Водоснабжение и канализация

Насосы. Насосные станции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Тип подъемно-транспортных механизмов выбирается с учетом размеров сооружения, компоновки технологического оборудования, его размеров и максимальной массы поднимаемого элемента. Необходимо также учитывать степень загрузки механизмов, периодичность их использования, а также безопасность подъемно-транспортных операций. Грузоподъемность того или иного механизма должна быть равна или больше массы наиболее тяжелой детали монтируемых насосных агрегатов: ротора двигателя, рабочего колеса насоса, статора двигателя, корпуса насоса. При предварительных расчетах максимальную массу детали можно принимать в пределах 50—60% общей массы машины. Перегрузка принимаемого подъемно-транспортного оборудования сверх номинальной грузоподъемности не допускается.

Для монтажа, ремонта и демонтажа оборудования, арматуры и трубопроводов предусматривают подъемно-транспортное оборудовавание с ручным приводом:

при массе узлов до 1000 кг (включительно) — кошку и таль по монорельсу;

при массе узлов до 5000 кг — подвесную кран-балку;

при массе узлов более 5000 кг— мостовой кран.

При подъеме оборудования на высоту 6 м и более, или при длине машинного зала 18 м и более, или при массе оборудования более 5000 кг рекомендуется применять электрические кран-балки или мостовые электрические краны.

Электропривод для подъемно-транспортного оборудования следует применять в тех случаях, когда работа грузоподъемных механизмов связана с ежедневными частыми технологическими операциями.

Кошки и тали являются одним из самых простых видов грузоподъемных механизмов и широко распространены. Их используют как самостоятельное оборудование или вводят в комплект подвесной кран-балки либо мостового однобалочно-го крана. Кошки предназначены для подвешивания тали и перемещения груза по подвесному пути, рельсами которого служит двутавровая балка.

Подвесные кран-балки применяют при обслуживании прямоугольных в плане сооружений для подъема, спуска и перемещения грузов в продольном и поперечном направлении. Для кран-балок не требуется устройства подкрановых путей, что упрощает строительную часть сооружения.

Кран-балка с ручным или электрическим управлением представляет собой отрезок двутавра, подвешенный к двум кареткам, каждая из которых передвигается по подвесному монорельсу из двутавровой балки. Монорельсы крепятся к балкам перекрытия.

Для перехода тали с грузом на монорельсы, расположенные в соседних пролетах, кран-балки оборудуют замками и стыкующими устройствами, что позволяет передавать грузы из пролета в пролет.

Отечественной промышленностью серийно выпускаются ручные кран-балки пролетом L^12 м и высотой подъема груза # = 3-М2 м. Электрические кран-балки изготовляют пролетом до 17 м и высотой подъема 6, 12 и 18 м.

Мостовые краны передвигаются вдоль машинного зала по подкрановым балкам, которые обычно опираются на консоли несущих колонн или выступы (пилястры) стен.

Электрический мостовой кран состоит из моста, механизма его передвижения, тележки с механизмами подъема и перемещения груза. Мост крана составляют несущие балки коробчатого сечения, соединенные двумя поперечными опорными концевыми балками. На верхних поясах несущих балок установлены рельсы для крановой тележки. Питание кранов и тележек осуществляется от сети переменного тока через троллей.

Промышленностью серийно выпускаются мостовые электрические однокрюковые краны грузоподъемностью 5, 10 и 15 т и двухкрюковые краны грузоподъемностью 20/5, 30/5 и 50/10 т. Пролет кранов 11 — 32 м. По специальному заказу могут быть изготовлены мостовые краны грузоподъемностью до 500 т.

Управление движением кранов осуществляется с пола кнопочной станцией (для кранов грузоподъемностью до 20/5 т; или из каоины, подвешенной к мосту (для кранов оольшей грузоподъемности). Кран снабжен концевыми выключателями тока, устанавливаемыми на механизмах подъема груза, передвижения тележки и крана.

На насосных станциях открытого и полуоткрытого типа (без верхнего строения) устанавливают козловые или портальные краны, передвигающиеся над подземной частью здания  станции.  Эти   же краны, как правило, обслуживают и водоприемные сооружения при совмещенной компоновке. Характерной особенностью козловых кранов является передвижной мост, установленный на высоких опорах. Конструкции козловых кранов весьма разнообразны.

Помимо    стационарных    кранов машинного   зала   в   здании   насосной станции необходимо предусматривать     местные     грузоподъемные средства  и такелажные приспособления,   обеспечивающие   механизацию   монтажа,    а   также   ремонта насосных агрегатов и вспомогательного гидромеханического оборудования. На станциях должны быть отведены   места   для   хранения   этих приспособлений. § 49. Оборудование систем заливки насосов, технического водоснабжения, дренажа и осушения

Для обеспечения нормальных условий эксплуатации основного оборудования и сооружений насосной станции необходимо устройство различных вспомогательных систем, состав и характеристики которых определяются типом и технологической схемой установки основного оборудования, компоновкой сооружений узла, гидрологическими характеристиками водоисточника и особенностями местных условий.

Система заливки насосов. Перед пуском как центробежных, так и осевых насосов их корпус, рабочее колесо и всасывающий трубопровод должны быть заполнены водой.

Для повышения надежности работы насосов на насосных станциях и облегчения автоматизации центробежные насосы, как правило, а осевые насосы обязательно следует устанавливать с подпором при наинизшем уровне воды в источнике или в приемном резервуаре. Процедура заливки в этом случае максимально упрощается. Перед пуском насоса достаточно открыть задвижку на всасывающей линии насоса и кран для выпуска воздуха, установленный в верхней точке корпуса насоса.

В тех случаях, когда центробежные насосы по тем или иным причинам установлены выше уровня воды в приемном резервуаре, на насосных станциях должна быть специальная  система  для  заливки.

Заливка насоса из напорного трубопровода возможна при наличии обводной трубы, соединяющей напорный трубопровод с корпусом насоса, и приемного клапана на всасывающем трубопроводе. На обводной трубе открывают задвижку и заливают всасывающий трубопровод и насос до тех пор, пока вода не покажется в воздушном кране.

Приемные клапаны выбирают таким образом, чтобы суммарное сечение отверстий в клапане было в 2—3 раза больше сечения всасывающего трубопровода. Необходимо отметить, что наличие приемного клапана на входе во всасывающий трубопровод приводит к резкому увеличению сопротивлений и может, кроме того, стать причиной целого ряда эксплуатационных неполадок. В связи с этим установка приемных клапанов допускается на всасывающих линиях диаметром до 200 мм лишь на насосных станциях III класса надежности.

Струйный насос, работающий от напорного трубопровода или от автономного источника, присоединяется к верхней части корпуса насоса. Вода, пар или сжатый воздух поступают с большой скоростью в сопло, захватывая с собой воздух из насоса, в результате чего создается разрежение и насос через всасывающую трубу заполняется водой. Перед пуском струйного насоса задвижка на напорном трубопроводе основного насоса должна быть плотно закрыта. Как только струйный насос начнет выбрасывать перекачиваемую жидкость, можно включать основной насос.

Заливка насоса с помощью вакуум-насоса производится на крупных насосных станциях, оборудованных мощными насосами. Разрежение, необходимое для заполнения водой насоса и всасывающей линии, создается вакуум-насосом, присоединенным к корпусу основного насоса через циркуляционный контрольный бачок

Обычно на станции устанавливают два вакуум-насоса с одним циркуляционным бачком; один из насосов является рабочим, второй — резервным.

Преимуществом этого способа перед всеми упомянутыми ранее является то, что он позволяет полностью автоматизировать процесс заливки и пуска насоса.

Вакуум-насосы могут быть рекомендованы при работе на совершенно чистой воде. При загрязненной воде следует использовать струйные насосы.

Система технического водоснабжения. Техническая вода должна быть химически чистой и не должна разрушать аппаратуру трубопроводов и насосов. Для очистки воды от взвешенных веществ в систему водоснабжения станции входят отстойники и механические фильтры. Источниками водопитания системы технического водоснабжения обычно является верхний или нижний бьеф насосной станции и лишь при сильном засорении — специальная скважина. В зависимости от напора, развиваемого основными насосами, обычно рекомендуется принимать следующие схемы питания:

при напорах до 10 и иногда свыше 40—50 м— от вспомогательных насосов с забором воды из нижнего бьефа;

при напорах от 10—15 до 40— 50 м— самотечную систему с забором воды из верхнего бьефа или напорного трубопровода;

при напорах свыше 40—50 м— из верхнего бьефа или напорного трубопровода с предварительным понижением давления редукторами или диафрагмами.

При больших колебаниях напора возможно применение комбинированных схем питания.

В качестве насосов системы технического водоснабжения используются самовсасывающие вихревые насосы либо центробежные насосы консольного типа.

При числе основных насосных агрегатов до четырех обычно устанавливают два насоса технического водоснабжения: один рабочий и один резервный. При большем числе основных агрегатов принимают два рабочих насоса  и один резервный.

Вода подается по двум магистральным водоводам, один из которых является резервным. Также дублируются в целях повышения надежности и системы водозабора, фильтрования и т. п. Максимальная скорость воды в водоводах не должна превышать 10 м/с и обычно колеблется от 1,5 до 7 м/с. Диаметр трубопроводов системы технического водоснабжения не превышает 100— 150 мм.

Дренажные насосные установки. Для откачивания из помещений здания насосной станции фильтрационных вод, которые просачиваются через стенки и днище подземной части здания, строительные швы и сальниковые устройства насосов, применяют дренажные насосные установки.

Определить   подачу   дренажных насосов расчетом довольно трудно, поэтому ее принимают предварительно на основании опытных данных: для насосных станций малой мощности — 1 л/с, средней мощности— 3,5—5 л/с, большой мощности — до 8—10 л/с.

Для сбора фильтрационных вод в торце здания станции, как правило, под монтажной площадкой устраивается сборный дренажный колодец. Объем колодца принимают равным 10—15-минутной подаче дренажного насоса. Вода к колодцу подводится дренажными лотками, а пол делается с уклоном в сторону лотков (0,002—0,0005).

Фильтрационная вода откачивается из колодцев в нижний бьеф станции дренажными насосами (вихревые или самовсасывающие центробежные) , включение и выключение которых производится автоматически с помощью поплавковых реле.

Система осушения. Для удаления воды из всасывающих трубопроводов и приемных камер основных насосов служит система осушения. При положительной высоте всасывания и низких уровнях воды проточная часть агрегата, частично расположенная выше уровня нижнего бьефа, опорожняется самотеком, остальная часть воды должна быть откачана насосами

Обычно устанавливают два насоса, причем оба рабочих. Резервных насосов не требуется, так как осушительные насосы работают периодически. Чаще всего применяют горизонтальные центробежные насосы. Очень удобны также артезианские насосы, располагаемые с подпором, что в значительной мере упрощает их эксплуатацию

Существуют различные схемы систем осушения. Наибольшее распространение применительно к насосным станциям водоснабжения и орошения получила система с самотечным коллектором и сборным колодцем.

Для облегчения эксплуатации осушительные насосы устанавливают рядом с дренажными. На крупных насосных станциях роль дренажных насосов выполняют осушительные. В этом случае сборный колодец является и дренажным.

Насосы системы осушения должны откачивать воду из всех помещений станции, расположенных ниже отметки уровня воды в нижнем бьефе.

Система удаления осадка из водоприемных камер. Эта система оборудуется водоструйными или центробежными фекальными насосами. При значительных глубинах камер и колебаниях горизонтов воды фекальные насосы устанавливают в насосном помещении здания станции. Если позволяет высота всасывания, насосы устанавливают и на перекрытии приемных камер.

Пол в приемных камерах делают с уклоном в сторону всасывающей трубы грязевого насоса, а в месте расположения последнего устраивают приямок. Подачу грязевого насоса определяют исходя из консистенции осадка в среднем 1:10—1:12 и меньше. Практически расход осадка принимается 3—8 л/с.

Противопожарные насосные установки. В зданиях насосных станций (выполненных из несгораемых материалов) объемом подземной части более 1000 м3 устанавливают противопожарные насосные установки, параметры которых определяются соответствующими инструкциями.