2.3. Выбор типа и числа устанавливаемых насосов

При выборе типа и определении числа рабочих агрегатов необходимо учитывать совместную работу насосов, водоводов и сети, так как характеристика сети влияет на подачу и напор насоса.

1. Число рабочих агрегатов одной группы не должно быть менее двух.

2. Необходимо устанавливать как можно меньше рабочих насосов, так как с увеличением числа насосов увеличивается их общая стоимость (например, общая стоимость четырех насосов с подачей каждого 25 % общей подачи НС, больше, чем двух с подачей каждого 50 % от общей подачи НС). Кроме того, при параллельной работе насосов их суммарная подача, как известно, увеличивается не кратно числу работающих насосов [10].

3. Насосы должны работать при наивысших КПД при длительной подаче. Кратковременные расходы могут подаваться с более низким КПД.

4. Целесообразно устанавливать насосы одного типоразмера, чтобы обеспечить их взаимозаменяемость, унификацию запасных частей, единообразие обслуживания основного и вспомогательного оборудования, упрощение системы КИПиА.

5. Подача рабочих насосов должна быть достаточной для обеспечения максимального расхода, величина которого определяется по совмещенному графику (см. рис. 2.1).

Число резервных насосов принимается в соответствии с категорией надежности насосной станции. Согласно [12], выделяют три категории надежности:

Категория I допускает кратковременное (до 3 сут ) снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды (не более 30 % расчетного расхода) и на производственные нужды до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятий; допускается снижение подачи ниже указанного предела или перерыв на время включения резервных агрегатов, но не более 10 мин.

Для категории II допускаемое снижение подачи такое же, как для I, но длительность снижения подачи – до 15 сут, допустимый перерыв в подаче – до 6 ч.

Для категории III допускаемое снижение подачи и длительности такое же, как для II категории; перерыв в работе для переключения резервных агрегатов и проведения ремонтных работ – до 24 ч.

На НС-I, относящихся ко II категории, количество резервных агрегатов N_рез должно быть не менее двух.

НС-II противопожарных и объединенных хозяйственно-противопо­жарных и производственно-противопожарных водопроводов относятся к I категории, а при наличии емкости с противопожарным запасом воды – ко II категории.

Число резервных агрегатов в зависимости от категории надежности НС и N_раб можно определять по табл. 2.2:

Таблица 2.2

Число рабочих агрегатов одной группы Nраб	Число резервных агрегатов на станциях категорий Nрез
	I	II	III
До 6 7–9 10 и более	2 2 2	1 1 2	1 – –

Примечание: В число рабочих агрегатов включены пожарные насосы.

Резервные насосы принимаются с характеристикой, соответствующей насосу с наибольшей подачей из числа установленных на насосной станции. При этом резервный насос меньшей подачи должен храниться на складе. В случае аварии меньшего насоса включают «большой» резервный, доставляют со склада «меньший» резервный и заменяют им аварийный. После этого отключают «большой» резервный и включают «меньший».

Основные принципы выбора насосных агрегатов на насосных станциях различного назначения.

1. Насосные станции первого подъема работают в течение суток равномерно, поэтому целесообразно устанавливать не менее 2-х однотипных рабочих агрегатов и 2-х резервных (N_раб ≥ 2; N_рез = 2).

Станции этого типа – обычно заглубленные, шахтного типа, круглой формы в плане. Сооружение их очень дорогое, так как стоимость установленного на них оборудования намного меньше стоимости строительных работ. Поэтому на резервных насосах экономить не следует. Поскольку стоимость НС-I сильно зависит от диаметра шахты (размера в плане), следует применять вертикальные насосы центробежного или осевого типа, электродвигатели которых устанавливать над насосами для обеспечения компактности и удобства обслуживания.

Вертикальные насосы выпускаются на большую производительность, поэтому на НС-I малой производительности используются горизонтальные центробежные насосы.

В последнее время на НС-I стали использовать скважинные насосы с трансмиссионным валом типа АТВ.

2. Насосные станции второго подъема работают по ступенчатому графику, и поэтому выбор для них однотипных насосов значительно отличается.

Выбору насосов НС-II должен предшествовать весьма тщательный анализ работы системы «насосы – водоводы – сеть». При этом необходимо рассмотреть три характерных режима (рис. 2.10):

Рис. 2.10. Анализ работы системы

«насосы – водоводы – сеть»:

сплошная линия – номинальный режим;

пунктирная линия – режим пожаротушения;

штрихпунктирная линия – аварийный режим

(авария на одном из водоводов)

1) номинальный режим, при котором по каждому из двух параллельных водоводов подается 50 % подачи Q_макс;

2) аварийный режим, соответствующий случаю порыва на одном из двух параллельных водоводов при наличии между ними перемычки или ее отсутствии, в зависимости от принятой схемы;

3) режим работы системы при возникновении пожара, при котором по каждому из двух параллельных водоводов подается 50 % подачи Q = Q_п + Q_макс, а свободный напор равен .

3. Для циркуляционных насосных станций количество и подачу насосов следует принимать с учетом изменения температуры воды в течение года. Поэтому на них целесообразно устанавливать большее по сравнению с НС-II число насосов меньшей подачи с целью изменения общей подачи станции путем включения различного числа насосов. На ЦНС часто устанавливают две группы насосов: одна подает воду на охладительные сооружения, другая – в сеть охлаждения. Насосы каждой группы следует принимать с одинаковыми характеристиками, допускающими их параллельную работу.

Выбор типа и числа противопожарных насосов следует производить с учетом их совместной работы с хозяйственными насосами. В соответствии с [12], при установке противопожарных насосов следует устанавливать один резервный агрегат (обычно один рабочий и один резервный). Однако в случаях, когда резервный противопожарный насос используется в качестве резерва и для хозяйственных насосов, лучше устанавливать два рабочих и один резервный с целью сокращения доли резервной мощности.

Таким образом, определив подачу и напор насоса, по сводному графику характеристик (полей работы насосов) выбирают ближайший подходящий насос. Затем предпринимают меры для обеспечения его работы с наивысшим КПД насоса (обрезка рабочего колеса, изменение частоты вращения и др.). Данные расчетов должны быть уточнены при эксплуатации НС. Уточнение параметров насосов производят при испытании после окончании монтажа.