Как проверить насос на испытательном стенде.Здравствуйте уважаемые читатели «Сан Самыча». Довольно распространенной проблемой при нарушениях в работе системы водоснабжения является невозможность точно установить причину снижения параметров системы. То ли виновата всасывающая линия, которая по какой-то причине не может или не хочет давать насосу больше воды. А может проблема в источнике водоснабжения, который в силу ряда причин не может обеспечить систему достаточным количеством воды. Или причина в самом насосе, который из-за возраста, качества воды или условий эксплуатации снизил свою напорно-расходную характеристику.

Чтобы подтвердить или исключить из возможных причин «болезнь сердца» системы – насос, я советовал (и советую) проверять насос на испытательном стенде. И сразу же сталкивался с непониманием или недопониманием реальной простоты предлагаемой мною проверки. Почему то грозные слова — «испытательный стенд» — у многих вызывают шок и ступор, и включают ассоциации чего-то запредельно сложного и заумного.
На самом деле все просто. И эта статья призвана подтвердить это. Посему, дальше речь пойдет об испытательных стендах для насосов, как их сделать, и какую информацию с их помощью можно узнать.

Классика жанра: стенд «Из ведра в ведро»

Классический стенд «Из ведра в ведро» позволяет полностью снять реальные характеристики испытываемого насоса с точностью ограниченной лишь точностью приборов, используемых при этом. Под приборами я подразумеваю:
1. Манометр, который обычно присутствует в автоматике насосных станций.
2. Секундомер, присутствующий практически во всех мобильных телефонах.
3. Емкость известного объема. Это может быть обычная стеклянная банка, объем которой известен (литр-два-три), или контейнер из-под майонеза. Да хоть обычная кружка или стакан, главное чтобы вы знали его объем. Естественно, что чем больше емкость, тем точнее будет результат.
В большинстве случаев этого достаточно, чтобы поставить точный «диагноз» вашему насосу.
Смешное название вовсе не означает, что для испытаний обязательно брать ведро. Я, например, чаще использую 200-литровую бочку, стоящую у меня для сбора дождевой воды (получается «Из бочки в бочку»). Знакомый, притащив насос прямо на работу, не нашел ничего, кроме эмалированного тазика литров на 15. И за полчаса собрал стенд «Из тазика в тазик», с помощью которого снял характеристики насоса и отрегулировал автоматику. Так что для стенда подойдет любая емкость, объем которой превышает объем корпуса насоса хотя бы в два-три раза, лучше – больше.

Собираем схему испытательного стенда

sxema-stenda2Гидравлическая схема любого испытательного стенда должна включать в себя:
1. Всасывающую линию.
2. Напорную линию, которая будет сбрасывать воду в ту же емкость, из которой насос забирает воду.
3. Манометр на напорной линии для контроля давления. Он должен быть исправен и проверен хотя бы элементарным способом по показаниям нуля при отсутствии давления.
4. Кран или вентиль, устанавливаемый после манометра, для изменения расхода воды через насос.
Следующие элементы гидравлической схемы не являются обязательными:
1. Обратный клапан на всасывающей линии. Если он есть – хорошо. Это облегчит пуск насоса. Если его нет – ну что ж, немного помучившись, насос можно запустить и без него. В этом сможет помочь элементарный гидрозатвор, согнутый из всасывающей трубы или шланга. Тем более что «мучиться» придется только один раз при первом пуске насоса.
2. Гидроаккумулятор (ГА).
Лучше конечно вовсе без него. Поставить заглушку на место его подключения к пятиточечному коллектору или блоку автоматики и все. Однако, в некоторых насосных станциях манометр с автоматикой «висят» на входе в ГА. И, чтобы поменьше перекручивать соединений, придется включать ГА в схему стенда. Как следствие, объем емкости с водой для стенда должен быть больше на величину объема ГА (ведра будет маловато).
Для настройки же автоматики с помощью стенда – без ГА и без обратного клапана, увы, не обойтись.
3. Емкость с водой.
Да, как это ни парадоксально, но емкость с водой, из которой насос будет брать воду и в которую же будет её сбрасывать при испытаниях, не является обязательным элементом схемы. В некоторых случаях, когда вам не нужно снимать расходные характеристики насоса, а достаточно узнать максимально возможный напор побывавшего в какой-либо передряге насоса, чтобы убедиться в его работоспособности или отсутствии таковой, емкость вовсе не обязательна. Достаточно иметь всасывающую линию трубой диаметром побольше и подлиньше, чтобы объем воды в ней был равен или немного превышал объем корпуса насоса.
Признаюсь, это не всегда возможно, но замечательно работает при проверке насосов с небольшим корпусом, например, вихревых.
Электрическая схема зависит от цели испытаний. Если целью является проверка и снятие расходно-напорной характеристики насоса, то автоматику в таком случае лучше исключить из схемы, подключив насос напрямую к проводу питания станции. Элементарная переброска проводов контактной группы в механических реле давления.
Если же вам нужно настроить автоматику в нормальных человеческих условиях, а, не согнувшись в «три погибели» и подсвечивая себе фонариком, зажатым в зубах (знаем, было дело), тогда схему включения насоса изменять не стоит.
Добавлю, что для пущей чистоты эксперимента насос должен находиться на одном уровне с зеркалом воды в емкости. Хотя, если уровни все же будут отличаться на 20-30 см, большой ошибки не будет. Обычно в случае использования действительно наполненного водой ведра при испытании насосной станции стандартной компоновки — насос, закрепленный на ГА — разница в уровнях не превышает 10 см. В других случаях нужно хотя бы приблизительно соблюдать это правило.

Цели и порядок испытаний на стенде

Испытательный стенд для бытовых насосов.

Простенький стенд для проверки вихревого насоса. Даже емкость с водой не нужна.

1. Самое простая и востребованная проверка – это проверка на максимальный напор, создаваемый насосом. Именно в этом случае емкость с водой не обязательна, потому что расход воды через насос при этом минимален. Нужно всего лишь залить и запустить насос, убедиться, что из корпуса насоса вышел весь воздух, немного приоткрыв кран на напоре (не должно быть пузырьков воздуха в струе воды). После этого закрыть кран и запомнить (записать) показания манометра.
Проделав эту процедуру несколько раз и убедившись в постоянстве показаний манометра, можно сравнить эти показания с паспортными или изначальными (т.е. когда насос был новым) и сделать выводы относительно измученности вашего насоса в процессе эксплуатации.
Важный момент. Каждое такое испытание нужно проводить достаточно быстро, чтобы не возникло ситуации «сухого хода», т.е. чтобы вода в насосе не успела нагреться до высоких температур из-за отсутствия протока через насос. Получается, что на все про все: включить насос, убедиться, что он поднимает давление, выпустить оставшийся воздух, убедиться в отсутствии воздуха, снять показания манометра, у вас не больше 5 минут. А для эжекторных насосов большой мощности и того меньше, не более 3-х. Критическое время проведения испытаний, после которого могут наступить неприятные последствия, равняется от 7 до 10 минут в зависимости от мощности насоса.
Если у вас не получается провернуть это дело так быстро, тогда нужно либо ждать, пока вода в насосе и сам насос остынут, либо пропустить через насос некоторое количество воды для его охлаждения (без емкости так уже не сделать).
2. Следующая проверка, осуществляемая с помощью стенда, это снятие полной реальной расходно-напорной характеристики насоса. Делается это следующим образом:
1. Включаем насос и делаем предыдущую проверку на максимальный напор.
2. Приоткрываем кран на напоре насоса и «сажаем» давление в насосе на определенную величину, обычно это 0,2 атм. Убедившись, что давление стабильно, с помощью мерной емкости и секундомера измеряем расход воды через насос при этом давлении. Т.е. заполняем мерную емкость из напорной линии, засекая при этом время заполнения. Записываем показания.
Если есть желание, можете сразу перевести свои «банки за 27 секунд» в удобоваримые и понятные «литры в минуту» или «кубометры в час». Хотя это можно сделать и потом, при анализе показаний.
3. Проделываем предыдущий пункт, пока манометр не покажет 0 атм. или не перестанет падать, т.е. до полного открытия крана на напоре насоса.
4. Желательно снять показания несколько раз, чтобы уменьшить вероятность ошибок. Достаточно двух-трех раз.
В результате должна получиться таблица, где каждому давлению в насосе соответствует определенный расход. И теперь уже дело вкуса, как использовать эти данные. Можно так и оставить в табличной форме. Можно построить по этим данным график (предпочитаю графическую форму, она наглядней). Имея обновленные данные, можно скорректировать гидравлический расчет для вашей системы, изменить настройки или часть системы, например, поменять некоторые участки на трубы большего диаметра.
При анализе данных и сравнении их с указанными в инструкции к насосу (или предыдущими) следует обратить внимание на равномерность расхождения расходно-напорных характеристик, т.е. графики должны быть параллельными. Это будет говорить о нормальном постепенном износе деталей насоса. В случае же, когда при определенных давлениях расход через насос сильно отличается от положенных, так сказать выходит из параллели, можно сделать вывод о некоторых нехороших тенденциях. Например, о снижении мощности электродвигателя или о повреждении встроенного эжектора.
3. Еще для чего можно использовать стенд – это для настройки автоматики насосной станции. Особенно это актуально для электронных блоков управления и при последующей установке насосной станции в труднодоступное место.
К сожалению, конкретные действия в этом случае очень сильно зависят как от решаемых задач: настройка порогов срабатывания автоматики, проверка работы защиты от сухого хода и её настройка, так и от самой настраиваемой автоматики, вернее от принципа её действия. Но некоторые общие принципы использования стенда и настройки автоматики все же есть.
Важно не забывать, что работа насосной станции на стенде, это работа практически в идеальных условиях, с минимальными потерями во всасывающей и напорной линиях. Соответственно, при настройках порогов срабатывания по давлению нужно вносить коррективы на величину предварительно рассчитанных потерь во всасывающей трубе. А при настройках по расходу (если такие есть) учитывать гидравлический расчет напорного трубопровода.
При проверке и настройке работы защит от сухого хода на стенде, опять же нельзя забывать о реальных условиях их работы, стараясь моделировать реальные ситуации и контролируя их. Например, при настройке времени срабатывания защиты после прекращения протока воды нужно учитывать взаимное расположение автоматики, насоса и ГА, время заполнения ГА, давление на напоре насоса при этом.
В целом, испытательный стенд – это прекрасный инструмент для проверки и настройки работы насоса и насосной станции.
Да, для проверки придется снять насосную станцию с её «насиженного» места.
Да, возможно придется повозиться, чтобы все открутить, а потом снова прикрутить.
Зато, насос или насосная станция в полном вашем распоряжении, вы можете крутить-вертеть её как хотите, не боясь испортить оборудование вашей системы водоснабжения.
Зато, вы имеете доступ к любой части насосной станции и автоматики.
Зато, вы не будете гадать, почему на выходе из насоса плохой напор. Если с насосом все в порядке, значит нужно искать в другом месте.
Зато, вы можете попробовать любые режимы настройки автоматики и защит насосной станции, не боясь ошибиться и сразу видя результат своих действий.
Делайте выводы, уважаемые читатели «Сан Самыча». Засим, прощаюсь, надеюсь не надолго.

Возможно, Вам будут интересны похожие материалы::

  1. Как запустить насос. Проблема «первого» пуска.  Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Многочисленные Ваши вопросы, связанные с первым пуском или пуском насосной станции после ремонта каких-либо элементов...