2.10. Визначення відмітки осі насосів і підлоги насосної станції

Розглянемо два варіанти визначення відмітки осі насосів:

1. Відмітка осі насосів вище відмітки мінімального рівня води в резервуарі (робота насосів не під залив);

2. Відмітка осі насосів нижче відмітки мінімального рівня води в резервуарі (робота насосів під залив).

Варіант 1

Відмітка осі насосів і відмітка підлоги машинного залу залежать від допустимої вакуумометричної висоти всмоктування насосів .

Відмітка осі насосів повинна бути не вище відмітки мінімального рівня води в резервуарі на допустиму геометричну висоту всмоктування , яка визначається за формулою

,

де – допустима вакууметрична висота всмоктування даного насоса, взята із характеристики по максимальній продуктивності насоса; h_В – втрати напору у всмоктуючій лінії; – швидкісний напір при вході в насос.

Відмітка осі насоса залежить також від висоти фундаментної плити та перевищення осі насоса над основою цієї плити.

Рис. 6. Відмітки осі насосів: а – висотне розміщення насоса; б – загальна схема до визначення висоти всмоктування

При розташуванні верху фундаменту вище підлоги на 300 мм і перевищенні осі насоса над основою фундаментної плити на 400 мм вісь насоса лежить вище підлоги на

H₀=300+400=700 мм.

Відмітка підлоги насосної станції 99,00 м (вище рівня землі у станції на 20 см), тоді відмітка осі насоса

Z_О.Н.=Z_В.П.З.+h₀+h=98,8+0,7+0,2=99,7 м.

Геометрична висота всмоктування H_Г.В. є різницею відміток осі насоса і мінімального рівня поверхні води в резервуарі

H_Г.В.= Z_О.Н.–Z _{MIN. РВ}=99,7–97,0=2,7 м.

Отримана величина =3,46 м значно більша H_Г.В.=2,7 м.

Якщо б, геометрична висота всмоктування виявилася більшою допустимої вакууметричної висоти, підлогу насосної станції довелося б заглибити.

Варіант 2

Для забезпечення роботи насосів (рис. 7) під залив осі їх повинні знаходитися нижче за мінімальний рівень води в резервуарі на величину втрат напору у всмоктуючому трубопроводі – 1,24 м.

Рис. 7. Визначення відмітки осі насоса

Згідно завдання відмітка мінімального рівня води в резервуарі – 97,00 м, отже, відмітка осі насоса Z_О.Н.=97,0–1,24=95,76 м. Відстань від осі насоса до підлоги – 700 мм. Відмітка підлоги насосної станції Z_П.Н.=95,76–0,70=95,06 м. Отже, насосна станція заглиблена:

h_З=98,8–95,06=3,74 м.

3. Проектування насосної станції

Проектування насосної станції ведеться в відповідності з нормами і технічними умовами, які забезпечують безпеку обслуговування, зручність експлуатації.

Труби. У межах будівлі насосної станції комунікації всмоктувальних і напірних трубопроводів виконуються зі сталевих труб.

Сортамент сталевих труб охоплює діапазон зовнішніх діаметрів від 50 до 1420 мм. Товщина стінок труб змінюється в широких межах, що дає можливість вибрати труби стосовно до різних умов роботи.

Окремі ланки внутрішньостанційних комунікацій з'єднуються зварюванням із застосуванням фланців для приєднання до арматури і насосів.

Трубопроводи усередині насосної станції укладають таким чином, щоб вони були доступні для огляду і ремонту, а в місцях з'єднань з арматурою і насосами була забезпечена можливість монтажу та демонтажу.

Всмоктувальні і напірні трубопроводи в межах будівель насосних станцій роз-ташовують над поверхнею підлоги з влаштуванням над ними містків, що можуть бути також використані для встановлення допоміжного електротехнічного устаткування і підвіски кабелів. Допускається вкладати труби і нижче рівня підлоги, в каналах, що перекриваються. Розміри каналів повинні забезпечувати можливість монтажу і де-монтажу окремих ділянок трубопроводів, у місцях встановлення фланцевої арматури для цієї мети повинны бути передбачені необхідні розширення

У незаглиблених насосних станціях при великій кількості агрегатів труби діамет-ром більше 500 мм укладають у підвальних приміщеннях, висотою не менше 1,8 м.

Розташування труб над агрегатами, допускається як виключення. Труби в цьому випадку повинні бути покладені на стійках вздовж стін на висоті не менш як 2 м від підлоги до низу труби.

При будь-якому варіанті всі ділянки трубопроводів повинні мати опори, що виключають передачу яких-небудь зусиль на арматуру і насоси.

Розташування насосних агрегатів. Схема розташування агрегатів у будівлі насосної станції визначається типом, розмірами і числом основних насосів, а також формою машинної будівлі в плані.

Стосовно відцентрових насосів з горизонтальним валом, що встановлюють у машинній будівлі прямокутної форми поширення одержали наступні схеми розташу-вання агрегатів (рис. 8): а) однорядне розташування агрегатів паралельно поздовжньої осі станції; б) однорядне розташування агрегатів перпендикулярно поздовжньої осі станції; в) однорядне розташування агрегатів під кутом до поздовжньої осі станції; г) дворядне розташування агрегатів; д) дворядне розташування агрегатів у шаховому порядку.

Перевагами однорядного розташування агрегатів паралельно поздовжній осі станції (рис. 8, а) є компактність розміщення устаткування і невелика ширина машинної будівлі. Недоліком є велика довжина будівлі насосної станції, тому застосування цієї схеми доцільно при невеликому числі агрегатів.

До переваг другої схеми однорядного розташування агре-гатів (рис. 8, б) варто віднести: компактність розміщення устат-кування і меншу довжину ма-шинної будівлі. Особливі пере-ваги має ця схема при застосуванні насосів консольного типу, у яких всмоктувальна лінія підходить до торця насоса. Однак ширина машинної будівлі насосної станції трохи збільшується.

При однорядному розташу-ванні насосних агрегатів під ку-том до подовжньої осі будівлі станції (рис. 8, в) поєднуються

Рис. 8. Розташування агрегатів з горизон-тальними відцентровими насосами

переваги перших двох схем. За рахунок невеликого збіль-

шення довжини будівлі можна істотно зменшити його ширину.

Схема дворядного розташування агрегатів (рис. 8, г) застосовується при вели-кому числі агрегатів різного призначення і різних розмірів. При такому розташуванні агрегатів збільшується проліт будівлі й ускладнюються комунікації трубопроводів.

Шахове дворядне розташування агрегатів (рис. 8, д) застосовується при великій кількості потужних агрегатів. Розміщення внутрістанційних трубопроводів більш компактне, ніж при попередній схемі. Значно скорочується площа машинного залу, якщо двигуни в одному ряду встановити з однієї сторони від насосів, а в іншому – з іншої сторони, що можливо лише при різному напрямку обертання вала насосів.

Для вертикальних відцентрових насосів характерно однорядне розташування агрегатів вздовж поздовжньої осі будівлі станції.

Осьові насоси в силу специфіки їхньої конструкції і великих розмірів проточної частини встановлюють незалежно від розташування вала, як правило, в один ряд.

Круглі в плані машинні будівлі використовують для заглиблених насосних стан-цій. На таких станціях найбільш доцільним виявляється кільцеве розташування агре-гатів. Особливості компонування внутрішньостанційних комунікацій визначаються схемою підведення води до насосів (рис. 9): зсередини (схема а) або ззовні (схема б) будівлі. При роздільному розташуванні водозабору і будівлі станції насосні агрегати можуть бути розташовані в один чи кілька рядів (схема в), уступом (схема г) або ра-діально (схема д).

Рис. 9. Розташування насосних агрегатів у круглих машинних будівлях

Прохід між агрегатами приймається не менше 1 м при встановленні електро-двигунів напругою до 1000 В і не менше 1,2 м при встановленні електродвигунів більш високої напруги. Відстань між нерухомими виступаючими частинами устатку-вання повинна бути не менше 0,7 м. Відстань від довгих сторін фундаментних плит насосних агрегатів до стін повинно бути не менше 1 м. Насоси з нероз'ємним корпу-сом по горизонтальній площині, у яких вал з робочим колесом при демонтажі вису-вається назовні по напрямку осі насоса, варто встановлювати на відстані від стін чи інших агрегатів не менше від довжини вала насоса плюс 0,25 м (але не менше 0,8 м). Така ж відстань повинна бути встановлена і для зручності демонтажу електродвигунів з горизонтальним валом. Прохід між агрегатами й електророзподільним щитом повинен бути не меншим 2 м.

У будівлях насосних станцій, обладнаних невеликими насосами з електродвигу-нами напругою до 1000 В і діаметром напірного патрубка до 100 мм включно, допу-скається встановлення агрегатів безпосередньо біля стін, а також встановлення двох агрегатів на одному фундаменті без проходу між ними, але з проходом навколо них шириною не менше 0,7 м.

Допоміжні насоси (дренажні, осушувальні, вакуум-насоси) розташовують у віль-них місцях машинного залу так, щоб це не викликало збільшення розмірів будівлі. Для таких насосів прохід може бути залишений тільки з однієї сторони. Вакуум-насоси можуть бути встановлені навіть на кронштейнах на стінах машинного залу.

Продуктивність вакуум-насоса визначають виходячи з часу заливу насоса за

формулою: ,

де W_тр - обєм повітря у всмоктуючому трубопроводі; W_В -обєм повітря в насосі, W_В=0,1W_ТР; H₁ – висота стовба води, яка відповідає барометричному тиску, прийма-ється 10 м; H_Г.В.– геометрична висота всмоктування насоса; Т – час заливу насоса; для робочих насосів Т=3…5 хв, для пожежних насосів Т=2 хв; К – коефіцієнт запасу, враховує можливість втрат повітря при заливі, приймається рівним 1,05…1,1.