1. Область применения центробежных насосов по высоте всасывания
Высота всасывания центробежного насоса практически не превышает 7-7,5 м, а ось насоса не может быть расположена выше уровня поднимаемой воды более чем на 7,5 м минус потери во всасывающей трубе. Этим определяется область применения горизонтальных центробежных насосов при скважинах. Их можно применять там, где динамический уровень воды не опускается ниже 7 м от оси насоса.
Исправный насос с герметически плотной всасывающей трубой может поднимать воду с глубины 8 м и даже более, но при этом работа его становится уже невыгодной; возможные неплотности трубопровода требуют также понижения всасывания. Зависимость высоты всасывания от температуры воды показана на рис. 102.
Для подведения к насосу горячей воды с температурой от 70° и более требуется уже избыточный напор от 0,5 до 3 м. Под рабочим горизонтом надо понимать тот горизонт, до которого пускается уровень воды в колодцах шахтных и буровых при подаче насосом расчетного количества воды. Если вода забирается из реки, то уровень воды в береговом колодце будет ниже, чем в реке, на потерю напора в самотечной пли сифонной трубе.
Насос для подъема воды из скважины или шахтного колодца может быть установлен не только на поверхности земли, но и ниже поверхности-в подземной камере, однако практически допустимое углубление камеры составляет 5-7 м. При большей глубине камера часто попадает уже в грунтовые воды и устройство ее обходится дорого. При артезианских и грунтовых скважинах нужно учитывать не только существующий в данный момент уровень воды, но необходимо также предусматривать возможность понижения статического уровня в будущем.
При особенно усиленной эксплуатации буровых скважин статический уровень воды обыкновенно начинает понижаться. В практике имеются примеры, когда уровень воды в подмеловых и меловых скважинах за 40 лет эксплуатации понижался на 30-40 м и приходилось переделывать прежние насосные установки, рассчитанные на более высокий уровень воды. В тех случаях, когда уровень воды в подмеловых скважинах находился выше поверхности земли, а в меловых - почти на поверхности, скважины оборудовались горизонтальными насосами, устанавливаемыми обыкновенно в подземных камерах.
При таком расположении насосы всегда были залиты водой не только во время работы, но и во время остановки, так как статический уровень воды стоял выше насоса. Такое расположение очень благоприятно для пуска насоса. Только для небольших насосов возможна предельная высота всасывания - 7-7,5 м. Чем больше насос и чем больше число оборотов, тем меньше должна быть высота всасывания во избежание кавитации (см. разд. I, гл. IV, § 13). Применяемое иногда регулирование работы насоса задвижкой на всасывающей трубе также вызывает кавитацию, так как это равносильно повышению высоты всасывания. Поэтому такой способ регулирования воспрещается.
Наибольшая скорость вращения, допустимая для насоса без появления кавитации и шума, определяется производительностью насоса и высотой всасывания и нагнетания. Высота всасывания указывается в каталогах насосов. При заборе воды из открытых водоемов приходится считаться с колебаниями уровня воды.
Для бесперебойной работы станции насосы следует располагать таким образом, чтобы их оси находились не выше допустимой высоты всасывания, с учетом потерь напора на трение в трубе при наинизшем уровне воды в реке. Поэтому береговые станции обычно строятся в виде глубоких водонепроницаемых камер - бетонных или железобетонных - с надежной изоляцией от воды.
Следует отметить, что самые низкие уровни в реке с течением времени продолжают понижаться вследствие эрозии дна в верхнем и среднем течении реки. Высота всасывания ограничивается не только кавитацией, но и уменьшением расхода при переходе через предельную для данного насоса высоту всасывания. Большой вакуум, созданный чрезмерной высотой всасывания, вызывает просачивание воздуха через сальники задвижек, имеющихся на всасывающих водоводах, а также увеличивает выделение из воды растворенного в ней воздуха.
Опыты показали, что при впуске воздуха в количестве до 1,5% в герметически плотную всасывающую трубу диаметром 100 мм уменьшение расхода насоса было прямо пропорционально объему впущенного воздуха. При впуске большего количества воздуха расход насоса быстро падал и при 4% уменьшился на 40%.
2. Расположение всасывающих воронок во всасывающем колодце
Воронки всасывающих труб должны быть расположены на такой высоте над дном, чтобы не затруднялся подход воды к ним, и в то же время они должны быть расположены возможно ниже, чтобы полнее использовать объем колодца. На основании опыта эксплуатации водозаборных сооружений рекомендуемое наименьшее расстояние раструба от дна равно половине диаметра раструба. А расстояние между осями соседних всасывающих труб должно быть не менее двух диаметров раструбов (рис. 103а). Расстояние от стены до оси всасывающей трубы - не менее D. При таких расстояниях уменьшается возможность образования воздушных вихрей. Однако для их устранения нужно, чтобы концы всасывающих воронок были ниже уровня воды на величину S, указанную для разных скоростей во всасывающих трубах на диаграмме рис 103а.
При более низком расположении уровня воды с воздушными воронками можно успешно бороться посредством плавающих щитков. Рекомендуют также вертикальные звездообразные перегородки вокруг труб. Диаметр воронки всасывающей трубы больше диаметра всасывающей трубы примерно в 1,3 раза.
3. Недопущение воздуха в насос и трубопровод. Вантузы
Выше указывалось, как защитить насос от засасывания воздуха через всасывающую воронку. Воздух может засасываться через щели во всасывающих трубах. Эти щели могут появиться только при небрежной укладке всасывающих водоводов и их легко устранить.
Воздух может проходить через сальники насосов на всасывающей стороне вала, а также через сальники задвижек на всасывающих трубах. Воздухонепроницаемость сальников достигается подводом к ним напорной воды, в этом случае вместо воздуха в сальник засасывается вода. Насосы обычно изготовляются с гидравлическими затворами сальников. Задвижки же при установке их на всасывающих трубах должны специально снабжаться приспособлением для присоединения напорных трубок из водовода к сальнику.
Если эти меры приняты, тогда ни в насос, ни в напорный водовод не будет попадать атмосферный воздух, значит, нет необходимости в установке вантузов на высоких переломных местах напорного водовода. Вместо вантузов в этих местах необходимы воздушные клапаны для выпуска воздуха из водовода во время его наполнения и впуска воздуха во время его опорожнения. Диаметр клапана определяется по объему водовода и намеченному времени его наполнения или опорожнения. При больших скоростях выхода воздуха получается сильный гул.
Исследование пяти напорных водоводов, проведенное В. М. Папиным и В. И. Водолажским (Укрводгео) в Донбассе, показало, что поставленные на них вантузы бездействуют, так как воздуха в трубах нет. Для автоматического впуска больших количеств воздуха во время опорожнения трубы применяются вакуумные вантузы (рис. 1036) или лучше их назвать вакуумными клапанами в отличие от обычных вантузов. При наполнении водовода воздух выходит через вакуумный клапан, открывающийся несколько раз благодаря волновому движению в водоводе и перемешиванию воды с воздухом.
Работники Харьковского и Киевского водопроводов заменили применявшиеся раньше задвижки на переломных возвышенностях вакуумными клапанами собственного изделия. Воздух может засасываться в водовод во время его опорожнения-полного или частичного. При недостаточности водоснабжения верхние участки водопроводной сети могут опорожняться и через неплотности засасывать воздух.
При последующем наполнении сети воздух растворяется в воде. При открытии в это время крана вода сначала течет чистая, затем она становится белой из-за массы пузырьков воздуха, пузырьки быстро выделяются, и вода снова становится прозрачной. Такой процесс происходит в верхних частях водопроводной сети Харькова.
4. Расположение агрегатов в насосной станции
При расположении насосов и двигателей нужно руководствоваться следующими соображениями:
1) Расстояние между насосными агрегатами должно быть таким, чтобы было удобно обслуживать насос и двигатель. В зависимости от размеров агрегатов и трубопроводов при них промежутки между агрегатами могут колебаться примерно от 1 до 4-5 м. Расстояние от стен здания также должно обеспечить свободный доступ к насосу; оно принимается не менее 1,25 м.
2) Вопрос о сборке и разборке машин необходимо вообще продумать при расстановке самих машин, их оборудовании трубами и пр. При старом типе насоса возможна выемка вала с рабочим колесом только в горизонтальном направлении вдоль оси насоса, поэтому около каждого насоса должно быть обеспечено свободное место для выемки вала, иначе при разборке весь насос пришлось бы снимать и переносить на другое место.
В настоящее время находят широкое распространение насосы с разъемным по горизонтальной плоскости корпусом, в которых вал вынимается через верх.
3) Снятые для осмотра и мелкого ремонта роторы электродвигателя обыкновенно ставятся на козлы в здании насосной станции. С этой целью здание станции приходится несколько увеличивать для образования монтажной площадки.
4) В условиях ограниченной площади в подземных штольнях для шахтного водоотлива насосы и двигатели располагают близко к стене, так что доступ к ним обеспечен только с одной стороны. При большом числе насосов их располагают вдоль обеих стен, оставляя проход посередине.
5. Наземные станции
Если станция располагается так, что ее пол находится почти на уровне земли, то нет основания чрезмерно тесно расстанавливать насосы и другое оборудование, так как стоимость постройки здания невелика. Расстояние между агрегатами должно быть не меньше ширины агрегата. Для электродвигателей высокого напряжения расстояния следует брать несколько больше.
Расстояние между агрегатами зависит от расположения трубопроводов; если трубопроводы будут загромождать проходы, придется увеличивать ширину проходов, промежутки между агрегатами и расстояния до стены здания. Один из проходов между агрегатами и стеной следует сделать шире для использования его в качестве монтажной площадки при сборке и ремонте двигателей.
Машины небольшого размера (вакуумнасосы и насосы для откачки воды из здания станции) можно устанавливать непосредственно у стены, так как при таком расположении они допускают удобное обслуживание. Иногда их крепят на стенных кронштейнах. Электрическое оборудование в малых и средних станциях при низком напряжении обычно располагается в машинном зале, где для него отводится особое место.
На больших станциях электрооборудование требует особых помещений, причем трансформаторные камеры ввиду их огнеопасности (взрыва масла) нередко размещают в отдельном здании. Устройство электрооборудования насосных станций излагается в четвертом разделе. При проектировании насосных станций после подбора производительности и числа агрегатов по каталогам приступают к определению габаритов наиболее подходящих насосов и двигателей. Затем контуры агрегатов наносят на чертеж, вычерчивают всасывающие и нагнетательные трубы, после чего окончательно устанавливают размеры здания, которые можно наметить предварительно.
На рис 104 показано расположение насосов с двигателями в один ряд и в два ряда в шахматном порядке. Чем шире здание, тем тяжелее и дороже перекрытие и мостовой кран; поэтому станции обычно имеют продолговатую форму. На рис. 105 представлен план крупной насосной станции. Здесь расположены 22 насоса, составляющие пять отдельных групп: три группы обслуживают три цеха (доменный, мартеновский и газоочистки) и две крайние группы - по четыре насоса - брызгальные бассейны.
В трех средних группах малые агрегаты состоят из насоса с электродвигателем, более крупные агрегаты - из насоса и двух двигателей - электрического и паротурбины, которая служит резервом на случай перерыва тока.
"Видео о компании"
«Благодарим за посещение сайта компании «Горный родник». Будем рады подготовить
для Вас необходимую техническую документацию для проектирования. И в сжатые
сроки изготовим блочные очистные сооружения и современные комплектные насосные
станции «Родник» для жилого района или промышленного объекта.»
Расположение насосных агрегатов и трубопроводов в здании насосной станции должно обеспечивать надежность действия основного и вспомогательного оборудования, а также удобство, простоту и безопасность его обслуживания. Оборудование обычно компонуют исходя из минимальной протяженности внутристанционных коммуникаций и с учетом возможности расширения станции в будущем.
Схема расположения агрегатов в здании насосной станции целиком и полностью определяется типом, размерами и числом основных насосов, а также формой машинного здания в плане.
Применительно к центробежным насосам с горизонтальным валом, устанавливаемым в машинном здании прямоугольной формы, наибольшее распространение получили следующие основные схемы расположения агрегатов:
а)однорядное расположение агрегатов параллельно продольной оси станции;
б) однорядное расположение агрегатов перпендикулярно продольной оси станции;
в) однорядное расположение агрегатов под углом к продольной оси станции;
г) двухрядное расположение aгрегатов;
д) двухрядное расположение агрегатов в шахматном порядке.
Достоинствами однорядного расположения агрегатов параллельно продольной оси станции являются компактность размещения оборудования и небольшая ширина машинного здания. Особенно выгодна эта схема при применении двусторонних насосов, у которых всасывающая и напорная линии располагаются в плоскости, перпендикулярной оси насоса. Недостатком является большая длина здания насосной станции, поэтому применение этой схемы целесообразно при небольшом числе агрегатов.
К достоинствам второй схемы однорядного расположения агрегатов следует отнести: компактность размещения оборудования, как и в первой схеме, и значительно меньшую длину машинного здания. Особые преимущества имеет эта схема при применении насосов консольного типа, у которых всасывающая линия подходит к торцу насоса. Однако ширина машинного здания насосной станции при такой схеме расположения несколько увеличивается.
При однорядном расположении насосных агрегатов под углом к продольной оси здания станции, в известной мере, объединяется достоинства первых двух схем. За счет небольшого, по сравнению со второй схемой, увеличения длины здания можно существенно уменьшить его ширину.
Схема двухрядного расположения агрегатов находит применение при большом числе агрегатов различного назначения и, следовательно, разных размеров. При таком расположении агрегатов значительно увеличивается пролет здания и усложняется коммуникация трубопроводов.
Шахматное двухрядное расположение агрегатов применяется при большом числе крупных агрегатов. Размещение внутри-станционных трубопроводов по этой схеме более компактно, чем по предыдущей. Кроме того, значительно сокращается площадь машинного зала, если электродвигатели в одном ряду установить с одной стороны от насосов, а в другом - с другой стороны, что возможно лишь при разном направлении вращения насосов.
Для вертикальных центробежных насосов характерно однорядное расположение агрегатов вдоль продольной оси здания станции. При наличии на напорных трубопроводах большого числа арматуры можно несколько уменьшить ширину здания за счет косого присоединения их к сборному коллектору или к внешним напорным водоводам.
Мощная насосная станция , оборудованная вертикальными насосами большой подачи (Q = 5 м3/с), установленными в два ряда, что позволяет уменьшить длину здания станции; присоединение двух насосов к одной всасывающей линии значительно упрощает схему внутристанционных коммуникаций и конструкцию водоприемника. Подобное решение может оказаться экономически целесообразным при большом числе агрегатов.
Осевые насосы в силу специфики их конструкции и больших размеров проточной части устанавливают независимо от расположения вала (горизонтального, наклонного или вертикального), как правило, в одни ряд вдоль фронта водозабора.
При любой схеме расположение насосных агрегатов в здании насосной станции должно обеспечивать полную их безопасность и удобство обслуживания, а также возможность монтажа и разборки насосов и электродвигателей.
Проход между агрегатами принимается не менее 1 м при установке электродвигателей напряжением до 1000 В и не менее 1,2 м при установке электродвигателей более высокого напряжения. Во всех случаях расстояние между неподвижными выступающими частями оборудования должно быть не менее 0,7 м. Расстояние от длинных сторон фундаментных плит насосных агрегатов до стен должно быть не менее 1 м. Насосы с неразъемным корпусом по горизонтальной плоскости, у которых вал с рабочим колесом при демонтаже выдвигается наружу по направлению оси насоса, следует устанавливать на расстоянии от стен или других агрегатов не менее чем длина вала насоса плюс 0,25 м (но не менее 0,8 м). Такое же расстояние должно быть установлено и для удобства демонтажа электродвигателей с горизонтальным валом. Проход между агрегатами и электрораспределительным щитом должен быть не менее 2 м.
В зданиях насосных станций, оборудованных небольшими насосами с электродвигателями напряжением до 1000 В и диаметром напорного патрубка до 100 мм включительно, допускается установка агрегатов непосредственно у стен, а также установка двух агрегатов на одном фундаменте без прохода между ними, но с проходом вокруг них шириной не менее 0,7 м.
Вспомогательные насосы (дренажные, осушительные, вакуум-насосы) обычно располагают в свободных местах машинного зала таким образом, чтобы это не вызывало увеличения размеров здания. Для таких насосов проход может быть оставлен только с одной стороны. Вакуум-насосы ввиду их малых размеров и периодичности работы могут быть установлены даже на кронштейнах на стенах машинного зала.
Щиты и пульты управления насосными агрегатами и задвижками располагают, как правило, на балконах или на площадках вдоль стен.
Размеры машинного здания станции в плане определяются после выбора схемы расположения насосных агрегатов и компоновки внутристан-ционных трубопроводов с учетом рекомендуемых расстояний между стенками зданий и элементами оборудования.
Так, ширина машинного здания представляет собой сумму длин участков трубопроводов, фасонных частей и арматуры на всасывающей и напорной линиях насоса, а также поперечного размера самого насоса. Длила прямоугольного машинного здания определяется проходами между торцовыми стенами и агрегатами, продольным размером самих агрегатов и расстояниями между ними.
При определении размеров машинного здания насосной станции, оборудованной вертикальными насосами, не следует забывать, что над насосным помещением находится зал электродвигателей, размеры которого определяются габаритами двигателей и расстоянием между ними, расположением люков в полу зала, размещением электрооборудования и габаритами крана. Поэтому линейные размеры подземной части необходимо увязывать с линейными размерами верхнего помещения.
В зданиях насосных станций, оборудованных крупными насосными агрегатами, должно быть предусмотрено место для так называемой монтажной площадки, на которой ремонтируют насосы и электродвигатели. Монтажную площадку обычно устраивают в торце здания на уровне поверхности земли. Размеры площадки в плане определяются габаритами насосов, электромоторов и транспортных средств, а также расстоянием максимального приближения крюка грузоподъемного механизма к боковым и торцовой стенам здания. Вокруг оборудования и транспортных средств, находящихся на монтажной площадке, должен быть оставлен проход шириной не менее 0,7 м.
Высота машинного здания насосной станции представляет собой сумму высот подземной части и верхнего строения.
Высота подземной части здания насосной станции заглубленного типа зависит главным образом от расположения рабочего колеса насоса по отношению к минимальному уровню воды в источнике илн в водоприемной камере, определяемого, в свою очередь, допустимой геометрической высотой всасывания или требуемым подпором.
Следует сказать, что мощные приводные электродвигатели вертикальных насосов типов В, О и ОП для предотвращения их затопления при авариях всегда устанавливаются выше максимального уровня воды в источнике или в водоприемной камере. Это обстоятельство зачастую приводит к необходимости сооружения подводной части машинного здания большой высоты.
Высота верхнего строения, не оборудованного подъемными механизмами, в зданиях насосных станций незаглубленного типа должна быть не менее 3 м. В зданиях станций, оборудованных стационарными грузоподъемными механизмами, высоту верхнего строения определяют расчетом.
Если груз (насос, электродвигатель и т. д.) доставляется непосредственно на монтажную площадку насосной станции, то для возможности его погрузки и выгрузки высота верхнего строения, подсчитанная по формулам и, должна быть увеличена на высоту от пола до грузовой платформы.
Окончательные размеры машинного здания насосной станции как в плане, так и по высоте устанавливаются технико-экономическми расчетами и обязательно увязываются с унифицированными размерами конструкций производственных помещений, предусмотренными СНиП.
Общие указания
Насосные и воздуходувные станции
8.1.1 Насосные станции по надежности действия подразделяются на три категории, указанные в таблице 17 .
8.1.2 Основные требования к компоновке насосных и воздуходувных станций, определению размеров машинных залов, подъемно-транспортному оборудованию, размещению агрегатов, арматуры и трубопроводов, обслуживающих устройств (мостиков, площадок, лестниц и т.д.), а также мероприятий против затопления машинных залов принимать согласно СП 31.13330 .
Требования к компоновке и обустройству канализационных насосных станций с погружными насосами необходимо принимать согласно настоящему своду правил, с учетом специфических особенностей, устанавливаемых изготовителями насосов.
В частности, допускается не предусматривать установку резервных агрегатов с хранением их в помещении насосной станции, при условии возможности их замены в течение 2 - 4 ч.
8.2.1 Насосы, оборудование и трубопроводы следует выбирать в зависимости от расчетного притока и физико-химических свойств сточных вод или осадков, высоты подъема и с учетом характеристик насосов и напорных трубопроводов, а также очередности ввода в действие объекта.
Компоновка и обвязка оборудования должны обеспечивать возможность замены агрегатов, арматуры и отдельных узлов без остановки работы станции. Число резервных насосов следует принимать по таблице 18 .
Примечания
1 Производительность насосных станций перекачки дождевых вод необходимо принимать с учетом незатопляемости пониженных территорий при установленном периоде однократного переполнения сети, регулирования стока и допустимого периода откачки.
2 В насосных станциях первой категории надежности действия при невозможности обеспечения электропитания от двух источников допускается устанавливать резервные насосные агрегаты с двигателями внутреннего сгорания, тепловыми и др., а также автономные источники электроэнергии (дизельные электростанции и т.п.).
3 При необходимости перспективного увеличения производительности заглубленных насосных станций допускается предусматривать возможность замены насосами большей производительности или устройство резервных фундаментов для установки дополнительных агрегатов.
Таблица 18 - Требования к числу резервных насосных агрегатов на насосных станциях различной категории и типа перекачиваемой жидкости
| Бытовые и близкие к ним по составу производственные сточные воды | Агрессивные сточные воды | ||||
| Число насосов | |||||
| рабочих | резервных при категории надежности действия | рабочих | резервных при любой категории надежности действия | ||
| первой | второй | третьей | |||
| 1 и 1 на складе | 1 и 1 на складе | ||||
| 1 и 1 на складе | 2 - 3 | ||||
| 3 и более | 1 и 1 на складе | ||||
| - | - | - | - | 5 и более | Не менее 50 % |
| Примечания 1 В насосных станциях дождевой канализации резервные насосы, как правило, предусматривать не требуется, за исключением случаев, когда аварийный сброс в водные объекты невозможен. 2 При реконструкции, связанной с увеличением производительности насосных станций перекачки бытовых сточных вод третьей категории надежности действия, допускается не устанавливать резервные агрегаты с хранением их на складе. 3 В насосных станциях бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод, оборудованных погружными насосами погружной и (или) сухой установки числом 3 и более, допускается хранить второй резервный насос на складе. |
8.2.2 Насосные станции для перекачки бытовых и поверхностных сточных вод следует располагать в отдельно стоящих зданиях.
Насосные станции для перекачки производственных сточных вод допускается располагать в блоке с производственными зданиями или в производственных помещениях соответствующей категории производственных процессов.
В общем машинном зале допускается установка насосов, предназначенных для перекачки сточных вод различных категорий, кроме содержащих горючие, легковоспламеняющиеся, взрывоопасные и летучие токсичные вещества.
Допускается установка насосов для перекачки сточных вод в производственных помещениях станций очистки сточных вод.
В машинных залах насосных станций ширину проходов следует принимать не менее:
между насосами или электродвигателями - 1 м;
между насосами или электродвигателями и стеной в заглубленных помещениях - 0,7 м, в прочих - 1 м; при этом ширина прохода со стороны электродвигателя должна быть достаточной для демонтажа ротора;
между неподвижными выступающими частями оборудования - 0,7 м;
перед распределительным электрическим щитом - 2 м.
Примечания
1 Проходы вокруг оборудования, регламентируемые заводом-изготовителем необходимо принимать по паспортным данным.
2 Для агрегатов с диаметром нагнетательного патрубка до 100 мм включительно допускаются: установка агрегатов у стены или на кронштейнах; установка двух агрегатов на одном фундаменте при расстоянии между выступающими частями агрегатов на менее 0,25 м с обеспечением вокруг сдвоенной установки проходов шириной не менее 0,7 м.
8.2.3 На подводящем коллекторе насосной станции следует предусматривать запорное устройство с приводом, управляемым с поверхности земли.
На автоматизированных насосных станциях необходимо предусматривать электроснабжение приводов от аккумуляторов или устройств бесперебойного питания.
Примечание - Во избежание затопления сточными водами близрасположенных территорий насосной станции, необходимо предусматривать аварийный выпуск с организованным отводом сточных вод на время аварии в водные объекты, специальные резервуары и т. п. по согласованию с органами санитарного надзора. Приводы на запорной арматуре должны быть опломбированы.
8.2.4 Конструкция и габариты приемных емкостей насосных станций должны обеспечивать предотвращение условий образования в потоке перекачиваемой жидкости завихрений (турбулентности). Это может быть обеспечено заглублением всасывающего патрубка относительно минимального уровня жидкости не менее, чем на два его диаметра, но более чем на величину требуемого кавитационного запаса, устанавливаемого изготовителем насоса, а также обеспечением расстояния от створа всасывающего патрубка до точки входа жидкости в приемную емкость, либо до решеток, сит и т.п. - не менее пяти диаметров патрубка. При параллельной работе групп насосов с подачей каждого более 315 л/с рекомендуется предусматривать потоко-направляющие стенки между ними.
8.2.6 Число напорных трубопроводов от насосных станций любой категории надежности действия необходимо принимать на основании технико-экономических расчетов с учетом возможности устройства аварийного выпуска (перепуска), регулирующей емкости, использования аккумулирующей вместимости подводящей сети, допускаемого снижения водопотребления согласно СП 31.13330 .
При количестве напорных трубопроводов от насосной станции первой категории надежности действия двух и более и при их протяженности более 2 км, следует предусматривать между ними переключения, расстояние между которыми принимается исходя из пропуска при аварии на одном из них 100 %, а при наличии аварийного выпуска - 70 % расчетного расхода. При этом следует учитывать возможность использования резервных насосов и переключений между трубопроводами.
Примечание - Трубопроводная арматура, устройства для гашения гидравлических ударов, вантузы должны быть рассчитаны на пропуск сточных вод соответствующего состава.
8.2.7 Насосы следует устанавливать под заливом перекачиваемой жидкости или с подпором жидкости (по паспортным данным насоса). В случае расположения корпуса насоса выше расчетного уровня сточных вод в резервуаре необходимо предусматривать мероприятия для обеспечения запуска и бескавитационных условий работы насосов. Установка насосов для перекачки илов и шламов должна быть только под заливом.
8.2.8 Скорости движения сточных вод или осадков во всасывающих и напорных трубопроводах должны исключать осаждение взвесей в них. Для бытовых сточных вод наименьшие скорости следует принимать не менее 1 м/с.
8.2.9 В насосных станциях для перекачки илов и шламов необходимо предусматривать возможность промывки всасывающих и напорных коммуникаций.
В отдельных случаях допускается предусматривать механические средства прочистки шламопроводов.
8.2.10 Насосные станции с погружными насосами погружной установки необходимо проектировать согласно рекомендациям фирм-изготовителей с учетом их конструктивных и технологических особенностей, а также требований СП 31.13330 .
8.2.11 Для защиты насосов от засорения в приемных резервуарах (либо перед ними) следует предусматривать:
устройства для задержания крупных взвешенных компонентов, транспортируемых сточными водами (решетки различных типов, процеживатели, сетки и т.п.);
оборудование и механизмы для измельчения крупной взвеси в потоке сточных вод;
принудительное перемешивание посредством применения погружных мешалок и/или подачи части перекачиваемых сточных вод в приемный резервуар;
решетки с ручной очисткой, корзины и т.п. - на насосных станциях малой производительности.
8.2.12 При установке оборудования должны быть обеспечены проходы шириной, регламентируемой поставщиком.
8.2.13 Задержанные измельченные отбросы могут быть сброшены обратно в поток сточных вод, либо обезвожены на соответствующем оборудовании и вывезены в герметичных контейнерах на свалку или утилизацию.
Примечание - Дробленые отбросы могут быть использованы в качестве наполнителя при компостировании.
8.2.14 Приемный резервуар, совмещенный в одном здании с машинным залом, должен быть отделен от него глухой водонепроницаемой перегородкой. Сообщение через дверь между машинным залом и помещением решеток допускается только в незаглубленной части здания при обеспечении мероприятий, исключающих попадание сточных вод в машинный зал при подтоплении сети.
Примечания
1 Уровень порогов дверей следует рассчитывать исходя из условий возможности подтопления подводящих коллекторов при обесточивании объекта и его расположения на местности.
2 Для повышения степени надежности насосной станции допускается установка в машинном зале погружных (герметичных) насосов в «сухом» исполнении и погружных насосов для аварийной откачки вод из машинного зала.
8.2.15 Вместимость подземного резервуара насосной станции следует определять в зависимости от притока сточных вод, производительности насосов и допустимой частоты включения электрооборудования и условий охлаждения насосного оборудования.
В приемных резервуарах насосных станций производительностью свыше 100 тыс. м 3 /сут необходимо предусматривать два отделения без увеличения общего объема.
Вместимость приемных резервуаров насосных станций, работающих последовательно, надлежит определять из условия их совместной работы. В отдельных случаях эту вместимость допускается определять исходя из условий опорожнения напорного трубопровода.
8.2.16 Вместимость резервуара иловой станции при перекачке осадка за пределы станции очистки сточных вод необходимо определять исходя из условия 15-минутной непрерывной работы насоса, при этом допускается уменьшать ее за счет непрерывного выпуска осадка из очистных сооружений во время работы насоса.
Приемные резервуары иловых насосных станций могут быть использованы как емкости для воды при промывке трубопроводов.
8.2.17 В приемных резервуарах следует предусматривать устройства для взмучивания осадка и обмыва резервуара.
Уклон дна резервуара к приямкам принимают не менее 0,1. Для резервуаров с уменьшающимися по глубине размерами в плане и для приямков уклоны их стен к горизонту следует принимать не менее 60° для бетонных и не менее 45° - для гладких поверхностей (пластик, бетон с полимерным покрытием и др.).
8.2.18 В резервуарах для приема сточных вод, смешение которых может вызвать образование вредных газов, осаждающихся или токсичных веществ, а также при необходимости сохранения самостоятельных потоков сточных вод необходимо предусматривать отдельные секции для каждого потока.
8.2.19 Резервуары производственных сточных вод, содержащих горючие, легковоспламеняющиеся, взрывоопасные или летучие токсичные вещества, должны быть отдельно стоящими. Расстояние от наружной стены этих резервуаров должно быть не менее: 10 м - до зданий насосных станций, 20 м - до других производственных зданий, 100 м - до общественных зданий.
8.2.20 Резервуары производственных агрессивных сточных вод должны быть, как правило, отдельно стоящими. Допускается их размещение в машинном зале.
Число резервуаров должно быть не менее двух при непрерывном поступлении сточных вод. При периодических сбросах допускается предусматривать один резервуар, при условии обеспечения возможности проведения ремонтных работ.
8.2.21 Диаметр всасывающего трубопровода рекомендуется предусматривать, как правило, больше всасывающего патрубка насоса.
Расстояние от всасывающего патрубка насоса до близлежащего фитинга (отвода, арматуры) должно быть не менее пяти диаметров трубы.
Переходы для горизонтально расположенных всасывающих трубопроводов должны быть эксцентричными с прямой верхней частью, во избежание образования в них воздушных полостей. Всасывающий трубопровод должен иметь непрерывный подъем к насосу не менее 0,005.
Укладку всасывающих трубопроводов между отдельно стоящими резервуарами и зданиями насосных станций следует предусматривать в каналах или тоннелях с подъемом к насосам.
8.2.22 В насосных станциях прокладку трубопроводов следует предусматривать, как правило, над поверхностью пола, либо в каналах под полом с доступом к обслуживанию и управлению арматурой.
Не допускается укладка в каналах трубопроводов, транспортирующих агрессивные сточные воды. Количество запорной арматуры следует принимать минимальными.
8.2.23 Для снижения расчетных расходов сточных вод, подаваемых в напорные трубопроводы, а также для аккумулирования расхода сточных вод во время аварий на них, допускается устройство регулирующих или аварийно-регулирующих резервуаров. Оптимальную величину зарегулированного расчетного расхода надлежит определять технико-экономическим расчетом.
8.2.24 В конструкции регулирующих и аварийно-регулирующих резервуаров должны быть предусмотрены перекачка зарегулированного расхода на очистные сооружения, сбор и удаление (или неосаждение) взвешенных веществ, смыв оседающего песка, незагнивание сточных вод, а также очистка вентиляционных выбросов.
Здания насосных станций строятся из материалов 1—2-й степени огнестойкости - из кирпича, монолитного или сборного железобетона. Здание состоит из насосного отделения и помещений вспомогательного назначения.
Здания насосных отделений должны быть одноэтажными, с большим застеклением оконных проемов, поскольку окна служат не только для освещения и вентиляции, но и для предохранения конструкции здания от разрушения при взрывах, то есть выполняют функции взрывных клапанов. Часть насосной станции с вспомогательными помещениями может выполняться в виде одноэтажного или многоэтажного пристроя. В пристрое размещаются помещения: трансформаторной подстанции с распределительными щитами; мастерской; резервной электростанции; вентиляционных установок; служебные и санитарно-бытовые (гардеробные, душевые, умывальники, туалеты, комнаты приема пищи) и другие.
При установке насосных агрегатов с электродвигателями взрывозащищенного исполнения насосное отделение состоит из одного помещения. При применениинасосовсприводомотдвигателейвну- треннего сгорания или синхронных электромоторов, а также асинхронных электромоторов открытого исполнения или с заниженной степенью защиты насосное помещение строится с двумя отделениями — насосным и моторным. В этом случае насосное отделение отделяется от моторного несгораемой герметичной перегородкой - брандмауэром. В насосном отделении должно быть предусмотрено два входа-выхода с тамбурами, в моторном отделении допускается один дверной проем с тамбуром.
В случаях, когда насосное помещение состоит из двух отделений, приводные валы от двигателей к насосам проходят через брандмауэры в герметичных сальниковых устройствах. На рисунке показан один из возможных способов установки насоса с приводом от синхронного электродвигателя.
Для установки сальниковых устройств в брандмауэрах устраиваются проемы, замурованные стальными листами, в которых прорезаются отверстия и привариваются посадочные фланцы со шпильками, к которым затем крепятся проходные сальниковые устройства.
Конструкции проходных сальниковых устройств бывают в основном двух видов:
- в виде стальной бобышки с фланцем, в которой устроен сальник, а узлы подшипников устанавливаются на специальных бетонных опорах.
консольного - с цилиндрическим корпусом и фланцем, в корпусе консоли монтируются узлы — сальник и опоры вала, как правило, с подшипниками качения;
1 - насос, 2 - электродвигатель, 3 - пусковой реостат, 4 - ручной привод реостата,
5 - сальниковое устройство, 6 - выносная опора вала, 7 - перегородка (брандмауэр)
На рисунке ниже показан план типовой станции с двумя отделениями.
1,2,3 - вспомогательные помещения (распределительного щита, машинистов, вентеляционной), 4 - насос центробежного типа,
5 - задвижка, 6 - электроприводной поршневой насос, 7,8 - электродвигатели открытого исполнения
Технологические насосные агрегаты в насосном отделении могут располагаться в один или два ряда. При однорядном расположении насосов расстояние между ними должно быть не менее 1,0 м (между выступающими узлами). Расстояние от насосов до глухих торцевых и задних стен или брандмауэров должно быть не менее 0, 8 м. Если торцевые стены имеют проемы, то расстояние увеличивается, и принимается не менее 1,0 м. Расстояние от фронта насосов до фасадной стены с оконными проемами должно быть не менее 2,0 м. В этом разрыве обычно устанавливается монорельс с ручной талью для перемещения узлов насосных агрегатов при поведении ремонтных работ.
При двухрядном расположении насосных агрегатов расстояние между рядами принимается не менее 2,0 м, остальные разрывы такие же, как и при однорядном расположении агрегатов. Монорельс с талью в этом случае устанавливается в разрыве между рядами насосов.
В насосных станциях, предназначенных ддя перекачки светлых нефтепродуктов 1—2-го классов (ЛВЖ), помещения насосных отделений относятся по степени пожарной опасности к категории А и Б с зоной по взрывоопасности В- 1а, то есть взрывоопасные смеси Moiyr образовываться при нарушении герметичности оборудования. Поэтому электрооборудование должно применяться во взрывозащищенном исполнении и соответствовать категории взрывоопасности образующейся смеси.
Электропроводки должны выполняться кабелями и проводами с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией в герметичных трубах с герметичными металлическими фитингами. Допускается прокладка кабелей с металлической оболочкой открыто по специальным монтажным полкам или в металлических коробах. При этом внешнее покрытие кабелей, выполненное из сгораемых материалов (джут, битум, хлопчатобумажная оплетка), должно сниматься.
При вводах труб электропроводки из помещений с нормальной средой или снаружи здания трубы должны быть герметично замурованы в стене, а при входе во взрывоопасное помещение должны иметь специальные разделительные фитинги, которые должен быть после сборки трубной проводки заполнены под давлением специальным нагнетателем эластичной уплотняющей мастикой на полиэтиленовой основе. Разделительные фитинги в порядке исключения, если их невозможно установить во взрывоопасном помещении, допускается устанавливать со стороны помещения с нормальной средой.
Все виды технологического оборудования (насосы, трубопроводы) и электрооборудование (электродвигатели, щиты, трубные электропроводки, светильники, кабели, вентиляционные системы) должны быть надежно заземлены. Для заземления вокруг здания насосной строится внешний заземляющий контур, а внутри насосного отделения - внутренний контур из полосовой стали. Внутренний контур должен быть проложен по стенам на высоте 200 мм от пола, хорошо просматриваться и окрашен в черный цвет. Оба контура соединяются между собой перемычками в двух местах. К внутреннему контуру должно подключаться указанное выше технологическое и электрическое оборудование. Сопротивление заземляющего контура должно быть не более 10 Ом. Защита насосной станции от прямых ударов молнии может быть общей от мачтовых опор, штыревой или в виде сплошной металлической сетки, которая настилается на перекрытие под бетонной стяжкой кровли.
Освещение насосной станции должно быть естественным и искусственным. Возможно два варианта искусственного освещения — через оконные проемы и внутреннее. При освещении через оконные проемы необходимо учитывать, что у насосных, работающих с нефтепродуктами 1-го и 2-го классов (ЛВЖ) и относящихся по степени взрывоопасности к зонами В-1, В-1а, взрывоопасной считается наружная зона в пределах 0,5 м по горизонтали и вертикали от оконных и дверных проемов. Внутренняя электропроводка должна выполняться в герметичных трубах с металлическими фитингами на резьбе. Соответственно внутренние светильники должны быть взрывозащищенного исполнения со степенью защиты 1Р65, наружные — 1Р64,1Р56.
Насосные станции должны быть оборудованы вентиляцией, в том числе:
- наземные насосные станции, работающие с темными нефтепродуктами, естественной вытяжной вентиляцией с установкой дефлекторов.
наземные, полуподземные и подземные насосные станции, специализированные на перекачке нефти и светлых нефтепродуктов принудительной приточно-вытяжной вентиляцией;
В насосных станциях, работающих одновременно с обычными нефтепродуктами и этилированными бензинами, должно быть предусмотрено для перекачки этилированных нефтепродуктов:
- отдельная принудительная вентиляция с коэффициентом кратности воздухообмена не менее к=13,5.
отдельное помещение с автономными входом и выходом;
специализированные насосные агрегаты и технологические трубопроводы, не имеющие связи с общим коллектором;
Значения коэффициентов кратности воздухообмена в насосных станциях высотой 6 м принимаются по нормам СНиП 2.11.0-93 (приведены в таблице). При снижении высоты помещения кратность должна увеличиваться на 16% на каждый метр снижения высоты помещения. Высота помещений насосных станций должна быть не менее 3,5 м.
Нормы кратности воздухообмена в насосных станциях
Насосные станции должны быть оборудованы стационарными системами пожаротушения — пенными средствами тушения или паровыми, а также первичными средствами пожаротушения — огнетушителями, песком, ведрами, лопатами и т.д.Вентиляционные установки (вентиляторы и двигатели) в насосных станциях для нефти и светлых нефтепродуктов должны быть взрывозащищенного исполнения. У приточных вентиляторов воздухозаборные устройства размещаются за пределами взрывоопасной зоны — в зоне чистого воздуха, не загрязненного парами нефтепродуктов. Сетки воздухозаборных устройств вытяжной вентиляции должны размещаться в самой нижней точке насосного отделения, то есть на уровне пола или дна канала в случае канальной прокладки трубопроводов.
Схема размещения насосных агрегатов в насосной станции зависит от числа насосов, их типа, заглубления машинного зала и рассматриваются в следующих разделах для конкретных насосных станций. Однако существуют общие принципы расположения агрегатов и трубопроводов : ширина проходов между выступающими частями насосов принимается не менее 1 м, между агрегатами и стеной – 1 м (в заглубленных станциях - 0,7 м), между выступающими частями насосных агрегатов и трубопроводами - 0,7 м, между трубопроводами - 0,7 м.
Планировка машинного зала осуществляется в следующей последовательности:
1. Выбирается схема расположения насосных агрегатов, некоторые из которых описаны ниже в соответствующих разделах. Резервные агрегаты размещаются по общим правилам с рабочими. Удобно использовать симметричные схемы расположения насосов и трубопроводов.
2. Составляется схема трассировки внутристанционных трубопроводов: всасывающих и напорных водоводов, коллекторов, всасывающих и напорных трубопроводов насосов.
3. Определяются диаметры всех внутристанционных трубопроводов по наибольшему для каждого участка расходу. Для определения этого расхода рассматриваются все возможные варианты режима работы насосов, включая резервные.
4. Намечаются места расположения арматуры и фасонных частей, затем находят их размеры по , или прил. 6 .
5. Начиная с крайнего насоса, в масштабе составляется монтажная схема трубопроводов, присоединенных к нему. Монтажные вставки на этих трубопроводах первоначально не устанавливаются. Соблюдая минимальные расстояния между агрегатами и трубопроводами выстраивается монтажная схема трубопроводов для других насосов. Для насосов различных марок протяженность трубопроводов будет разной. Для того чтобы объединительные коллекторы располагались на одной оси, на некоторых трубопроводах устанавливают монтажные вставки в соответствии с рис. 3.1.
Рис. 3.1. Схема взаимного расположения насосов и трубопроводов в машинном зале: 1 - насосный агрегат; 2, 5, 9 - переход; 3, 6 - монтажная вставка: 4 - колено; 7 - обратный клапан; 8 - задвижка; 10 - тройник; 11 - напорный коллектор; 12 – подпольный канал
6. Оставляя необходимые минимальные расстояния между насосами, трубопроводами и стенами (см. выше), ориентировочно определяют размеры машинного зала. При этом намечается положение монтажной площадки, места расположения вспомогательного оборудования, например, вакуум-насоса, дренажного насоса и т.п. Если вспомогательные помещения располагаются в едином с машинным залом здании, следует учесть их площади. Полученные минимальные размеры насосной станции следует увязать с модульной системой конструкций промышленных зданий, описанной в разд. 3.5. Если размеры насосной станции с учетом модульной системы окажутся по ширине или длине больше, нежели ориентировочно определенные, следует увеличить пространство между насосами, что создает удобства при эксплуатации. При этом используются монтажные вставки на трубопроводах.
При окончательном назначении размеров насосной станции необходимо учесть взаимное размещение трубопроводов и конструктивных элементов здания, например, колонн (рис.3.2).
