Водозаборные сооружения для извлечения подземных вод состоят из нескольких объектов: водозаборного узла (ВЗУ), резервуара для хранения воды, систем приборов водоподготовки и учета расхода, насосной станции для перекачивания воды потребителям, противопожарного оборудования. ВЗУ – главный узел всего сооружения, который состоит из полностью оборудованных водозаборных скважин.
Схематично работу подобного объекта можно представить следующим образом: глубинными насосами артезианская вода подается в резервуар, в котором происходит смешивание воды, поступающей из разных скважин. Работа насосов в скважинах автоматизирована в зависимости от уровня воды в резервуаре. По-другому – это станция первого подъема, где эту роль выполняют скважинные насосы.
ВЗУ крупного водозаборного сооружения может включать в себя многие десятки водозаборных скважин. Но не нужно его путать с насосной станций для забора воды из открытых источников. Общее у них только назначение: заполнение резервуара для хранения воды. А в остальном отличия очень большие.
Скважинные насосы работают в воде глубоко под землей, они обладают большим напором, способным поднимать значительное количество воды на большие высоты. Причем стоимость бурения и оснащение скважин на воду напрямую зависит от глубины. Чем глубже скважина, тем больше потребуется обсадных труб, НКТ, кабеля для подключения глубинного насоса. Одно из главных условий при строительстве ВЗУ из водозаборных скважин – возможность работы грузоподъемных устройств, необходимых при замене насосов.
Глубинные насосы для скважин относятся к виду центробежных насосов. Чаще всего используются насосы марки ЭЦВ. А вот насосная станция первого подъема для забора воды из открытых источников тоже использует центробежные насосы, но они работают совершенно по другому принципу. Главные их показатели – производительность, мощность двигателя, внушительные размеры и огромный вес.
У глубинных насосов все по-другому: они компактны, цилиндрической формы, рабочий орган – центробежный многосекционный насос, который работает только при полном погружении в воду. Асинхронный электродвигатель тоже заполнен водой, поэтому все его части выполнены из водостойкого провода, и он не требует специального охлаждения. Материал глубинных насосов – нержавеющая сталь, благодаря которой они не подвержены коррозии и не оказывают влияния на вкус воды.
При заборе воды из шахт и колодцев используют насосы погружного и полупогружного типа. Но они способны поднимать воду не выше 15 метров. Конструктивно такие насосы выполняются винтовыми, вибрационными, плужерно-диафрагменными и центробежными. Полупогружные насосы работают на специальных приспособлениях – поплавках, и электродвигатель у них всегда расположен над водой. Компания «Невская ГРК» имеет на своих складах разнообразный модельный ряд глубинных и погружных насосов от лучших зарубежных (Германия, Дания и др.) и отечественных производителей, способных удовлетворить запросы любого заказчика.
Насосные станции пожаротушения и водоснабжения
Насосные станции водоснабжения играют одну из ведущих ролей в системах, которые обеспечивают подачу определенного расхода воды с нужным напором. От качества проекта, монтажа и точного подбора оснащения зависит удобство эксплуатации, оптимальные затраты при высокой надежности всей конструкции снабжения и отведения воды.
Классификация насосных станций
Система администрирования насосной станцией должна обеспечивать простоту и надежность ее работы. Выбор соответствующего способа определяется видом станции и ее расположением:
- вручную — операторы непосредственно запускают устройство и контролируют его функционирование;
- автоматически — по результатам показаний датчиков уровня воды в резервуарах, давления в трубопроводах и потребления воды;
- полуавтоматически — оператор задает сигнал, а далее работа происходит в автоматическом режиме;
- дистанционно — из диспетчерской за пределами территории площадки.
В проект закладывается способ управления, который определяется путем технического анализа.
Насосы, применяемы на станциях водоснабжения первого и второго подъема, циркуляционных и повысительных насосных станциях, классифицируют по устройству, способу установки и области применения. Здесь устанавливаются горизонтальные, вертикальные, центробежные и осевые насосы. Существует два типа сооружений, выбор которых зависит от высоты расположения воды в водозаборе:
- насосы с положительной высотой всасывания;
- насосы с отрицательной высотой всасывания, установленные с подпором (под залив).
Особенности рельефа и проектные данные непосредственно влияют на расположение машинного отделения. Исходя из заданных условий его изготавливают в следующем исполнении:
- наземным;
- полузаглубленным;
- заглубленным (подземным).
Разделяют 3 категории, согласно которым соблюдается надежность и обеспеченность водоснабжением.
- I категория — остановка водоснабжения нежелательна и может привести к серьезному материальному ущербу (выхода из строя технологического оборудования, нарушения сложного техпроцесса);
- II категория — остановка водоснабжения возможно на время, необходимое для включения резервных агрегатов;
- III категория — остановка водоснабжения допустима на срок до суток.
| Категория | Максимальное время | Численность обслуживаемых | Максимальный срок снижения |
| Насосной станции | остановки водоснабжения | населенных пунктов | водоснабжения на 30 % |
| I категория | 10 минут | Свыше 50 тысяч населения | 3 суток |
| II категория | 6 часов | От 5 до 50 тысяч населения | 10 суток |
| III категория | 24 часа | До 5 тысяч населения | 15 суток |
Если происходит авария, то при остановке деятельности всего оборудования включаются резервные агрегаты. Также ее работу прерывают для проведения текущего ремонта или замены установок. Требования, которым должны соответствовать станции разных категорий, возрастают по степени их надежности.
I категория надежности больше подходит для промышленных объектов.
Станции первых двух категорий обеспечиваются как минимум двумя самостоятельными источниками электроснабжения.
По выполняемым функциям и параметрам станции водоснабжения можно разделить на следующие виды:
- насосные станции первого подъема;
- насосные станции второго подъема;
- насосные станции третьего, четвертого и последующих подъемов;
- повысительные насосные станции (станции подкачки);
- циркуляционные насосные станции.
Транспорт воды происходит по определенной схеме с помощью насосов, к которым подсоединены всасывающие трубы и напорные водоводы.
Насосные станции первого подъема
Насосные станции первого подъема всасывают воду из открытых или подземных источников и направляют ее на очистные сооружения, а при высоком качестве воды или при низких требованиях к качеству, сразу в водопроводную сеть, накопительные емкости или водонапорную башню. Функционирование станции происходит равномерно на протяжении суток, без перерывов. Ее производительность рассчитывают на средний часовой расход в дни значительного водопотребления.
Станции первого подъема бывают оснащены как минимум двумя ведущими насосами и одним или двумя резервными. И те и другие имеют отдельный всасывающий трубопровод.
Насосная станция второго подъема
Насосная станция второго подъема представляет собой систему накопительных емкостей и насосного оснащения. Она обеспечивает подачу чистой либо технической воды в водопроводную сеть населения и объектов промышленности, а также поддерживает требуемое давление в магистрали. Эффективность деятельности станции меняется на протяжении суток, поэтому производительность насосного оснащения рассчитывается на подачу заданного объема воды, соответствующего режимам ступенчатого потребления.
При проектировании и монтаже станции второго подъема желательно установить автоматическое и ручное управление. Бинарный принцип контроля обеспечивает:
- стабильное давление в напорном водопроводе путем автоматической регулировки насосов;
- экономию электроэнергии;
- ограничение пусковых токов в линии электропередач;
- отсутствие гидроударов в водопроводной магистрали, снижение вероятности аварий;
- надежность работы в холодный период года;
- уменьшение численности персонала по обслуживанию станции, создание удаленной диспетчерской службы.
Насосная станция второго подъема размещается чаще всего неподалеку от очистных сооружений.
Повысительные насосные станции (станции подкачки)
Данные станции обеспечивают нужный напор воды на отдельном участке водопроводной сети в многоэтажных жилых застройках или на индустриальных объектах. Они всасывают воду непосредственно из трубопроводов и не могут координировать ее подачу. Такая станция действует согласно принятой схемы водопотребления.
Станции подкачки представляют собой группу насосов, количество которых зависит от объема водопотребления. Станция оснащается основными и резервными насосами, которые включаются автоматически, если запуск основного не произойдет на протяжении 10 сек.
Циркуляционные насосные станции
Циркуляционные насосные станции встраивают в цепи оборотного водоснабжения. Они поставляют отработанную воду в охлаждающие устройства определенных технологических установок. Вид и число насосов определяются мощностью системы и применяющимися водоохладительными сооружениями.
Циркуляционные станции относят к I категории надежности. Остановки процесса их работы недопустимы. Они оснащаются резервным оборудованием, независимыми источниками электроснабжения, всасывающими и напорными коммуникациями, насосом, установленным под заливом. Такой насос требует заглубленное машинное отделение.
Циркуляционные насосы работают согласно графику технологического процесса производства.
Насосная станция 1 го подъема что это
Насосные станции используются для перекачивания жидкости в автоматическом режиме на производстве, в жилых домах, в бизнес-центрах, магазинах, в торговых центрах, на складах и других объектах. Насосная станция обеспечивает здание водой. Также насосные станции нужны на производстве и других объектах для водоотведения и пожаротушения.
Насосные станции могут перекачивать воду, отходы канализации и жидкости для пожаротушения — пеногаситель и антифриз. В зависимости от своего назначения, насосная станция проектируется для подачи среды и выведения продуктов отхода. Современные насосные станции работают на дистанционном управлении. Также есть станции с непосредственным, ручным управлением.
Виды насосов станции
В зависимости от назначения станции насосы можно разделить на:
- циркуляный,
- дренажный,
- канализационный,
- моноблочно-консольный,
- многоступенчатый,
- скваженный.
Насосная станция для водоснабжения
Станции этого типа используются в системах ЖКХ для обеспечения жилых домов водой и на производстве.
Такие станции подразделяются на станции первого подъема, второго подъема и дальнейшего подъема.
Станция первого подъема
Она беспрерывно работает сутками, перекачивая воду из водозаборной установки в фильтрующие установки или в резервуар — водонапорную башню, гидропневмобак, накопительный резервуар. После чего воду перекачивает насосная станция второго подъема.
Насосная станция второго подъема
Насос станции забирает воду из резервуара и направляет ее непосредственно в водопроводную сеть.
Насосная станция третьего подъема
Если речь идет о многоэтажном здании, то после станции второго подъема вода переходит в управлении насосами станции третьего, четвертого подъема. Такие станции подкачивают воду на следующие этажи. Эти станции поддерживают высокое давление для быстрой перекачки воды.
Циркуляционная станция
Эти установки используются на предприятиях. Они перекачивают отработанные жидкости, подают воду в очистительные резервуары, перекачивают различные рабочие среды.
Канализационные станции
Канализационные станции бывают разной мощности и могут принимать разный объем сточных вод.
Насосы канализационной станции поставляют воду в очистное сооружение. У станции может быть два насоса — для поочередной работы и для одновременной работы в случае форс-мажора. Также у канализационной станции есть аварийный режим работы, который включается, если сточных вод большое количество или один из насосов неисправен.
Насосное оборудование для систем пожаротушения
Насосная станция для пожаротушения предназначена не только для непосредственной подачи воды и пены для тушения, но и для моментального удаления продуктов горения.
В станции есть основной и резервный насосы, аппарат для поддержания рабочего давления и прибор для подачи жидкости для тушения пожара.
Наземные насосные станции используются для тушения пожара с помощью наземной емкости с водой. Такая станция должна иметь источник питания для подзарядки оборудования. Этот вариант насосной станции для пожаротушения самый бюджетный по стоимости.
Проектирование насосных станций
При проектировании трубопровода необходимо уделить внимание и проектированию насосной станции, учесть возможную нагрузку на систему. Система трубопровода должна проектироваться не только с учётом её уникальных особенностей, но и с учётом всех типов нагрузок на будущую систему.
На этом этапе необходимо спланировать дополнительную поддержку насосной системы, чтобы обеспечить ее бесперебойную работу. Это необходимо сделать и чтобы срок эксплуатации насоса не уменьшился. Также это поможет снизить расходы на обслуживание и не приведет к преждевременной поломке насоса и других деталей. Например, труб или фланцев .
Насос в трубопроводной системе – уязвимое звено. Чрезмерное напряжение приведет к деформированию корпуса насоса, что увеличивает зазоры между узлами. В корпусе при сильных нагрузках образуются трещины.
Если при проектировании трубопроводной системы не допущено ошибок, то система будет эксплуатироваться в штатном режиме в течение длительного срока.
Эффективное проектирование системы трубопровода снижают цену монтажа и увеличивает срок и стоимость последующей эксплуатации. Иногда реализация стандартных подходов невозможно, тогда разрабатывается проект специальной системы трубопровода.
Механические смещения трубопроводов определяются визуально. Чтобы не появились избыточные механические нагрузки, необходима точность при производстве и сборке всех элементов.
Стыковка насосной системы
Чтобы без усилий производить стыковку фланцев насоса и трубопровода, необходимо точно соединить детали до затягивания болтов. Поверхности фланцев трубопровода и насоса должны быть параллельны.
При проектировании системы необходимо учитывать массу рабочей среды, которая будет транспортироваться по трубам. Если в процессе разработки проекта не учитывать влияние массы рабочей среды, при заполнении системы жидкостью образуется смещение, которое может создать критическую нагрузку на насос.
Даже невысокое давление в трубе приводит к её расширению во всей плоскости независимо от материалов изготовления. Если в трубопроводе есть клапаны, концентрические и эксцентрические переходы , фланцы, диаметр которых больше внутреннего диаметра труб, то в проекте следует учесть часть трубопровода с минимальным внутренним диаметром.
Оптимизация нагрузок
На нагрузки влияет система крепления трубопровода.
Предотвращению линейного расширения способствует изгиб и крепление трубопровода. Данная система эффективно сопротивляется линейному расширению в отличие от насоса.
Гибкие трубопроводы легче обеспечивают реакцию, сдерживающую нагрузку. Гибкость системе предают резиновые компенсаторы, фитинги, гибкие шланги. Но при их использовании важно учитывать стойкость к пиковым нагрузкам. Нельзя использовать гибкость элементов в ущерб стойкости к нагрузкам.
Если нет возможности построить стандартный трубопровод, следует выполнить полный расчет будущей системы. Обязательно учесть переходы, концентрические, и эксцентрические , площадь поперечных сечений трубопровода, фитинги, фланцы, упругость материала.
Правильно спроектированная и смонтированная трубопроводная система будет работать бесперебойно.
Потери при износе насосных систем
Преждевременный износ насосов сильно увеличивает стоимость эксплуатации оборудования и всей системы.
Исследования показали, что около 70% сбоев в работе насосов происходят из-за смещения элементов трубопроводных систем – изменение формы труб и приварных фланцев . Трубы и их соединение не должны переносить нагрузку на насосы.
Фланцы из стали во время крепления необходимо точно подогнать и совместить прежде, чем болты будут закреплены. Всасывающие и напорные трубопроводные конструкции монтируются в соответствии с инструкциями.
Так как трубопроводная деформация ведёт к поломкам оборудования, проект будущего трубопровода должен разрабатываться с учетом всех изгибов.
Деформирование трубопровода может привести к смещениям всасывающих и напорных насосных фланцев и труб. Во избежание передачи насосу изгибов используют свободное болтовое соединение.
К сверхнагрузке на патрубки приводит смещение фланцев трубопровода в угловом и параллельном направлениях. Некорректная установка привода сцепления и насосной системы приводит к перегреву муфты, срезу шпоночного паза, к потере передачи вращательного момента.
Совмещая фланцы трубопровода с напорными и всасывающими фланцами, нельзя прикладывать лишние усилия. Иначе это приведёт к излишнему давлению на патрубки и спровоцирует ненужный изгиб. Отклонения в трубах недопустимы, так как это приводит к протечкам.
В трубопроводах возникают силы, влияющие на герметичность фланцевого соединения трубопровода и всасывающих патрубков насоса. Сдвиг трубопровода – это последующая поломка компенсаторов и прочих элементов системы.
Использование уплотнителей в насосных системах
Механические уплотнители предотвращают перегрев при сжимании, сохраняя необходимый клиренс.
Механические повреждения, а также излишний тепловой выброс возникают при расширении клиренса между деталями. Такой клиренс образовывается по причине искажения сцеплений трубопровода и фланцев. К амортизации лицевой поверхности уплотнений приводит полное взаимодействие вращающихся элементов уплотнения и неподвижных частей насоса. Это выводит насос из рабочего состояния, а следовательно, требует ремонта.
Чтобы решать возникающие проблемы при эксплуатации насосной системы необходимо уделять внимание профессиональной подготовке персонала. Обучаться должен и рабочий персонал, и инженерный.
Анализ причин неполадок насосных систем
Анализ и отслеживание проблем позволяет вовремя выяснить причины неполадок и подобрать алгоритм восстановления системы.
Стоит рассмотреть некоторые методы восстановления отклонений фланцев плоских приварных, деформирования трубопроводов и элементов насосных конструкций: анализ вибраций, использование лазерных инструментов для центровки валов.
Устранение всех возможных деформаций и прочих дефектов продлевает работу насосов и трубопроводов. Выявление отклонений и недостатков должны стать одной из главных задач службы технического обслуживания трубопроводных и насосных станций.