Частотный привод применяют
главным образом в низковольтных агрегатах
мощностью 40….250 кВт. Эти приводы работают
без потерь скольжения, однако отличаются
сравнительно высокой стоимостью и сложностью
конструкции.
Применение РЭП в системах автоматического
управления насосных установок позволяет
привести в соответствие режим их работы
с водопотреблением или притоком сточных
вод. Благодаря этому стабилизируются
давления в водопроводной сети и уровень
воды в приёмных ёмкостях канализационных
насосных станций или резервуарах систем
водоснабжения, экономится энергия, сокращаются
утечки и непроизвольные расходы воды,
появляется возможность увеличить единичную
мощность насосных агрегатов и соответственно
уменьшить их число.
Наличие РЭП снижает аварийность
в системах водоподачи и водоотведения
благодаря уменьшению количества включений
и отключений насосного агрегата и более
плавного характера изменения подачи
воды и напоров в системе. Применение РЭП
в насосных установках благоприятно и
с экологической точки зрения, так как
способствует уменьшению поступления
сточных вод в систему водоотведения за
счёт сокращения утечек и непроизводительных
расходов воды. При правильно выбранных
объектах внедрения применение РЭП окупается
в насосных установках систем водоподачи
за 1….2 года, а в системах водоотведения
– за 3….4 года.
1.7 Классификация насосных станций
Насосные станции систем водоснабжения
представляют собой сложный комплекс
гидромеханического, электрического и
автоматического оборудования, обеспечивающий
водоподачу в соответствии с нуждами потребителя.
Состав сооружений, их конструктивные
особенности, тип и число основных насосных
агрегатов и вспомогательного оборудования
определяются исходя из принципов обеспечения
надёжности и бесперебойности водоснабжения
и комплексного использования водных
ресурсов и охраны окружающей среды.
Основное энергетическое
оборудование включает насосы и приводные
двигатели. В зависимости от требуемого
напора и подачи на станции устанавливают
центробежные, осевые и диагональные насосы.
Привод насосов чаще всего осуществляется
с помощью электродвигателей, реже двигателей
внутреннего сгорания, ещё реже газо- или
паровых турбин.
Механическое оборудование насосных станций включает
в себя подъёмно – транспортные механизмы,
затворы. Подъёмно – транспортное оборудование
служит в основном для монтажа и демонтажа
оборудования, трубопроводов и их арматуры.
Вспомогательное
оборудование включает в себя системы технического
водоснабжения, дренажно – осушительную,
масляного и пневматического хозяйства,
вакуум – систему.
Электрические устройства насосной станции включают
в себя силовые трансформаторы, вводы
и выводы высокого и низкого напряжения,
распределительные устройства, токопроводы
к электродвигателям, щиты управления,
системы контроля и электроустройств
собственных нужд.
Тип насосной станции определяется
её назначением, подачей, видом и режимом
источника водоснабжения, типом и характеристиками
основного оборудования, климатическими
условиями, рельефом, гидрогеологией местности,
уровнем воды в источнике и т.д. Возможные
сочетания указанных условий предопределили
наличие большого числа признаков, по
которым могут быть классифицированы
типы и конструкции насосных насосных
станций систем водоснабжения. Выделим
наиболее существенные признаки классификации
насосных станций: насосные станции I и
II подъёмов; повысительные; циркуляционные.
1.8 Требования к проектированию насосных
станций II подъёма
Выбор типа и конструкции здания
водопроводной насосной станции и решение
её коммуникаций должны производиться
с учётом необходимости обеспечения: наиболее
эффективной работы энергетического оборудования;
надёжности и удобства эксплуатации; наименьших
потерь напора; надёжного действия; возможно
коротких сроков строительства.
На насосных станциях с центробежными
горизонтальными насосами наибольшее
распространение получили следующие основные
схемы расположения агрегатов: однорядное
расположение агрегатов, оси насосов параллельные
продольные оси станции; однорядное расположение
агрегатов, оси насосов перпендикулярны
продольной оси станции; двухрядное расположение
агрегатов в шахматном порядке.
Достоинством однорядной схемы
расположения насосных агрегатов (рис.
5, а, б) являются компактность размещения
оборудования, небольшая ширина здания,
а при применении насосов двухстороннего
входа обеспечиваются прямолинейность
движения перекачиваемой жидкости и уменьшение
гидравлических потерь. Однако при большом
числе насосных агрегатов здание станции
получается весьма длинным. Поэтому при
большом числе насосных агрегатов следует
применять шахматное расположение насосных
агрегатов (рис. 5, в).
Рисунок 5 – Схемы размещения
насосных агрегатов (М – мотор; H – насос):
а, б – однорядная; в – шахматная
Основным требованием, предъявляемой
к всасывающим трубопроводам центробежных
насосов с точки зрения обеспечения ими
надёжного и бесперебойного подвода воды,
является их воздухонепроницаемость,
так как по данным многочисленных опытов
и наблюдений попадание воздуха в межлопастные
каналы рабочего колеса насоса весьма
отрицательного сказывается на его характеристиках.
Диаметры всасывающих и напорных
труб определяются технико – экономическим
расчётом исходя из скоростей движения
воды в пределах, указанных в табл. 1.
Таблица 1 – Диаметры всасывающих
и напорных трубопроводов в зависимости
от скорости движения воды
Диаметр трубы, мм |
Скорость движения воды в трубопроводах
насосных станций, м/с |
Всасывающих |
Напорных |
До 250 |
0,6…1,0 |
0,8…2,0 |
Свыше 250 до 800 |
0,8…1,5 |
1,0…3,0 |
Свыше 800 |
1,2…2,0 |
1,5…4,0 |
Бесперебойная работа насоса
и минимум гидравлических потерь во всасывающей
линии обеспечиваются также правильным
расположением всасывающих труб в приёмной
камере насосной станции (рис. 6, а, б).
Рисунок 6 – Расположение всасывающей
трубы в приёмной камере:
а – фронтальный разрез; б –
горизонтальный разрез
На рис. 7 показана насосная
станция раздельного типа, являющейся
станцией I подъёма в схеме водоснабжения
крупного населённого пункта. Станция
оборудована тремя насосами Д630–9, из которых
два являются рабочими, а один – резервным.
Рисунок 7 – Насосная станция
шахтного типа I подъёма:
1 – всасывающих трубопровод;
2 – насосный агрегат; 3 – задвижка с электроприводом;
4 – напорный трубопровод; 5 – дренажные
насосы;
6 – вакуум – насосы
Насосная станция II подъёма,
оборудованная четырьмя насосами,
показана на рис. 8. Ширина машинного здания
12 м, длина заглублённой части 18 м, высота
над поверхностью земли 5,4 м. Пол насосного
помещения заглублён на 2,4 м.
Вода к насосам подводится индивидуальным
всасывающими трубами. На напорной линии
устроен сборный коллектор, от которого
отходят два напорных трубопровода.
Рисунок 8 – Насосная станция
II подъёма:
1 – всасывающие трубопроводы;
2 – бытовые помещения; 3 – выпрямители;
4 – помещение статических конденсаторов;
5 – санузел; 6 – мастерская; 7 – распределительные
устройства; 8 – щитовая; 9 – камеры трансформаторов;
10 – напорные трубопроводы; 11 – машинный
зал;
12 – подвесная кран–балка.
Для монтажа оборудования и
ремонтных работ здание станции оснащено
однобалочным мостовым краном с ручным
управлением. В торце здания размещаются
помещения силовых трансформаторов, распределительных
устройств, электрощитового хозяйства,
подсобные помещения и санитарный узел.
1.9 Автоматические гидропневматические
установки
Основным элементом систем
местного водоснабжения является насосная
установка, включающая в себя напорно
– регулирующую ёмкость и контрольно
– измерительную аппаратуру. В основном
это автоматические насосные установки
с гидропневматическими баками (рис. 9),
которые всё больше применяются в отечественной
и зарубежной практике водоснабжения.
Автоматическое включение и
выключение насоса в зависимости от давления
и гидропневматическом баке осуществляется
по команде реле давления пусковой электроаппаратурой,
обеспечавающей одновременно защиту электродвигателя
от технологической перегрузки, токов
короткого замыкания и токов, вызываемых
потерей фазы.
Рисунок 9 – Схема пневматической
установки постоянного давления:
1 – фильтр приёма воздуха;
2 – компрессор; 3 – воздушный
резервeар; 4 – редукционный клапан (регулятор
давления); 5 – указатель уровня;
6 – водяной резервуар;
7 – насосы
1.10 Принципы размещения насосного оборудования
При размещении насосного оборудования,
запорно – регулирующей арматуры и трубопроводов
внутри насосной станции следует учитывать
следующие требования: удобство эксплуатации
насосных агрегатов и запорно– регулирующей
арматуры; простоту ремонта; монтажа и
демонтажа агрегатов; минимальные площади;
возможность расширения насосной станции.
Схема расположения насосных
агрегатов в плане конструкций самой станции
определяется спецификой конструкций
выбранных насосов, в частности взаимным
расположением всасывающего и напорного
патрубков относительно друг друга и относительно
оси вращения вала. На компоновку насосных
агрегатов оказывают влияние форма насосной
станции в плане и расположение пола машинного
зала относительно поверхности земли.
В насосных станциях, прямоугольных
в плане и незаглублённых или полузаглублённых,
принимают однорядную (рис. 10, а…е) и двухрядную
(рис. 10, ж, з) схемы размещения насосных
агрегатов.
Схемы, показаны на рис. 10 а…в,
ж, з применяют для насосов типа Д, причём
в схемах ж и з с целью уменьшения
площади машинного зала используется
конструктивная особенность этих насосов
– возможность присоединения электродвигателя
как с одной стороны, так и с другой. Схемы
г и д характерны при использовании горизонтальных
насосов с осевым подводом воды (насосы
типа К, КМ, СД, Гр, П). По схеме д улитка
насоса установлена таким образом, что
напорный патрубок направлен вертикально
вверх, а по схеме г – горизонтально. Схему
е принимают при установке в насосной
станции вертикальных (типа В) или осевых
насосов.
Рисунок 10 – Схемы размещения
насосных агрегатов в насосных станциях
прямоугольной форме:
а…е – однорядные; ж, з – двухрядные
На рис. 11 представлены схемы
компоновок насосов в насосных станциях,
круглых, в плане и, как правило, заглублённых
(насосные станции I подъёма совмещённого
типа (а…г), насосные станции на водоотводящих
сетях – схемы д, е).
По схемам, показанным на рис.
11 а, в…д, в насосных станциях устанавливают
горизонтальные насосы типа Д, по схеме
в, е – вертикального типа B.
Рисунок 11 – Компоновка насосных
агрегатов, круглых в плане:
а…г – в насосных станциях
I подъёма совмещённого типа; д, е – в канализационных
насосных станциях; 1 – насосы;
2 – напорные трубопроводы;
3 – электродвигатели;
4 – всасывающие трубопроводы
В машинных залах предусматривают
монтажную площадку для насосных агрегатов.
Она должна быть расположена таким образом,
чтобы с помощью подъёмно – транспортных
механизмов любой насосный агрегат мог
быть демонтирован и перемещён на данную
площадку.
1.11 Область применения автоматического
напорного насоса GARDENA
Назначение:
Автоматический напорный насос
GARDENA предназначен для быстрого использования
в частных домах и садах, но не предусмотрен
для эксплуатации в установках и системах
полива в крупных общественных садово
– парковых комплексах.
При использовании насоса для
повышения давления, внутреннее давление
(со стороны нагнетания) не должно превышать
максимальный допустимый уровень в 6 бар.
Подлежащее повышению исходное давление
и давление насоса суммируются.
Перекачиваемая жидкость:
Автоматический напорный насос
GARDENA может использоваться для перекачивания
дождевой и водопроводной воды, а также
содержащей хлор воды для бассейна.
Следует помнить:
Автоматический напорный насос
GARDENA не предусмотрен для эксплуатации
в длительном режиме (например, промышленное
использование, непрерывная циркуляция).
Нельзя перекачивать едкие, легко воспламеняемые,
агрессивные или взрывоопасные жидкости
(например, бензин, нефть или нистрорастворители),
морскую воду, а также пещевые продукты.
Температура перекачиваемой воды не должна
превышать 35 °C. Перед наступлением заморозков
воду из автоматического напорного насоса
следует удалить.
1.12 Указания по технике безопасности
Место установки:
Насос должен быть расположен
на твёрдом, защищённом от затопления
и падения в воду основания. В качестве
дополнительной защиты можно использовать
допущенный к использованию выключатель
личной защиты.
Визуальный контроль:
Перед использованием всегда
необходимо проводить визуальный контроль,
обращая в первую очередь, внимание на
неисправность сетового кабеля и штекера.
Не допускается использовать повреждённый
насос.
Эксплуатационная
надёжность:
Не оставляйте насос под дождём,
не используйте его в сырой и влажной обстановке.
Во избежание работы насоса
всухую необходимо следить за тем, чтобы
наконец заборного шланга всегда находился
в перекачиваемой жидкости.
Перед каждым пуском в эксплуатацию
необходимо заполнять жидкостью до перелива.
Мелкий песок может проходит сквозь встроенный
фильтр (размер ячеек 0,45 мм) и приводит
к быстрому износу гидравлических частей.
Для воды с содержанием песка
использовать дополнительно фильтр предварительной
очистки.
Минимальная производительность
насоса 90 л/час (1,5 мин). Не допускается
подсоединением к насосу устройств с меньшим
показателем водоподачи.
При использовании насоса для
снабжения бытовой водой необходимо соблюдать
предписания местных служб водоснабжения
и канализации.
1.13 Описание принципа действия и дисплея
Автоматические напорные насосы
имеют электронную систему управления.
Электронная система управления активизируется
импульсами, поступающими от реле давления
и устройства определения расхода воды
системы защиты от работы всухую. Реле
давление отрегулировано на заводе на
давление включения 2,2 бара (высота 20 м).
Система защиты от работы всухую предохраняет
насос от повреждений, отключая его в нужный
момент.