Насосы шахтного водоотлива завода «Южгидромаш»

Заводом «Южгидромаш» (г.Бердянск, Украина) при участии ГХК «Донбассантрацит» (г.Красный Луч, Украина) по заказу Минуглепрома Украины в 1997 г. создан ряд насосов ЦНСШ 80-68...340 и ЦНСШ 300-140...720 для шахтного водоотлива, которые отличаются от применяемых в шахтах насосов ЦНС 60 и ЦНС 300 экономичностью и имеют значительно более высокие показатели по напору, КПД, надёжности и моторесурсу.

Центробежные насосы типов ЦНСШ 80 и ЦНСШ 300 предназначены для перекачивания воды и других нейтральных жидкостей, сходных с водой по плотности и вязкости, с водородным показателем pH 5.5...8.5, с температурой до 70°С, с суммарным содержанием сульфатов и хлоридов до 20 г/л, массовой концентрацией механических примесей до 1.5% и размером твердых частиц до 1 мм.

Насосы ЦНСШ — горизонтальные, секционные, с односторонним расположением рабочих колёс. Осевые усилия ротора воспринимаются узлом гидравлической пяты специальной конструкции. Опорами ротора служат подшипники качения с консистентной смазкой. Крутящий момент от приводных двигателей передаётся к насосам при помощи упругой втулочно-пальцевой муфты. Концевые уплотнения роторов насосов сальникового типа. Выходной патрубок насосов направлен вверх, а входной — горизонтально с правой стороны привода.

Основные детали проточной части насосов: рабочие колёса, направляющие аппараты, секции, вал, детали щелевых уплотнений и узла разгрузки изготавливаются из легированных сталей и сплавов с содержанием хрома, обеспечивающих повышенные показатели коррозионной стойкости и износостойкости. Это позволяет также производить многократные разборки и сборки насосов при проведении текущих, средних и капитальных ремонтов.

В отличие от насосов ЦНСК 300-120…600, насосы ЦНСШ 300-140…720 имеют следующие конструктивные особенности:

  •     применена более совершенная геометрия проточной части рабочих колёс и направляющих аппаратов, что позволило сократить количество секций с 10 шт. в ЦНСК 300-600 до 8 шт. в ЦНСШ 300-570;
  •     крепление деталей ротора на валу исключает попадание воды между валом и ступицами колёс, что предотвращает «прикипание» к валу и позволяет производить многократные разборки и сборки насоса при текущих и капитальных ремонтах без разрушения деталей;
  •     основные детали проточной части (рабочие колёса, направляющие аппараты, секции, вал, детали щелевых уплотнений и узел разгрузки) изготовлены из высоколегированных сталей и сплавов, обеспечивающих повышенные показатели по коррозионной и гидроабразивной износостойкости;
  •     высокая чистота поверхностей литых деталей проточной части и динамическая балансировка ротора обеспечивают минимальные гидравлические потери и низкий уровень вибрации.

Основные параметры насосов в номинальном режиме представлены в таблице 1, а их рабочие характеристики — на рис. 1.

Опытно-промышленная партия новых насосов ЦНСШ 300-140…720 успешно прошла приемочные испытания на шахтах ГХК «Донбассантрацит»: «Краснолучская» (ЦНСШ 300-650 и ЦНСШ 300-570), им. «Известий» (три ЦНСШ 300-430), «Княгининская» (ЦНСШ 300-430) и «Миусинская» (ЦНСШ 300-720). Насосы перекачивали воду с водородным показателем рН=6.5…8.45 и средним содержанием взвешенных частиц 40–70 мг/л. Одновременно проводилась подконтрольная эксплуатация насосов ЦНСШ 300-500 на шахте №10-бис и ЦНСШ 300-290 на шахте №21 ГХК «Макеевуголь» За это время насосы наработали от 4.5 до 18 тыс.ч машинного времени. Диапазон подач от 250 до 340-400 м3/ч. На всех режимах насосы работали стабильно, заметного изменения параметров за период испытаний не произошло. Сальниковую набивку заменяли в среднем через 4000 часов работы.

В течение 3-х лет насосы ЦНСШ успешно эксплуатируются на шахтах Донецкого бассейна и имеют наработку:

  •     на шахте «Краснолучская» ЦНСШ 300-650 — 13000 час.
  •     на шахте «Княгининская» ЦНСШ 300-430 — 11600 час.
  •     на шахте «Миусинская» ЦНСШ 300-720 — 5000 час.
  •     на ГХК «Макеевуголь» ЦНСШ 300-500 — 8000 час.
  •     на шахте «Известия» ЦНСШ 80-340 — 18000 час.

Эксплуатация насосов на угольных шахтах показала, что рабочие параметры насосов соответствуют техническим условиям, а показатели надёжности превышают проектные значения. До настоящего времени завод «Южгидромаш» претензий и замечаний от заказчика, как по качеству изготовления, так и по эксплуатационным параметрам не имеет. Насосы просты в эксплуатации, экономичны и не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала. По своим техническим данным насосы типа ЦНСШ могут успешно эксплуатироваться и в горнорудной промышленности.

При этом средняя наработка на отказ насоса ЦНСШ 300-570 в 10 раз выше, а средний ресурс до капитального ремонта в 4–5 раз выше, чем у насоса ЦНСК 300-600 (рис. 2, табл. 2).

Насос ЦНСШ 300-570 при нормальной подаче 300м3/ч имеет напор на ступень на 25% и КПД на 12% выше, чем у ЦНС 300-600, а также более высокую всасывающую способность.

Экономия электроэнергии при эксплуатации насоса ЦНСШ 300-570 по сравнению с ЦНС 300-600 составляет 671 тыс. кВт·ч (при годовой продолжительности работы 5500 ч машинного времени) и, соответственно, снижение затрат на электропотребление 109 тыс.грн., что в 1.6 раза превышает стоимость ЦНСШ 300-570. Таким образом, только за счет снижения расходов на электроэнергию насосы ЦНСШ 300 окупаются менее чем за 8 мес.

В тоже время прослеживается общая тенденция эксплуатационников к завышению напора при выборе типоразмеров, в результате чего из-за несоответствия характеристик сети и насоса, последние в ряде случаев работают за рабочей зоной подач (свыше 340 м3/час), что недопустимо, так как при этом насос начинает работать в кавитационном режиме.

На основании промышленных испытаний насосы типа ЦНСШ рекомендованы межведомственной комиссией «Минуглепрома» Украины к серийному производству и применению на водоотливах угольных шахт.

20 сентября 2000 г. насосам ЦНСШ 300 и запасным частям к ним выдан сертификат соответствия № РОСС UA.АЯ45.В01642.

Завод гарантирует оказание технической помощи в подборе необходимых типоразмеров насосов для конкретных водоотливных систем, монтаж насосов на месте эксплуатации и обучение персонала в правильном обращении с насосами, так как это во многом определяет их длительную и надежную работу, а также поставку в кратчайшие сроки необходимых запасных частей для производства ремонтов данных насосов.  

Журнал "Горная Промышленность" №2 2001