Предисловие

Насосные станции являются одним из основных и наиболее сложных элементов систем водоснабжения и водоотведения. В большинстве дипломных проектов по специальности «Водоснабжение и водоотведение» имеется раздел, посвященный их проектированию. Однако в Государственном образовательном стандарте для данной специальности предусмотрен курс «Насосные и воздуходувные станции», в котором вопросы проектирования насосных станций изложены недостаточно. Поэтому в Ивановском государственном архитектурно-строительном университете с 2001 года ведется преподавание дисциплины «Проектирование насосных станций систем водоснабжения и водоотведения», включающий выполнение курсового проекта. Актуальность учебного пособия по данной дисциплине обусловлена двумя основными причинами. Во-первых, учебно-методические, справочные и нормативные материалы, необходимые для изучения данного курса, содержатся в большом количестве источников, не всегда доступных студентам ИГАСУ. Во-вторых, в последние годы произошло значительное обновление номенклатуры выпускаемого насосного оборудования. Многие отечественные предприятия перешли на выпуск высокоэффективного оборудования по лицензии ведущих иностранных компаний. Поэтому имеющиеся учебно-методические, справочные и нормативные материалы существенно устарели.

В данном учебном пособии, написанном на основе лекционного курса, читаемого автором, обобщен опыт преподавания дисциплины, рассмотрен широкий круг задач, связанных со всеми стадиями проектирования насосных станций всех типов. Подробно изложены методы определения расчетных подачи и напора, выбора количества и типа насосов и приводных двигателей, а также вспомогательного оборудования, включая системы электроснабжения и автоматизации. Представлены типовые компоновочные решения для насосных станций различных типов и даны рекомендации по выбору строительных материалов.

Следует особо отметить большой объем приложений, в которых представлены технические характеристики и основные размеры современного насосного оборудования ведущих мировых производителей, предлагаемых российскими дилерскими компаниями или производимых в РФ по лицензии. Это дает возможность студентам выполнять курсовые и дипломные проекты на более высоком научно-техническом уровне.

Пособие рекомендуется для изучения курса «Проектирование насосных станций систем водоснабжения и водоотведения», а также для курсового и дипломного проектирования студентам дневной и заочной форм обучения специальности 290800 – «Водоснабжение и водоотведение».

Введение

Для обеспечения надежной и экономичной работы систем водоснабжения и водоотведения большое значение имеют насосные станции. Все многообразие этих станций в зависимости от места расположения в общей схеме водоснабжения и водоотведения сводится к следующим основным типам: насосные станции первого и второго подъема, повысительные и циркуляционные – для систем водоснабжения; районные и главные канализационные насосные станции, насосные станции для перекачивания атмосферных вод и осадков – для систем водоотведения.

Последовательность проектирования зависит от конкретных условий и состава исходных данных. Однако можно рекомендовать укрупненную схему расчета, включающую в себя следующие основные этапы:

1) составление расчетной схемы насосной станции;

2) выбор режима работы и числа насосных агрегатов;

3) определение расчетной подачи насосов;

4) расчет объемов регулирующих емкостей;

5) расчет внутристанционных и наружных трубопроводов;

6) определение требуемого напора насосов;

7) выбор насосов;

8) анализ совместной работы насосов и трубопроводов;

9) выбор вспомогательного оборудования;

10) определение допустимой отметки оси насосов;

11) проектирование здания насосной станции.

Перечень решаемых вопросов может быть сокращен или расширен по согласованию с руководителем проекта.

1. ТИПЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ СИСТЕМ

ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

1.1. Назначение насосных станций. Основные требования,

предъявляемые к их сооружениям и оборудованию

Насосными станциями (НС) систем водоснабжения и водоотведения называется комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий водоподачу или водоотведение в соответствии с нуждами потребителя.

НС систем водоснабжения по назначению и расположению в общей схеме водоснабжения подразделяются на НС первого подъема (НС-I); НС второго подъема (НС-II); циркуляционные НС (ЦНС); повысительные НС (ПНС).

НС-I забирают воду из источника водоснабжения и в зависимости от принятой системы водоснабжения подают ее на очистные сооружения (ОСВ) или, если не требуется очистки воды, непосредственно в резервуары, распределительную сеть, водонапорную башню либо другие сооружения.

На промышленных предприятиях с процессами, предъявляющими различные требования к качеству воды, на одной НС-I могут быть установлены насосы, подающие воду как на ОСВ, так и непосредственно в сеть без очистки или на разные ОСВ.

НС-II служат для подачи очищенной воды потребителям обычно из резервуаров чистой воды (РЧВ).

Иногда насосы первого и второго подъема могут быть размещены в одном здании с целью сокращения затрат на строительство и эксплуатацию. Но это не всегда возможно и зависит от вида источника водоснабжения, наличия и типа ОСВ, рельефа местности и других обстоятельств.

ЦНС входят в схемы оборотного технического водоснабжения промышленных предприятий, ТЭС и АЭС. На этих насосных станциях одни насосы подают отработавшую воду на охлаждающие или очистные устройства, а другие насосы возвращают подготовленную воду снова к производственным установкам.

ПНС предназначены для повышения напора в водопроводной сети или в водоводе. Вода забирается из одной сети или участка водовода и под повышенным напором подается в другую сеть (района, города, отдельного цеха промышленного предприятия) или в последующий участок длинного водовода.

Назначение насосных станций систем водоотведения (КНС) заключается в подъеме сточной воды на очистные сооружения канализации (ОСК), если рельеф местности не позволяет подавать эти воды самотеком, или в подаче сточных вод из заглубленного коллектора в другой, расположенный выше, с целью избежать большого заглубления самотечного коллектора.

По расположению в общей схеме канализации КНС подразделяются на главные (ГКНС), предназначенные для перекачивания сточных вод со всей территории населенного пункта или промышленного предприятия, и районные (РКНС), используемые для перекачивания сточных вод с части территории населенного пункта. РКНС перекачивают воду или на ОСК, или в близлежащий коллектор.

Основные требования к насосным станциям различного назначения:

1. обеспечить напор и подачу в соответствии с графиком водопотребления или водоотведения;

2. обеспечить требуемую степень надежности и бесперебойности работы;

3. долговечность;

4. удобство эксплуатации.

При проектировании и строительстве насосных станций можно снизить затраты на их сооружение, используя стандартные изделия, местные материалы, максимально компактно располагая оборудование.