Типы и конструкции насосных станций.

Строительство насосной станции должно выполняться в наиболее короткие сроки при возможно меньшей его стоимости с применением совершенного строительного оборудования и передовых методов труда. В связи с этим в конструкциях насосных станций должны применяться унифицированные строительные детали с размерами, кратными строи­тельному модулю (6 м) или его частям.

В состав сооружений насосной станции кроме машинного зала, в ко­тором размещаются насосы, могут входить:

для станции I подъема - водозаборные сооружения, водоприемни­ки и камеры переключений;

для станций II подъема - резервуары чистой воды и камеры пере­ключений;

для циркуляционных насосных станций - водоприемники и камеры переключений;

для насосных станций систем водоотведения - приемные резервуа­ры с решетками.

Электрическое хозяйство и трансформаторная подстанция могут располагаться в одном помещении с машинным залом или быть вынесен­ными в отдельно стоящее здание.

В зависимости от природных и производственных условий некото­рые из вышеперечисленных сооружений могут функционально объеди­няться или отсутствовать в схеме насосной станции.

Часто машинный зал насосной станции объединяется в одну строи­тельную конструкцию с водоприемником (насосные станции I подъема) или с приемным резервуаром (насосные станции водоотведения). Такие насосные станции называются совмещенными.

В зависимости от типа насосного оборудования различают насос­ные станции с горизонтальными и вертикальными, центробежными и осе­выми насосами.

По расположению насосов относительно уровня воды в водоеме, приемном резервуаре или резервуаре чистой воды различают станции: с насосами, установленными с положительной высотой всасывания; с на­сосами, установленными с подпором (под залив).

По расположению машинного зала относительно поверхности зем­ли насосные станции бывают: наземные, частично заглубленные (полуза­глубленные), заглубленные, подземные.

В наземных насосных станциях отметка пола машинного зала опре­деляется планировочными отметками окружающей земли. В этих станциях при необходимости предусматривается въезд автомобиля в машинный зал, и насосы к месту установки могут быть поданы подъемно-транспортным оборудованием непосредственно с кузова автомобиля. В полузаглубленных насосных станциях пол машинного зала заглублен по отношению к по­верхности окружающей земли. Характерной особенностью таких станций является отсутствие перекрытия между первым этажом и машинным залом. Одно и то же подъемно-транспортное оборудование обслуживает монтаж­ную площадку на уровне первого этажа и заглубленный машинный зал.

Особенностью заглубленных насосных станций является наличие пе­рекрытия между машинным залом и первым этажом. Пространство над машинным залом в заглубленных насосных станциях используется для размещения вспомогательных помещений. При большом заглублении на­сосных станций (шахтный тип) между машинным залом и поверхностью земли могут устраиваться дополнительные подземные этажи, на которых располагается вспомогательное оборудование.

Подземные насосные станции расположены полностью под землей и, как правило, не имеют надземной части (верхнего строения). Они неве­лики и управление ими автоматизировано. Подземными, например, могут проектироваться станции забора подземных вод.

По форме подземной части в плане насосные станции могут быть: прямоугольными, круглыми, эллиптическими и сложной конфигурации. Прямоугольная форма обеспечивает лучшие условия для строительства как подземной, так и надземной части из унифицированных деталей. Круглая и эллиптическая формы позволяют легче воспринимать гидростатическое давление и давление грунта бетонными и железобетонными конструкция­ми подземной части, а также вести строительство опускным способом. По характеру управления насосные станции могут быть: с ручным управлением - все или часть операций по управлению аг­регатами производятся обслуживающим персоналом;

автоматические - все операции по включению и выключению агре­гатов производятся автоматически в зависимости от уровня воды в емко­стях, давления или расхода воды в трубопроводах;

полуавтоматические - насосный агрегат включается или выключает­ся от единичной команды, заданной эксплуатационным персоналом, а вся дальнейшая работа выполняется автоматически;

с дистанционным управлением - управление насосной станцией про­изводится из диспетчерского пункта, значительно удаленного от станции.

Приступая к проектированию, студент должен выбрать соответст­вующий тип насосной станции. Это решение может корректироваться в процессе проектирования. На практике тот или иной тип насосной станции обычно выбирают путем технико-экономического сравнения нескольких вариантов.

3 Общие сведенья об автоматизации насосных станций.

Автоматизация –это управление производственным процессом по выработанной программе или установленным критериям (без участия человека с помощью приборов, устройств и управляющих машин). Автоматизация может быть осуществлена только в тех случаях, когда все производственные процессы механизированы.

При автоматизации систем происходит внедрение в производство технических средств, которые управляют процессами без непосредственного участия человека. Автоматизация приводит к улучшению показателей эффективности производства, улучшению качества, увеличению количества и снижению себестоимости выпускаемой продукции.

Внедрение АСУ в производство обеспечивает: сокращение потерь от брака и отходов, уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий, увеличение межремонтных сроков работы оборудования. Благодаря автоматизации производства тяжёлый труд рабочих заменяется на более лёгкий, что значительно увеличивает производительность труда и уменьшает трудоёмкость.

На автоматической насосной станции процессы, связанные с пуском, остановкой и контролем за состоянием насосно-силового оборудования осуществляются в строго установленной последовательности автоматическими устройствами, без участия человека.

При управлении осуществляется контроль за пуском, остановкой и аварийным, остановкой и аварийными изменениями работы погружного насоса, за давлением во всасывающей и напорных линиях, за открытием и закрытием задвижек на трубопроводе в определённые моменты при пуске и остановке, за выполнением насосом установленного режима при пуске, работе и остановке, за отоплением и вентиляцией станции. В случае появления неполадок срабатывает реле защиты, выключая агрегат из работы. Последующее включение агрегата в работу возможно лишь после устранения неполадок.

4 Типы основных насосов: К, КМ, КМЛ, ЛМ, Д, В

Насосы типа К, КМ, КМЛ, ЛМ – горизонтальные, одноступенчатые, с рабочим колесом одностороннего входа, консольно расположенным на конце вала насоса. У некоторых моделей насосов типа К напорный патрубок может быть повернут на 90, 180 и 270° в зависимости от условий компоновки. Смазка подшипников – жидкая.

Консольные насосы выпускаются следующих модификаций:

– собственно насос без двигателя – К, соединяемый с двигателем упругой муфтой;

– в моноблочном исполнении – КМ;

– в моноблочном исполнении с патрубками в линию – КМЛ и ЛМ

Общий вид насосов типа К и СМ с электродвигателями

Консольные насосы с двойным обозначением маркируются так: после букв К или КМ в числителе указывается подача, м3/ч, а в знаменателе – напор, м, например, К-160/30. Консольные насосы с тройным обозначением маркируются так: после букв К, КМ через дефис перечисляются размеры, в мм: диметры всасывающего и напорного фланцев, диаметр рабочего колеса, например, К150-125-315. Технические характеристики насосов приведены в прил. 1, 2, 3.

Насосы типа Д – горизонтальные, одноступенчатые, с полуспиральным подводом воды.

Общий вид насосов типа Д с электродвигателем

Корпус насоса чугунный, имеет горизонтальный разъем в плоскости расположения оси вала, что позволяет производить разборку и ремонт насоса без демонтажа трубопроводов.

Своей конструкцией насосы типа В напоминают консольные, расположенные вертикально. Приводные двигатели насосов устанавливаются на балках над насосами, что уменьшает потребную площадь пола машинного зала. Подшипники насосов типа В с резиновыми или лигнофолевыми вкладышами смазываются перекачиваемой водой, если содержание в ней взвешенных частиц не более 50 мг/л при допустимой их крупности и абразивности. При перекачивании загрязненной воды подшипники должны смазываться технически чистой водой из специальной системы водопровода. Насосы типа В с подачей до 4 м3/с имеют на корпусе специальные лапы, с помощью которых они крепятся к фундаментным плитам, заанкеренным в бетон пола насосной станции. У более мощных насосов корпус до половины заливается бетоном. У насосов с подачей до 4 м3/с вода к входному патрубку подводится через всасывающее чугунное колено, у остальных насосов – по бетонной всасывающей трубе. Отводится вода по напорному горизонтально расположенному патрубку.

Общий вид насоса типа В

Число, стоящее перед маркой В, указывает диаметр напорного патрубка, мм, а последующие две цифры означают: первая – подачу, м3/с, вторая – напор, м (например, 1000В-4/63).

5 Типы основных насосов: СД, СМ, Гр.

Насосы СД выпускаются четырех видов: горизонтальные и верти­кальные одноступенчатые, полупогружные и двухступенчатые. Так же, как в консольных насосах, напорный патрубок может быть повернут на 90° в любую сторону. Общий вид насоса типа СД

Для охлаждения и гидравлического уплотнения сальников к этим насосам подводится техническая вода с напором на 2... 3 м выше напора, развиваемого насосом. К крупногабаритным насосам техническая вода подводится с избыточным напором 10 м. Конструктивно одноступенчатые горизонтальные и вертикальные насосы серии СД напоминают, соответственно, насосы типов П и В. Буквы П и В, входящие в маркировку насоса, обозначают полупогружной или вертикальный тип, цифры в числителе - подачу, м³/ч, в знаменателе - напор, м. Для двухступенчатых насосов к обозначению добавляется цифра 2.

Вертикальные насосы СДВ применяются для перекачивания больших расходов сточной жидкости.

Насосы типа СМ маркируются аналогично насосам типа К с тройным обозначением.

Грунтовые насосы типа Гр - центробежные консольные одноступен­чатые, конструктивно напоминают насосы типа К. Грунтовые насосы предназначены для перекачивания гидросмесей (пульпы) с твер­дыми включениями частиц грунта. Характер перекачиваемой жидкости обусловливает некоторые конструктивные особенности, уменьшающие из­нос насоса: большие зазоры, упрощенный профиль лопастей рабочего ко­леса, меньшее их число. Эти особенности приводят к снижению кпд, кото­рый у грунтовых насосов меньше, чем у насосов К или СД. Насосы типа Гр - грунтовые с увеличенным проходным сечением имеют динамиче­ские характеристики несколько хуже, чем насосы типа Гр.

Чистая вода, подводимая для охлаждения и уплотнения сальников, служит одновременно для промывки пространства между рабочим колесом и крышкой насоса. Напор технической воды должен быть на 5... 10 м вы­ше напора, развиваемого насосом.