Экономическая эффективность от обновления насосного парка в ЖКХ

Илюхин Ю.Б. – технический директор НПП «Насосы и Уплотнения» 

Любин Я.Л. канд. техн. наук, ст. научный сотрудник НПП «Насосы и Уплотнения» 

     В жилищно-коммунальном хозяйстве самый большой парк консольных насосов для холодной и горячей воды. Это в большинстве чугунные насосы с сальниковым уплотнением валов – самые простые, а значит и дешевые. Принято считать, что для их обслуживания не требуется персонал высокой квалификации.

     Но дешевизна на стадии закупки насосного оборудования чаще всего оборачивается большими расходами в его эксплуатации.

     Известно, что общие затраты на насос можно описать простой формулой: 

     В этой формуле: 

Сн – стоимость насоса и его монтаж на месте эксплуатации;

е – стоимость 1 кВт энергии;

Qi – подача насоса на каждом режиме;

Hi – напор, создаваемый насосом на каждом режиме;

ti - продолжительность i-того режима эксплуатации;

η – общий к.п.д. насоса на каждом режиме;

Собс. – суммарные расходы на обслуживание одного насоса за время эксплуатации;

Срем. – суммарные расходы на ремонтные работы и стоимость расходных материалов за время эксплуатации;  

       При покупке насоса преобладает стремление приобрести насос как можно дешевле. Потому что это явные расходы и очевидная экономия. Все остальные составляющие – скрыты. Они суммируются с другими, не имеющими отношение к эксплуатации насосов расходами, растворяются в них.

     В Германии экономисты при подконтрольной эксплуатации все же сумели выделить все составные части затрат на насосы в жилищно-коммунальном хозяйстве (Mullr R., Mann H. Wirtschaftliche Aspekte bei der Auswahl von Pumpen. Ein Vergleich der Gesammtbetriebkosten verschiedener Baukosten. Pumpentagumg 1996).

      Результаты этих исследований приведены в графике (рис.1)

 Рис.1 Сравнительные затраты на насосы с сальниковой набивкой и торцовыми уплотнениями

       Отсюда следует, что закупочные цены на насосы с торцовым уплотнением на 25% выше, чем с сальниковой набивкой. Потребление электроэнергии на 7% ниже за счет меньших потерь на трение. Объем обслуживания насосов с торцовым уплотнением в 30 раз меньше и ограничивается проверкой корпуса уплотнения на нагрев и подводом затворной воды в насосах, перекачивающих горячую воду. Такой подвод зафиксирован в 40% насосов. Остальные работают без затворной жидкости. Ремонт насосов с торцовым уплотнением требует затрат на дорогие комплектующие и более высокую квалификацию обслуживающего персонала. Но большой объем обслуживания, несмотря на дешевые набивки, делает сальниковый вариант более затратным.

        В расчете не учтены потери энергии, которые нередко возникают, если набивка пережата.

    При этом надо иметь в виду немецкую аккуратность, и, как следствие, более тщательную затяжку. И приходится сознавать, что показатели затрат у нас значительно выше из-за низкой культуры обслуживания и ремонта.

    Таким образом, при всех условиях расходы на эксплуатацию насоса с торцовыми уплотнениями на 32% меньше по сравнению с затратами на насос с сальниковой набивкой.

    Все это постепенно, хотя и в замедленном темпе, подводит пользователей к пониманию экономических преимуществ применения торцовых уплотнений.

    Этому способствуют и такие передовые насосостроительные предприятия как Щелковский завод «ЭНА», который несколько лет назад стал широко применять торцовые уплотнения английской фирмы «Джон Крейн». Эти уплотнения своевременно и без ограничений поставляет ему НПП «Насосы и Уплотнения».

     На рис.2 изображено самое распространенное и достаточно дешевое уплотнение типа Т2100. В составе уплотнения два кольца (1) из силицированного графита или из карбида кремния и керамики. Сильфоны (2) изготавливаются из фторкаучука, этиленпропиленового или нитрильного каучука. Материалы подбираются в зависимости от условий эксплуатации и характера перекачиваемой жидкости. 

Рис. 2 Торцовое уплотнение Т2100 

     Материалы колец проходят специальную технологическую обработку. Например, карбид кремния подвергается керамической фильтрации. Затем химически связанный карбид и элементарныq углерод при высокой температуре насыщается жидким кремнием. Пары уплотняются. Наконец, для повышения стойкости к испарению в материал вводится графит в качестве сухой смазки. Создается композиция Si-SiC-C (A.Lyne, G.Rinn, G.Wahl “Werkstoffe fur Hart/Weich Paarungen in Gleichringdichtungen. Pumpentagung/ Karlsruhe, 1996).

     В последнее время расширяется применение цельнокорпусных уплотнений «картридж» (рис.3). Они чрезвычайно быстро и просто монтируются в насосах: втулка надевается на вал в сборе с уплотнительной частью и корпусом. Затем корпус фиксируется на задней крышке насоса. Уплотнение целиком собирается на заводеизготовителе. Там взаимное положение контактных поверхностей, колец проверяются на плотность прилегания и их перпендикулярность к оси вращения точными, в том числе лазерными, приборами. Затем уплотнение в сборе испытывается на герметичность.

 Рис. 3 Варианты уплотнения картридж 

     Поэтому при установке в насос «рихтовка» или разборка не допускается. Если по условиям эксплуатации требуется, подводится затворная жидкость. Уплотнения могут быть одинарными, как показано на рис. 3, или двойными.

     На рис. 3 показаны варианты уплотнительной части. Важно отметить, что неподвижное кольцо вместе с упругим элементом зафиксировано в корпусе. Оно имеет свободу угловых и осевых микроперемещений. Это обеспечивает контакт по всей уплотнительной поверхности обоих уплотнительных колец. Упругий элемент (пружина, сильфон) находятся в сухой части уплотнительной камеры. Это увеличивает его долговечность. Вместе с тем, благодаря расположению в неподвижной части он не подвержен вибрации от вращения и воздействию центробежных сил. Контакт уплотнительных поверхностей более устойчив. Уменьшаются дисковые потери.

      Важно отметить, что все эти и много других типов торцовых уплотнений производит одна фирма «Джон Крейн», Англия, а распространяет их в странах СНГ через НПП «Насосы и Уплотнения».

     Было бы целесообразно в соответствующем разделе Программы по развитию жилищно-коммунального хозяйства предусмотреть переход на более современные насосы, которые комплектуются торцовым уплотнением. Это привело бы к весьма ощутимому экономическому эффекту. 

---