Фундаменты насосов
Фундамент под насосный агрегат — это ключевой элемент, обеспечивающий стабильную и надёжную работу насосного оборудования. Он состоит из основания, подушки и соединительной секции, образуя единый узел поддержки всего насоса. Соблюдение строгих правил изготовления фундамента гарантирует нормальную работу насоса и сохраняет официальную гарантию производителя. В противном случае гарантия может быть аннулирована, и ремонт придётся осуществлять за собственные средства.
Правильный расчёт системы виброизоляции фундамента насоса позволяет существенно снизить уровень вибраций, передаваемых на несущие конструкции здания. Это не только продлевает срок службы оборудования, но и уменьшает уровни структурного шума в жилых и общественных помещениях, расположенных вблизи насосной установки.
Особенности работы насосов в различных сферах
Насосы — неотъемлемая часть инженерных систем в жилых и промышленных зданиях, а также ключевой элемент в энергетической отрасли, особенно на тепловых и атомных станциях. Их стабильная и эффективная работа напрямую зависит от правильного расчёта и проектирования фундаментов, на которых они установлены.
Насосы в жилых зданиях и сооружениях
- Водоснабжение и канализация: Обеспечивают подачу воды и отвод стоков в многоквартирных домах и офисных зданиях.
- Отопительные системы: Циркуляционные насосы обеспечивают равномерное распределение тепла по всему зданию.
Насосы в промышленных зданиях
- Технологические процессы: Используются для перекачки различных жидкостей и газов в производственных линиях.
- Охлаждение оборудования: Обеспечивают циркуляцию охлаждающей жидкости для поддержания оптимальной температуры оборудования.
Специализированные циркуляционные насосы для тепловых и атомных станций
- Тепловые электростанции (ТЭС): Насосы обеспечивают циркуляцию воды и пара, необходимые для выработки электроэнергии.
- Атомные электростанции (АЭС): Циркуляционные насосы играют критическую роль в системах охлаждения реактора и безопасности станции.
Возникающие нагрузки и режимы работы
Насосы подвержены различным видам нагрузок, которые необходимо учитывать при проектировании фундаментов:
- Статические нагрузки: Собственный вес насоса, трубопроводов и вспомогательного оборудования.
- Динамические нагрузки:
- Вибрации: Возникают из-за вращения рабочих колес и неуравновешенности роторов.
- Гидравлические удары: Внезапные изменения давления в системе при пуске или остановке насоса.
- Пульсации давления: Колебания давления в системе, влияющие на стабильность работы насоса.
- Тепловые нагрузки: Расширение материалов из-за температурных изменений, особенно актуально для насосов на ТЭС и АЭС.
Режимы работы насосов:
- Постоянный режим: Насос работает непрерывно с постоянной нагрузкой.
- Переменный режим: Насос включается и выключается в зависимости от потребностей системы.
- Аварийный режим: Непредвиденные условия, требующие особого внимания при проектировании фундамента.
Воздействие динамической работы на фундаменты
Динамические нагрузки могут привести к:
- Усталостным деформациям: Постепенное разрушение материалов фундамента из-за постоянных вибраций.
- Неравномерным осадкам: Приводят к перекосам и нарушению соосности оборудования.
- Передаче вибраций на здание: Вызывает дискомфорт для жителей и сотрудников, а также может повредить другие конструкции.
Требования к фундаментам под насосы
- Поглощение вибраций и ударов: Фундамент должен эффективно гасить вибрации, удары и деформации, возникающие в процессе эксплуатации насоса.
- Прочность и стабильность: Например, компания Grundfos рекомендует устанавливать насос на ровном бетонном основании с высокой несущей способностью для обеспечения стабильной работы. Масса фундамента должна быть не менее чем в 2 раза больше массы насоса, а его размеры — не менее чем на 100 мм больше рамы-основания по ширине и длине.
- Использование качественных материалов: Для строительства фундаментов насосных агрегатов используют железобетон (стальная сетка в 1 или 2 ряда, по расчёту) класса по прочности на сжатие не ниже В20. Для повышения демпфирующих свойств вводят фибру (не менее 4% по массе), резиновую или свинцовую дробь.
- Виброизоляция: Необходимо минимизировать передачу вибраций на окружающие конструкции. Зачастую фундаменты насосов выполняют в виде массивных блоков, опирающихся на слой вибродемпфирующего материала типа EcoDyn или на пружинные виброизоляторы типа DynStab CSI или BVI - в зависимости от нагрузки. При групповой установке насосного оборудования применяют плавающие виброизолированные основания с виброизоляторами DynStab FS.
- Глубина заложения: Зависит от расположения трубопроводов и глубины промерзания грунта. Обычно составляет около 0,5 метра, но в глинистых почвах может достигать 1,25–1,5 метров. Над уровнем пола фундамент должен возвышаться на 15–20 см.
- Долговечность: Материалы и конструкция фундамента должны сохранять свои свойства на протяжении всего срока эксплуатации насоса.
- Конструктивные особенности:
- Разрывы между плитами: Необходимы для отдельных агрегатов, чтобы предотвратить передачу вибраций.
- Осадочные швы: Обеспечивают компенсацию возможных деформаций в местах соприкосновения с полом.
- Дренажные системы: Установка бортиков, трубок и желобков для сбора просочившейся воды.
- Податливость подводов: Жёсткость элементов питания насосов, подающих и отводящих магистралей должна учитываться при вертикальных и горизонтальных перемещениях фундамента без возможности возникновения опасных деформаций.
Ошибки в проектировании
![]() |
![]() |
На изображениях представлены два варианта устройства фундамента под насос:
- Неправильная установка (левое изображение): Насос установлен на гибкий фундамент, что приводит к колебаниям и дополнительной вибрации в местах крепления. Это увеличивает нагрузку на опорные элементы валов и крыльчаток, приводя к их преждевременному выходу из строя.
- Правильная установка (правое изображение): Плита-основание насоса имеет опору по всей поверхности, что обеспечивает стабильность и снижает вибрации. В некоторых случаях рекомендуется установка дополнительных виброизолирующих элементов для дополнительной защиты.
Состав задания на проектирование
Расчёт и проектирование фундаментов под насосы выполняется с применением действующих нормативных документов, таких как СП 26.13330.2012 "Фундаменты машин с динамическими нагрузками" и СП 51.13330.2011 "Защита от шума", а также с учётом рекомендаций производителей насосов (Grundfos, Wilo и др.).
Для точного расчёта и проектирования необходимо предоставить следующую информацию:
-
Тип насоса:
- Вертикальный, горизонтальный или устанавливаемый на трубопроводе.
- Характеристики рабочего органа: число лопаток, характеристики редуктора (при наличии), тип подшипников и т.д.
-
Технические характеристики:
- Мощность и рабочая частота насоса.
- Циклограмма работы (режимы запуска, остановки, нагрузки).
-
Габаритные параметры:
- Вес и размеры насоса.
- Вес и чертёж рамы под насос с указанием её габаритных параметров.
-
Акустические и вибрационные данные:
- Уровень излучаемой звуковой мощности (в октавных полосах).
- Уровень вибрации на опорах насоса (в октавных полосах).
Если каких-либо параметров не хватает, наши специалисты готовы выехать на объект и провести необходимые измерения на вашем оборудовании или на аналогичном объекте.
Общие принципы проектирования фундаментов
-
Инженерно-геологические изыскания:
- Анализ грунтов: Определение несущей способности и устойчивости грунта.
- Уровень грунтовых вод: Важен для выбора конструкции фундамента.
-
Расчёт нагрузок:
- Статический расчёт: Учитывает вес оборудования и постоянные нагрузки.
- Динамический анализ: Моделирование вибраций и пульсаций, возникающих при работе насоса.
-
Выбор типа фундамента:
- Массивный фундамент: Для крупных насосов с высокой мощностью.
- Свайный фундамент: При слабых грунтах или высоком уровне грунтовых вод.
- Фундаменты с виброизоляцией: Использование демпфирующих материалов для гашения вибраций.
-
Конструктивные решения:
- Армирование: Усиление конструкции для повышения прочности.
- Демпфирующие элементы: Специальные прокладки и материалы для снижения вибраций.
- Деформационные швы: Для компенсации тепловых расширений.
-
Соблюдение нормативных требований:
- СП 26.13330.2012: "Фундаменты машин с динамическими нагрузками".
- СП 51.13330.2011: "Защита от шума".
- Рекомендации производителей насосов: Например, Grundfos, Wilo и др.
Наши услуги
-
Измерения и анализ:
- Проведение измерений уровня вибрации и шума.
- Анализ полученных данных и разработка рекомендаций.
-
Расчёт и проектирование:
- Статические и динамические расчёты фундаментов.
- Разработка проектной документации и чертежей.
-
Разработка систем виброизоляции:
- Подбор и установка виброизолирующих элементов.
- Оптимизация конструкции для снижения вибраций и шума.
-
Авторский надзор и сопровождение:
- Контроль соответствия строительства проекту.
- Консультации на всех этапах реализации проекта.
Сделать заказ или задать интересующие Вас вопросы вы можете по форме.