej prędkości opływu 0,2 m/s na powierzchni zewnętrznej silnika. W tym celu zaleca się instalować płaszcz ssawny.

• Chronić silnik przed szkodliwymi przepięciami i zakłóceniami, w tym celu należy instalować filtry RC i LC .

• Przetwornice dobierać wg wielkości prądu znamionowego silnika.

• Przetwornica winna mieć wbudowane zabezpieczenia silnika przed:

  • przeciążeniem prądowym,

  • spadkiem napięcia zasilania,

  • zanikiem fazy.

• Zasilanie przetwornicy winno spełniać wszystkie wymagania producenta, w szczególności odnośnie wymaganych przekrojów przewodów elektrycznych i nie przekraczania dozwolonych odległości przetwornicy od silnika.

• Pamiętać należy, że przy zmianie częstotliwości prądu /prędkości obrotowej wału zespołu pompowego/ obowiązują zależności:

Q_x = Q_n * f_x/f_n; H_x = H_n * (f_x / f_n)²; P_x = P_n * (f_x / f_n)³

Szczegóły dotyczące pracy zespołu pompowego z przetwornicą częstotliwości prosimy uzgadniać z działem Doradców Technicznych naszej firmy.

Warunki ogólne ważności charakterystyk

Dla charakterystyk pomp zamieszczonych w katalogu obowiązują ogólne warunki:

• charakterystyki zamieszczone w katalogu odnoszą się do pomp zespolonych z silnikami zasilanymi prądem o częstotliwości 50Hz o mocy na cały zakres katalogowej wydajności pompy,

• tolerancje parametrów pracy pomp wg PN-EN ISO 9906 Kl.2 Zał. A

• charakterystyki ważne dla wody wolnej od powietrza o temperaturze 20^oC i lepkości v = 1 mm²/s

• charakterystyki pomp H = f (Q) uwzględniają straty hydrauliczne na wlocie do pompy i na zaworze zwrotnym zainstalowanym w pompie

• charakterystyka mocy P = f (Q) przedstawia średnie zapotrzebowanie mocy jednego stopnia pompy,

• charakterystyki sprawności n = f (Q) odnoszą się do jednego stopnia hydraulicznego pompy z wirnikiem o nominalnej średnicy, bez strat na dopływie do pompy i na zaworze zwrotnym,

• sprawność pompy dla kilku stopni lub z wirnikami stoczonymi jest mniejsza od przedstawionej w katalogu a charakterystyka

n = f [ Q ] może być dostarczona klientowi na życzenie przez producenta,

• pompa pracuje bez kawitacji jeżeli dotrzymany jest wymagany zapas antykawitacyjny NPSH powiększony o wielkość 0,5 do 1 m słupa cieczy,

• chcąc pompować ciecze inne niż woda prosimy w tej sprawie kontaktować się z producentem pompowanie cieczy o gęstości i lepkości większych niż dla wody, spowoduje wzrost zapotrzebowania mocy na wale pompy, wówczas należy zastosować do napędu silnik o odpowiednio większej mocy.

W określonej sytuacji wymagany punkt pracy może się znaleźć pomiędzy charakterystykami nominalnymi kolejnych typowymiarów pomp. W tym celu w pompach odmiany: GC,GD,GF wprowadzono charakterystyki pośrednie, uzyskane przez stoczenie wirników nominalnych. W pompach odmiany GC i GD do 9-ciu stopni kolejne stoczenia oznaczono wyróżnikami literowymi: A, B, C,…..,w pompie odmiany GF kolejne stoczenia oznaczono wyróżnikami cyfrowymi: od 1 do 5. Pozwala to na bardziej optymalny dobór zespołu pompowego do wymagań parametrów eksploatacyjnych, zmniejsza zapotrzebowanie mocy na wale pompy i umożliwia dobór silnika o mniejszej mocy znamionowej.

W przypadku zainteresowania pompami z wirnikami stoczonymi powyżej 9 stopni, prosimy o bezpośredni kontakt z producentem celem dokonania uzgodnień merytorycznych.

Zaleca się dobierać pompę do pracy w przedziale jej wysokich sprawności co zapewni ekonomiczną eksploatację i maksymalną żywotność zespołu pompowego.

Zespół pompowy nie może pracować przy zamkniętym zaworze na przewodzie tłocznym, gdyż brak przepływu cieczy w otoczeniu silnika uniemożliwia jego chłodzenie. Zaleca się aby wydajność minimalna pompy nie była mniejsza od 0,2*Q_max.

Konstrukcja pomp głębinowych

Pompy głębinowe są pompami wielostopniowymi, budowanymi w układzie szeregowym. Pompę montuje się bezpośrednio na silniku głębinowym, stąd określenie zespół pompowy. Zespół pompowy jest montowany w układzie pionowym. W dolnej części znajduje się głębinowy (zatapialny) silnik elektryczny, a w górnej głębinowa pompa wirowa. Bezpośrednio na silniku montowany jest korpus ssawny zabezpieczony sitem wlotowym, dalej poszczególne stopnie pompy składające się z korpusu i osadzonej w nim kierownicy oraz wirnika promieniowego lub diagonalnego. Zakończeniem pompy jest korpus zaworu zwrotnego i korpus końcowy umożliwiający połączenie zespołu z rurociągiem tłocznym za pomocą kryz (kołnierzy) lub połączenia gwintowanego. Układ wirujący pompy łączony jest z wałem silnika za pomocą sprzęgła. Właściwe położenie wirnika w obudowie stopnia i kierownicy uzyskuje się poprzez tuleje dystansowe. Układ wirujący jest łożyskowany w panewkach stalowo-gumowych.

Korpusy (stopnie pompy) łączy się w zależności od typowielkości pompy:

• taśmami ściągowymi (w pompach typu GAB; GB; GBC; GC i GCA),

• poszczególne stopnie śrubami dwustronnymi (w pompach GDB i GFB).

Podwodne zespoły głębinowe zaliczane są do pomp o specjalnym przeznaczeniu. Wyróżniają się zwartą konstrukcją, niezawodnością działania. Wykazują one następujące zalety:

• niskie koszty urządzenia (bardzo mała średnica otworu studziennego, zbędność naziemnych budynków nad studnią),

• niskie koszty eksploatacji,

• prosty nadzór (nie ma punktów smarowania),

• prosty oraz szybki montaż i demontaż.

Przedsiębiorstwo produkuje tego typu pompy od 1938 roku. Doświadczenie i ciągła modernizacja doprowadziła do konstrukcji typoszeregu pomp głębinowych, których parametry i trwałość jest porównywalna z poziomem europejskim. Stosowane są powszechnie w wodociągach na terenie całego kraju, tak w komunalnych dużych miast, jak również w wodociągach wiejskich oraz w ujęciach indywidualnych. Uzyskały bardzo pozytywną ocenę przy testowaniu w eksploatacji w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego Bełchatów i Konin. Są stosowane w innych kopalniach odkrywkowych, jak również w budownictwie, gdzie głębokie wykopy wymagają utrzymania niskiego poziomu wody podskórnej.

Konstrukcja pomp głębinowych

Przekroje przewodów zasilających zespołów głębinowych należy dobierać wykorzystując:

• diagram i tabelę 1 dla silników z rozruchem bezpośrednim,

• diagram i tabelę 2 dla silników z rozruchem gwiazda – trójkąt.

Diagramy wskazują maksymalne długości przewodów zasilających w zależności od wielkości prądu przy napięciu zasilania U_zn = 400 V, spadku napięcia 3% oraz temperaturze t = +25^oC.

Przy napięciach znamionowych innych niż 400 V przekrój przewodu należy dobierać ze stosownych diagramów, korygując wartość prądu wg wzoru:

Dla temperatur wyższych od +25^oC po dokonaniu doborów przewodów wg diagramów należy sprawdzić dopuszczalne obciążenia prądowe wg tabeli 1 i 2 i skorygować jego przekrój.

Przykład:
Dobrać przekrój przewodu zasilającego dla silnika z rozruchem bezpośrednim przy:

• napięciu znamionowym Uzn = 400 V:

• prąd znamionowy – 40 A,

• wymagana długość przewodu – 300 m,

• temperatura otoczenia – +45^oC.

Z diagramu 1 dla prądu 40 A i długości przewodu 300 m wynika przekrój przewodu 35 mm². Maksymalna dopuszczalna długość przewodu przy tym przekroju dla prądu 40 A wynosi 360 m. Spadek napięcia dla 300 m wynosi:

Mniejszy przekrój przewodu 25 mm2 przy obciążeniu prądowym 40 A może być stosowany do długości 260 m. Przy długości 300 m spadek napięcia wyniesie:

Dobór właściwy to przewód 35 mm2 ze spadkiem napięcia 2,5%.

Sprawdzanie obciążenia prądowego:
Przy temperaturze 45^oC i przekroju 35 mm² dopuszczalne maksymalne obciążenie prądowe dla przewodu 3-żyłowego wg tabeli 1 wynosi 120 A, zatem dobór przekroju jest właściwy i wystarczający.

Przykład:
Dobrać przekrój przewodu zasilającego dla silnika z rozruchem bezpośrednim przy:

• napięciu znamionowym Uzn = 400 V:

• prąd znamionowy – 40 A,

• wymagana długość przewodu – 300 m,

• temperatura otoczenia – +45^oC.

Z diagramu 1 dla prądu 40 A i długości przewodu 300 m wynika przekrój przewodu 35 mm². Maksymalna dopuszczalna długość przewodu przy tym przekroju dla prądu 40 A wynosi 360 m. Spadek napięcia dla 300 m wynosi:

Mniejszy przekrój przewodu 25 mm2 przy obciążeniu prądowym 40 A może być stosowany do długości 260 m. Przy długości 300 m spadek napięcia wyniesie:

Dobór właściwy to przewód 35 mm2 ze spadkiem napięcia 2,5%.

Sprawdzanie obciążenia prądowego:
Przy temperaturze 45^oC i przekroju 35 mm² dopuszczalne maksymalne obciążenie prądowe dla przewodu 3-żyłowego wg tabeli 1 wynosi 120 A, zatem dobór przekroju jest właściwy i wystarczający.

Przykład:
Dobrać przekrój przewodu zasilającego dla silnika z rozruchem bezpośrednim przy:

• napięciu znamionowym Uzn = 1000 V:

• prąd znamionowy – 100 A,

• wymagana długość przewodu – 200 m,

• temperatura otoczenia – +30^oC.

Z diagramu 1 dla prądu 40 A i długości przewodu 300 m wynika przekrój przewodu 35 mm². Maksymalna dopuszczalna długość przewodu przy tym przekroju dla prądu 40 A wynosi 360 m. Spadek napięcia dla 300 m wynosi:

Mniejszy przekrój przewodu 25 mm2 przy obciążeniu prądowym 40 A może być stosowany do długości 260 m. Przy długości 300 m spadek napięcia wyniesie:

Dobór właściwy to przewód 35 mm2 ze spadkiem napięcia 2,5%.

Sprawdzanie obciążenia prądowego:
Przy temperaturze 45^oC i przekroju 35 mm² dopuszczalne maksymalne obciążenie prądowe dla przewodu 3-żyłowego wg tabeli 1 wynosi 120 A, zatem dobór przekroju jest właściwy i wystarczający.

Przykład:
Dobrać przekrój przewodu zasilającego dla silnika z rozruchem bezpośrednim przy:

• napięciu znamionowym Uzn = 1000 V:

• prąd znamionowy – 100 A,

• wymagana długość przewodu – 200 m,

• temperatura otoczenia – +30^oC.

Z diagramu 1 dla prądu 40 A i długości przewodu 300 m wynika przekrój przewodu 35 mm². Maksymalna dopuszczalna długość przewodu przy tym przekroju dla prądu 40 A wynosi 360 m. Spadek napięcia dla 300 m wynosi:

Następny mniejszy przekrój przewodu 25 mm² przy obciążeniu prądowym 40 A może być stosowany do długości 260 m. Przy długości 200 m spadek napięcia wyniesie

Sprawdzanie obciążenia prądowego musi nastapić dla prądu znamionowego Izn = 100 A. Dopuszczalne maksymalne obciążenie prądowe przy 30^oC wynosi 128 A. Przekrój jest zatem wystarczający.

Dobór przekroju przewodu zasilającego dla rozruchu bezpośredniego

Tabela obciążeń prądowych przewodów zasilających elektryczne silniki głębinowe w oparciu o zarządzenie nr 29 Ministerstwa Górnictwa i Energetyki z dnia 17.VII.1974 r. oraz VDE dla temperaur granicznych przewodów 60^oC.

Przekroje przewodów dla 400 V

Spadek napięcia 3%; temperatura otoczenia 25^oC; cosø = 0,85.

Chłodzenie silnika

Elektrycznym silnikom głębinowym stawia się określone wymagania dotyczące prędkości opływu silnika i tak:

Obliczanie prędkości opływu:

gdzie:
Q - wydajność pompy [m³/h]
D_s -średnice wewnętrzne studni [m]
d_s- średnica silnika [m]

UWAGA: w przypadku gdy V_obl < V_wymag należy na silniku zabudować płaszcz ssawny o średnicy wewnętrznej spełniający wymaganą prędkość opływu. Silnik SMV.4 nie wymaga stosowania płaszcza ssawnego, może pracować w wodzie o temp. do 35^oC.

Podane wartości strat ciśnienia w metrach odnoszą się do 100 m prostego odcinka rurociągu.

W przypadku zastosowania na trasie rurociągu kolana, trójnika, zaworu zwrotnego, zasuwy odcinającej do długości prostego odcinka doliczamy 5 m na każdą sztukę w/w elementu