Качать эффективнее. 1/2017. Фото 1

Сколько вложить?

KSB, как и прочим крупным компаниям, необходимо обладать «чувством рынка» и предлагать множество инновационных идей. Только так создаются технологии, гарантирующие успех и устанавливающие стандарты в отрасли. Ежегодно концерн KSB инвестирует более 20 млн евро в научно-исследовательские и опытноконструкторские разработки, современные программы проектирования насосов, испытательные стенды и оборудование для них. Kомпания проводит испытания оборудования на собственных испытательных стендах, причём тестируются как небольшие насосы и установки для инженерных систем, так и гигантские агрегаты, производимые по индивидуальному заказу для больших электростанций.

Например, в 2010 году в городе Франкентале (земля Рейнланд-Пфальц, Германия) был введён в эксплуатацию испытательный стенд для питательных насосов котла приводной мощностью до 50 МВт. Подобные агрегаты находят своё применение на современных высокоэффективных электростанциях со сверхкритическими параметрами. Испытания проводятся при давлении до 500 бар и температуре до 230 °C.

Инженеры-конструкторы KSB постоянно заботятся о повышении гидравлического КПД насосов, который зависит от многих факторов и характеристик, в том числе от конструкции, материалов (шероховатости поверхности), частоты вращения и пр. Компания всегда идёт в ногу со временем, постоянно модернизирует линейку оборудования, улучшая гидравлические характеристики производимых насосов. Для этих целей в процессе проектирования и конструирования используются современные методы трёхмерного математического моделирования гидродинамических потоков в проточной части. Это позволяет не только повысить энергоэффективность, но и сократить эксплуатационные расходы. Инженеры предлагают инновационные разработки в области гидравлики, автоматизации и технологии материалов.

С целью повышения качества материалов специалисты компании сотрудничают с научно-исследовательскими институтами и университетами. С помощью современного химического анализа, а также металлографических и физико-механических методов исследования KSB разрабатывает новые материалы и сплавы.

Большая часть деталей насосных агрегатов и арматуры компании производится и тестируется на собственных литейных производствах концерна в восьми странах мира. Центр разработки сплавов и технологий литья находится на территории завода KSB в баварском городе Пегнице (Германия), где разрабатываются единые стандарты для литых изделий. А соблюдение стандартов качества контролируется лабораториями материаловедения компании.

KSB разработана и запатентована группа инновационных сплавов серии NORI. Они обладают высокой степенью устойчивости к коррозии и износу. Оборудование, изготовленное из этих материалов, демонстрирует высокие производственные показатели в самых тяжёлых эксплуатационных условиях. Например, насосы KWP из высокопрочного материала Noridur DAS (износостойкая дуплексная нержавеющая сталь) успешно применяются на многих электростанциях в мире и в технологических процессах промпредприятий (химических, нефтехимических и нефтегазоперерабатывающих, табл. 1).

Качать эффективнее. 1/2017. Фото 2

Лучшие люди

Исследовательской деятельностью и разработкой новой продукции по всему миру занимаются 440 сотрудников KSB. Их приоритетной задачей является создание надёжного и энергосберегающего оборудования, соответствующего в полной мере требованиям заказчика и специфике объекта, где оно будет эксплуатироваться.

Векторы устремлений

Прежде всего отделы разработок компании нацелены на создание инноваций, связанных с необходимостью повышения энергоэффективных характеристик оборудования. Например, насосы KSB нового поколения имеют усовершенствованную гидравлику, оснащаются высокоэффективными двигателями класса энергоэффективности IE3 или IE4. Безусловно, совершенствуется и сама методика конструирования проточных частей насосов с целью повышения КПД, увеличения срока службы и повышения надёжности.

На волне массового развития средств коммуникации специалисты компании стремятся создать такие возможности, которые упростят управление и контроль работы оборудования, дадут возможность сделать самостоятельную первичную диагностику его работоспособности и профиля нагрузки, с которой оно эксплуатируется. Так, например, новое поколение частотных преобразователей PumpDrive от KSB имеет встроенный модуль беспроводной связи, который позволяет пользователям подключаться к системе и настраивать параметры насоса со своего смартфона через Bluetooth. Приложение упрощает управление и обслуживание, позволяет ускорить процесс ввода насоса в эксплуатацию, а также предоставляет опцию ведения записи данных. В 2015 году концерн KSB представил миру свою новейшую разработку — бесплатное мобильное приложение Sonolyzer для анализа эффективности работы нерегулируемых насосов. Оно позволяет определить степень нагрузки, с которой эксплуатируется нерегулируемый центробежный насос с асинхронным двигателем. Принцип работы приложения Sonolyzer аналогичен тому, как работает интеллектуальный прибор контроля параметров PumpMeter, продажи которого за пять лет составили порядка 30 тыс. единиц.

Существенное отличие заключается в том, что приложение Sonolyzer анализирует работу насосов любых производителей, а не только марки KSB.

На протяжении длительного времени компания KSB сохраняет лидирующие позиции в плане предложения готовых решений глобальных задач. Одним из примеров является система опреснения морской воды на базе насосов высокого давления Multitec RO, открывающая новые перспективы для экономичного и эффективного производства питьевой воды методом обратного осмоса, или, например, запатентованная высокопроизводительная установка подъёма сточных вод с системой отделения твёрдых веществ серии AmaDS3, которая поможет организовать отвод стоков малонаселённых районов, коттеджных посёлков, исторических объектов или объектов особого статуса (замков, дворцов, резиденций), а также гостиниц, больниц, студенческих городков, расположенных в значительном удалении от общей системы канализации, для которых постройка КНС классического типа осложняется географическим расположением, рельефом и прочими строительными ограничениями.

Также примером лидерства может служить предлагаемое KSB решение вопросов электрификации отдалённых районов и сельских местностей путём использования стандартного центробежного насоса, работающего в турбинном режиме (PAT), для получения электроэнергии, что является альтернативой гидротурбинам со значительной экономической выгодой и более высокой экологичностью.

Качать эффективнее. 1/2017. Фото 3

Лучшее - на Aquatherm Moscow 2017

Одна из самых современных разработок компании — высокоэффективный синхронный реактивный двигатель SuPremE, который позволяет реализовать огромный потенциал энергосбережения. Согласно последним данным исследований, данный двигатель имеет ряд неоспоримых преимуществ.

Ещё в 2014 году за его разработку концерн KSB был награждён премией «Вечный двигатель ’2014» (Perpetuum ’2014) в номинации «Энергоэффективность», учреждённой независимой межотраслевой ассоциацией немецких предприятий (DENEFF).

Работа оборудования в условиях меняющейся нагрузки типична для многих систем, в том числе систем отопления, кондиционирования и вентиляции. Именно в этом случае высокоэффективный двигатель SuPremE проявляет свои лучшие качества, так как его пусковой момент и обеспечиваемый КПД значительно выше — особенно при работе на низких оборотах. При полной нагрузке и работая с максимальной частотой вращения, агрегат потребляет на 4 % меньше электроэнергии, чем асинхронный двигатель с тем же профилем нагрузки и при равных условиях эксплуатации. Если же речь идёт о частичной нагрузке и работе с меньшим числом оборотов, экономия достигает 24 %.

В отличие от классических синхронных двигателей на постоянных магнитах, двигатель SuPremE имеет более экологичную конструкцию. При изготовлении двигателей на постоянных магнитах требуется труднодобываемый редкоземельный металл, ресурсы которого исчерпаемы и ограничены, а добыча и утилизация крайне отрицательно сказываются на окружающей среде.

Сердечник же двигателя SuPremE собран из стальных пластин специальной геометрии, характеризуемой наличием потокопроводящих и потокопрерывающих сегментов. Соответственно, речь идёт и о гораздо более экологичной конструкции изобретения.

Насосы, оснащённые двигателями SuPremE, будут широко представлены на стенде KSB на международной выставке Aquatherm Moscow 2017. Одно из важнейших потребительских преимуществ предлагаемых электродвигателей заключается в том, что насосы серий Etanorm, Etaline, Etabloc по выбору клиента могут комплектоваться двигателем SuPremE по цене насоса со стандартным двигателем IE2, при этом экономия электроэнергии составит до 70 %.

Качать эффективнее. 1/2017. Фото 4

Экологическое направление

В настоящее время во всём мире, в том числе и в России, наблюдается тенденция экономии питьевой воды, в результате чего состав сточных вод становится более нагруженным различными твёрдыми включениями. Это, в свою очередь, повышает нагрузку и оказывает негативное воздействие на применяемое оборудование, в частности, насосы. Именно поэтому возникла необходимость в переработке производственной программы компании и в разработке новых «незасоряемых» рабочих колёс, которые имеют больший свободный проход, более высокий, чем прежде, гидравлический КПД и даже для небольших канализационных насосов обеспечат надёжную работу.

В компании KSB такая работа ведётся в рамках программы CHMC (Consistent Hydraulics & Motor Concept). Так, в 2016 году концерн KSB модернизировал рабочие колеса — например, запущено в производство новейшее свободновихревое рабочее колесо F-max. Это колесо открытого типа, оно имеет лопасти, расположенные с разными интервалами друг от друга и разделённые на группы с большим и меньшим свободным проходом. При вращении колесо F-max создаёт завихрение в зоне ступицы, которое смещает твёрдые частицы и волокна к внешней стороне, предотвращая их наматывание на рабочее колесо. Это значительно снижает риск засорения и блокировки рабочего колеса длинноволокнистыми включениями, например, от влажных салфеток, содержание которых в сточной воде стало серьёзной проблемой вследствие их широкого применения в быту.

Благодаря своей конструкции рабочее колесо F-max обеспечивает такой же высокий КПД насоса, который ранее достигался только с помощью закрытых одноканальных рабочих колёс.

Применение рабочего колеса данного типа не требует последующей балансировки, минимизирована потребность в техническом обслуживании, а замена самого рабочего колеса достаточно проста. В связи с тем, что радиальные силы и вибрации, создаваемые F-max, как правило, ниже, чем у одноканальных рабочих колёс, срок службы уплотнений вала и подшипников качения увеличивается.

Безусловно, компания KSB постоянно расширяет свои линейки оборудования, предлагая модели, максимально соответствующие требованиям заказчиков.

Так, например, в конце 2016 года была расширена линейка насосов Etaline, которые находят своё применение в системах водяного отопления, контурах охлаждения, системах кондиционирования воздуха, установках водоснабжения, установках хозяйственного водоснабжения, а также промышленных системах циркуляции, оборудовании плавательных бассейнов. Для обеспечения более низких значений подачи и напора компания поставляет новейший насос Etaline L (номинальный расход до 95 м3/ч, напор — 21 м, рабочая температура от -15 до +120 °C).

Качать эффективнее. 1/2017. Фото 5

Кадры растут

Компания KSB тесно сотрудничает с профильными вузами, как в плане обучения подрастающего поколения техническим новинкам в области насосостроения, так и в плане сотрудничества с преподавательским составом на предмет обмена техническими знаниями и опытом в области проектирования и создания технической документации.

Так, например, уникальное справочное пособие по центробежным насосам «Лексикон» было создано при поддержке и техническом консультировании со стороны профессорско-доцентского состава профильных технических университетов Германии, на русском языке справочник вышел под редакцией д.т.н. А. А. Жарковского (заведующего кафедрой «Гидромашиностроения» СПбГТУ) и к.т.н. В. А. Зимницкого (директора ЦНТУ «Гидравлика»), а все используемые русскоязычные термины приведены в соответствие со стандартными, применяемыми в науке, технике и производстве России и стран СНГ (в том числе ГОСТ 17398-72 «Насосы. Термины и определения»).

На сегодняшний день справочник получил ряд положительных отзывов от ведущих технических университетов страны, в том числе МГТУ имени Н. Э. Баумана, который рекомендует «Лексикон» в качестве настольного пособия для специалистов, работающих в области центробежных насосов.

Качать эффективнее. 1/2017. Фото 6