Одноступенчатые и многоступенчатые центробежные насосы: что выбрать

Одноступенчатые и многоступенчатые центробежные насосы — это два основных типа насосного оборудования, основанных на одном принципе действия, но отличающихся количеством рабочих колес и конструктивными особенностями. Оба типа используются для перекачивания жидкостей, но их назначение, рабочие характеристики и сферы применения существенно различаются.

Знание различий между одноступенчатыми и многоступенчатыми насосами позволяет правильно подобрать оборудование под конкретные условия эксплуатации — от бытового водоснабжения до промышленных систем высокого давления. Неправильный выбор может привести к перерасходу электроэнергии, быстрому износу оборудования или недостаточному давлению в системе.

Особенности одноступенчатых центробежных насосов

Это тип насоса, в котором вода проходит через одно рабочее колесо (импеллер) для создания напора. Такое оборудование подходит для перекачки чистой или слабозагрязненной жидкости с температурой до +90 °C (вода, промышленные стоки, химические растворы).

Конструкция простая: корпус улиткообразной формы, входной и выходной патрубки, одно рабочее колесо, вал и приводной электродвигатель. Рабочее колесо закреплено на валу и вращается внутри корпуса, создавая центробежную силу.

Принцип действия: вода поступает через всасывающий патрубок в центр вращающегося рабочего колеса. Под действием центробежной силы жидкость разгоняется по лопастям импеллера к наружному краю колеса. Затем она поступает в спиральную камеру (улитку), где кинетическая энергия преобразуется в давление. Жидкость под давлением выходит через нагнетательный патрубок.

Одноступенчатые центробежные насосы применяются в гидравлических системах, где требуется перекачка большого потока при умеренном давлении:

• водоснабжение — подача воды в здания, насосные станции, скважины;
• водоотведение — откачка сточных вод и дренажа;
• отопление и кондиционирование — циркуляция теплоносителя в системах отопления и охлаждения;
• сельское хозяйство — орошение полей и подача воды для животноводческих комплексов;
• промышленность — перекачка жидкостей в химической, пищевой, нефтегазовой отраслях.

Из недостатков можно выделить:

• ограниченный напор — максимальный не превышает 60–100 метров;
• не может создавать самовсасывание — требует заполнения корпуса водой перед запуском
• чувствительность к кавитации;
• не подходят для высоковязких или абразивных жидкостей без специальных модификаций.

Особенности многоступенчатых центробежных насосов

Это насосы, в которых последовательно установлены два и более рабочих колеса (ступени), размещенных на одном валу. Каждое колесо повышает давление жидкости, подавая ее к следующей ступени. Корпус таких насосов цилиндрический или секционный, с рядом камер, через которые проходит жидкость.

По конструкции различают горизонтальные и вертикальные многоступенчатые насосы:

• вертикальные — имеют всасывающий и напорный патрубки, расположенные по одной линии;
• горизонтальные — патрубки расположены перпендикулярно друг другу, имеют резьбовое, а не фланцевое соединение.

Принцип действия: жидкость поступает во входной патрубок и направляется на первое рабочее колесо. Каждое колесо увеличивает напор, но производительность при этом остается постоянной. После последней ступени жидкость выходит через нагнетательный патрубок с высоким давлением.

Многоступенчатый центробежный насос подходит для перекачивания чистой воды или нейтральных сред без абразивных примесей. Работает при температурах до +120 °C, имеет высокий КПД при правильной настройке (точный подбор трубопровода и оборотов, корректный пуск и прокачка).

Недостатки многоступенчатых центробежных насосов:

• чувствительность к загрязнениям — взвеси, абразивные частицы, грязь быстро повреждают рабочие колеса и уплотнения, нарушают балансировку;
• высокие требования к точности установки — необходима тщательная центровка при монтаже, особенно в горизонтальном исполнении (нарушение соосности вала приводит к вибрациям, износу подшипников и уплотнений);
• сложность регулировки без частотника — без частотно-регулируемого привода сложно точно подстроить насос под переменные нагрузки.

Многоступенчатое оборудование используется в сферах, где необходим большой напор при ограниченном расходе:

• системы водоснабжения высотных зданий и башен — подача воды на верхние этажи, где требуется высокий напор из-за большой высоты;
• системы повышения давления (бустерные установки) — стабилизация и увеличение давления жидкости в централизованных или автономных сетях при удаленности от источника;
• котельные и теплоснабжение — перекачка воды в замкнутых системах отопления;
• промышленность — подача технологических жидкостей между уровнями оборудования или резервуарами;
• насосные станции, трубопроводы высокого давления — транспортировка воды или других жидкостей по длинным магистралям с высоким сопротивлением и перепадами высот;
• установки обратного осмоса — создание давления для проталкивания воды через мембраны, фильтрующие соли и примеси;
• бойлерные, системы пожаротушения — поддержания напора воды для стабильной работы систем горячего водоснабжения, внутренних и наружных пожарных линий.