4.5. Насосные станции

В системах водоснабжения насосная станция, как правило, располагается в отдельном здании, в котором размещается основ­ное и вспомогательное оборудование, трубопроводы, арматура и контрольно-измерительные приборы (рис. 4.8). По своему назначе­нию и расположению насосные станции в системах водоснабжения подразделяются на станции I и II подъема.

Рис. 4.8. Схема насосной установки:

1 - приемный клапан; 2 - всасывающий трубопровод; 3 - вакуумметр; 4 - насос; 5 - манометр; 6 - обратный клапан; 7 - задвижка; 8 - напорный трубопровод

Насосные станции I подъема забирают воду из источника и подают ее на очистные сооружения. Если вода не требует очистки, тогда вода от станции II подъема подается в систему водоснабжения или накопительные резервуары чистой воды. В состав насосной

станции I подъема входит: 1) водозаборное сооружение, на котором производится предварительная очистка воды от крупных взвешен­ных и плавающих частиц; 2) водоводы, транспортирующие воду от водозаборного сооружения к водоприемнику; 3) водоприемное уст­ройство; 4) всасывающие трубы; 5) насосные агрегаты (насосы и двигатели); 6) напорные трубопроводы, арматура; 7) контрольно-измерительные приборы; 8) автоматика.

В зависимости от местных условий насосные станции I подъ­ема делают совмещенными с водозаборными и водоприемными со­оружениями или раздельно. Например, если источник имеет доста­точно большие глубины у берега (до 5-8 м) и незначительное коле­бание уровней, то устраивают береговые насосные станции совме­щенного типа. В условиях пологого берега и малых глубин источ­ника водоснабжения рекомендуется применять русловую станцию раздельного типа.

Насосные станции II подъема располагают за очистными со­оружениями и служат для подачи чистой воды потребителям. По­этому состав сооружений станций 11 подъема значительно упрощен и включает в себя трубопроводы от очистных сооружений, резер­вуары - накопители чистой воды, всасывающие трубопроводы, на­сосные агрегаты, напорные трубопроводы, арматуру, контрольно-измерительные приборы и автоматику. Когда насосная станция II подъема удалена от станций I подъема, выполняют их раздельную компоновку. Иногда объединяют станции 1 и II подъема в одном здании - это схема совмещенного расположения.

По расположению оборудования насосные станции подразде­ляют на надземные, заглубленные и глубокие. По характеру насос­ного оборудования они бывают с горизонтальными и вертикальны­ми центробежными насосами, поршневыми насосами и др. При ма­лых подачах (Q — 5-360 м /ч) используют консольные центробеж­ные насосы типа К, обеспечивающие напор 10-20 м и имеющие КПД 50-80%. Марка насоса, например К20/30а-У2, обозначает: К -консольный; первая цифра - подача, 20 м³/час; вторая - напор, 30 м; буква после цифры - вариант обточки рабочего колеса; последую­щие буквы и цифры - климатическое использование и категория размещения.

Для больших подач (Q = 100-12 500 м³/ч) применяют центро­бежные насосы двухстороннего типа Д, обеспечивающие напор

14-125 м и КПД 73-88%. Марка насоса, например Д12500-24, обозначает: Д - двухстороннего входа; первая цифра - подача 12 500 м³/ч; вторая - напор 24 м.

Для достижения больших напоров применяют многоступенча­тые центробежные насосы, имеющие от 2 до 10 рабочих колес, что позволяет развивать напор от 40 до 140 м при подаче от 8 до 850 м³/ч. КПД таких насосов составляет 67-77%. Марка насоса, например ЦНСГ-38-44, обозначает: Ц - центробежный, Н - насос, С - секци­онный, Г - для горячей воды, первые цифры - подача, м³/ч; вторые -напором.

По характеру управления насосные станции водоснабжения могут быть с ручным, полуавтоматическим и автоматическим управлением. Решение задачи оптимального управления насосами может быть осуществлено на ЭВМ. В практике используется упро­щенная постановка задачи, решение которой позволяет определить число и тип насосов, обеспечивающих систему водоснабжения рас­четным расходом и напором с минимальными затратами. Критери­ем оптимальности при проектировании насосных станций служат приведенные затраты, а при эксплуатации - затраты ресурсов на подачу годового объема воды. Решение задачи включает в себя:

• отбор насосов, способных обеспечить заданный напор;

• группировку насосов по критерию минимума удельной мощности на единицу производительности;

• определение типов насосов, обеспечивающих заданную производительность насосной станции при минимальных затрат.

Вопросы к главе 4

1. Что такое свободный напор?

2. Как измеряют напоры, давление и разряжение?

3. Чем обусловлены потери напора в водопроводных сетях?

4. Как определить потери напора по длине и в местных сопротивлениях?

5. Какие водоподземные устройства вы знаете?

6. Каков принцип действия центробежного насоса?

7. Что необходимо для пуска насоса?

8. Какие параметры характеризуют работу насосов?

9. Что характеризует уравнение Бернулли?

10. Как определить скорость потока жидкости?

11. Что определяет мощность привода насоса?

12. Каким образом получают рабочие характеристики насосов?

13. Как рассчитать требуемый напор насосной станции II подъема?

14. Что представляет собой гидравлическая характеристика водопро­ водной сети?

15. Какие существуют способы определения совместной работы насо­ сов и водоводов?

16. Какие условия необходимо соблюдать при выборе режима работы насосов?

17. Зачем необходима параллельная работа насосов?

18. В каком случае необходима последовательная работа насосов?

19. Какие существуют способы регулирования параметров работы на­ сосов?

20. Как выбирается режим работы насосов?