Насосы для тепловых сетей

С чего начинают подбор насоса для тепловой сети: присоединительные размеры, а не напор

Насос для тепловой сети почти всегда подбирают в готовую обвязку, поэтому первыми проверяют монтажную длину и диаметр фланца, а рабочую точку — вторыми. Это не формальность: если новый агрегат на 40 мм длиннее старого, монтажник режет и переваривает участок трубы, а на действующей магистрали это отдельная работа с остановкой контура. Ядро линейки FANCY для теплоснабжения — семь серий: циркуляционные FBG и FBT, консольные FSM, FSM4, FST и FST4 плюс отдельная линейка двигателей YE3. Рядом с ними стоят линейные FTD для тесных тепловых пунктов, многоступенчатые MHI и CDL для подпитки и насосы двустороннего входа FSC для крупных источников — различаются все они прежде всего компоновкой, а не гидравликой.

Вторая проверка — температура. Теплоноситель в подающем трубопроводе идёт горячим весь отопительный сезон, и предел серии здесь жёстче, чем в холодном водоснабжении: у циркуляционных FANCY FBG и FBT это +110 °C, а для линейных FTD завод указывает предел прямо: уплотнение графит — карбид кремния с эластомером Viton допускает воду и водогликолевые смеси до 50 % при температуре до +120 °C. Расчётные параметры теплоносителя задаёт проект по СП 124.13330.2012 «Тепловые сети», и сверять их с паспортом серии нужно до заказа.

Третья величина — режим работы. Сетевой насос тепловой сети крутится непрерывно месяцами, и для него ресурс важнее компактности; подпиточный включается по датчику давления и работает короткими циклами круглый год. Отсюда практический вывод: на магистрали чаще берут тихоходное исполнение FANCY FSM4 или FST4 на 1450 об/мин, а на подпитке — многоступенчатый насос вроде MHI на 2–16 м³/ч. Ниже разобраны все узлы теплосети по порядку, с паспортными цифрами по каждой серии.

Сетевые насосы тепловой сети: чем гонят теплоноситель по магистрали

Сетевой насос создаёт циркуляцию во всей тепловой сети — от источника через магистраль до последнего теплового пункта и обратно. Напор он развивает не на подъём воды, а на преодоление сопротивления трассы: в закрытом кольце столб в подающем трубопроводе уравновешен столбом в обратном. Для этой позиции у FANCY четыре консольные серии. Двухполюсная FANCY FSM перекрывает подачу 15–660 м³/ч при напоре 12,8–159 м и мощности 1,5–315 кВт, четырёхполюсная FANCY FSM4 — подачу 42–1100 м³/ч при напоре 5,3–64,5 м и мощности 1,1–250 кВт.

Разница между этими рядами не в качестве, а в форме кривой. FSM на 2900 об/мин даёт высокий напор при умеренном расходе — типоразмер FSM 40-250/110 выдаёт 27 м³/ч при 63,5 м и 11 кВт. FSM4 на 1450 об/мин устроена наоборот: FSM4 100-250/110 при той же мощности 11 кВт даёт уже 140 м³/ч, но напор всего 19,7 м. Для протяжённой теплосети с большим гидравлическим сопротивлением нужен первый характер кривой, для короткой магистрали с большим объёмом воды — второй.

Моноблочные серии закрывают тот же диапазон в другой компоновке. FANCY FST на 2900 об/мин — это 25 типоразмеров с подачей 90–280 м³/ч, напором 35–138,7 м и мощностью 45–160 кВт при рабочем давлении корпуса 16 бар, защите двигателя IP 55 и классе изоляции обмотки F. FANCY FST4 на 1450 об/мин — 62 типоразмера с подачей 42–400 м³/ч, напором 8,9–64,5 м и мощностью 3–132 кВт. Полный ряд с ценами и кривыми лежит в разделе промышленных насосов.

Крупные сетевые насосы тепловой сети: двусторонний вход и осевой разъём корпуса

Когда тепловая сеть питается от ТЭЦ или большой районной котельной, расход измеряется тысячами кубометров в час, и консольная схема на таких объёмах заканчивается. Сетевые насосы этого класса делают с рабочим колесом двухстороннего входа: поток заходит в колесо с двух сторон, осевые силы взаимно уравновешиваются, и подшипники не воспринимают давление среды. У FANCY эту нишу закрывает серия FSC — 644 типоразмера с подачей 76–9000 м³/ч, напором 4–205 м и мощностью 2,2–2800 кВт при рабочем давлении корпуса 25 бар и патрубках от 125×80 до 900×900 мм.

Ряд FSC разбит по частоте вращения на четыре группы, и для теплосети это удобно: рабочую точку ищут не растачиванием колеса, а переходом на соседнюю частоту. На 1480 об/мин сделано 330 типоразмеров с подачей 76–4200 м³/ч и напором 4–205 м, на 980 об/мин — 160 с подачей 1376–6500 м³/ч, на 2970 об/мин — 96 с подачей 108–820 м³/ч, а самые тихоходные 58 типоразмеров на 740 об/мин рассчитаны на перекачку 4505–9000 м³/ч при мощности 280–2240 кВт.

Осевой разъём корпуса решает вопрос обслуживания магистральной перекачивающей станции: верхнюю половину корпуса снимают, не разбирая трубопровод и не трогая двигатель, поэтому ревизия колеса не превращается в демонтаж всего узла. Вал у FSC выполнен из стали 40Cr, подшипники SKF, уплотнение Eagleburgmann, колесо двустороннего входа — из нержавеющей стали или бронзы, корпус — чугун HT250 или QT500 с антикоррозионным покрытием; ответные фланцы и муфта входят в цену комплекта. Одно ограничение помнят с самого начала компоновки: на больших расходах кавитационный запас считают отдельно, и подпор на входе такого насоса в тепловой сети критичнее, чем в контуре здания.

Почему в тепловой сети выигрывает тихоходное исполнение на 1450 об/мин

Четырёхполюсный двигатель вращает колесо вдвое медленнее двухполюсного, и это прямо продлевает ресурс насоса тепловой сети. Окружная скорость на кромке колеса падает вдвое, вместе с ней падает интенсивность износа проточной части, снижается шум в насосной и уменьшается требуемый подпор на всасывании. Для агрегата, который работает по восемь и более часов в сутки весь сезон, разница набегает не в процентах, а в годах между ремонтами.

У FANCY тихоходных серий для теплосети две, и обе сделаны целиком на 1450 об/мин: FSM4 — все 103 типоразмера, FST4 — все 62. В линейных FTD тихоходной сделана часть ряда: 51 типоразмер из 114 работает на 1450 об/мин, и все они лежат в диапазоне подачи 120–900 м³/ч при мощности 5,5–200 кВт. Остальные 63 типоразмера FTD на 2900 об/мин перекрывают меньшие расходы — от 8 до 130 м³/ч.

Платят за ресурс габаритом. Тихоходный насос при равном напоре крупнее и тяжелее быстроходного: у FST4 масса растёт от 78 кг на младших типоразмерах до 1213 кг на старших, у FST — от 372 до 1168 кг. В тесном помещении теплового пункта это решает: иногда монтажный проём не пропускает тихоходный агрегат, и тогда берут FST на 2900 об/мин, сознательно принимая более быстрый износ.

Замена импортного насоса в тепловой сети: что даёт стандарт EN 733

EN 733 — европейский стандарт на габаритно-присоединительные размеры одноступенчатых консольных центробежных насосов. Смысл его для тепловой сети простой: насосы разных производителей, выполненные по этому стандарту, взаимозаменяемы по фланцам, высоте оси и посадке на фундамент. Когда импортный сетевой насос выходит из строя, замена не превращается в реконструкцию узла — новый агрегат садится на прежние болты.

По EN 733 у FANCY выполнены все четыре консольные серии. Рамные FSM и FSM4 идут с патрубками от 50×32 мм у младшего типоразмера до 300×250 мм у старшего FSM4, моноблочные FST и FST4 — от 80×65 до 200×150 мм. Насос и двигатель у рамного исполнения стоят на общей плите и соединены муфтой, у моноблочного колесо посажено прямо на вал двигателя.

Выбор между рамой и моноблоком в теплосети решается регламентом обслуживания, а не ценой. Где двигатель меняют по наработке, удобнее рама: гидравлика остаётся в трубопроводе, привод снимается отдельно. Где важнее компактность и отсутствие центровки, берут моноблок — у FST и FST4 центровать нечего по конструкции, и после ремонта повторять её тоже не нужно. В комплект FST входят оцинкованные ответные фланцы с крепежом и прокладками, что снимает отдельную закупку метизов под монтаж.

Подпиточные насосы тепловой сети: малый расход и постоянная готовность

Подпиточный насос компенсирует утечки теплоносителя и держит давление в обратном трубопроводе, не давая контуру «просесть» ниже статического уровня. Расход у него небольшой — единицы кубометров в час, — а напор требуется высокий, потому что давление подпитки должно превышать давление в обратной линии. Поэтому в тепловой сети на подпитку ставят многоступенчатый насос, а не консольный: ступени складывают напор при неизменной подаче.

Для компактного узла подпитки подходит FANCY MHI — 13 типоразмеров с подачей 2–16 м³/ч, напором 22–68,5 м и мощностью 0,37–2,2 кВт при массе всего 10–24 кг. Корпус, колёса и вал у MHI выполнены из нержавеющей стали AISI 304, диапазон температур — от −10 до +120 °C, присоединение резьбовое G20. Для узла побольше берут вертикальную FANCY CDL с подачей 1–200 м³/ч и напором 7–247 м либо FANCY CDM с подачей 1–395 м³/ч и напором до 412 м — в этих рядах 280 и 357 типоразмеров соответственно, так что рабочая точка подбирается без запаса «на глаз».

Подпиточный насос теплосети работает и летом, когда сеть стоит на циркуляции без нагрева, — у него нет межсезонного простоя. Отсюда требование к пускам: агрегат включается по датчику давления помногу раз в сутки, и механическое уплотнение изнашивается именно на пусках, а не на равномерной работе. У серий CDL, CDM, CHL и MHI уплотнение собрано по схеме графит — карбид кремния — Viton и допускает водогликолевые смеси концентрацией до 50 %. Для линии подпитки с малым расходом подойдёт и горизонтальная FANCY CHL на 2–20 м³/ч при напоре 9–50 м. Давление в точке подпитки держат с помощью реле или датчика давления, а не ручной задвижкой: закрытая система теплоснабжения не прощает ни перелива, ни просадки на входе сетевого насоса.

Циркуляция теплового пункта: фланцевые FBG и FBT в контуре здания

Тепловой пункт разделяет тепловую сеть и систему здания, и во вторичном контуре после теплообменника циркуляцию держит уже не сетевой насос, а фланцевый циркуляционный. Расход здесь считают по тепловой нагрузке здания, а не по площади помещений, и типичный диапазон закрывают две серии. FANCY FBT — 17 типоразмеров с подачей 10–53 м³/ч, напором 5–18 м и мощностью 0,235–1,725 кВт, масса 19,5–38,7 кг. FANCY FBG — 14 типоразмеров с подачей 10–35 м³/ч, напором 9–20 м и мощностью 0,37–1,5 кВт, масса 7,3–29,5 кг.

Обе серии сделаны с мокрым ротором: вал и подшипники работают прямо в теплоносителе, механического уплотнения нет — значит, нечему истираться и подтекать за годы непрерывной работы. Подшипники керамические, корпус насоса — чугун с антикоррозионным покрытием, вал у FBT из нержавеющей стали AISI 304, корпус двигателя алюминиевый. Защита двигателя у обеих серий IP 44, предельная температура среды +110 °C. У FBG кабель длиной 1,2 м идёт с уже установленным штекером, у FBT подключение выполняется через клеммную коробку.

Разница между сериями — в регулировании. FBT переключает три скорости прямо на клеммной коробке, без частотного преобразователя, и это закрывает разницу между январским морозом и межсезоньем: подача остаётся в паспортных пределах 10–53 м³/ч, а мощность уходит к нижней границе 0,235 кВт вместо верхних 1,725 кВт. FBG односкоростной — его ставят туда, где режим контура посчитан и меняться не будет, а балансировка выполняется клапанами. Меньше электроники в насосе теплового пункта означает меньше поводов для отказа посреди сезона.

Монтажная длина в обозначении FBG и FBT: как читать маркировку перед заменой

Последнее число в обозначении циркуляционных насосов FANCY FBG и FBT — это монтажная длина между фланцами в миллиметрах. Проверить несложно: у FBG40-12F-250 в габаритной таблице завода стоит размер 250, у FBG50-9F-280 — 280, у FBG80-10F-360 — 360. Для замены в тепловом пункте это главная цифра маркировки, потому что именно она определяет, встанет насос в существующий разрыв трубопровода или участок придётся переваривать.

Ряд монтажных длин у двух серий немного разный. У FBG это 220, 250, 280, 300 и 360 мм, у FBT — 220, 250, 280, 340 и 360 мм. Фланцевое присоединение в обеих сериях лежит в диапазоне DN32–DN80: у FBG это патрубки 50×32, 40×40, 50×50, 65×65 и 80×80 мм, у FBT — 32×32, 40×40, 50×50, 65×65 и 80×80 мм. Остальные числа в обозначении отвечают за гидравлику: FBG40-20F-250 — это DN40, максимальный напор 20 м и монтажная длина 250 мм, а подача у него 14,4 м³/ч при мощности 1,5 кВт.

Практический порядок замены в теплосети получается такой: сняли старый насос, замерили расстояние между привалочными плоскостями фланцев, нашли в ряду FANCY типоразмер с той же длиной и тем же DN, и только после этого сверили подачу и напор с расчётом контура. Если рабочая точка не попадает в нужную длину, дешевле поменять схему обвязки, чем каждый год возвращаться к переваренному участку. Подробнее узел разобран на странице применения для индивидуальных тепловых пунктов.

Линейные насосы FTD в теплосети: врезка в разрыв трубы без фундамента

У линейного насоса всасывающий и напорный патрубки лежат на одной оси, поэтому агрегат встраивается в трубопровод как арматура — отдельный фундамент и разворот линии не нужны. Для реконструкции теплового пункта, где свободного места нет вовсе, это решающий довод. FANCY FTD — самый широкий ряд для теплосети в линейке: 114 типоразмеров с подачей 8–900 м³/ч, напором 12,8–86,7 м и мощностью 0,75–200 кВт, патрубки от DN32 до DN300, масса от 34 до 2069 кг.

Уплотнение FTD завод раскрывает полностью: пара графит — карбид кремния с эластомером Viton, вода и смеси этиленгликоля или пропиленгликоля концентрацией до 50 %, температура до +120 °C. Для независимых контуров теплосети, которые зимой могут остыть, это принципиально: обычный каучук NBR в гликоле разбухает и начинает подтекать за сезон. Корпус насоса чугунный с катафорезным покрытием, вал из нержавеющей стали AISI 304, рабочее колесо чугунное, нержавеющее исполнение AISI 304 доступно с надбавкой 15 % к цене. Защита двигателя IP 55, класс изоляции F, рабочее давление корпуса 16 бар.

Вес линейного насоса ложится на трубопровод, и это ограничение обсуждают до монтажа. Типоразмеры группы FTD200 поставляются с плитой-основанием в стоимости, а у моделей от FTD100-40G/2 до FTD150-50/4 и у FTD100-33/2 и ниже плита идёт отдельной доплатой к прайсу. Простое правило: тяжёлый линейный агрегат в теплосети ставят на опору, а не подвешивают на сварные швы магистрали.

Смесительный узел теплосети: переменный расход и форма кривой Q-H

Смесительный узел подмешивает воду из обратного трубопровода в подающий, снижая температуру в контуре тёплого пола, калорифера вентиляции или отдельной ветки отопления. Насос здесь работает на переменном расходе: клапаны у потребителей прикрываются и открываются в течение суток, и рабочая точка ползёт по кривой. Значит, выбирают не максимальный напор, а пологую характеристику — такую, где смещение расхода мало меняет давление в контуре.

Для этого узла тепловой сети берут те же фланцевые серии, что и на циркуляцию здания. У FANCY FBT пологую кривую даёт сама конструкция с мокрым ротором, а три скорости позволяют сдвинуть характеристику целиком, а не подрезать её задвижкой: типоразмер FBT80-6/4F-360 работает на 1450 об/мин и даёт 50 м³/ч при напоре 5 м и мощности 0,78 кВт — это единственная модель ряда с четырёхполюсным двигателем. Для контура большего объёма ту же роль выполняет FANCY FTD с подачей от 8 м³/ч в младших типоразмерах.

Дросселирование задвижкой в смесительном узле теплосети работает, но стоит денег каждый час. Центробежный насос при снижении оборотов снижает потребляемую мощность примерно как куб частоты вращения, тогда как прикрытая задвижка просто гасит лишний напор в тепло. Двигатели FANCY YE3 совместимы с частотным приводом без замены гидравлической части, поэтому перевод узла на регулирование оборотами не требует нового насоса.

Температура теплоносителя и материалы: что ограничивает насос в тепловой сети

Предел по температуре в насосе для тепловой сети задаёт не корпус, а уплотнение и подшипники. У циркуляционных FANCY FBG и FBT с мокрым ротором граница проходит по +110 °C; у линейных FTD предел выше: прайс-лист завода называет для уплотнения с Viton температуру до +120 °C. Многоступенчатые CDL, CDM, CHL, CM и MHI работают в диапазоне от −10 до +120 °C, что покрывает и горячий теплоноситель подающей линии, и холодную воду подпитки из водопровода зимой.

Проточная часть в сериях для теплосети сделана из двух групп материалов. Консольные FSM, FSM4, FST и FST4 — чугунные: корпус с катафорезным покрытием, закрытое колесо из чугуна, вал из хромированной стали, механическое уплотнение Carbon-SiC-NBR. Нержавеющее колесо AISI 304 в этих рядах доступно с надбавкой 8 % к цене. Многоступенчатые MHI, CDL и CDM целиком нержавеющие — корпус, колёса, диффузоры и вал из AISI 304. Характеристики перекачиваемой жидкости необходимо сверить с паспортом до заказа: сетевая вода с окалиной и накипью работает по чугунному колесу иначе, чем подготовленный теплоноситель закрытого контура.

Когда теплоноситель химически активнее обычной сетевой воды — например, в технологическом контуре с конденсатом, — берут нержавеющую консольную FANCY FZ: подача 12–320 м³/ч, напор до 72 м, мощность 1,1–90 кВт, корпус и вал из AISI 304 или AISI 316, уплотнение SiC/Carbon/Viton, стандартное исполнение на 120 °C при давлении корпуса 16 бар. Отдельная подборка серий под такую среду собрана на странице насосов для горячей воды.

Замена двигателя на действующем агрегате тепловой сети

Гидравлическая часть насоса переживает несколько двигателей — это обычная ситуация на теплосети, где агрегат наработал десятки тысяч часов, а колесо и корпус остались в порядке. Менять весь узел в таком случае незачем. FANCY поставляет электродвигатели YE3 отдельной позицией: 49 типоразмеров мощностью 0,55–315 кВт, напряжение 380 В, частота 50 Гц, защита IP 55, класс изоляции F, масса от 19 до 2037 кг.

Ряд разделён по числу полюсов: 24 двухполюсных типоразмера на 2900 об/мин начинаются с 0,75 кВт, 25 четырёхполюсных на 1450 об/мин — с 0,55 кВт. Исполнение B3 — на лапах, под муфтовое соединение с рамным насосом; B5 — фланцевое, под моноблочную компоновку. Класс энергоэффективности IE3 определён по ГОСТ IEC 60034-30-1-2016 «Машины электрические вращающиеся. Часть 30-1», и на круглосуточной работе сетевого насоса разница в один-два процента КПД возвращается счетами за электроэнергию.

Подбирают двигатель по пяти величинам сразу: мощность, обороты, напряжение, исполнение и высота оси вращения. Совпадение только по киловаттам не гарантирует, что привод встанет на раму — это самая частая ошибка при заказе замены для тепловой сети. Работает такая замена только на рамных агрегатах FSM и FSM4 со свободным концом вала: у моноблочных FST и FST4 колесо посажено на вал двигателя, и там меняют насос целиком.

Диагностика и контроль насоса теплосети: датчики в подшипниковых опорах

Сетевой насос тепловой сети выходит из строя не мгновенно — сначала растёт вибрация и температура подшипниковой опоры. Для ответственных объектов у консольных серий FANCY FSM и FANCY FSM4 предусмотрена заводская опция: датчик температуры и датчик вибрации в каждый подшипник насосной части, две штуки на агрегат, с доплатой к цене насоса. Это не автоматика управления, а исходные данные для обслуживания по состоянию.

Ценность такой опции в теплосети измеряется не стоимостью насоса, а стоимостью простоя. Остановка сетевого агрегата в январе — это отключение квартала от отопления, и разница между плановой заменой подшипника летом и аварийным ремонтом в мороз несопоставима с ценой двух датчиков. На объектах, где резервной линии нет, такое исполнение заказывают сразу.

Остальная часть контроля лежит на щите: защита двигателя от перегрузки отключает агрегат раньше, чем перегреется обмотка класса F. Для насосов FANCY с защитой IP 55 — FST, FTD, CDL, CDM, MHI и двигателей YE3 — нормальная эксплуатация предполагает установку в помещении насосной без прямого попадания воды на корпус двигателя.

Какую серию FANCY ставить в узел тепловой сети

Узел теплосети определяет компоновку, а типоразмер внутри серии подбирают по кривой Q-H на странице модели. Диапазоны в таблице — паспортные, снятые заводом-изготовителем на воде. Одиннадцать строк ниже закрывают цепочку от источника тепла до контура здания, включая вспомогательное оборудование теплового пункта.

Если объект шире одной теплотрассы — например, тот же узел обслуживает и отопление здания, и горячее водоснабжение, — посмотрите подборки для котельных, систем отопления и горячего водоснабжения: часть типоразмеров пересекается напрямую.

Типичные ошибки при подборе насосов для тепловых сетей

Первая ошибка — подбирать насос теплосети по одной паспортной цифре напора. Максимум характеристики стоит в точке нулевого расхода, где насос не работает никогда; сравнивать серии нужно по рабочей точке на кривой Q-H, а разброс между FSM 40-250/110 с 27 м³/ч при 63,5 м и FSM4 100-250/110 с 140 м³/ч при 19,7 м показывает цену такой ошибки — мощность у обоих одинаковая, 11 кВт.

Вторая — заказывать замену, не замерив монтажную длину. У FANCY FBG и FBT ряд длин фиксированный: 220, 250, 280, 300, 340 и 360 мм, и промежуточных значений в нём нет. Третья — ставить насос с мокрым ротором в контур, который не промыли после сварки: у FBG и FBT подшипники смазываются самим теплоносителем, и окалина работает по ним как абразив. Грязевик перед насосом в теплосети обязателен.

Четвёртая ошибка — брать быстроходное исполнение на 2900 об/мин туда, где агрегат работает круглосуточно весь сезон. Тихоходные FSM4 и FST4 на 1450 об/мин крупнее и дороже, но разница возвращается ресурсом проточной части. Пятая — менять двигатель «по киловаттам»: у YE3 в ряду 49 типоразмеров, и совпадение мощности без совпадения оборотов, исполнения B3 или B5 и высоты оси вращения означает, что привод на раму не встанет. Шестая — считать СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» отменённым и игнорировать его расчётные методики: документ формально действует, хотя основным нормативом по тепловым сетям давно служит СП 124.13330.2012.

Поставка, гарантия и наличие насосов FANCY для тепловых сетей

Насосы FANCY для тепловых сетей поставляются с гарантией 12 месяцев с даты продажи при соблюдении паспортных условий эксплуатации — подобранной рабочей точки, допустимой температуры теплоносителя и наличия грязевика перед насосом. Износ рабочего колеса и уплотнения от работы на воде без фильтрации в гарантию не входит: для контура теплосети с окалиной и накипью это не формальность, а условие обслуживания.

Складская программа по сериям для теплоснабжения меняется, поэтому наличие конкретного типоразмера FSM, FSM4, FST, FST4, FTD, FBG, FBT, MHI и двигателей YE3 подтверждает менеджер на момент заказа. Позиции со склада при оплате в течение дня передаются в транспортную компанию в тот же день и уходят в любую точку России. Под замену в действующей тепловой сети присылайте марку снятого насоса и замеры обвязки — по монтажной длине, диаметру фланца и рабочей точке подберём типоразмер FANCY, который встанет без переделки трубопровода.