Электрические погружные насосы: принцип работы, преимущества и применение

В отличие от других многоступенчатых насосов, электрический погружной насос погружается в перекачиваемую жидкость, а не устанавливается отдельно. Для этого корпус из прочного чугуна с эпоксидным покрытием снаружи.

Корпус защищает от коррозии и износа жидкостью. Поскольку насос работает от электричества, он оснащен специальными кабелями для работы во влажной среде.

Обычно жидкость покоится, но для ее транспортировки нужна внешняя сила — поэтому существуют многоступенчатые насосы. Насосы наземного монтажа устанавливаются рядом с обслуживаемым объектом, что ограничивает размещение. Погружной насос устанавливается прямо в жидкости — не только работает, но и «отдыхает» в ней без предварительного заполнения (самозасасывание), так как гидравлическое давление жидкости само подает её в насос.

Конструкция электрического погружного насоса

Наружно — цилиндр компактных габаритов. Внутри (сверху вниз): головка, соединенная с валом насоса (удерживает и подает жидкость), верхний подшипник, несколько рабочих колес (импеллеров) и диффузоров, образующих ступени, и нижний подшипник. Вокруг всего — оболочка, герметично защищающая компоненты и формирующая герметичный двигатель, блок-сопряженный с насосом.

Принцип работы

У наземных многоступенчатых насосов источник жидкости — всасывающий патрубок, засасывающий жидкость собственной силой. Погружной насос находится в жидкости — жидкость подается в него гидростатическим давлением.

То есть насос работает по принципу вытеснения (проталкивания), а не всасывания — согласно гидродинамическому принципу.

Жидкость проталкивается в насос снизу, импеллеры и диффузоры вращаются от механического привода, переносят жидкость через вал и верхний подшипник к головке. Затем прессованная жидкость вытесняется из насоса для дальнейшего использования.

Особенности и преимущества

• Не требует закачки (самозасасывание) — автоматически получает жидкость за счет давления среды. Нет ручной подготовки к пуску.
• Энергоэффективен — погружен в жидкость, работает по гидродинамике. Не тратит энергию на всасывание, в отличие от наземных насосов.
• Никогда не перегревается — импеллеры на высоких оборотах выделяют тепло. Наземные насосы нуждаются в внешних системах охлаждения. Погружной охлаждается окружающей жидкостью — перегрев исключен.
• Эффективен комплексно — сумма трех факторов снижает затраты на эксплуатацию, энергию, системы охлаждения. Низкие издержки, высокий КПД.
• Многообразие применений — особенно нефтегазовая отрасль. Открытый ротор позволяет работать с сточными водами (камни, мусор, волокна) без заторов. Подходит для очистки сточных вод, дренажа. Режим работы с мутными потоками — для д्रेजовых работ. Установка на судах — для подкачки воды и разгрузки барж.
• Высокотемпературные и высоконапорные условия — применение в нефтегазе доказывает устойчивость к экстремальным условиям. Нефть и газ легковоспламеняемы, но погружной насос безопасен: нет внешних источников зажигания при высоких скоростях.

Есть ли недостатки?

Погружные насосы обладают множеством практических преимуществ. Погружение предотвращает кавитацию (разрушение от скачков давления), так как гидростатическое давление стабилизирует режим.

Однако: установка в глубоких скважинах/море затрудняет извлечение для осмотра и ТО до поломки. Нахождение в агрессивной среде неизбежно ведет к коррозии. Решают коррозионно-стойкими материалами — но они дороже обычных. Поэтому выбор погружного насоса требует взвешивания плюсов и минусов для конкретной задачи.