Оборудование систем заливки насосов, технического водоснабжения, дренажа, осушения
Для обеспечения нормальных условий эксплуатации основного оборудования и сооружений насосной станции необходимо устройство различных вспомогательных систем, состав и характеристики которых определяются типом и технологической схемой установки основного оборудования, компоновкой сооружений узла, гидрологическими характеристиками водоисточника и особенностями местных условий.
Система заливки насосов. Перед пуском как центробежных, так и осевых насосов их корпус, рабочее колесо и всасывающий трубопровод должны быть заполнены водой.
Для повышения надежности работы насосов на насосных станциях и облегчения автоматизации центробежные насосы, как правило, а осевые насосы обязательно следует устанавливать с подпором при наи-низшем уровне воды в источнике или в приемном резервуаре. Процедура заливки в этом случае максимально упрощается. Перед пуском насоса достаточно открыть задвижку на всасывающей линии насоса и кран для выпуска воздуха, установленный в верхней точке корпуса насоса.
краны, как правило, обслуживают и водоприемные сооружения при совмещенной компоновке. Характерной особенностью козловых кранов является передвижной мост, установленный на высоких опорах. Конструкции козловых кранов весьма разнообразны.
Помимо стационарных кранов машинного зала в здании насосной станции необходимо предусматривать местные грузоподъемные средства и такелажные приспособления, обеспечивающие механизацию монтажа, а также ремонта насосных агрегатов и вспомогательного гидромеханического оборудования. На станциях должны быть отведены места для хранения этих приспособлений.
Оборудование систем
В тех случаях, когда центробежные насосы по тем или иным причинам установлейы выше уровня воды в приемном резервуаре, на насосных станциях должна быть специальная система для заливки.
Заливка насоса из напорного трубопровода возможна при наличии обводной трубы, соединяющей напорный трубопровод с корпусом насоса, и приемного клапана на всасывающем трубопроводе (рис. 8.14, а). На обводной трубе открывают задвижку и заливают всасывающий трубопровод и насос до тех пор, пока вода не покажется в воздушном кране.
Приемные клапаны выбирают таким образом, чтобы суммарное сечение отверстий в клапане было в 2—3 раза больше сечения всасывающего трубопровода. Необходимо отметить, что наличие приемного клапана на входе во всасывающий трубопровод приводит к резкому увеличению сопротивлений и может, кроме того, стать причиной целого ряда эксплуатационных неполадок. В связи с этим установка приемных клапанов допускается на всасывающих линиях диаметром до 200 мм лишь на насосных станциях III класса надежности.
Заливка насоса с помощью струйного насоса изображена схематически на рис. 8.14, б. Струйный насос, работающий от напорного трубопровода или от автономного источника, присоединяется к верхней части корпуса насоса. Вода, пар или сжатый воздух поступают с большой скоростью в сопло, захватывая с собой воздух из насоса, в результате чего создается разрежение и насос через всасывающую трубу заполняется водой. Перед пуском струйного насоса задвижка на напорном трубопроводе основного насоса должна быть плотно закрыта. Как только струйный насос начнет выбрасывать перекачиваемую жидкость, можно включать основной насос.
Заливка насоса с помощью вакуум-насоса производится на крупных насосных станциях, оборудованных мощными насосами. Разрежение, необходимое для заполнения водой насоса и всасывающей линии, создается вакуум-насосом, присоединенным к корпусу основного насоса через циркуляционный контрольный бачок (рис, 8.14, в).
Требуемую подачу вакуум-насоса для предварительных подсчетов определяют исходя из времени, необходимого для создания расчетного разрежения, и из суммарного объема воздуха во всасывающем трубопроводе и насосе по формуле:
Обычно на станции устанавливают два вакуум-насоса с одним циркуляционным бачком; один из насосов является рабочим, второй — резервным.
Преимуществом этого способа перед всеми упомянутыми ранее является то, что он позволяет полностью автоматизировать процесс заливки и пуска насоса.
Вакуум-насосы могут быть рекомендованы при работе на совершенно чистой воде. При загрязненной воде следует использовать струйные насосы.
Система технического водоснабжения. Техническая вода должна быть химически чистой и не должна разрушать аппаратуру трубопроводов и насосов. Для очистки воды от взвешенных веществ в систему водоснабжения станции входят отстойники и механические фильтры. Источниками водопитания системы технического водоснабжения обычно является верхний или нижний бьеф насосной станции и лишь при сильном засорении — специальная скважина. В зависимости от напора, развиваемого основными насосами, обычно рекомендуется принимать следующие схемы питания:
при напорах до 10 и иногда свыше 40—50 м— от вспомогательных насосов с забором воды из нижнего бьефа;
при напорах от 10—15 до 40— 50 м— самотечную систему с забором воды из верхнего бьефа или напорного трубопровода;
при напорах свыше 40—50 м— из верхнего бьефа или напорного трубопровода с предварительным понижением давления редукторами или диафрагмами.
При больших колебаниях напора возможно применение комбинированных схем питания.
В качестве насосов системы технического водоснабжения используются самовсасывающие вихревые насосы либо центробежные насосы консольного типа.
При числе основных насосных агрегатов до четырех обычно устанавливают два насоса технического водоснабжения: один рабочий и один резервный. При большем числе основных агрегатов принимают два рабочих насоса и один резервный.
Вода подается по двум магистральным водоводам, один из которых является резервным. Также дублируются в целях повышения надежности и системы водозабора, фильтрования и т. п. Максимальная скорость воды в водоводах не должна превышать 10 м/с и обычно колеблется от 1,5 до 7 м/с. Диаметр трубопроводов системы технического водоснабжения не превышает 100— 150 мм.
Дренажные насосные установки. Для откачивания из помещений здания насосной станции фильтрационных вод, которые просачиваются через стенки и днище подземной части здания, строительные швы и сальниковые устройства насосов, применяют дренажные насосные установки.
Определить подачу дренажных насосов расчетом довольно трудно, поэтому ее принимают предварительно на основании опытных данных: для насосных станций малой мощности — 1 л/с, средней мощности— 3,5—5 л/с, большой мощности — до 8—10 л/с.
Для сбора фильтрационных вод в торце здания станции, как правило, под монтажной площадкой устраивается сборный дренажный колодец. Объем колодца принимают равным 10—15-минутной подаче дренажного насоса. Вода к колодцу подводится дренажными лотками, а пол делается с уклоном в сторону лотков (0,002—0,0005).
Фильтрационная вода откачивается из колодцев в нижний бьеф станции дренажными насосами (вихревые или самовсасывающие центробежные), включение и выключение которых производится автоматически с помощью поплавковых реле.
Система осушения. Для удаления воды из всасывающих трубопроводов и приемных камер основных насосов служит система осушения. При положительной высоте всасывания и низких уровнях воды проточная часть агрегата, частично расположенная выше уровня нижнего бьефа, опорожняется самотеком, остальная часть воды должна быть откачана насосами, суммарная подача которых может быть определена по формуле
Обычно устанавливают два насоса, причем оба рабочих. Резервных насосов не требуется, так как осушительные насосы работают периодически. Чаще всего применяют горизонтальные центробежные насосы. Очень удобны также артезианские насосы, располагаемые с подпором, что в значительной мере упрощает их эксплуатацию:
Существуют различные схемы систем осушения. Наибольшее распространение применительно к насосным станциям водоснабжения и орошения получила система с самотечным коллектором и сборным колодцем (рис. 8.15).
Для облегчения эксплуатации осушительные насосы устанавливают рядом с дренажными. На крупных насосных станциях роль дренажных насосов выполняют осушительные. В этом случае сборный колодец является и дренажным.
Насосы системы осушения должны откачивать воду из всех помещений станции, расположенных ниже отметки уровня воды в нижнем бьефе.
Система удаления осадка из водоприемных камер. Эта система оборудуется водоструйными или центробежными фекальными насосами. При значительных глубинах камер и колебаниях горизонтов воды фекальные насосы устанавливают в насосном помещении здания станции. Если позволяет высота всасывания, насосы устанавливают и на перекрытии приемных камер.
Пол в приемных камерах делают с уклоном в сторону всасывающей трубы грязевого насоса, а в месте расположения последнего устраивают приямок. Подачу грязевого насоса определяют исходя из консистенции осадка в среднем 1:10—1:12 и меньше. Практически расход осадка принимается 3—8 л/с.
