0

Насосные станции первого подъема

Насосные станции первого подъема при заборе воды из поверхностных источников

При заборе воды из поверхностных источников — рек, озер, водохранилищ — насосные станции первого подъема подают ее обычно на сооружения водоочистки. График подачи насосных станций определяется работой очистных сооружений и назначается, как правило, равномерным круглосуточным, или равномерным в течение одной — двух смен за сутки.

Вид водозаборного сооружения и его расположение относительно водоисточника предопределяет размещение и заглубление насосной станции. На рисунке 4.5. приведены наиболее типичные схемы насосных станций. Выбор какой-либо из них производится одновременно с проектированием водозабора. Раздельное расположение водозабора и насосной станции применяется при пологих берегах. При крутых берегах или вертикальных насосах насосную станцию проектируют, как правило, совмещенного типа, принимая ее заглубление равным заглублению водоприемника.

Последовательность расчета и проектирования насосной станции первого подъема.

1. Устанавливается согласно категория насосной станции (в курсовом проекте категория может быть задана). Расчетная часовая производительность насосной станции определяется по формуле (4.1). Принимается число рабочих насосов (не менее двух для насосной станции I категории). Подача каждого из параллельно работающих насосов вычисляется по формуле (4.5).

2. По величине расчетного секундного расхода по формуле (4.2) и значениям экономичных скоростей в соответствии с таблицей 3.1 определяются диаметры всасывающих и напорных водоводов. Для насосных станций первой и второй категорий число ниток водоводов должно быть не менее двух. Всасывающие водоводы первой и второй категорий рассчитывают на пропуск полного расчетного расхода при отключении одной из ниток, для насосных станций третьей категории допускается снижение расхода на 30 %.

Рис.4.5. Схемы насосных станций 1 подъема при поверхностных водозаборах: а) — раздельная с русловым водозабором; б) — совмещенная с береговым водозабором; в) — раздельная с береговым водозабором; г) — совмещенная с русловым водозабором; 1 — оголовок; 2 — самотечный водовод; 3 — сифонный водовод; 4 — водоприемная камера; 5 — плоская сетка; 6 — всасывающее отделение; 7 — всасывающий водовод; 8 — горизонтальный насос; 9 — береговой приемно-сетчатый колодец; 10 — насосная станция; 11 — камера переключений; 12 — вращающаяся сетка; 13 — павильон совмещенной насосной станции; 14 — вертикальный насос.

3. По данным гидрологической характеристики источника устанавливается отметка низшего уровня воды, м, в береговом колодце или приемной камере

Zбк = Zгнв — hс — ( 0,1 — 0,15), ( 4.9)

где Zгнв — отметка горизонта низших вод в источнике, м; hс — потери напора в самотечных линиях и оголовке, или в водоприемных отверстиях, м; 0,1 — 0,15 м — потери напора в сетках.

4. Расчетный, требуемый напор насосов, м, при расчетной подаче вычисляется по формуле

Н = Zос — Zбк+ hнс + hвс + hвод + hвм + Нсв (4.10)

где Zос – верхняя отметка воды в первом сооружении станции водоочистки, м; hвс – потери напора во всасывающем водоводе, определяемые по формуле (2.2), м; hвм – потери напора в водомере, обычно назначаемые в пределах 1-2 м; остальные обозначения даны в формуле (4.3).

5. По значениям расчетной подачи и напора производится выбор марки насоса по каталогу или по , или по прил. 1 с учетом схемы его установки. Для уменьшения размеров заглубленных насосных станций предпочтительнее насосы с вертикальным расположением вала. При нескольких альтернативных вариантах подбора отдают предпочтение насосам с наибольшим КПД.

6. Строится график совместной работы выбранных насосов и водоводов. Характеристика водоводов строится по значениям расходов и соответствующим им требуемым напорам, м, подсчитанным по формуле

Н = Нг + Q2 (Sвс / n 2 + Sнап / m2 ) + Нсв, ( 4.11 )

где Нг — геометрическая высота подьема воды, м, Нг = Zос — Zбк , как показано на рис. 4.6; Sвс, Sнап — сопротивления всасывающего и напорного водоводов, определяемые по формуле (2.3):

Sвс = А нап, Lвс, Sнап = А нап Lнап,, (4.12)

где А вс, А нап — удельные сопротивления соответственно всасывающего и напорного водоводов; Lвс , Lнап — протяженность всасывающего и напорного водоводов; n — число ниток всасывающих водоводов; m — число ниток напорных водоводов.

Если рабочая точка не совпадает с расчетной и отклонения напора или подачи превысят допустимые для потребителя (обычно до 10%), производят регулировку работы насосной станции изменением частоты вращения вала насоса, срезкой рабочего колеса, дросселированием задвижкой, совместной работой нескольких агрегатов и др. (см. п. 2.3, 2.4).

7. В зависимости от категории насосной станции по определяется число резервных насосов. Они в сумме с рабочими составят общее количество насосов. Деление насосов на рабочие и резервные условное, правила их установки и работы одинаковые.

Составляется монтажная схема насосного агрегата, определяются размеры фундамента по п.2.5. Размещают насосные агрегаты в плане машинного зала. В заглубленных машинных залах применяют компактную планировку, уменьшая расстояние между агрегатами до 0,7 м.

8. Определяется высотное положение насосов и двигателей в насосной станции. Для удобства запуска насосы лучше устанавливать под залив, при этом верх насоса заглубляют на 0,3 — 0,5 м под низший уровень воды во всасывающем отделении берегового колодца или водоприемной камеры. При установке насосов не под залив (обычно для насосных станций ll и lll категории) отметку оси насоса определяют с учетом вакууметрической высоты всасывания по формуле (2.12).

Рис. 4.6. Схема к определению напора насосов первого подъема: 1 — приемно-сетчатый береговой колодец; 2 — насосная станция; 3 — всасывающий трубопровод; 4 — насос; 5 — водомер; 6 — напорный водовод; 7 — очистные сооружения; hвм – потери напора в водомере; Zгнв, Zгвв – отметки горизонтов низших и высоких вод в источнике

Вычисляют отметку пола машинного зала. В заглубленных насосных станциях, совмещенных с водозабором, пол удобно располагать на уровне дна водоприемной камеры.

8. Производится трассировка внутристанционных трубопроводов. К каждому насосу обычно протягивается самостоятельный всасывающий трубопровод от водозабора. При большом числе насосов для уменьшения количества всасывающих водоводов в насосной станции прокладывают объединительный коллектор, к которому подключаются насосы. Напорные трубопроводы объединяются таким же коллектором внутри насосной станции, или за ее пределами в специальной камере переключений.

Определяются места установки запорно-регулировочной арматуры. На всасывающем трубопроводе задвижка обязательно предусматривается при установке насосов под залив, на напорном трубопроводе за насосом устанавливают обратный клапан и задвижку. Наиболее распространенные схемы размещения насосов и арматуры в насосных станциях показаны на рис. 4.7. Задвижки должны обеспечивать отключение любого насоса и участка трубопровода в случае аварии. В приложении 10 приведен пример планировки насосной станции первого подъема.

Рис.4.7. Схемы размещения насосного оборудования, трубопроводов и арматуры в совмещенных насосных станциях: а), в) — круглые в плане с горизонтальными насосами; б) — круглая в плане с вертикальными насосами; г) — прямоугольная с горизонтальными насосами; д) — прямоугольная с вертикальными насосами; 1 — водоприемная камера; 2 — насос; 3 — напорный трубопровод; 4 — камера переключений; 5 — напорный водовод

Расходомеры размещают на напорном трубопроводе внутри насосной станции при наличии прямолинейного участка длиной 5 — 8 диаметров до и 3 — 5 диаметров после прибора. При отсутствии такого места водомер устанавливают в специальной камере за пределами станции. В насосной станции предусматривают вакууметр и манометр, приборы измерения электрических величин, системы автоматики.

9. Для заливки горизонтальных насосов, установленных выше уровня воды в водозаборной камере, используют вакуум-насосы. Их производительность, м3/ мин, определяется по формуле (3.1).

Вакуум-насосы, основной и резервный, размещают по обычным для насосов правилам в здании насосной станции и присоединяются трубопроводами ко всем установленным водопроводным насосам. Для постоянного поддержания вакуума могут применяться вакуум-котлы. Для заливки небольших насосов используют напорный трубопровод, специальный резервуар и т.п. (см. п.3.5).

В заглубленных машинных залах предусматривают систему отвода дренажных и аварийных вод: уклон пола, водосборные лотки, приямок, дренажные насосы.

Для насосов типа В подводят из технического водопровода чистую воду для охлаждения подшипников. Для промывки самотечных водоводов предусматривают трубопровод от напорной линии насосов.

10. В качестве грузоподъемного оборудования в наземной части насосной станции устанавливают мостовой или подвесной кран, который способен перемещать оборудование с монтажной площадки до места монтажа и разгружать его с кузова автотранспорта. При невозможности заезда автомобиля предусматривается дополнительно выносной кран, или монорельс с талью, способный перемещать груз через ворота или монтажный проем на монтажную площадку.

При заглубленном расположении машинного зала один грузоподъемный механизм может обслуживать подземную и наземную части насосной станции, используя монтажный проем в перекрытии. Применяется также система грузоподъемных устройств, расположенных в наземной и подземных частях станции, и обеспечивающих последовательное перемещение ими грузов через связующие монтажные площадки, как показано на рис.3.5.

11. Подземная часть насосной станции выполняется обычно в одном уровне с водоприемно-сеточной камерой. Если уровень грунтовых вод ниже уровня пола, то подземная часть выполняется как у обычных промышленных зданий — с раздельными фундаментами под насосное оборудование и под строительные конструкции. При высоком уровне грунтовых вод подземная часть выполняется камерного типа — в виде тонкостенной доковой конструкции с опиранием фундаментов насосов на днище камеры. Объем подземной части должен быть минимальным, размеры прямоугольной в плане камеры принимаются кратными 1,5 м, круглой — 1 м.

Для сообщения наземного с наземным павильоном размещают лестницы с уклоном не более 450 и шириной не менее 0,9 м.

Для наземной насосной станции строительная высота рассчитывается по формуле (3.2) и округляется до ближайшей стандартной (см. раздел 3.5). При высоте машинного более зала 4,8 м служебные и вспомогательные помещения — бытовые, электрической части — могут быть вынесены в пристройку меньшей высоты.

При наличии мостового крана или при высоте наземного павильона более 6 м рекомендуется каркасная конструкция здания, как описано в разделе 3.5. В остальных случаях возможны бескаркасные конструкции с несущими кирпичными стенами. В бескаркасных зданиях длина обычно кратна 1,5 м.

Насосные станции первого и второго подъема

В зданиях водопроводных насосных станций размещают насосы и двигатели к ним, трубопроводы, задвижки, контрольно-измерительные приборы, водомеры, электрооборудование и пр.

Насосные станции I подъема подают воду из источника водоснабжения на очистные сооружения или, если не требуется очистки воды, непосредственно в распределительную сеть, водонапорную башню и другие сооружения. Насосные станции II подъема служат для подачи воды с очистных сооружений к потребителям.

Насосные станции первого подъемачаще используют в качестве источника водоснабжения открытые водоемы, поэтому их приходится заглублять, чтобы обеспечить необходимую высоту всасывания для насосов и простоту их заполнения.

На станции установлены три насоса, из которых два рабочие насосы и один резервный.

Регулирование режима работы насосов осуществляется задвижкой на нагнетательном трубопроводе. Такие же задвижки установлены на всасывающем трубопроводе для отключения насосов от трубопроводной сети. Насосы защищены от раскрутки ротора при отключении электропитания и действия гидравлического удара предохранительным или обратным клапаном

Насосные станции второго подъемамогут быть заглубленными и незаглубленными.

Насосы устанавливают в машинном зале. Подвод и отвод воды осуществляется по двум всасывающим и двум нагнетательным трубопроводам.

Регулирование подачи производится задвижкой на нагнетании. Отключение от трубопроводной сети делается задвижками на всасывающих трубопроводах.

С машинным залом совмещены помещения обслуживающего персонала, мастерские и подсобные хозяйственные помещения.

Здание обычно одноэтажное с заглубленным машинным залом. Подземную часть выполняют из бетона, верхнее – из кирпича.

Также в зданиях насосной станции размещают контрольно-измерительные приборы, водомеры, электрооборудование.

Водонапорные башни

Служат для регулирования подачи и потребления.

Водонапорная башня состоит из следующих основных элементов: водонапорного бака, поддерживающей конструкции (ствола) и отепляющего шатра вокруг бака. В районах с мягким климатом шатры можно не устраивать, но в этом случае бак должен иметь перекрытие. Вода в бак подается по трубе, заканчивающейся на уровне наибольшего наполнения. Конец ее может быть оборудован поплавковым клапаном, который автоматически закрывает подающую трубу при наполнении бака. Раздача воды из бака происходит по трубам 1 и 2. На трубе 2 устанавливают обратный клапан, препятствующий поступлению воды в бак по этой трубе. Конец трубы 2 располагают над дном бака и оборудуют сеткой. Трубу 1, служащую для подачи воды в бак и разбора воды из него, называют подающе-разводящей. Задвижкаслужит для отключения водонапорной башни от сети. Для подачи воды в бак и разбора воды из него могут выполняться отдельные трубы.

Для слива воды в случае переполнения бака служит переливная труба. К переливной трубе присоединена грязевая труба с задвижкой, предназначенная для периодического удаления скапливающегося на дне бака осадка, а также для отвода воды при промывке бака.

Для возможности осмотра бака снаружи и внутри его устанавливают лестницы.

Водонапорные башни бывают железобетонные, кирпичные, металлические и деревянные.

Железобетонные водонапорные башни в конструктивном отношении выполняются двух типов: со стволом в виде сплошного железобетонного цилиндрического стакана и со стволом из опорных колонн.

Резервуары

Резервуары служат для хранения запасов воды и в зависимости от назначения могут быть расположены в различных местах системы водоснабжения. Резервуары сооружают преимущественно в следующих целях;

а) прием и хранение воды,

б) прием «свежей» воды, питающей системы оборотного водо­снабжения;

в) хранение регулирующего объема воды и поддержание напора в сети (водонапорный резервуар);

г) хранение противопожарных и аварийных запасов воды. Часто резервуары служат одновременно для нескольких из указанных целей.

Объем резервуаров зависит от их назначения и производительности системы водоснабжения. Так, объем водонапорных резервуаров для хранения регулирующего объема воды, устраиваемых вместо водонапорных башен в тех случаях, когда имеется значительное естественное возвышение, определяется так же, как объем баков водонапорных башен.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *