Назначение насосных станций. Основные требования, предъявляемые к их оборудованию и работе

УДК 628.12(07), 631.672.

Насосные станции систем водоснабжения и водоотведения: методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию.

 

 

В учебном пособии к курсовому и дипломному проектированию рассмотрены устройство и конструкции насосов. Дана методика расчетов и конструирования насосных станций I, II подъемов и станций водоотведения. Рассмотрены вопросы работы системы «Насосная станция II подъема – водопроводная сеть». В учебное пособие включены справочные данные о насосном и грузоподъемном оборудовании, трубопроводной арматуре.

Оглавление

ГЛАВА 1. ТИПЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ. ОСНОВНОЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СТАНЦИЙ_ 4

1.1. Назначение насосных станций. Основные требования, предъявляемые к их оборудованию и работе_ 4

1.2. Типы и конструкции насосных станций_ 7

1.3. Типы основных насосов_ 8

1.4. Выбор основных насосов, двигателей и их компоновка_ 14

1.5. Конструирование рамы и определение размеров фундамента агрегата. 17

1.6. Трубопроводы насосной станции_ 19

1.7. Построение графика совместной работы насосов и водоводов_ 23

1.8. Оборудование систем заливки насосов, технического водоснабжения, дренажа и осушения_ 27

ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОДОПРОВОДНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ II ПОДЪЕМА_ 30

Проектирование водоводов. 30

Гидравлический расчёт водоводов. 30

2.2. Определение расчетных напоров насосов II подъема. 35

2.2.1. Система с башней в начале сети _ 35

2.2.2. Безбашенная система.. 36

2.2.3. Система с башней в конце сети (с контррезервуаром). 36

2.2.4. Подача транзитного расхода в водонапорную башню. 37

2.2.5. Расчет режима работы насосной станции при подаче воды на тушение пожара _ 40

2.2.6. Аналитический расчёт количества переключений водоводов_ 43

2.3. Размещение оборудования в машинном зале_ 45

2.4. Порядок проектирования здания насосной станции II подъема_ 47

ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ_ 48

СИСТЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ (КАНАЛИЗАЦИОННЫХ) 48

3.1. Определение расчетных расходов. Расчет напорных водоводов_ 48

3.2. Определение расчетных напоров. Выбор насосов_ 50

3.3. Размещение основного оборудования в машинном зале_ 52

3.4. Приемный резервуар и его оборудование_ 56

3.5. Проектирование систем технического водопровода и дренажа_ 59

3.6. Порядок проектирования надземной части здания насосной станции водоотведения_ 61

ГЛАВА 4. ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. 62

КОНСТРУКЦИИ ЧАСТЕЙ ЗДАНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ_ 62

4.1. Подъемно-транспортное оборудование_ 62

4.2. Конструкции и стандартные размеры частей здания_ 68

ГЛАВА 5. ВЫБОР ТИПА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДАЧИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ I ПОДЪЕМА_ 71

ГЛАВА 6. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ НАД РАЗДЕЛОМ ДИПЛОМНОГО И_ 73

КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ_ 73

ГЛАВА 7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ_ 74

5.1. Удельные технико- экономические показатели и их определение_ 74

5.2. Технико-экономическое сравнение вариантов проектируемой насосной станции_ 78

Литература_ 82

ГЛАВА 1. ТИПЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ. ОСНОВНОЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СТАНЦИЙ

Назначение насосных станций. Основные требования, предъявляемые к их оборудованию и работе

Тип и число основных и вспомогательных насосов, состав помещений и набор вспомогательного оборудования, конструктивные особенности и предъявляемые к насосной станции технологические требования зависят от ее назначения.

В зависимости от перекачиваемой жидкости насосные станции подразделяются на водопроводные и станции систем водоотведения (канализационные).

По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения водопроводные насосные станции подразделяются на станции I подъема, II и последующих подъемов, повысительные и циркуляционные (рис. 1, а, б, в, г).

Насосные станции I подъема забирают воду из источника и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистка воды, в аккумулирующие емкости (резервуары чистой воды, водонапорные башни, гидропневматические баки), а в некоторых случаях непосредственно в распределительную сеть. Характерной особенностью насосных станций I подъема является более или менее равномерная подача в течение суток.

Насосные станции II подъема подают воду потребителям из резервуаров чистой воды, которые позволяют регулировать подачу. Подача насосных станций II подъема в течение суток неравномерна. Ее по возможности приближают к графику водопотребления.

Повысительные насосные станции (станции подкачки) предназначены для повышения напора на участке сети или в водоводе. Они забирают воду не из резервуара, а из трубопроводов и поэтому не могут самостоятельно регулировать подачу.

Циркуляционные насосные станции входят в замкнутые системы технического водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций. На этих станциях может устанавливаться несколько групп насосов: одна — для подачи отработанной воды на охлаждающие, другая — на очистные устройства, третья—для возврата подготовленной воды к производственным установкам.

Насосные станции систем водоотведения (рис.1, д) предназначены для подачи сточных вод на очистные сооружения. Районные насосные станции водоотведения часто перекачивают стоки не непосредственно на очистные сооружения, а из одного бассейна канализования в другой, когда соединение бассейнов самотечными коллекторами нецелесообразно.

Особый вид насосных станций представляют станции для перекачивания атмосферных вод (на сети ливневой канализации), осадков и ила (на канализационных и водопроводных очистных сооружениях), агрессивных промышленных сточных вод.

Рис. 1. Принципиальные схемы компоновки насосных станций различного назначения:

а — I подъема из открытого водоисточника; б — II подъема; в — повысительной; г — циркуляционной; д — водоотведеная; 1 — водозабор; 2 — самотечные водоводы; 3 — водоприемно-сеточный колодец; 4 — всасывающие трубы; 5 — насосная станция; 6 — напорные водоводы; 7 — очистные сооружения; 8 — резервуары чистой воды; 9 — потребители технической воды; 10 — приемные камеры; 11 — охлаждающие или очистные сооружения; 12— самотечный коллектор; 13 — помещение решеток

 

По степени обеспеченности подачи воды насосные станции подразделяются на три категории.

I категория допускает перерыв в подаче воды только на время (не более 10мин), необходимое для выключения поврежденных и включения резервных элементов (оборудования, арматуры, трубопроводов), и снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30 % расчетного расхода и на производственные нужды до предела, установленного аварийным графиком работы предприятий, при длительности снижения не более 3 сут.

II категория допускает перерыв в подаче для проведения ремонта не более, чем на б ч, а на канализационных станциях — на время, обусловленное аккумулирующей вместимостью подводящих сетей, и соответствующее снижение подачи не более, чем на 10 сут.

III категория допускает перерыв в подаче не более, чем на 24 ч и соответствующее снижение подачи не более, чем на 15 сут.

К I категории относятся насосные станции, обслуживающие технический водопровод и системы водоотведения специальных производств; системы водоснабжения и водоотведения населенных пунктов с числом жителей свыше 50 000 чел. (ориентировочно, максимальное суточное водопотребление свыше 40 000 м³); подающие воду непосредственно в сеть противопожарного и объединенного хозяйственно-противопожарного водопроводов.

Ко II категории относятся насосные станции, обслуживающие водопровод населенных пунктов с числом жителей от 5000 до 50 000 чел., если подача воды на пожаротушение возможна и при временной остановке этих станций; насосные станции систем водоотведения населенных пунктов с тем же числом жителей, если аккумулирующая вместимость подводящих сетей обеспечивает прием стоков на время отключения станции при ремонте; насосные станции водопроводов населенных пунктов с числом жителей до 600 чел. (ориентировочно, максимальное суточное водопотребление не более 3000 м³) и других объектов, указанных в нормах.

К Ш категории относятся насосные станции систем водоотведения, обслуживающие населенные пункты с числом жителей до 500 чел., и насосные станции поливочных водопроводов.

К насосным станциям различных категорий предъявляются соответствующие требования по надежности энергообеспечения (для насосных станций I и II категории подключение не менее, чем к двум независимым ЛЭП), по капитальности сооружений, по резерву технологического оборудования.

От категории насосной станции зависит число резервных агрегатов (табл.1), число всасывающих и напорных линий и расчетные расходы для них, количество и размещение запорной арматуры на внутристанционных коммуникациях.

Таблица 1

Число резервных агрегатов, устанавливаемых в водопроводных насосных станциях

Количество рабочих агрегатов одной группы насосов	Число резервных агрегатов в насосных станциях
	I категории	II категории	III категории
До 6	2	1	1
6-9	2	1	-
Свыше 9	2	2	-

 

Примечания:

1. В качестве рабочих агрегатов включаются пожарные насосы.

2. Количество рабочих агрегатов одной группы должно быть не менее двух. В насосных станциях II и III категории при обосновании допускается установка одного рабочего агрегата.

3. При установке в одной группе насосов с разными характеристиками, количество резервных агрегатов следует принимать для насосов большей производительности по табл.1, а резервный насос меньшей производительности хранить на складе.

4. В насосных станциях объединенных противопожарных водопроводов высокого давления или при установке только пожарных насосов следует предусматривать один резервный пожарный агрегат, независимо от количества рабочих агрегатов.

5. В насосных станциях водопроводов населенных пунктов с числом жителей до 5 тыс. чел. При одном источнике электроснабжения следует устанавливать резервный пожарный насос с двигателем внутреннего сгорания и автоматическим запуском (от аккумуляторов).

6. В насосных станциях II категории при количестве рабочих агрегатов десять и более один резервный агрегат допускается хранить на складе.

7. Для увеличения производительности заглубленных насосных станций до 20-30% следует предусматривать возможность замены насосов на большую производительность или устройство резервных фундаментов для установки дополнительных насосов.

Наряду с обеспечением напора и подачи, предусмотренных графиком водопотребления или водоотведения, и удовлетворением требований по бесперебойности работы, при сооружении и оборудовании насосных станций необходимо при наименьших затратах на их строительство и эксплуатацию обеспечивать комфортные условия работы обслуживающего персонала, широкое применение автоматики и телемеханики.

Не следует допускать излишеств в составе и размерах сооружений, кубатуре зданий, основном и вспомогательном оборудовании, архитектурном оформлении. В то же время необходимо учитывать, что состав сооружений и оборудования, так же как и вся схема водоснабжения или водоотведения в целом, должны отвечать условиям будущей эксплуатации при возрастающих объемах водопотребления. Конструкция насосной станции должна предусматривать возможность модернизации и расширения, замены установленного оборудования на более мощное, обеспечивающее увеличение подач и напоров.