3. Оборудование насосных станций водоснабжения и канализации.

В водопроводно-канализационном хозяйстве насосные агрегаты применяются для перекачки воды, стоков, осадков, растворов реагентов и др. Основными параметрами работы насосов являются расход, напор, мощность и коэффициент полезного действия. Взаимосвязь всех рабочих параметров насоса выражается графически в виде его характеристики. Характеристика насоса предоставляется его производителем.

Необходимый напор насоса Н, м, определяется из выражения:

H=Δz+h+h_св (м),

где

Δz – геометрическая разница отметок уровня воды у насосной станции и приемной камерой (у потребителя), м;

h – потери напора в напорном и всасывающем трубопроводах, м;

h_св – требуемый свободный напор у потребителя, м.

По создаваемому напору насосы делятся на низконапорные (H<20 м), средненапорные (20<H<60 м) и высоконапорные (H>60 м).

При подборе насоса следует учитывать то, что рабочая точка (точка пересечения характеристик сети и насоса) должна находится в зоне максимальных значений к.п.д. насоса.

Оборудование насосных станций включает в себя основные и вспомогательные насосы (для охлаждения сальников, для залива основных и др.), дренажные насосы, задвижки (на всасывающем и напорном патрубках), обратный клапан (между насосом и задвижкой на напорной линии), всасывающую воронку, подъемно-транспортное оборудование и другое. В приемных камерах канализационных насосных станций, как правило, устанавливаются решетки и оборудование по транспортированию или измельчению отбросов.

Пример 3.1.

Подобрать насос, исходя из следующих исходных данных:

- тип перекачиваемой жидкости – канализационные стоки;

- расход одного насоса Q=40 м³/ч;

- разность отметок уровня воды в насосной станции и приемной камере (у потребителя) – 4 м;

- свободный напор – 1,5 м;

- потери напора в напорном и всасывающем трубопроводах – 8 м;

- заглубление насосной станции – А=3 м.

Решение.

1) Определим необходимый напор насоса Н, м:

H=Δz+h+h_св = 4+8+1,5 = 13,5 (м).

2) Получив все необходимые параметры Q и H, произвести выбор насоса с учетом типа перекачиваемой жидкости.

Для воды насос подбирается по характеристикам, приведенным в таблице 1 приложения 5, для канализационных стоков – по таблице 2 приложения 5.

При выборе насосного агрегата следует учитывать глубину насосной станции А. Если величина А≥5, м - то выбираются насосные агрегаты с вертикальным расположением вала, а при величине А≤5, м - то выбираются насосные агрегаты с горизонтальным расположением вала.

Так же следует учитывать геометрическую высоту всасывания H_s. Геометрическая высота всасывания не должна превышать допустимой для выбранного насосного агрегата. Если геометрическая высота всасывания отрицательная, то это значит, что насос работает под заливом.

ОТВЕТ. Принимается канализационный насос с горизонтальной осью расположения вала типа ЦМК 20-25 с рабочей точкой: при расходе Q=40м³/ч напор равен Н=13,5м.

4. Приборы измерения параметров рабочей среды

Для обеспечения нормального функционирования систем водоснабжения и водоотведения необходимо контролировать и регулировать в заданных пределах различные параметры рабочих сред.

Наибольшее распространение в сантехсистемах получили:

1. расходомеры (водомеры);

2. водосчетчики;

3. сигнализаторы и регуляторы уровня;

4. уровнемеры;

5. манометры;

6. дифманометры;

7. термометры (для систем ГВ и ОТ);

8. тахометры (счетчики оборотов).

Для выбора водомера необходимо знать:

• эксплуатационное давление;

• пропускную способность водомера (область учета);

• калибр и тип;

• условия установки;

• потерю давления в водомере.

Водосчетчики с вертушкой выпускаются двух типов:

1. крыльчатые водосчетчики (с вертушкой, ось которой перпендикулярна движению воды);

2. турбинные (с движением воды параллельно оси вертушки).

Крыльчатые водосчетчики выпускают D_у от 15 до 50 мм (15, 20, 25, 32, 40, 50) , турбинные – от 50 до 250 мм (50, 80, 100, 150, 200, 250).

При необходимости измерения расхода воды и невозможности использовать для этой цели счетчики воды следует применять расходомеры других типов. Например, на водоводах диаметром 200 мм и более возможна установка ультразвуковых или электромагнитных расходомеров. Выбор диаметра условного прохода и установку расходомеров надлежит производить согласно требованиям соответствующих технических условий и паспорта прибора.

Диаметр условного прохода счетчика воды следует выбирать исходя из среднечасового расхода воды, который не должен превышать эксплуатационный (принимать по табл. 1, приложения 4). Счетчик с принятым диаметром условного прохода надлежит проверять:

а) на пропуск расчетного максимального секундного расхода воды, при этом потери напора в счетчиках воды не должны превышать: 5,0 м - для крыльчатых и 2,5 - для турбинных счетчиков;

б) на пропуск максимального (расчетного) секундного расхода воды с учетом подачи расчетного расхода воды на пожаротушение, при этом потери напора в счетчике не должны превышать 10 м.

Потери давления в счетчиках h, м, при расчетном секундном расходе воды q (q^tot, q^c, q^h), л/с, следует определять по формуле

где

S - гидравлическое сопротивление счетчика (принимается согласно табл. 1, приложения 4).

Пример 4.1.

Подобрать прибор учета расхода воды, если известен максимальный эксплуатационный расход – 10 л/с.

Решение.

Q = 10 л/с · 3,6 = 36 м³/ч.

Диаметр условного прохода счетчика воды принимается по табл. 1 прил. 4 и составит Ду=65 мм. При этом потери напора будут равны:

Принимается турбинный счетчик типа ВТ-65.

Пример 4.2.

Подобрать прибор учета расхода воды, если известен максимальный эксплуатационный расход – 2100 м³/ч. Диаметр трубопровода Ду=700мм.

Решение.

Так как максимальный расход воды превышает эксплуатационный расход счетчиков Ду=250 мм, то принимается установка ультразвукового расходомера. Согласно паспортным данным прибора (табл. 1 прил. 4) максимальный расход жидкости (2100м³/ч) соответствует значению условного диаметра 300 мм.

РЕКОМЕНДУЕТСЯ для снижения скорости и потерь напора на расходомерном участке принимать условный диаметр расходомера на два сортамента больше.

Принимается условный диаметр расходомера d=400 мм.

Длина расходомерного участка трубопровода равна:

L = L₁ + L₂ + L₃, м,

где

L₁, L₂ – минимальна длина прямого участка до и после первичного преобразователя соответственно, м;

L₃ – строительная длина водомера, м.

Значения L₁, L₂, L₃ принимаются по прил. 4.

L = 10Ду + 3Ду + 0,3 = 4 + 1,2 + 0,4 = 5,6 (м).

Скорость при максимальном расходе воды равна:

V = 4Q/πd² = 4·(2100/3600)/3.14·0.4² = 4,6 м/с.

Потери напора составят:

,

где

λ – коэффициент гидравлического трения (принимается по заданию);

Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений, вызванных изменением диаметра трубопровода на расходомерном участке (принимается по заданию).