Помпаж насоса: что это и как он отражается на работе системы

Помпаж насоса – это довольно распространенное явление в гидравлических системах прошлого века. С появлением современных приборов, проблема встречается реже, но все же не исчезла полностью. В каких ситуациях помпаж может проявиться и какие меры использовать для его устранения применяются, расскажет представленная статья. 

При помпаже наблюдается неустойчивость в режиме работы с изменениями параметров подачи и напора насосного оборудования. Характерные признаки: в результате нестабильной работы отдельно взятых механических узлов, можно наблюдать вибрационные колебания и шум, не присущий данному виду устройства.

Такие сбои проявляются по нескольким причинам:

• Срыв потока воды с лопастей насоса. Проявляется при регулировании дроссельной заслонки до малых оборотов.
• Резкое изменение частоты вращения вала. Изменения напряжения в электрической сети.
• Увеличилось внутреннее давление.
• Изменилось гидравлическое сопротивление.
• Быстрое изменение условий работы насоса владельцем.

Эти, и некоторые другие причины, со временем выводят механизм из равновесия приводя к неустойчивости в работе системы, с изменениями в подаче жидкости по трубопроводу, общего давления и мощностных параметров.

Внимание! В случае если в системе установлено несколько приборов принудительной циркуляции теплоносителя, то скорость вращения ротора должна быть одинаковой. При разности установленных скоростей на двух, расположенных на одной линии приборов, высока вероятность проявления помпажа.

В случае если по каким-то причинам наблюдается снижение амплитудных колебаний, то система переходит в разряд устойчивых. Однако, малейшие изменения параметров, могут вернуть к прежнему состоянию и колебания возрастают с большей амплитудой. Восстановление устойчивости из этого положения уже невозможно без механического вмешательства. Именно это состояние называется помпаж насоса.

Интересно! Данное явление можно сравнить с резонансными колебаниями при сбое в работе механических систем.

Для подробного разбора, будет рассмотрен пример работы насоса в мелкоемкостном пространстве.

Помпаж насоса центробежного устройства:

• По причине поломки отдельных частей механизма или человеческого вмешательства внутри системы наблюдается снижение гидродинамических функций в проточной части.

• Образованные завихрения не дают насосу вытолкнуть жидкость с прежней силой, сохраняя прежнее давление в захватываемой части.
• В результате чего, наблюдается отброс части жидкости назад.
• После чего, в задней части уже наблюдается снижение давления, но так как расход снижен, напор становится меньше.

В результате таких действий, внешне проявляются толчковые и колебательные движения всего устройства, называемые вибрацией. Такое явление весьма опасно, так как помпаж, резко увеличивая давление, приводит систему в состояние крайнего напряжения, которое чревато даже взрывом насоса.

Важно! Чтобы понять насколько устойчива система в работе, достаточно использовать общеизвестный способ. Измените одну из величин, влияющих на проявление помпажа, и если другие величины будут стремится вернуть работу механизма в прежнее состояние, то работу считают устойчивой.

Помпаж способен проявлять себя различными способами – например, шумовыми или вибрационными явлениями. Независимо от реакции, проблема, без принятия мер по ее устранению, приводит к плачевным последствиям, которые заканчиваются поломкой механической части, нарушением герметичности устройства.

Чтобы не сталкиваться с проблемой помпажа в насосе, необходимо придерживаться некоторых правил:

• Прежде чем приобретать насос, компрессор или вентилятор, убедитесь в том, что в характеристиках к устройству нет восходящих участков.
• Обращайте внимание на зону помпажа. Она должна находится в районе малых подач.
• Установите в систему обратный или антипомпажный клапан. Прибор поможет регулировать скорость и количество отправляемой жидкости по трубопроводу. В случае уменьшения количества жидкостного носителя до помпажной зоны, устройство немедленно реагирует и отправляет жидкость вперед или выбрасывает в виде паров в атмосферу.

Чтобы нормализовать работу насоса и устранить помпаж в системе, также можно установить автоматические регуляторы, которые занимаются регуляцией расхода воды:

• Противопомпажные гидравлические регуляторы. Устройство работает исключительно в водной среде, а значит предназначен для устранения проблемы помпажа в насосах. Приборы оснащаются возможностью настройки скорости открывания и закрывания створок АПК. Благодаря установленным фильтрам, засорение гидравлических механизмов УГРП сведены к минимуму. В случае необходимости, регулятор может быть с легкостью продиагностирован и отремонтирован, если того требует ситуация. Обслуживание производится без отключения его от работы.

• Пневматические регуляторы. Используются для отслеживания и настройки подачи газа и воздушных потоков в трубопроводах.
• Электрическая система контролирования. Прибор, в отличие от механического, имеет возможность автоматического регулирования и подстройки под заданные параметры. Преимущество в том, что, установив параметры однажды, нет нужды вторичного вмешательства.

Важно! В зависимости от финансовых возможностей или специфики гидравлической системы, выбирается один из видов приборов. В случае с дорогими системами, где помпаж может привести к дорогостоящему ремонту, лучше воспользоваться помощью электронного устройства. Другие варианты предусматривают установку механических регуляторов.

Чтобы система не сталкивалась с проблемой помпажа, можно произвести следующие действия: 

• Установить перепускной клапан. Другое название прибора – переливной. Основная цель – регулирование рабочего давления внутри системы трубопровода. При необходимости может быть произведен перепуск или слив лишней жидкости в другой контур (жидкое или газообразное состояние). Зависимости от сферы использования и производителя, прибор изготавливается из чугуна, бронзы и латуни. Регулирование занимается, расположенная внутри корпуса заслонка или мембрана, регулируемая штоковым механизмом.
• Сбросной клапан. Регулирует высоту давления внутри системы трубопровода. При достижении критической точки, прибор, выталкивает наружу в виде паров, излишки среды. Внешний вид имеет большое сходство с предыдущим устройством, но в отличие от перепускного клапана, сбросник срабатывает лишь периодически (при достижении критического максимума давления в системе).

• Провести дросселирование в трубопроводе со стороны всасывания в устройство. Суть действия заключается в отводе излишков жидкостной среды, подаваемой насосом. Исходя из того, каким образом был установлен гидравлический регулятор (дроссель), встречаются последовательное и параллельное регулирование привода. В первом случае, установка прибора производится в подающую насосом линию. В случае со вторым вариантом, дроссель устанавливается, как в нагнетающую, так и в сливную линию насоса. В любом из перечисленных случаев, жидкость удаляется через сбросной клапан.
• Скруглить входную кромку лопастей. Делается это механическим путем или при помощи электроинструментов.
• Увеличить количество лопастных элементов. Такой прием сократит объем захватываемой жидкости, а значит уменьшит внутреннее давление в системе.
• Установить рабочее колесо с большим загибом лопастей назад.

Внимание! Каким способом устранять проблему или предупреждать ее, нужно исходя из ситуации и имеющихся параметров системы. Однако установка спускного и перепускного клапанов, является обязательным правилом при монтаже полноценной отопительной системы.

После установки приборов внутрь гидравлической системы, регуляция производится автоматически до установленных параметров. Устройства, установленные в систему, отвечают за выполнение таких задач, как:

• Не допускают, чтобы насос работал в опасной для него зоне помпажа.
• Предотвращают уже проявившийся помпаж.
• Делают работу насоса более экономичным и эффективным.

Внимание! Распространенными решениями проблемы, являются установка сбросного устройства или перепускного клапана, в результате чего происходит сброс излишней среды. такие приборы с легкостью справляются с проблемой помпажа, обеспечивая надежную защиту за невысокую стоимость.

Помпаж насоса – это распространенная проблема трубопроводов с замкнутой циркуляцией носителя. При малейших симптомах его проявления, рекомендуется незамедлительно прибегать к мерам по его устранению. В противном случае не избежать серьезных поломок.