Китайский производитель насосов с полуоткрытым рабочим колесом

Когда слышишь про полуоткрытое рабочее колесо, многие сразу думают о дешёвых насосах для грязной воды. Но в нефтехимии это часто единственный вариант для сред с волокнами или абразивом. У нас на заводе в Даляне такие колёса идут в насосы для перекачки суспензий, где закрытое просто забивается за смену.

Почему полуоткрытое колесо — не всегда компромисс

В 2019 году мы ставили полуоткрытое рабочее колесо на насос для целлюлозного завода. Заказчик изначально требовал закрытую конструкцию — мол, КПД выше. Но после трёх остановок из-за заклинивания от волокон сами попросили переделать. Потеряли 12% в эффективности, зато насос работает без чистки 6 месяцев вместо 2 недель.

Кстати, тут важно литьё. Если сделать зазор между колесом и корпусом больше 1.2 мм, начинается обратный переток, и напор падает катастрофически. Мы как-то попали на брак от субподрядчика — пришлось переделывать всю партию колёс для насосов API 610.

Ещё момент: балансировку полуоткрытого колеса делать сложнее. У нас был случай, когда вибрация появлялась только при 2900 об/мин. Оказалось, дисбаланс из-за несимметричного облоя на лопатках. Теперь перед сборкой каждое колесо проверяем на стенде при рабочих оборотах.

Где полуоткрытые колёса работают лучше закрытых

В нефтехимии есть процессы, где без полуоткрытых колёс просто не обойтись. Например, перекачка катализаторных суспензий — там абразив + высокая вязкость. Закрытое колесо за месяц стирается до состояния решета.

На Завод Далянь Чжунтун Нефтехимических Коррозионностойких Насосов для таких случаев делаем колёса с наплавкой карбида вольфрама. Стоит на 40% дороже, но служит в 3 раза дольше. В прошлом году поставили такие на НПЗ в Омске — до сих работают, хотя планировали замену через год.

Интересный кейс был с бумажными насосами. Там волокна такие длинные, что даже полуоткрытое колесо иногда забивается. Пришлось разрабатывать специальный профиль лопаток с увеличенным зазором на входе. Потеряли 8% КПД, зато насос перестали останавливать на чистку каждые 10 дней.

Типичные ошибки при выборе и эксплуатации

Самая частая ошибка — ставить полуоткрытое колесо там, где можно обойтись закрытым. Видел случаи, когда заказчик требовал полуоткрытую конструкцию для чистой воды, мотивируя 'надёжностью'. В итоге насос потреблял на 15% больше энергии и требовал частой регулировки зазоров.

Ещё момент — сборка. Если механик неопытный, может неправильно выставить осевые зазоры. Был инцидент на химическом комбинате в Уфе: после ремонта насос с полуоткрытым колесом выдавал только 60% напора. Оказалось, зазор между колесом и упорным подшипником выставили с ошибкой в 0.3 мм.

Коррозия — отдельная тема. Для агрессивных сред мы рекомендуем колёса из дуплексной стали, но некоторые клиенты пытаются экономить на материале. Потом удивляются, почему колесо рассыпалось за полгода работы с соляной кислотой.

Особенности производства на нашем заводе

На Завод Далянь Чжунтун полуоткрытые колёса для насосов API 610 делают по другой технологии, чем для стандартных промышленных насосов. Тут требования к балансировке жёстче — остаточный дисбаланс не более 1 г·мм/кг.

Литейный цех у нас свой, что позволяет контролировать качество отливок. Для ответственных применений делаем рентгенографию каждого колеса — проверяем на раковины и включения. Дорого, но зато избегаем проблем в поле.

Сейчас экспериментируем с ЧПУ-обработкой лопаток вместо литья по выплавляемым моделям. Дороже, но получается точнее профиль и лучше шероховатость. Для насосов с полуоткрытым колесом это даёт прибавку к КПД 2-3%.

Практические рекомендации по обслуживанию

Регулярный замер вибрации — must have для насосов с полуоткрытым колесом. Из-за особенностей гидравлики они более чувствительны к износу уплотнений. Рекомендуем контролировать вибрацию на подшипниковых опорах раз в месяц.

Зазоры нужно проверять при каждом ТО. Для наших насосов с полуоткрытым рабочим колесом оптимальный радиальный зазор 0.8-1.0 мм. Если больше 1.2 мм — пора менять уплотнительные кольца.

Смазка подшипников — отдельная история. Видел, как на одном заводе использовали неподходящую смазку для насосов с полуоткрытым колесом. Результат — перегрев и заклинивание вала через 4000 часов работы. Теперь в паспорте на каждый насос пишем конкретные марки смазочных материалов.

Перспективы развития технологии

Сейчас работаем над комбинированными колёсами — полуоткрытая конструкция с дополнительными разгрузочными отверстиями. Испытания показывают снижение осевого усилия на 20%, что продлевает жизнь упорным подшипникам.

Для погружных насосов разрабатываем полуоткрытые колёса с изменённым углом атаки лопаток. Проблема в том, что при большой глубине погружения классическая геометрия даёт кавитацию. Пока тестовые образцы показывают устойчивую работу на глубинах до 80 метров.

Материалы — отдельное направление. Испытываем керамические покрытия для лопаток. Дорого, но для абразивных сред может стать прорывом. Первые испытания в условиях перекачки пескосодержащих жидкостей показали увеличение ресурса в 4 раза по сравнению со сталью 12Х18Н10Т.

Реальные кейсы из практики

В 2021 году поставили насосы с полуоткрытым колесом на завод минеральных удобрений в Кемерово. Работают с фосфогипсом — среда абразивная + склонность к осаждению. Через год эксплуатации — только одна плановая остановка на обслуживание.

А вот негативный пример: на ЦБК в Архангельске неправильно смонтировали всасывающий трубопровод — были заужения и повороты перед насосом. В результате кавитация съела лопатки полуоткрытого колеса за 3 месяца. Пришлось переделывать обвязку.

Сейчас на chinapumpen.ru можно посмотреть технические решения для конкретных сред. Мы выложили рекомендации по выбору типа колеса в зависимости от содержания твёрдых частиц и вязкости. Основано на статистике отказов за 10 лет.

В целом, полуоткрытое колесо — не панацея, но в определённых условиях незаменимо. Главное — правильно рассчитать параметры и не экономить на материалах. Как показывает практика, скупой платит дважды, особенно в нефтехимии.