Обновление электродвигателя сухой установки на насосе сточных вод

На канализационных насосных станциях и в насосных зданиях очистных сооружений значительная часть насосов устанавливается в сухой камере. Насос стоит в сухом помещении, отделённом стеной от мокрого резервуара, где собираются сточные воды; всасывающая труба проходит через стену, а двигатель работает над насосом или рядом с ним как обычный электродвигатель с воздушным охлаждением. С годами такие двигатели доходят до замены из-за неисправностей подшипников, обмотки или повреждений, вызванных влагой. В этой статье мы объясняем, какие сведения собрать при обновлении двигателя насоса сточных вод сухой установки, какие точки риска нельзя упускать и где стандартного двигателя достаточно, а где нет.

Что такое схема сухой камеры и где стоит двигатель?

Основная идея сухой установки — держать электродвигатель там, где он никогда не соприкасается со сточной водой. В мокром резервуаре находятся только вода и всасывающий патрубок; насос и двигатель расположены в сухом помещении. Благодаря этому двигатель легко доступен для обслуживания, его обмотка и подшипники остаются вне сточной воды, а охлаждение обеспечивается окружающим воздухом с помощью собственного вентилятора двигателя. Предмет этой статьи — именно такая схема: трёхфазный асинхронный двигатель, установленный на поверхности или в сухом помещении и охлаждаемый воздухом через рёбра корпуса.

Погружные насосы, опускаемые в мокрый резервуар и работающие под водой, имеют совершенно иную конструкцию. Их двигатель выполнен герметичным для работы в погружённом состоянии. Двигатель в стандартном корпусе с защитой IP55 не заменяет такой насос и не может работать в воде. Если на станции хотят демонтировать погружной насос и вместо него смонтировать схему сухой камеры, это не замена двигателя, а проект насоса и трубопроводов.

Горизонтальная и вертикальная сухая установка

• Горизонтальная схема: насос и двигатель стоят рядом на общей раме, между ними муфта. Двигатель крепится на лапах (B3). При замене решающими являются высота оси вала, расстояние между отверстиями лап и центровка муфты.
• Вертикальная схема: насос стоит на полу сухого помещения, а двигатель — над ним на опорной стойке или фонаре, валом вниз. На некоторых станциях двигатель для защиты от затопления размещают на верхнем этаже и соединяют с насосом через промежуточный вал. В этой схеме важны размер фланца, конец вала и осевая нагрузка на подшипники двигателя.

Общие особенности вертикального монтажа мы отдельно рассмотрели в статье о вертикальном монтаже валом вниз. В схемах с промежуточным валом масса вала и гидравлическое осевое усилие насоса могут передаваться на подшипник двигателя; величину этой нагрузки нужно получить у производителя насоса и указать при заказе.

Какие сведения собрать на существующей установке перед обновлением

У насосов сточных вод мощность и частота вращения изначально определены рабочим колесом насоса и напором станции. Поэтому мощность нового двигателя выбирают по значению, указанному производителем насоса, и по табличке снятого двигателя; предлагать типовую мощность, глядя на тип машины, неправильно. На месте запишите следующее:

• Мощность, частоту вращения, напряжение, ток и код габарита IEC с таблички старого двигателя
• Частоту вращения и данные модели с таблички насоса
• Монтажное исполнение: горизонтальное на лапах, вертикальное фланцевое или схему с одновременным использованием лап и фланца
• Тип муфты, диаметр вала и размер шпонки (для сравнения с техническим чертежом)
• Способ пуска: прямой, «звезда-треугольник», плавный пуск или преобразователь частоты
• Состояние насосного помещения: влажность, конденсат, вентиляция, случаи затопления

Насосы сточных вод часто работают с 4- или 6-полюсными двигателями; рабочие колёса со свободным проходом, пропускающие крупные твёрдые включения без засорения, лучше ведут себя на низкой частоте вращения. Тем не менее решение принимает насос, а не вы: к насосу с отметкой около 1450 об/мин подключают 4-полюсный двигатель, к насосу с отметкой около 970 об/мин — 6-полюсный.

Влияние среды сточных вод на двигатель

Хотя их называют сухими, насосные помещения канализационных станций не всегда сухие. При выборе и размещении двигателя нужно учитывать следующие факторы.

• Влажность и конденсат: в подземных помещениях перепад температур между днём и ночью и корпус, остывающий при остановленном насосе, могут вызывать конденсацию внутри двигателя. Для резервных насосов с длительными простоями риск выше. Антиконденсатный подогреватель и датчик температуры обмотки (PTC или PT100) — опции, которые можно выбрать на этапе заказа.
• Агрессивные газы: сероводород, выделяющийся из сточных вод, и влажный воздух со временем разрушают окрашенные поверхности, клеммную коробку и кабельные соединения. Вентиляция помещения для срока службы двигателя не менее важна, чем выбор самого двигателя.
• Затопление: протечка уплотнения насоса, разрыв трубы или сильный ливень могут затопить сухое помещение. Защита IP55 рассчитана на пыль и брызги воды; двигатель не защищён от погружения. На ответственных станциях рекомендуется поднять двигатель выше и оснастить помещение поплавковым датчиком уровня и дренажным насосом.
• Засорение и заклинивание ротора: тряпки, верёвки и волокнистые отходы могут заклинить рабочее колесо. При заклинивании насоса двигатель потребляет очень большой ток; правильно настроенный автомат защиты двигателя или ограничение тока в преобразователе защищают обмотку. О защитных устройствах читайте в статье о выборе тепловых реле и предохранителей.

Риск взрывоопасной среды: предел стандартного двигателя

На канализационных станциях в результате биологического разложения могут накапливаться метан и подобные горючие газы. Поэтому на некоторых объектах мокрый резервуар и сообщающиеся с ним зоны в оценке рисков эксплуатирующей организации классифицируются как взрывоопасные зоны. Двигатель, который будет работать в такой зоне, должен иметь взрывозащищённое (Ex) исполнение, соответствующее этой классификации; это не вопрос обычной степени защиты.

Стандартная трёхфазная серия, описанная в этой статье, — серия общего назначения с защитой IP55 и изоляцией класса F, и она не предлагается как серия, предназначенная для взрывоопасных сред. Выясните по документу о классификации зон объекта, относится ли помещение, где будет установлен двигатель, к взрывоопасной зоне, и обязательно укажите это при заказе. Если речь идёт о классифицированной зоне, стандартная серия может не подойти; тогда двигатель рассматривается отдельно как специальный продукт, пригодный для этой зоны. На объектах, где сухое помещение полностью отделено от мокрого резервуара и оставлено вне классификации, стандартный двигатель может применяться в обычных условиях.

Примеры моделей и области применения

Приведённые ниже модели в чугунном корпусе — примеры мощностей и частот вращения, часто встречающихся на насосах сточных вод сухой установки. Все они имеют защиту IP55, изоляцию класса F и питание 400/690 В (Δ/Y), 50 Гц; в сети 400 В подключаются треугольником. Чугунный корпус — механически прочный вариант для влажных и агрессивных помещений.

• 132M2-6: 5,5 кВт (7,5 HP), 6 полюсов, 968 об/мин, IEC 132M, 12,0 А при 400 В, номинальный момент 54,3 Нм. Для небольших тихоходных подъёмных насосов со свободным проходом.
• 132M-4: 7,5 кВт (10 HP), 4 полюса, 1460 об/мин, IEC 132M, 14,3 А при 400 В, номинальный момент 49,1 Нм.
• 160L-4: 15 кВт (20 HP), 4 полюса, 1465 об/мин, IEC 160L, 27,3 А при 400 В, номинальный момент 97,8 Нм.
• 180L-4: 22 кВт (30 HP), 4 полюса, 1470 об/мин, IEC 180L, 39,7 А при 400 В, номинальный момент 142,9 Нм.

Монтажные исполнения предлагаются в зависимости от габарита, размер фланца подтверждается при заказе; варианты перечислены в вопросе о монтажных исполнениях. Размеры вала, фланца и лап можно сравнить в техническом и продуктовом каталоге 2026. Общий обзор насосных применений — на странице электродвигатели для насосов.

Гипотетический пример: обновление двигателя горизонтального насоса сухой камеры

Описанная в этом разделе ситуация — не реальная запись объекта, а пример, составленный для того, чтобы показать последовательность действий. Допустим, на муниципальной насосной станции двигатель горизонтального насоса в сухом помещении сняли после появления шума подшипников. На табличке двигателя указано 15 кВт, 1465 об/мин, габарит 160L, 400/690 В; на табличке насоса — 1450 об/мин. Согласно документу о классификации зон объекта, помещение находится вне классификации. В этом случае подходящая модель — 160L-4. Расстояние между отверстиями лап и диаметр вала сравнивают с техническим чертежом, муфту центруют заново. Поскольку зимой в помещении наблюдается конденсат, при заказе отдельно запрашивают антиконденсатный подогреватель. Если бы документ относил помещение к взрывоопасной зоне, стандартную модель не рассматривали бы даже при той же мощности и частоте вращения, и случай обсуждался бы отдельно.

На что обратить внимание при вводе в эксплуатацию и в работе

• Перед первым пуском проверьте направление вращения по стрелке на корпусе насоса; насос сточных вод, вращающийся в обратную сторону, даёт низкое давление и приводит к неверному диагнозу.
• Измерьте сопротивление изоляции обмотки у резервных двигателей, долго простоявших без работы; двигатель, хранившийся во влажном помещении, может потребовать сушки перед вводом в эксплуатацию.
• Если двигатель будет работать от преобразователя частоты, общее правило изложено в вопросе об использовании инвертора; длительную работу на низкой частоте и длинные кабели укажите при заказе.
• Плотно установите уплотнение крышки клеммной коробки и кабельные вводы; в агрессивной атмосфере открытая коробка становится самым слабым местом двигателя.

Что прислать нам вместе с заказом

Чтобы мы могли подобрать подходящий двигатель для вашего насоса сточных вод сухой установки, пришлите вместе следующие сведения:

• Фото таблички снятого двигателя (мощность, частота вращения, напряжение, код габарита)
• Данные таблички насоса и его частоту вращения
• Монтажное исполнение: горизонтальное на лапах, вертикальное фланцевое или схема с промежуточным валом; для вертикальной схемы — данные об осевой нагрузке
• Напряжение сети и способ пуска
• Условия в насосном помещении: влажность, конденсат, вентиляция и классификация зоны по взрывоопасности

Стандартные модели и актуальные цены представлены на странице купить электродвигатель. Если у вас есть табличка старого двигателя, пришлите её фото; мы оценим пригодность с учётом сведений об условиях среды. По другим вопросам свяжитесь с нами через страницу контактов.