Меню

Основное и вспомогательное оборудование станции водоснабжения

СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

ТИПЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Тип водопроводной насосной станции (НС) определяется:

Тип водопроводной (НС) зависит от:

— расположения здания НС по отношению к водозаборному сооружению;

— типа и характеристик основного насосного оборудования;

— гидрогеологических условий местности.

Тип канализационной насосной станции (КНС) диктуется:

— глубиной заложения подводящего коллектора;

— объемом сточных вод;

— регулярностью поступления сточных вод;

— гидрогеологическими условиями (в том числе наличием грунтовых вод);

— типом установленных насосов и двигателей.

Назовем классификации типов и конструкций насосных станций по различным признакам.

Классификация НС по характеру основного оборудования (могут быть):

— с центробежными горизонтальными или вертикальными насосами;

— с осевыми и диагональными горизонтальными, наклонными или вертикальными насосами;

— с объемными насосами;

— с водоподъемниками различных типов.

Классификация НС по расположению лопастных насосов относительно уровня воды в приемном резервуаре или в подводящем коллекторе (подразделяются):

— на станции, где насосы установлены с положительной высотой всасывания;

— на станции, где насосы установлены с подпором.

Классификация НС по расположению относительно поверхности земли (могут быть):

— заглубленными (шахтного типа);

Классификация НС по характеру управления (могут быть):

— с ручным управлением;

Выбор того или иного типа насосной станции обычно производят путем технико-экономического сравнения нескольких вариантов.

Оборудование насосных станций обычно разделяют на следующие группы:

— основное энергетическое оборудование;

— противопожарные и санитарно-технические устройства.

Основное энергетическое оборудование включает насосы и приводные двигатели.

В зависимости от требуемого напора на станции устанавливаются:

Привод насосов чаще всего осуществляется с помощью электродвигателей.

Комплекс, состоящий из насоса и приводного двигателя, называют гидроагрегатом или просто агрегатом насосной станции.

Число агрегатов насосной станции может быть различным и зависит от:

— расчетной (максимальной) подачи станции;

При требуемой большой подаче станции стремятся снизить число агрегатов за счет увеличения их единичной мощности.

Механическое оборудование насосных станций включает в себя:

Сороудерживающие устройства необходимы для предохранения насосов от попадания в них сора и плавающих тел, а также для предварительной очистки воды.

Затворыобеспечивают:

— изменение режима работы насосной станции;

— периодические осмотры и ремонты ее агрегатов и отдельных узлов.

Подъемно-транспортные механизмыслужат для:

— монтажа и демонтажа оборудования, трубопроводов и фасонных частей;

— производства ремонтных работ;

— подъема и опускания затворов, сороудерживающих устройств.

Вспомогательное оборудование включает в себя системы:

— масляного и пневматического хозяйства;

Система технического водоснабжения(комплекс СТВ) предназначена для подачи технически чистой воды:

— к устройствам для водяной смазки направляющих подшипников;

— к сальникам уплотнений насосов;

— к теплообменникам вспомогательного оборудования (компрессоров, крупных электродвигателей, малонапорных установок и др.).

Дренажно-осушительная система(комплекс ДОС) предназначена для:

— откачивания воды из камер, самотечных и всасывающих труб насосов, расположенных ниже максимального уровня воды в нижнем бьефе;

— опорожнения напорных трубопроводов;

— удаления дренажной воды из подземных помещений.

Система маслоснабжения (комплекс СМС) служит для обеспечения маслами соответствующих марок масляных ванн и подшипников:

— механизмов системы регулирования;

— маслонаполненных электрических аппаратов распределительных устройств.

Эта система включает в себя:

— емкости для хранения оперативных запасов чистого масла;

— емкости для хранения отработавшего масла;

— маслонапорные установки (МНУ);

— агрегаты и аппаратуру для очистки масла.

Система пневматического хозяйства (комплекс СПХ) необходима для питания сжатым воздухом:

— устройств для зарядки котлов МНУ;

— отжатия воды из камер рабочих колес насосов;

— масляных и воздушных выключателей;

— технических и строительных нужд станции (пневмоинструмент).

Система состоит из :

— воздухопроводов соответствующего давления.

Вакуум-системапредназначена для заливки водой насосов, установленных выше уровня воды в нижнем бьефе.

Контрольно-измерительные приборы и системы автоматизации (комплекс КИПиА) включают в себя устройства контроля за состоянием основных агрегатов и другого оборудования (измерение мощности, давления, расхода, температуры различных частей, подачи смазки, охлаждающей воды.

К вспомогательному оборудованию НС относятся также трубы и фасонные части.

Электрические устройства включают в себя:

— выводы высокого и низкого напряжения;

— распределительное устройство (РУ);

— токопроводы к электродвигателям;

— системы контроля и собственных нужд (ССН).

Система собственных нужд обеспечивает электроснабжение:

— системы технического водоснабжения и дренажа;

— устройств автоматики и защиты.

Противопожарные устройства – средства обнаружения и автоматического тушения пожара.

Санитарно-технические устройства – системы отопления, питьевого водоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник



Основное и вспомогательное оборудование НПС.

Всё оборудование насосной станции условно делятся на основное и вспомогательное. К основному относятся насосы и их привод, к вспомогательному – оборудование, необходимое для нормальной эксплуатации основного оборудования, т.е. системы смазки, водоснабжения, энергоснабжения, отопления, вентиляции, канализации и т.п.

Для перекачки нефти и нефтепродуктов используют поршневые и центробежные насосы. Выбор насосного агрегата определяется технико-экономическими показателями с учётом условий его эксплуатации. Как поршневым, так и центробежным насосам свойственны определённые преимущества и недостатки.

К преимуществам центробежных насосов относятся:

— относительно небольшие габаритные размеры насоса при больших подачах и высоких напорах;

— меньшая относительная стоимость по сравнению с поршневыми, простота ремонта и эксплуатации;

— простота непосредственного присоединения вала насоса к быстроходному приводу;

— возможность широкой регулировки режима работы без остановки агрегата;

— возможность последовательной работы с другими центробежными насосами при недостаточно высоком напоре;

— высокий КПД при перекачки маловязких нефтей;

— возможность перекачки нефтей, содержащих механические примеси;

— сравнительная простота автоматизации насосных станций с центробежными насосами.

К недостаткам относятся:

— быстрое уменьшение подачи, напора и всасывающей способности при увеличении вязкости жидкости;

— обязательная заливка перед пуском и постоянный подпор при нормальной эксплуатации во избежание явления кавитации;

— сравнительно небольшой КПД при малых подачах;

— относительно малый интервал эффективной работы насоса.

Поршневые насосы обладают следующими преимуществами:

— высокий КПД, существенно не меняющийся от изменения вязкости жидкости;

— практическая независимость напора насоса от подачи.

Недостатки поршневых насосов при их использовании на магистральном нефтепроводе:

— большие габаритные размеры при больших подачах;

— ограниченная возможность регулирования режима без остановки;

— сравнительно высокая стоимость насосов и насосных станций;

— сложность эксплуатации, необходимость большого числа квалифицированного обслуживающего персонала;

— необходимость установки компенсаторов пульсаций для уменьшения пульсаций жидкости, например, в виде воздушных колпаков, что приводит к необходимости содержать компрессорное хозяйство;

— невозможность перекачки нефти, загрязнённой даже незначительными твёрдыми включениями, так как это приводит к порче клапанов и их сёдел, поверхности цилиндров и плунжеров;

— сложность схем автоматизации насосных станций с поршневыми насосами.

Требования к насосным агрегатам, устанавливающимся на МН: сравнительно высокие напоры, большие подачи, экономичность работы, долговременность и надёжность нормальной непрерывной работы, компактность, простота конструкции и технического обслуживания.

В связи с этим широкое применение при магистральном транспорте нефти и нефтепродуктов получили центробежные насосы. Поршневые насосы конкурентоспособны лишь при перекачки высоковязких жидкостей.

Отмеченные насосы предназначены для перекачки нефти и нефтепродуктов вязкостью до 3 Ст и с температурой от –5 до +80 ˚С. Содержание механических частиц по объему в размере 0,02%. Насосы НМ производятся на производительность от 125 до 10000 м 3 /ч. При этом они имеют 2 варианта конструктивного исполнения — насосы производительностью от 125 до 710 м 3 /ч секционные многоступенчатые – их корпус рассчитан на давление 9,8 МПа. Камера концевых уплотнений у них рассчитана на 4,9 МПа. Отмеченные насосы высоконапорные, поэтому насосы с подачей 125-360 м 3 /ч можно соединять последовательно в количестве не более 2-х, остальные насосы данной разновидности не более 3-х.

Насосы производительностью 1250-10000 м 3 /ч спиральные одноступенчатые.

Для нормальной работы основного центробежного насоса необходим подпор на входе, который обычно создаётся вспомогательным подпорным насосом (на головных насосных станциях) или за счёт неиспользованного напора предыдущей насосной станции. При этом основной и подпорный насосы должны иметь одинаковые подачи.

Подпорные насосы должны обеспечивать хорошую всасывающую способность, поэтому они эксплуатируются при сравнительно низкой частоте вращения вала, имеют одно рабочее колесо с двусторонним подводом жидкости и устанавливаются как можно ближе к резервуарам. Надёжность подпорных насосов должна быть не менее чем основных.

Читайте также:  Лидеры рынка оборудование для производства

Данные насосы допускают устанавливать под открытым небом. Они не имеют вспомогательных систем, что существенно удешевляет подпорную НС.

Помимо насосов НПВ в настоящее время в эксплуатации находятся подпорные насосы прежней серии типа НМП — нефтяной, магистральный, подпорный. У них та же производительность, что и у насосов НПВ. Они горизонтальные спиральные одноступенчатые с рабочим колесом двухстороннего входа.

В маркировку насосов НМ и НПВ помимо буквенных обозначений входит 2 группы цифр: первая показывает номинальную производительность насоса в м 3 /ч, вторая – напор, развиваемый насосом в м столба жидкости, соответствующий номинальной производительности.

При выборе электродвигателя для привода насоса руководствуются следующими факторами:

— возможность получения на площадке, отведённой под строительство перекачивающей станции, электроэнергии для питания электродвигателей;

— необходимость упрощение трансмиссии между двигателем и насосом;

— мощность электродвигателя N (в Вт) к насосу определяется по формуле:

где – подача насоса, м 3 /с; – повышение напора в насосе, м; – плотность жидкости, кг/м 3 ; – полный КПД установки, %; – ускорение свободного падения, м/с 2 .

В эксплуатации имеются как асинхронные, так и синхронные электродвигатели, при этом последние могут использоваться как компенсаторы реактивных нагрузок. В зависимости от исполнения электродвигатели могут быть установлены в общем зале с насосными или в помещении, отделённом от насосного зала разделительной (брандмауэрной) стеной.

При совместной установке в корпусе электродвигателя, выполненном во взрывоопасном исполнении, поддерживается избыточное давление (20-30мм.рт.ст.), предотвращающее проникновение внутрь корпуса паров нефти.

Привод поршневых насосов обычно осуществляется от стационарных дизелей, которые, как правило, продолжительное время работают без капитального ремонта. Вал дизеля с валом насоса обычно соединяют с помощью редуктора.

Средства контроля и защиты насосного агрегата.

Для повышения надёжности работы насосного агрегата оснащается средствами контроля, защиты и сигнализации. В насосном агрегате производится:

1. контроль давления на всасывании и нагнетании насосов;

2. контроль электрических параметров работы электродвигателя;

3. тепловой контроль корпуса насоса;

4. тепловой контроль корпуса электродвигателя;

5. контроль подачи масла электроконтактным манометром;

6. тепловой контроль узлов с трущимися деталями (подшипники и уплотнения вала насоса, подшипники электродвигателя);

7. тепловой контроль входящих в электродвигатель и выходящего из него воздуха;

8. контроль наличия избыточного давления воздуха в корпусе электродвигателя;

9. контроль герметичности торцового уплотнения;

10. контроль давления в линии разгрузки;

11. контроль вибрации с помощью вибросигнализатора;

12. контроль часов работы агрегата.

Система защиты выключает насосный агрегат в случае аварийной ситуации. В насосном агрегате предусмотрены следующие системы защиты:

— защита от снижения давления на входе в насос во избежание возникновения кавитационных явлений;

— защита от чрезмерного повышения давления на входе в насос;

— защита от падения давления масла в системе;

— тепловая защита корпуса насоса, предотвращающая длительную работу насоса с закрытой задвижкой;

— защита герметичности торцового уплотнения, срабатывающая в случае резкого увеличения утечек;

— защита от чрезмерных вибраций, срабатывающая при достижении критических величин.

При отсутствии избыточного давления в корпусе электродвигателя насосный агрегат не включается в работу и отключается во время работы.

Вспомогательное оборудование насосных станций.

Для обеспечения нормальных условий работы магистральных насосов типа НМ и электродвигателя марки СТД по действующим стандартам со встроенными воздухоохладителями дополнительно предусматриваются:

— система разгрузки торцевых уплотнений;

— система сбора утечек торцевых уплотнений;

— централизованная система смазки и охлаждения подшипников;

— система подачи воды для охлаждения воздуха внутри электродвигателя и масла в теплообменниках;

— система подачи и подготовки сжатого воздуха;

— система оборотного водоснабжения и охлаждения воды воздухом.

Для разгрузки торцов насосов часть перекачиваемой нефти после лабиринтных уплотнений валов отводится в приёмный коллектор НПС (основной контур) или в наземный сборник нефти, стоящий отдельно от устройств сглаживания ударной волна и разгрузки (защитный контур).

Разгрузочная нефть от торцовых уплотнений насосов отводится в сборник (манифольд) нефти ударной волны и разгрузки по защитному контуру при срабатывании защитного клапана лишь в случаях, когда давление в приёмном коллекторе НПС поднимается выше допустимого по прочности торцов (2,5 МПа).

Система сбора утечек предусмотрена для приёма капельных утечек от торцов, а также на случай возникновения на насосах аварийных ситуаций (в случае образования щелей или полного раскрытия торцов). Утечки самотёком поступают в специально заглубленный сборник, расположенный вне помещения насосов. В этом сборнике постоянно должно быть не заполненное пространство, достаточное для приёма максимальных утечек во время закрытия задвижек.

Централизованная система смазки и охлаждения подшипников служит для подачи под напором масла к насосным агрегатам и самотечного отвода его в масляные баки, установленные на глубине до 1,7 м в специальном приёмнике. Для этого от блока насосов масляной системы прокладывают распределительные трубопроводы, к которым присоединяют аккумулирующий бак, отдельно стоящий на высоте 3,6 м. бак служит для снабжения подшипников маслом во время остановки электродвигателей при перерывах во время электроснабжении станций.

Масло перед подачей к подшипникам агрегатов должно охлаждаться водой, имеющую температуру па входе в маслоохладители не более 33 0 С, а на выходе – примерно 36 0 С. Давление на входе в маслоохладители не должно превышать 0,2 МПа, а потери напора в них – 1,6 м. При указанных параметрах охлаждающей воды и расходе её на один маслоохладитель (25м 3 /ч) температура подогретого масла летом должна снижаться в маслоохладителях на 10 0 С.

Система подачи воды в электродвигатели для охлаждения воздуха внутри них предназначена для отвода из внутренних полостей электродвигателей избыточного тепла, образующихся за счёт потерь энергии при работе насосных агрегатов и передаваемого воздуху. Величина потерь, преобразуемых в тепло, может составить 75-190 кВт на один агрегат, а расход охлаждающей воды при замкнутом цикле вентиляции – 38-76 м 3 /ч в зависимости от его мощности.

Температура охлаждающей воды на входе в воздухоохладители, встроенные в электродвигатели, не должны превышать 30-33 0 С. наибольшее допустимое давление воды на входе в электродвигатель равно 0,3 МПа, потери напора внутри воздухоохладителей – 1,95м.

Система подачи и подготовки сжатого воздуха предназначена для питания пневмоприводов и устройств КИП и автоматики. Воздух очищается в специальных фильтрах, осушается на автоматической установке УОВБ-0,5М. Воздух, забираемый компрессорами снаружи, перед осушкой должен быть охлаждён в теплообменниках до 30 0 С. для охлаждения воздуха должна подаваться вода объёмом 0,2-0,5 м 3 /ч с температурой не более 25 0 С. давление воды в теплообменнике не должно превышать 0,6МПа. Во избежании порчи КИП и выхода из строя системы автоматики очистки и осушки воздуха должны осуществляться постоянно.

Система обратного водоснабжения и охлаждения воды воздухом предназначается для подачи воды с заданными параметрами к потребителям и последующего охлаждения его.

Технологические схемы НПС.

Технологической схемой НПС называют внемасштабный рисунок, на котором представлена принципиальная схема работы НПС в виде системы внутристанционных коммуникаций (трубопроводов) с установленным на них основными вспомогательным оборудованием, а также с указанием диаметров и направлений потоков.

Источник

Оборудование насосных станций

Оборудование насосных станций

Оборудование насосных станций разрабатывается для одной цели – предоставления услуг водоснабжения потребителям. Качественное оборудование позволяет эффективно использовать комплекс и добиваться высоких показателей надежности. Поэтому на стадии проектных работ к агрегатам предъявляются особые требования, обеспечивающие безотказное функционирование и полную совместимость оборудования. На стадии проектирования оформляется технологическая блок-схема, на которой четко определены типы агрегатов и связи между ними.

Оборудование насосных станций, основные группы

В состав насосных комплексов входят самые разнообразные механизмы. В зависимости от назначения, они классифицируются по следующим классам:

  1. Основное энергетическое оборудование. К агрегатам данной группы относятся непосредственно насосы, а также приводные силовые агрегаты. Насосы, в свою очередь, могут быть осевыми, диагональными либо центробежными. Тип агрегата определяется мощностью комплекса, то есть величиной необходимого давления воды. В качестве приводов монтируются электрические двигатели. В некоторых случаях принимается решение об установке агрегатов внутреннего сгорания, совсем редко монтируются паровые турбины. Узел, который образовывается при соединении насоса и двигателя, обозначается на схемах гидроагрегатом. Их количество на станции может меняться в зависимости от мощности устройств, а также от расчетного давления воды в системе. Как правило, количество гидроагрегатов стараются уменьшить, параллельно повышая мощность оборудования.
  2. Сороудерживающее оборудование. Как следует из названия, механизмы препятствуют попаданию в агрегат различного мусора. Таким образом обеспечивается надежное функционирование насосного оборудования. Кроме того, устройства выполняют первичную очистку воды перед ее поступлением в водоснабжающие сети.
  3. Затворы. Данные механизмы необходимы для регулировки вариантов работы насосного оборудования. Кроме того, закрыв затвор можно получить доступ к агрегатам и механизмам системы для проведения технического обслуживания и ремонта.
  4. Подъемно-транспортные устройства. Подобные механизмы применяются достаточно редко и востребованы в основном при установке и снятии различных агрегатов, трубопроводов и конструктивных элементов станции. Если же насосная станция выполнена в варианте, предполагающем совмещение оборудования с водозаборными устройствами, транспортные механизмы применяются для подъема и опускания затворов и сороудерживающих модулей.
Читайте также:  Итальянское оборудование для велосипеда

Оборудование насосных станций

Вспомогательное оборудование насосных станций

Кроме основных модулей насосных комплексов, на каждой станции монтируется следующее вспомогательное оборудование:

  1. Система технического водоснабжения. Основное назначение системы – обеспечение непрерывного цикла снабжения чистой водой направляющих подшипников и сальников насосов. Таким образом обеспечивается их смазка и охлаждение. Кроме того, чистая вода необходима для надежной работы компрессоров, электродвигателей большого размера, маслонапорных модулей.
  2. Дренажно-осушительная система. Модуль дает возможность откачивать лишнюю воду из помещений, находящихся под землей. Кроме того, комплекс ДОС удаляет воду из трубопроводов, самотечных и всасывающих, камер и насосов, расположенных ниже максимальной отметки жидкости.
  3. Система маслоснабжения. Модуль предназначен для смазки подшипников электрических двигателей, устройств управляющего блока, подъемных механизмов, трансформаторного оборудования, распредустройств. В состав комплекса входят резервуары для содержания свежего масла и отработанной жидкости. Кроме того, система маслоснабжения включает трубопроводы для подачи смазки, маслонапорные и маслонасосные элементы, оборудование для очистки смазки.
  4. Система пневматического хозяйства. Обеспечивает подачу сжатого воздуха к маслонапорным установкам и тормозным агрегатам. Комплекс СПХ удаляет жидкость из камер рабочих колес. При этом обеспечивается работа насосного оборудования в режиме компенсатора. Кроме того, СПХ отживает жидкость из контрольно-измерительных устройств, пневматических приводов, выключателей, а также обеспечивает функционирование отдельных механизмов комплекса. В состав СПХ входит компрессорное оборудование, приемники воздуха и воздуховоды необходимой пропускной способности.
  5. Вакуум-система. С помощью данного модуля вода подается к насосам, смонтированным выше отметки воды в нижнем бьефе.

Оборудование насосных станций

Автоматизация насосных станций

Каждый водоснабжающий комплекс оборудуется контрольно-измерительными устройствами и модулями автоматизации процессов. В состав комплекса КИПиА входят датчики слежения за функционированием основных элементов системы и вспомогательного оборудования. Как правило, измерительные приборы позволяют отслеживать мощность, давление, расход воды, степень нагрева элементов системы, уровень смазки и воды. Вся аппаратура монтируется в специальных защитных корпусах. Настройка модуля обеспечивает подачу сигнала на полную остановку оборудования при достижении максимально допустимого значения любого из параметров.

Современные комплексы КИПиА имеют в своем составе управляющие модули, с помощью которых можно обеспечить полную автоматизацию насосного комплекса. При этом для обслуживания системы потребуется минимальное число сотрудников. Если насосная станция имеет достаточно большой размер и мощность, все основные контрольные и управляющие функции сосредотачиваются в центральном узле управления. Регулировка работы комплекса осуществляется из ЦПУ.

В любом случае решение по степени автоматизации насосного комплекса принимается в зависимости от его назначения и предъявляемых требований. Исходя из этих данных определяется и комплектация комплекса КИПиА.

Оборудование насосных станций

Оборудование насосных станций, дополнительные узлы и агрегаты

Для обеспечения работоспособности насосного комплекса необходим монтаж некоторых дополнительных элементов. Прежде всего к таким устройствам относятся трубы и фасонные части, позволяющие коммутировать между собой насосное оборудование и трубопроводы.
Питающая часть насосного комплекса состоит из силовых трансформаторов, мест подключения к электрическим сетям повышенного и пониженного напряжения, распределительный модуль, кабели коммутации с электродвигателями, контролирующие модули и системы собственных нужд.

ССН предназначена для подачи электрического тока к силовым агрегатам маслонапорных устройств, запитки других блоков станции. К элементам, нуждающимся в электропитании, относятся также модули подачи технической воды, дренажная система, освещение, оборудование КИПиА, а также другие блоки станции. Для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии, оборудование ССН резервируется.

Оборудование насосных станций

Противопожарное и санитарно-техническое оборудование станции

Ввиду сложности конструкции, в состав насосного комплекса входят модули, обладающие повышенной пожароопасностью, а также возможностью взрыва. В качестве примера можно привести электроустановки, трансформаторные подстанции, электрические кабели, система маслообеспечения. Поэтому на этапе проектирования станции инженеры закладывают в конструкцию комплекса системы автоматического обнаружения и предотвращения возникновения пожаров. Кроме того, предусматриваются водяные либо пенные модули тушения пожара.
При проектировании станции большого размера в конструкцию закладывается монтаж комплекса противопожарного водообеспечения.

В дополнение к вышеуказанным системам, регламентирующие документы предусматривают установку в помещении станции отопительного комплекса, системы подачи питьевой воды. Кроме того, здание должно быть оснащено комплексом вентилирования и кондиционирования воздуха. В зависимости от назначения станции, ее эксплуатация может быть разрешена при выполнении дополнительных санитарно-технических требований.

Источник

Насосные станции систем водоснабжения предприятий

6.3.1. Назначение насосных станций. Основные требования к сооружениям и оборудованию насосных станций

В системе производственного водоснабжения используются следующие насосные станции: насосные станции 1-го подъема; станции 2-го подъема; станции оборотного водоснабжения (циркуляционные); повысительные; перекачивающие; шламовые и дренажные.

Насосные станции 1-го подъема (НС1) забирают воду из источника и подают ее на очистные сооружения, или, если очистка не требуется, непосредственно в резервуар или распределительную сеть – в зависимости от принятой схемы водоснабжения.

Они располагаются обычно вне территории предприятия на берегу водоема. НС1 должны располагаться на местах, которые не затапливаются в паводок, но и должны обеспечивать надежный забор воды при наинизшем ее уровне. Поэтому чаще всего строятся станции заглубленного типа, когда основание станции находится ниже уровня воды.

НС1 выполняют цилиндрической формы. Особое внимание обращают на компактность размещения оборудования и уменьшения диаметра здания. Поэтому широко используются насосы вертикального типа, у которых двигатель и арматура располагаются на втором этаже. Число насосов – минимально возможное.

На предприятиях, предъявляющих различные требования к качеству воды, на НС1 могут быть установлены насосы, подающие воду как на очистные сооружения, так и потребителям неочищенной воды. Таким образом объединяются насосные станции НС1 НС2.

Часто также, объединяются НС1 и водоприемные камеры в одно сооружение.

Насосные станции 2-го подъема служат для подачи воды потребителям, обычно из резервуаров чистой воды. Они, как правило, объединяются со станциями оборотного водоснабжения. Такие объединенные станции носят название циркуляционных. Они обслуживают одну или несколько систем оборотного водоснабжения, поэтому могут иметь несколько групп соответствующих насосов.

Циркуляционные станции располагаются в зданиях прямоугольной формы с шириной пролета 6, 12, 18 м. Насосы этих станций забирают воду из резервуаров теплой и охлажденной отработавшей воды. Эти резервуары, как правило, заглублены ниже уровня земли. Поэтому и пол машинного зала насосной станции тоже заглублен, чтобы обеспечить необходимую высоту всасывания насосов.

При температуре воды выше 30°C насосы устанавливают так, чтобы они были под заливом при нижнем уровне воды в резервуаре. При температуре воды больше 60°C надо еще обеспечить достаточный подпор на входе в насосы.

Сами насосы располагаются в зале так, чтобы исключить лишние повороты трубопроводов. Прокладку трубопроводов выполняют в каналах или непосредственно по полу. Последнее предпочтительнее, так как дешевле. Над трубопроводами сооружают переходные мостики.

В заглубленных насосных станциях предусматривают защиту от затопления при авариях. Это либо слив в канализацию, либо установка дренажного насоса.

Повысительные насосные станции (станции подкачки) предназначены для повышения напора воды для отдельных объектов, цехов или агрегатов.

Перекачивающие станции служат для подъема использованной воды от отдельных низкорасположенных потребителей в общую систему отводящих трубопроводов.

Шламовые насосные станции предназначены для перекачки в отстойники или шламонакопители различных отходов производства (шламов, хвостов горных пород, шлаков и др.).

Читайте также:  Головное специализированное конструкторское бюро по комплексу оборудования для микроклимата

Дренажные насосные станции и установки служат для откачки грунтовых или случайных вод из различных заглубленных мест.

К каждой системе водоснабжения, а следовательно и ее насосной станции предъявляются определенные требования в отношении надежности. По уровню требований надежности системы водоснабжения и насосные станции делятся на три категории:

к 1-й категории надежности относятся системы водоснабжения и насосные станции предприятий металлургической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности и электростанций. На этих предприятиях не разрешаются перерывы в подаче воды. Снижение подачи допускается не более чем на 30% от расчетной подачи и не более чем на 3 суток. Допускается снижение расхода ниже этого предела не более 10 мин.

к 2-й категории относятся системы предприятий угольной, горнорудной, нефтедобывающей, машиностроительной и др. видов промышленности, на которых допускается перерыв в подаче не более чем на 5 часов, а также снижение подачи на 30% до 15 суток;

к 3-й категории относятся системы мелких промышленных предприятий, допускающие перерыв в подаче воды до одних суток, а также снижение подачи на 30% не более чем на месяц.

6.3.2. Резервирование в системах водоснабжения

Для обеспечения надежности подачи воды на насосной станции применяется структурное, нагрузочное, функциональное и временное резервирование.

При структурном резервировании устанавливается избыточное количество элементов: насосов, арматуры, трубопроводов, кабельных вводов и т.п.

Пример такого резервирования приведен на рис.6.8.

Рис.6.8. Виды структурного резервирования:

а) общее структурное резервирование;

б) раздельное структурное резервирование

Общее структурное резервирование характерно для станций с малым числом насосов. Каждый из них оборудуется самостоятельным всасывающим и напорным трубопроводами с арматурой.

Раздельное структурное резервирование применяют при более сложных схемах, когда число рабочих насосов более двух, а установка всасывающих и напорных трубопроводов более двух нерациональна.

Нагрузочный метод резервирования основан на способности рабочих насосов при отключении части из них увеличивать производительность и этим несколько компенсировать снижение общей подачи.

Функциональное резервирование основано на возможности взаимозаменяемости оборудования различного назначения. Например, есть две группы насосов разного назначения. В каждой группе есть свой резерв. Часть насосов одной группы (чаще только резерв) используется для резервирования другой группы.

Временное резервирование – это использование резерва по продолжительности работы станции. Это возможно, когда у потребителей имеются регулирующие емкости, а на станции установлены насосы с подачей выше среднесуточной.

Выбор метода резервирования связан с оценкой их эффективности. Она оценивается при помощи вероятностных показателей работы станции (поток отказов оборудования, интенсивность ремонтов и т.п.). Математическая оценка эффективности вариантов возможна при наличии базы данных по отказам различных элементов насосных станций.

6.3.3. Схемы циркуляционных насосных станций

Эти схемы рассмотрим на примере систем водоснабжения тепловых электрических станций (ТЭС). На ТЭС используются две схемы циркуляционных насосных станций: централизованная и блочная схемы. Обе эти схемы приведены на рис.6.9.

Рис.6.9. Схемы оборотного водоснабжения ТЭС: а – централизованная; б – блочная; 1 – конденсаторы паровых турбин; 2 – приемные колодцы; 3 – здание циркуляционной станции; 4 – помещение обратных клапанов и задвижек; 5 – закрытые самотечные отводящие каналы (к бассейнам) или сливные напорные трубопроводы (к градирням); 6 – приемные самотечные каналы (с приемными колодцами); 7 – напорные трубопроводы

При централизованной схеме вода насосами подается по двум магистральным трубопроводам 7, проложенным вдоль турбинного цеха. От них уже она подводится к конденсаторам.

При блочной схеме магистральные трубопроводы отсутствуют. Каждый насос непосредственно подает воду на один конденсатор или на его секцию. В последнем случае на каждый конденсатор работают два насоса.

Иногда на циркуляционных станциях ставят еще насосы для подъема воды из отводящих каналов (или сборной емкости теплой воды) до форсунок градирен. Обычно это случается при реконструкции системы водоснабжения – при переводе ее с прямоточного водоснабжения на оборотное.

6.3.4. Оборудование насосных станций

В состав насосных станций входит следующее оборудование:

а) основное энергетическое оборудование. Это насосы с приводными двигателями. Комплекс, состоящий из насоса и двигателя называют гидроагрегатом (или просто агрегатом) насосной станции. Число их различно. При больших подачах стремятся снизить их число за счет увеличения их единичной мощности;

б) механическое оборудование. Оно включает в себя сороудерживающие устройства, затворы и подъемно-транспортные механизмы;

в) вспомогательное оборудование включает в себя: систему технического водоснабжения НС (на сальники, подшипники, к теплообменникам компрессоров, масляной системы, электродвигателю и др.);дренажно-осушительную систему; систему маслоснабжения; систему пневматического хозяйства; вакуум-систему; контрольно-измерительные приборы (комплекс КИПиА); трубы и фасонные части;

г) электрические устройства (трансформаторы, распределительные устройства);

д) противопожарное и санитарно-технические устройства.

6.3.5. Выбор типа и числа насосов на насосной станции

Выбор типа и числа насосных агрегатов невозможен без учета совместной работы насосов, водоводов и сети. При этом необходимо руководствоваться следующими соображениями:

а) число рабочих агрегатов одной группы должно быть не менее двух;

б) устанавливать как можно меньше рабочих насосов, т.к. параллельная работа нескольких насосов экономически менее выгодна, чем крупных насосов с более высокими КПД. Подача одного насоса в группе нескольких параллельных агрегатов всегда меньше, чем каждого в отдельности, работающего на данную систему;

в) насосы должны работать длительное время в области наивысших КПД. Лишь кратковременные расходы могут подаваться с более низкими КПД;

г) желательны однотипные насосы, однако, для повышения КПД станции, насосы должны подбираться на разные расходы при максимальных значениях КПД с учетом требуемых напоров. Это приводит к необходимости установки разнотипных насосов;

д) рабочие насосы должны обеспечить максимальную подачу. Число резервных агрегатов выбирается в зависимости от категории надежности НС. Но в любом случае их следует принимать не менее двух. Это связано с тем, что при ремонте рабочего насоса станция останется без резерва и при аварийном останове другого рабочего насоса его нечем будет заменить.

Необходимо учитывать, что стоимость агрегата весьма мала по сравнению со стоимостью всей системы. Поэтому не стоит экономить на резерве. Особенно, если важна бесперебойность водоснабжения.

6.3.6.Удельные технико-экономические показатели насосной станции

Основными технико-экономическими показателями работы насосных станций являются: КПД насосных станций и удельный расход электроэнергии.

а) КПД – это отношение полезной энергии, полученной перекачиваемой жидкостью к затраченной электроэнергии на привод насоса (за один период времени):

Полезную энергию Nпол, кВт×ч, можно вычислить:

где Q – подача, м 3 /с; P – развиваемое давление, Па (кДж/м 3 ); Т – время работы насосного агрегата, ч.

Потребляемую энергию Nзат, кВт×ч, определяют по счетчику. Если известен КПД насосной станции, то по формуле:

КПД насосного агрегата определяется произведением:

где hн — КПД насоса; hпр — КПД привода; hдв — КПД двигателя.

Если насосы НС однотипные и все работают равномерно, то hн.с hн.а. Если насосы разные, то при установке на НС i насосов, КПД станции определяется соотношением:

где Qi – подачи насосных агрегатов; hн.ai – КПД этих агрегатов.

При ступенчатом графике работы необходимо учитывать еще и время работы;

б) удельный расход электроэнергии. Это наиболее важный экономический показатель работы НС. Он определяется отношением фактически израсходованного количества электрической энергии к полезной работе, совершаемой насосами за то же время:

Если расход электроэнергии определять в кВт×ч, и отнести его к подаче 1000 м 3 с напором 1 м и за то же время, то удельный расход электроэнергии можно вычислять по формуле:

Эту величина называется теоретической удельной нормой расхода электроэнергии.

Для одного агрегата

Принимая паспортные значения КПД hн и hдв можно получить теоретическую удельную норму расхода электроэнергии для агрегата. Сравнение с фактическим удельным расходом можно судить о эффективности работы агрегата.

Так как КПД электродвигателя практически не меняется, то все изменение падает на КПД насоса. По величине снижения КПД судят о причинах его изменения и о необходимых мерах.

На практике пользуются еще одним показателем – коэффициентом использования рабочей мощности. Это отношение фактически израсходованной электроэнергии в течение рассматриваемого периода к той энергии, которую могли бы израсходовать рабочие агрегаты, если бы они работали в течение 24 часов в оптимальном режиме.

Источник