Водопроводные насосные станции

Курсовая работа

Водопроводные насосные станции представляют собой довольно сложный комплекс разнообразного оборудования и аппаратуры:

  • насосы и двигатели к ним различных типов;
  • контрольно-измерительные приборы;
  • трубопроводы как в пределах помещения насосной станции, так и вне ее для приема воды из резервуара или водоприемных устройств;
  • задвижки, необходимые для переключения и регулирования подачи воды насосами;
  • водомеры;
  • электрооборудование; элементы автоматического управления.

Насосные станции являются ответственным звеном в системе водоснабжения.

Большие успехи в деле проектирования и строительства насосных станций достигнуты специализированными строительными организациями и проектными институтами: Водоканалпроектом, Мосводоканалпроектом, Гипроспецпром -строем и др.

Научно-исследовательскими организациями проведено много ценных работ в области усовершенствования оборудования насосных станций и разрешен ряд вопросов, касающихся экономичности и бесперебойности работы насосного оборудования.

1. Назначение насосных станций

Насосные станции систем водоснабжения и канализации представляют собой сложный комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий водоподачу или водоотведение в соответствии с нуждами потребителя. Состав сооружений, их конструктивные особенности, тип и число основного и вспомогательного оборудования определяются исходя из принципов комплексного использования водных ресурсов и охраны природы с учетом назначения насосной станции и предъявляемых к ней технологических требований.

По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения насосные станции подразделяются на станции I подъема,. II-подъема, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции I подъема [1,113] забирают воду из источника: водоснабжения и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистки воды, непосредственно в резервуары, распределительную сеть, водонапорную башню либо другие сооружения в зависимости от принятой схемы водоснабжения. На промышленных предприятиях с процессами, предъявляющими различные требования к качеству воды, на одной и той же насосной станции могут быть установлены насосы, подающие воду как на очистные сооружения, так я непосредственно на, предприятия без очистки.

Насосные станции II подъема служат для подачи очищенной воды потребителям, обычно из резервуаров чистой воды.

В некоторых случаях насосы I и II подъема могут быть размещены на одной станции, что позволяет уменьшить расходы на строительство и эксплуатацию. Однако такое решение не всегда возможно и зависит от вида водоисточника, наличия и типа очистных сооружений, от рельефа местности и т. п.

4 стр., 1622 слов

Водоснабжение городского хозяйства

... и т.д.) спускают в канализацию. Прямоточная система является самой распространенной и наименее экономичной. Значительную экономию воды дают последовательно-повторная и оборотная системы водоснабжения. Основные элементы системы водоснабжения Принципиальная схема водоснабжения: водоприемное сооружение, насосная станция I подъема, ...

Повысительные насосные станции (станции подкачки), предназначены для повышения напора в водопроводной сети или в водоводе. В этом случае вода забирается из одной сети (участка водовода) и под увеличенным напором подается в другую сеть (района города, отдельного цеха промышленного предприятия) или в последующий участок длинного нагнетательного водовода.

Циркуляционные насосные станции входят в схемы технического водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций. На этих станциях одни насосы подают отработавшую на предприятии воду на охлаждающие или очистные устройства, а другие насосы возвращают подготовленную воду снова к производственным установкам. Назначение насосных станций в схемах канализации заключается в подъеме воды на очистные сооружения, если рельеф местности не позволяет подавать сточные воды самотеком. Канализационные насосные станции устраивают также для того, чтобы избежать большого заглубления самотечного коллектора. В этом случае сточные воды из заглубленного коллектора подаются в другой, расположенный выше.

По расположению в общей схеме канализации насосные станции подразделяются на главные, которые служат для перекачки сточных вод со всей территории населенного пункта или промышленного предприятия, и районные, предназначенные для перекачки сточных вод только с части территории населенного пункта или промышленного предприятия. Районные насосные станции перекачивают воду или непосредственно на очистные сооружения, или в близлежащий коллектор.

Наряду с обеспечением напора и подачи, предусмотренных графиком водоподачи или водоотведения для нормальных и аварийных условий, при сооружении и оборудовании насосных станций необходимо при наименьших затратах на их строительство и эксплуатацию обеспечивать: требуемую степень надежности и, следовательно, определенную степень бесперебойности работы; долговечность, соответствующую народнохозяйственному значению объектов, в состав которых они входят; достаточные удобства эксплуатации и широкое применение автоматики и телемеханики.

При строительстве насосных станций не следует допускать излишеств в составе и размерах сооружений, кубатуре зданий, основном и вспомогательном оборудовании, объемах временного строительства, архитектурном оформлении и т. п. Необходимо наиболее полно использовать стандартные изделия и местные строительные материалы. Строительство должно быть выполнено в наиболее короткие сроки при возможно меньшей стоимости, максимальной механизации строительного процесса, применении совершенного строительного оборудования и передовых методов труда, а также при сокращении трудоемкости работ. Ущерб, который может быть причинен при возведении сооружений насосной станции вследствие затопления и подтопления территорий, занесения и размывания русла, расформирования берегов, изменения ледового режима и нарушения рыбного хозяйства, следует сводить до минимума.

2. Принципиальные схемы насосных станций

Большое разнообразие природных условий, различие технологических требований и особенности эксплуатации обусловливают обилие методов решения задач водоснабжения и канализации. В связи с этим установившейся и общепринятой классификации насосных станций в настоящее время не существует.

9 стр., 4377 слов

Конструкции технологического оборудования насосного цеха нефтеперекачи-вающей ...

... станция представляет собой комплекс сооружений и устройств, предназначенных в общем случае для приема, накопления и закачки нефти (нефтепродуктов) под избыточным давлением. По назначению нефтеперекачивающие станции ... отстаивание от воды и мехпримесей, а также осуществляется коммерческий учет. Для закачки нефти в трубопровод используются подпорная (1) и магистральная (3) насосные. По пути ...

Водопроводные насосные станции. Для водоснабжения используются, как известно, подземные воды (артезианские или грунтовые, воды ключей), подрусловые воды и поверхностные воды рек, каналов, озер и водохранилищ. В отдельных случаях для производственного водоснабжения используется морская вода, что требует строительства насосных станций специального морского типа. В каждом случае состав сооружений насосной станции, их тип и компоновка будут определяться не только видом источника водоснабжения, но и его особенностями. Так, когда открытый водоем в меженный период в естественном состоянии не обеспечивает потребности в воде, необходимо предусматривать создание водохранилища для перераспределения естественного стока в пределах года или многолетнего периода.

Отсутствие в реке глубин, достаточных для устройства и нормальной работы насосной станции, требует повышения горизонта воды путем строительства плотины. Содержание в воде источника большого количества взвешенных наносов заставляет видоизменять конструкции отдельных элементов станции для предотвращения абразивного износа оборудования или включать в состав ее сооружений специальные отстойники.

Принципиальные схемы насосных станций I подъема, забирающих воду из открытого водоисточника, приведены на (рис.1).

В состав этих станций входят:

  • водозаборное сооружение, предназначенное для забора требуемого объема воды из водоисточника и предварительной очистки воды от взвешенных и плавающих загрязнений, а при необходимости также и от наносов;
  • сооружения, транспортирующие воду от водозаборного до водоприемного сооружения насосной станции;
  • водоприемное сооружение, предназначенное для подвода воды к всасывающим трубам насоса;
  • всасывающие трубы;
  • здание насосной станции со всем необходимым гидромеханическим, энергетическим и вспомогательным оборудованием;
  • напорные трубопроводы;
  • водовыпускное сооружение, предназначенное для спокойного выпуска воды из напорного трубопровода в отводящий канал, на очистные или технологические сооружения.

(Рис.1) Принципиальные схемы компоновки сооружений насосных станций Й подъема, использующих открытый водоисточник:

  • а) береговая совмещенного типа;
  • б) береговая раздельного типа;
  • в) русловая совмещенного типа;
  • г) русловая раздельного типа;

1 — водозаборное сооружение; 2 — водоводы; 3 — водоприемник; 4 — всасывающие трубы; 5 — здание станции; 6 — напорные трубопроводы; 7 — водовыпуск.

В зависимости от естественных, эксплуатационных и производственных условий некоторых сооружений может не быть вообще или они могут быть объединены. Основным фактором, определяющим общую схему компоновки и конструктивные решения отдельных сооружений, является размещение водозаборного сооружения по отношению к зданию насосной станции — совмещенное или раздельное.

При наличии у берега реки или водохранилища глубин, обеспечивающих нормальные условия для забора воды, и при относительно небольших колебаниях горизонтов воды (до 5—8 м) обычно устраивают береговые насосные станции совмещенного типа (рис.1,а).

21 стр., 10166 слов

Система автоматизированного управления компрессорным цехом компрессорной станции

... основного энергомеханического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов, подземных ... насосной горюче-смазочных материалов (ГСМ); САУ складом и насосной реагентов; САУ насосной хозпитьевого и противопожарного водоснабжения ... МВИ утвержден начальником департамента автоматизации, информатизации, телекоммуникаций и ... ввода производственных мощностей (газопро- водов, КС) и жилого фонда, ...

В зависимости от формы берегов и геологических условий здание станции может быть расположено непосредственно на берегу уреза максимального горизонта воды или на некотором удалении ее берега в конце подводящего канала.

Береговые насосные станции раздельного типа (рис.1,6) применяют при широкой затопляемой пойме. Водозаборные сооружения располагают вблизи уреза максимального горизонта воды а здание станции — у береговой надпойменной террасы. Между водозаборным сооружением и зданием насосной станции укладывают самотечные трубы.

При значительных колебаниях горизонтов воды (12—20 м) здание станции для обеспечения его устойчивости выносят в русло реки, т. е. применяют русловые совмещенные насосные станции (рис.1,в).

В условиях пологого русла реки и малых глубин рекомендуется применять русловые насосные станции раздельного типа, у которых вода из оголовка водозабора, расположенного в русле реки, поступает в водоприемник станции, размещенной на берегу, по самотечным водоводам (рис.1,г).

Русловые насосные станции применяют также и при заборе воды из водохранилищ. В этом случае при проектировании станции обычно проверяют целесообразность совмещения насосной станции с плотиной и использованием в качестве водозабора башни донного водоспуска или головного сооружения поверхностного водосброса.

В водозабор подземных вод, как правило, входят приемные устройства (скважины, шахтные колодцы, лучевые водозаборы, горизонтальные водосборы, каптажи источников), насосы и трубопроводы, связывающие отдельные приемные устройства с насосной станцией или с водоводами. В зависимости от суммарной подачи насосной станции, мощности водоносного пласта и глубины его залегания возможны схемы индивидуального или группового водозабора. В первом случае каждая скважина оборудована своим собственным насосом.

Вода насосом подается в сборный коллектор или непосредственно в водоприемную башню, а оттуда в сеть или в контррезервуар. Использование буровых скважин в целях водоснабжения возможно и без установки в каждой из них дорогостоящих артезианских и погружных насосов. Водозаборное устройство при этом представляет собой ряд скважин, подключенных к общему водоводу, заканчивающемуся в водосборном колодце общей для всех скважин насосной станцией. Водозаборные скважины размещаются на некотором расстоянии друг от друга, определяемом местными гидрогеологическими условиями. Над скважинами устраивают колодцы, в которых устанавливают задвижки для отключения скважины от общей линии и необходимую контрольно-измерительную аппаратуру. При относительно неглубоком уровне напорных вод или неглубоко залегающем безнапорном водоносном пласте вода из скважины забирается трубопроводом, работающим как сифон за счет разности между динамическим уровнем воды в скважинах и уровнем воды в водосбросном колодце насосной станции. Для зарядки сифонного водовода устанавливается вакуум-насос.

Значительная, как правило, удаленность насосных станций II подъема от источника водоснабжения и независимость работы насосов станции от режима водоисточника (колебаний уровней воды, наличия плавающих и донных загрязнений, ледового режима и т. д.) позволяют в большой мере упростить схему компоновки основных сооружений станции.

10 стр., 4642 слов

Электропривод насосных установок

... воды. Регулированием частоты вращения насоса его рабочие параметры приводятся в соответствие с режимом работы обслуживаемой системы. Чтобы изменить частоту вращения насоса, необходим регулируемый электропривод ... расход воды по трубопроводу, напор на насосной станции надо увеличивать, а характеристики центробежных насосов таковы, что при увеличении подачи воды напор, развиваемый насосом, падает. ...

В очистных сооружениях в комплексе с насосной станцией II подъема вода напорными трубопроводами насосной станции I подъема подается на очистные сооружения. После них отфильтрованная и хлорированная вода поступает в резервуар чистой воды, из которого она забирается всасывающими трубами насосов станции II подъема и под напором подается в сеть.

В схеме, характерной для условий, при которых очистные сооружения расположены близко к станции I подъема, насосы I и II подъема для удобства эксплуатации объединены в одном здании. Принципиальные схемы компоновки сооружений повысительных насосных станций определяются типом водовода, по которому передается вода, и расходом транспортируемого потока.

В качестве водоводов, транспортирующих большие объемы воды на дальние расстояния, чаще всего используются открытые каналы. Наиболее типичным для этих условий является решение, при котором вода забирается из водоисточника насосами головной насосной станции и подается в канал, на котором через определенные расстояния вмещаются станции промежуточного водоподъема, последовательно подкачивающие воду. Продольный профиль канала при этом приобретет ступенчатый характер с отдельными самотечными участками (бьефами), расположенными на разных отметках. насосный водоснабжение канализационный

Схемы головных насосных станций практически не отличаются от схем водопроводных насосных станции I подъема. Специфическими являются лишь конструкции сооружений, осуществляющих выпуск воды в первый самотечный участок канала.

Насосная станция, совмещенная с водоприемником, забирает воду из аванкамеры, представляющей собой расширенный участок канала. Вода по относительно коротким трубопроводам подается в водовыпускное сооружение, из которого поступает в напорный бассейн и затем в следующий участок канала.

При использовании для передачи воды на дальние расстояния напорных водоводов приходится создавать в начальной точке водовода весьма большой напор для преодоления гидравлических сопротивлений. Вследствие этого на значительном участке водовода, примыкающем к головной насосной станции, внутренние давления, как правило, высоки, что требует применения высоконапорных и, следовательно, дорогих труб. Для снижения давления в трубах длинный напорный водовод разбивают на несколько высотных зон, разделяя его на промежуточные последовательно включаемые участки и располагая в начальной точке каждого участка повысительную насосную станцию, забирающую воду из безнапорного резервуара.

Можно производить подкачку и без резервуаров. Однако их устройство дает ряд преимуществ: резервуары, представляющие собой некоторую аккумулирующую емкость, исключают возможность образования вакуума в водоводе при подходе к насосам и снижают величину возможных гидравлических ударов. Кроме того, весьма часто в районных схемах водоснабжения, где используют длинные водоводы, промежуточные резервуары устраивают в местах отбора воды; в этом случае они служат регулирующей емкостью.

Принципиальные схемы компоновки циркуляционных насосных станций можно рассмотреть на примерах систем водоснабжения тепловых электростанций (ТЭС).

20 стр., 9750 слов

Насосная станция

... /ч 2 Устанавливается величина подачи насосной станции первого подъема в период восстановления противопожарного запаса воды, хранящегося на насосной станции второго подъема. ч осст =0,7 * Qч ... запаса для учета возможных перегрузок электродвигателя в процессе эксплуатации насоса. По [5, с.166] при мощности насоса ... д. не менее 86%; доп. для номинального режима - 4,5 м, для перегрузочного - 7,0 ...

В современной практике строительства ТЭС используют две основные системы водоснабжения: прямоточную и оборотную с прудами-охладителями, градирнями или брызгальными устройствами. Встречается также сочетание обеих систем.

При прямоточной системе водоснабжения различают централизованную и блочную схемы циркуляционных насосных станций. При централизованной схеме сооружают одну или две насосные станции, и воду подают обычно по двум прокладываемым параллельно фронту турбинного отделения магистральным трубопроводам, из которых отводят ее к конденсаторам. Если турбина имеет два конденсатора, то к каждому магистральному трубопроводу присоединяют конденсатор, а при одном конденсаторе — одну из его половин. При блочной схеме магистральные трубопроводы отсутствуют, и каждый насос циркуляционной станции подает воду непосредственно в один из конденсаторов или в одну из половин конденсатора турбины.

В обеих схемах компоновки циркуляционных насосных станций прямоточной системы водоснабжения ТЭС воду после конденсаторов отводят по самотечным каналам, которые на территории электростанции выполняют закрытыми, а за ее пределами — большей частью открытыми.

При оборотной системе водоснабжения основная масса воды, прошедшая через конденсаторы, поступает в охладители и затем опять используется для охлаждения конденсаторов и других теплообменников. Свежая добавочная вода подается в объеме, необходимом для восполнения потерь в охладителях. Оборотная система водоснабжения с градирнями является типовой для теплоэлектроцентралей.

Схемы, циркуляционных насосных станций промышленных предприятий могут иметь некоторые отличия по сравнению с рассмотренными, что определяется особенностями производственного цикла.

Канализационные насосные станции.

Характерной особенностью любой схемы компоновки является наличие регулирующего приемного резервуара, сглаживающего неравномерность притока воды к насосам. Кроме того, для предохранения насосов от засорения и поломок сточные воды перед поступлением в насосы пропускаются через решетки, устанавливаемые в помещениях, примыкающих к приемным резервуарам.

3. Типы и конструкции насосных станций

Тип водопроводной насосной станции определяется ее назначением и подачей, а также зависит от вида и режима источника водоснабжения; способа соединения здания насосной станции с водозаборным сооружением; типа и характеристик основного насосного оборудования и систем привода; климатических условий, рельефа и гидрогеологического строения местности.

Тип канализационной насосной станции[1,119] диктуется главным образом глубиной заложения подводящего коллектора, объемом сточных вод и регулярностью их поступления, гидрогеологическими условиями (в частности, наличием грунтовых вод), типом устанавливаемых насосов и двигателей.

В значительной степени тип насосной станции зависит от способа управления агрегатами.

Всевозможные сочетания указанных условий предопределили наличие большого числа признаков, по которым могут быть классифицированы типы и конструкции насосных станций систем водоснабжения и канализации.

По характеру основного оборудования насосные станции могут быть:

  • а) с центробежными горизонтальными или вертикальными насосами;
  • б) с осевыми и диагональными горизонтальными, наклонными или вертикальными насосами;
  • в) с объемными насосами;
  • г) с водоподъемниками специальных типов.

По расположению лопастных насосов относительно уровня воды в приемном резервуаре или в подводящем коллекторе насосные станции подразделяются:

18 стр., 8974 слов

Электроснабжение и электрообрудование насосной станции

... электроснабжения предприятия Сооружения насосных станций разделяют на основные и второстепенные. К основным относят те сооружения, разрушение которых приводит к нарушению нормальной работы насосной станции(плотины, дамбы, водозаборные и водовыпускные сооружения, здания насосных станций, ... насосы, компрессоры и вентиляторы. Кратковременный режим работы ... от его высоты, типа основания, последствий ...

  • а) на станции, где насосы установлены с положительной высотой всасывания;
  • б) на станции, где насосы установлены с подпором.

По расположению относительно поверхности земли насосные станции могут быть: а) заглубленные (шахтного типа); б) частично заглубленные; в) наземные.

Конструктивные решения зданий водопроводных насосных станций в этом отношении могут быть весьма разнообразными. Общей чертой, характерной для насосных станций, которые забирают воду из открытых водоисточников, является необходимость заглубления здания станции для обеспечения необходимой высоты всасывания или подпора насосов при всех колебаниях уровня воды в источнике. Подземная часть здания подвергается большим нагрузкам от давления грунта и грунтовых вод, и поэтому ее выполняют исходя из соображений прочности и водонепроницаемости в виде массивных железобетонных конструкций. Наиболее часто встречающимися конструкциями подземных частей зданий насосных станций, совмещенных с водозаборными сооружениями, являются блочная и камерная.

Блочная конструкция характерна для крупных насосных станций, оборудованных высокопроизводительными вертикальными осевыми и центробежными насосами (серий О, ОП и В).

Всасывающие трубы этих насосов имеют сложную пространственную форму; трубы устраивают в монолитных массивных бетонных блоках, являющихся одновременно и фундаментом здания. Вследствие значительного веса массивных блоков здание требуется возводить на достаточно прочном основании.

При камерном типе здания станции его подземная часть выполняется в виде тонкостенной полой конструкции — камеры. Все необходимее оборудование располагается внутри этой камеры. Часть ее может быть заполнена водой (в этом случае она называется мокрой).

Однако такая конструкция здания возможна лишь при небольших (до 1 м) колебания уровня воды в источнике. В зданиях насосных станций камерного типа с сухой камерой последняя отделена от водоприемного сооружения сплошной стенкой, через которую проходят всасывающие трубы насосов. Колебания уровней воды в источнике при этом могут быть сколько угодно большими. Здания станций камерного типа с мокрой камерой оборудуются, как правило, осевыми насосами с вертикальным валом; здания с сухой камерой — насосами любого типа. Здания насосных станций, выполненных раздельно с водоприемными сооружениями, могут быть камерного или так называемого незаглубленного типа. В первом случае они выполняются заглубленными или частично заглубленными с сухой камерой, во втором случае они находятся на некотором удалении от водоисточника и располагаются преимущественно на поверхности земли. Здание станции незаглубленного типа представляет собой обычное здание промышленного назначения с фундаментом ленточного или другого типа, причем отметка пола его всегда выше отметок уровней воды в водоисточнике и грунтовых вод. Насосные агрегаты устанавливают на отдельные фундаменты, не связанные конструктивно со зданием станции. Вода забирается всасывающими трубами достаточной протяженности непосредственно из источника или из специального водоприемного колодца. Здания насосной станции незаглубленного типа оборудуют центробежными насосами с горизонтальным валом. Отметку установки насосов принимают в соответствии с допустимой высотой всасывания насосов и с учетом возможных колебаний уровня воды в источнике.

26 стр., 12682 слов

«Проект головной нефтеперекачивающей станции» содержит 84 страницы ...

... нефтепродуктами, производимыми на нем. В качестве проектируемого объекта в рамках выпускной квалификационной работы выбрана головная нефтеперекачивающая станция участка «ТС ВСТО – Комсомольский НПЗ» Выполнить проект НПС-1, подобрать основное насосное ...

Здания канализационных насосных станций выполняют в подавляющем большинстве случаев заглубленными или частично заглубленными, камерного типа, с сухой камерой.

По форме здания насосной станции в плане различают: а) круглые здания; б) прямоугольные.

Круглая форма здания более удобна при производстве строительных работ опускным способом, но в отношении размещения оборудования, трубопроводов и подъемно-транспортных устройств она менее удобна, чем прямоугольная. При малом заглублении станции и большом числе насосов (свыше 3—4) целесообразно выполнять здания прямоугольной формы.

По характеру управления насосные станции могут быть:

  • а) с ручным управлением — все операции по включению и выключению агрегатов производятся обслуживающим персоналом;
  • б) автоматические — все операции по управлению выполняются соответствующими приборами;
  • в) управляемые на расстоянии — включение и выключение агрегатов производится из диспетчерского пункта, значительно удаленного от станции.

Особую группу представляют собой нестационарные насосные станции, устраиваемые в основном для непродолжительной сезонной работы. Они используются для водоснабжения временных поселков и хозяйств, строительных площадок, а также для местного орошения относительно небольших площадей.

4.Насосные станции 1 подъема

Для обеспечения необходимой высоты всасывания насосов станции 1 подъема, использующие в качестве источника водоснабжения открытые водоемы, приходится обычно заглублять в землю. Расширение заглубленных насосных станций связано с большими трудностями. Поэтому их здания строят сразу таких размеров, чтобы в дальнейшем можно было разместить дополнительное оборудование.

(Рис.2) Насосная станция I подъема раздельного типа

1 — всасывающий трубопровод; 1 — напорный трубопровод; 3 — дренажные насосы; 4 — вакуум — насосы КВН-8.

На (рис.2) показана насосная станция раздельного типа, являющаяся станцией I подъема в схеме водоснабжения крупного населенного пункта. Станция оборудована тремя насосами 8 НДс, из которых два являются рабочими и один является резервным. Фундаменты насосных агрегатов выполнены таким образом, что позволяют при необходимости заменить насосы на более мощные— 12 НДс или даже 14 НДс.

Вследствие значительных колебаний горизонтов воды в водоисточнике (до 6 м) здание станции заглублено под уровень земли таким образом, чтобы высота всасывания насосов (с учетом гидравлических потерь в подводящих водоводах) при минимальных отметках горизонтов воды в источнике не превышала допустимой величины. Для заливки насосов перед пуском установлены два вакуум-насоса КВН-8. Насосное помещение оборудовано кран-балкой грузоподъемностью 3 т с ручным управлением.

Водозаборное сооружение станции, [2,182] расположенное в русле реки, состоит из двух изолированных друг от друга камер. Крайние насосы забирают воду из каждой камеры с помощью индивидуальных всасывающих трубопроводов, а к среднему (резервному) агрегату вода для повышения надежности действия подводится по двум трубопроводам из обеих камер.

11 стр., 5073 слов

Водоснабжение и водоотведение жилого здания (2)

... насосов). В данном проекте применяем схему с нижней разводкой: магистральный трубопровод холодного водоснабжения, разводящие и циркуляционные магистрали горячего водоснабжения расположены в нижней части здания. Надежная работа ... жилых зданиях высотой от 12 этажей и выше предусматривается устройство противопожарного водопровода, следовательно, принимаем систему объединенного хозяйственно-питьевого и ...

Благодаря раздельной компоновке водозаборного сооружения и насосной станции конструкция машинного здания чрезвычайно проста.

Небольшое число агрегатов обусловливает минимальную длину внутристанционных коммуникаций. На (рис.3) изображена насосная станция I подъема совмещенного типа, которая входит в состав сооружений крупного водозабора, предназначенного для производственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов района.

В гидрологическом отношении река характеризуется обилием наносов и тяжелым шуголедовым режимом. В связи с этим водозабор принят ковшового типа с двусторонним (верховым и низовым) питанием и с устройством шлюзов-регуляторов на верховой и низовой ветвях.

(Рис.3) Насосная станция I подъема для водоснабжения промышленного узла. 1 — монорельс для кошки, G = 3000 кг; 2 — монорельс для электротельфера; 3 — мостовой кран; 4 и 5 — пазы соответственно для шандоров и решетки; 6 — распределительное устройство; 7 — щит управления; 8 — распределительный щит 380/220 В; 9 — щит постоянного тока.

Насосная станция запроектирована прямоугольной формы в плане размером 48,8 X 24,45 м. Машинный зал станции рассчитан на установку пяти насосов 48Д-22 подачей до 11 000 м 3 /ч каждый при напоре 26 м. В первоначальный период эксплуатации установлены три насоса, из которых один является резервным. Из ковша вода через входные окна поступает в водоприемные камеры, на входе в которые установлены сороудерживающие решетки. В бычках водоприемных камер имеются пазы для ремонтного шандорного заграждения. Внутри камер перед всасывающими трубами насосов установлены вращающиеся сетки. Для очистки водоприемных камер от осевших наносов в машинном зале станции установлены специальные насосы.

Водоприемные камеры железобетонной стеной отделены от машинного зала, в котором размещены оборудование и арматура насосной станции. Насосы установлены ниже минимального уровня воды в реке, таким образом они постоянно находятся под заливом.

Электротехническое оборудование станции находится на промежуточном перекрытии.

Система переключения напорных водоводов, расходомеры и предохранительная аппаратура для сокращения габаритов подземной части насосной станции, имеющей большую высоту, вынесены в отдельное помещение, находящееся на некотором удалении от станции.

Верхнее строение насосной станции каркасной конструкции. В нем расположены: приводные механизмы вращающихся сеток, проем для лестницы в подземную часть здания, люк для спуска и подъема оборудования и контрольная аппаратура электрифицированных задвижек напорных трубопроводов.

Подъемно-транспортное оборудование станции состоит из одного электрического мостового крана, одной кран-балки и двух кошек грузоподъемностью по 3 т каждая. Строительные конструкции, а также условия размещения оборудования насосных станций, совмещенных с водозаборным сооружением, гораздо сложнее, чем в станциях раздельного типа.

5. Насосные станции II подъема

В зависимости от топографических условий и высотного расположения резервуаров чистой воды насосные станции II подъема могут быть незаглубленными, когда пол машинного здания располагается на отметке планировки площадки, и частично заглубленными, когда пол машинного зала располагается ниже поверхности земли, если требуется, чтобы установленные в нем насосы находились под заливом.

При хозяйственно-питьевом водоснабжении насосные станции II подъема обычно устраивают в непосредственной близости к очистным сооружениям. Вода забирается насосами непосредственно из резервуаров чистой воды. Все это вместе взятое обоусловливает значительно более простые, по сравнению с насосными станциями I подъема, строительные конструкции и, следовательно, меньшую стоимость станций II подъема.

На (рис.4) показана типовая водопроводная насосная станция II подъема, оборудованная моноблочными центробежными насосами типа КМ подачей до 360 м 3 /ч. Насосные станции такого типа характерны для схем водоснабжения небольших населенных пунктов и промышленных предприятий. Они могут быть использованы также в качестве станций подкачки.

Здание насосной станции представляет собой одноэтажное строение с частично заглубленным машинным залом. Стены верхнего строения кирпичные. Подземная часть может быть выполнена в двух вариантах: из бутобетона или из сборных фундаментных блоков. Покрытие здания — из железобетонных предварительно-напряженных крупнопанельных плит.

(Рис.4) Типовая водопроводная станция II подъема, оборудованная насосами типа КМ.

1 — машинный зал; 2 — помещение обслуживающего персонала;3 — мастерская; 4 — помещение РУ; 5 — камеры трансформаторов; 6 — санузел; 7 — коридор; 8 — всасывающие трубопроводы, d = 200 mm; 9 — напорные трубопроводы, d = 250 mm (в сеть)

Подача насосной станции может быть различной в зависимости от марки установленных насосов без изменения размеров здания. На (рис.9) показан вариант с установкой пяти насосов 6КМ-8, из которых три являются рабочими, а два — пожарными.

Вода к насосам подводится двумя водоводами и подается в распределительную сеть двумя напорными трубопроводами. Схема переключения насосов коллекторная. Оба коллектора (и всасывающий и напорный) расположены внутри здания станции. Все насосные агрегаты взаимозаменяемы и могут работать в режиме подачи хозяйственно-питьевого и противопожарного расхода.

Для откачни дренажных вод установлен насос НЦС-3. Монтаж и демонтаж оборудования производится с помощью подвесной кран-балки. Вентиляция машинного зала естественная; отопление принято от внешних источников или электрическое.

Электроснабжение насосной станции предусмотрено от двух независимых источников питания напряжением 380/220 В.

Работа хозяйственно-питьевых и дренажных насосов автоматизирована. Управление пожарными насосами дистанционное из диспетчерского пункта.

На (рис.5) показана насосная станция II подъема, оборудованная четырьмя насосами 12 НДс-60. Ширина машинного здания 12 м, длина заглубленной части 18 м, высота над поверхностью земли 5,4 м. Пол насосного помещения заглублен на 2,4 м.

Вода к насосам подводится индивидуальными всасывающими трубами. На напорной линии устроен сборный коллектор, от которого отходят два напорных трубопровода. Расходомеры типа сопла Вентури установлены на напорных трубопроводах в колодцах, расположенных на расстоянии 10 м от станции. Для монтажа оборудования и ремонтных работ здание станции оснащено однобалочным мостовым краном с ручным управлением.

В торце здания станции размещаются помещения силовых трансформаторов, распределительных устройств, электрощитового хозяйства, подсобные помещения и санитарный узел.

Несмотря на относительную простоту строительных конструкций, мощные насосные станции II подъема, оснащенные большим числом агрегатов с насосами большой подачи, представляют собой сложный комплекс сооружений, трубопроводов и различного оборудования.

(Рис.5) Типовая насосная станция II подъема заглубленного типа, оборудованная четырьмя насосами 12 НДс-60. 1 — машинный зал; 2 — помещение обслуживающего персонала; 3 — щитовая; 4 — камеры трансформаторов; 5 — РУ-КВ; 6 — помещение выпрямителей; 7 — помещение статических конденсаторов;8 — мастерская; 9 — санузел; 10 — всасывающие трубопроводы, d = 600 mm; 11 — напорные трубопроводы, d = 800 mm (в сеть).

6.Повысительные насосные станции

Конструкция, оборудование и схема компоновки повысительной насосной станции целиком и полностью зависят от типа водоводов, по которым вода подводится к станции и отводится от нее.

Повысительные насосные станции, используемые для повышения давления в системе напорных трубопроводов (станции подкачки), во всех отношениях очень похожи на небольшие водопроводные насосные станции II подъема. Насосы забирают воду из сети водопровода низкого напора и подают ее в сеть высокого напора.

(Рис.6

На (рис.6) показана повысительная насосная станция, предназначенная для подачи воды на хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды городского микрорайона со зданиями повышенной этажности.

В здании станции незаглубленного типа установлены четыре центробежных насоса консольного типа ЗК-9 в комплекте с асинхронными электродвигателями серии АО2. Для хозяйственно-питьевых нужд обычно работают два насоса, два других — резервные. Работа насосных агрегатов автоматизирована. Вода забирается из сети водопровода низкого напора и подается в сеть высокого напора двумя трубопроводами диаметром по 150 мм. Схема переключения коллекторная с размещением низконапорного и высоканапорного коллекторов в здании насосной станции. Все внутристанционные трубопроводы уложены в кирпичных каналах под уровнем пола.

(Рис.7).

Насосная станция Иртыш-Караганда

1 — аванкамера; 2 — здание насосной станции; 3 — анкерная опора; 4 — напорный трубопровод; 5 — водовыпускное сооружение; 6 — напорный бассейн.

На (рис.7) в качестве примера станции подкачки на открытом канале показан продольный разрез одной из двадцати двух насосных станций канала Иртыш — Караганда. В состав узла помимо подводящего и отводящего участков канала входят: здание насосной станции, внешние напорные трубопроводы, водовыпуск с сопрягающими устройствами и открытая понизительная подстанция.

Насосная станция рассчитана на установку четырех агрегатов, состоящих из вертикального осевого поворотно-лопастного насоса ОП 10-185 или ОП 11-185 и непосредственно соединенного с ним синхронного вертикального электродвигателя ВДС-325/44-18 мощностью 5000 кВт и напряжением 6000 В.

Для облегчения здания станции его конструкция решена в виде свободно стоящего в воде тонкостенного цилиндра диаметром 18 м и высотой 15 м, разделенного междуэтажными перекрытиями с несущим стояком в центре. Оригинальная конструкция станции разработана институтом Гидропроект, а всесторонняя проверка и обоснование строительных конструкций проведены в МИСИ им. В. В. Куйбышева.

Отверстия всасывающих труб насосов перекрываются съемными решетками. При осмотре и ремонте насоса решетки заменяются устанавливаемыми в тех же пазах плоскими скользящими металлическими затворами. Затворы и решетки обслуживаются тельфером грузоподъемностью 5 т, который передвигается по кольцевому рельсовому пути, закрепленному на консолях опорных колонн верхнего строения.

Верхнее строение здания насосной станции представляет собой закрытое помещение — машинный зал над электродвигателями насосов. Машинный зал оборудован мостовым полноповоротным электрическим краном грузоподъемностью 20/5 т специальной конструкции. Каркас верхнего строения железобетонный, жестко заделанный в конструкции подводной части. Покрытие здания вантовое, свободно опертое, что наиболее отвечает динамическим нагрузкам. Заполнение стен — керамзитобетонные панели и стеклоблоки.

Напорные трубопроводы, индивидуальные для каждого насоса, выполнены из металлических обечаек с усиленной антикоррозионной изоляцией. Диаметр трубопровода 2600 мм. Водовыпуск — сифонного типа с клапанами срыва вакуума. Число сифонов равно числу насосов.

7. Циркуляционные насосные станции

Циркуляционные насосные станции схем водоснабжения промышленных предприятий предназначены главным образом для подачи воды в охлаждающие устройства различных технологических установок (конденсаторы паровых турбин, холодильники доменных и мартеновских печей, прокатных станов и т. п.).

Тип и число насосов, компоновка трубопроводов циркуляционной насосной станции зависят в первую очередь от принятой системы водоснабжения (прямоточная или оборотная) и вида водоохладительных сооружений.

Все циркуляционные насосные станции, подающие воду на технологические нужды, относятся к станциям первого класса надежности действия. Перерывы в их работе, даже самые кратковременные, ни при каких обстоятельствах не могут быть допущены.

Бесперебойная работа станций достигается соответствующим резервом оборудования, дублированием системы энергоснабжения, всасывающих и напорных коммуникаций, а также установкой насосов под заливом. В связи с последним обстоятельством циркуляционные насосные станции в большинстве случаев строят заглубленными с подземным размещением насосного помещения.

Количество воды, необходимое для охлаждения технологического оборудования, находится в прямой зависимости от ее первоначальной температуры. Чем выше температура воды, тем больше ее нужно, и наоборот. Поэтому число агрегатов, их подачу, тип насосов и приводных электродвигателей следует выбирать с учетом изменения температуры воды в пределах годового цикла. При колебаниях температуры воды необходимо изменять суммарную подачу станции путем включения различного числа насосов и переходить на другую частоту вращения или на другой угол установки лопастей рабочего колеса (у осевых насосов).

(Рис.8) Циркуляционная насосная станция системы оборотного водоснабжения горно-обогатительного комбината.

На (рис.8) показана разработанная ГПИ Союзводоканалпроект циркуляционная насосная станция системы оборотного водоснабжения горно-обогатительного комбината, использующей в качестве охладителя водохранилище с большой (до 23 м) амплитудой колебания горизонтов воды. Подводная часть здания насосной станции разбита по высоте на два яруса, на каждом из которых расположены насосные агрегаты. Такая компоновка оборудования позволяет забирать насосами необходимое количество охлаждающей воды с различных глубин в зависимости от температуры воздуха. Кроме того, двухъярусное размещение насосов сокращает размеры подводной части станции в плане на 40% (по сравнению с обычно применяемыми решениями одноярусного расположения насосов) без увеличения размеров сооружения по высоте, значительно уменьшает строительный объем, а следовательно, и стоимость станции.

(Рис.9) Циркуляционная насосная станция системы прямоточного водоснабжения мощной ГРЭС

На (рис.9) изображена циркуляционная насосная станция система прямоточного водоснабжения мощной ГРЭС, выполненной по блочной схеме. Электростанция оборудована турбогенераторами мощностью по 960 МВт, поэтому охлаждающая вода подается осевыми поворотно-лопастными насосами ОП 2-185, имеющими большую подачу.

На станции установлено шесть насосов, приводимых во вращение двухскоростными (300 и 250 мин -1 ) асинхронными электродвигателями мощностью 2500/1250 кВт.

Водопроводная камера имеет два яруса окон и помимо сороудерживающей решетки оборудована вращающейся сеткой с внешним подвохом воды. Сетки промываются с помощью центробежного насоса 4 КМ-8. Вода к рабочему колесу насоса подводится изогнутой всасывающей грубой, выполненной в массивном бетонном блоке основания станции.

Перекрытие подземной части здания железобетонное, ребристого типа.

Верхнее строение станции (каркасной конструкции) перекрывает подземную часть по всей ширине, включая водоприемник станции. В наземном помещении помимо электродвигателей основных насосов и приводных механизмов вращающихся сеток расположены электродвигатели артезианских насосов системы технического водоснабжения.

Машинное здание оборудовано мостовым электрическим краном пролетом 25 м и грузоподъемностью 30/5 т. Насосное помещение, кроме того, имеет передвижные электрические тали грузоподъемностью 5 т.

8.Канализационные насосные станции

Канализационные насосные станции [2,253] сооружают в тех случаях, когда рельеф местности не позволяет отводить бытовые и производственные сточные воды, атмосферные воды и осадки (ил) самотеком к месту очистки.

(Рис..10) Схема подачи сточных вод на очистные сооружения.

1 — приемный резервуар; 2 — насосная станция; 3 — очистные сооружения.

Сравнение различных вариантов строительства канализационной сети показывает, что наибольшую глубину заложения самотечных коллекторов при производстве работ открытым способом рекомендуется принимать: в скальных грунтах до 4—5 м, в мокрых плывунных грунтах до 5—6 м, в сухих нескальных грунтах до 7—8 м. Если глубина заложения подводящего коллектора превышает рекомендуемые величины заглубления, то при соответствующем технико-экономическом обосновании необходимо предусматривать устройство канализационной насосной станции.

В городах, расположенных по берегам рек и защищенных от паводковых вод защитными дамбами, приходится сооружать насосные станции перекачки атмосферных вод, так как дамбы во время паводка препятствуют сбросу в водоем дождевых вод самотекам с обвалованной территории.

Место расположения и число насосных станций в общей схеме канализационной сети выбирают с учетом планировочных, санитарных, гидрологических и топографических условий местности на основании технико-экономического сравнения всех вариантов.

По гидрологическим условиям место расположения насосной станции должно быть наиболее благоприятным для производства строительных работ (плотные грунты, низкий уровень грунтовых вод и т.д.).

Однако практически выполнить это требование трудно.

Наиболее целесообразно канализационные насосные станции размещать на свободных территориях вблизи промышленных предприятий (исключая пищевые), складских помещений или на зеленых массивах. На застроенной территории города станции следует располагать в глубине квартала и устраивать аварийные выпуски в ливневую сеть.

По санитарным условиям насосные станции располагают в отдельных зданиях на расстоянии не менее 20—30 м от жилых и общественных зданий. При отсутствии свободной территории это расстояние может быть уменьшено по согласованию с органами Государственного санитарного надзора. По периметру территории насосных станций необходимо устраивать защитную зеленую зону шириной не менее 10 м.

Насосные станции перекачки атмосферных вод желательно располагать у водоемов, которые можно использовать как регулирующие емкости.

В зоне затопления паводковыми водами насосные станции необходимо располагать так, чтобы отметка порога входа была не менее чем на 0,5 м выше расчетного максимального горизонта паводковых вод.

Выбор места расположения канализационной насосной станции должен быть согласован с местными органами Государственного санитарного надзора и бассейновой инспекцией Министерства водного хозяйства.

При определении числа насосных станций следует помнить о том, что многократная перекачка сточных вод крайне нежелательна, так как капитальные затраты на устройство насосной станции и эксплуатационные расходы по перекачке сточных вод очень велики.

Насосные станции рекомендуется располагать так, чтобы они размещались на пересечении минимум двух встречных самотечных коллекторов одинакового заложения. Этот прием значительно удешевляет стоимость строительства как коллекторов, так и насосных станций, но несколько увеличивает длину напорного трубопровода.

Место расположения насосной станции, перекачивающей сточные воды на очистные сооружения, выбирают на основании сравнения различных вариантов. При расположении насосной станции на очистных сооружениях отпадает необходимость в строительстве отдельных вспомогательно-производственных помещений. Станцию можно использовать и для перекачки уплотненного активного ила, дренажных вод иловых площадок, осадка из первичных отстойников.

Приемный резервуар можно использовать для опорожнения отстойников. Во многих случаях отпадает необходимость в строительстве служебных и некоторых бытовых помещений. Однако в этом случае увеличивается длина и заглубление главного коллектора и главной канализационной насосной станции. При расположении насосной станции у канализуемого объекта строительная стоимость напорных водоводов увеличивается, возрастает расход электроэнергии и, следовательно, возрастают эксплуатационные расходы, но отпадает необходимость в строительстве дорогостоящего самотечного коллектора.

9. Классификация канализационных насосных станций

По роду перекачиваемой жидкости канализационные насосные станции делятся на четыре группы:

1) для перекачивания бытовых сточных вод;

2) для перекачивания промышленных сточных вод;

3) для перекачивания атмосферных вод;

4) для перекачивания осадков.

Насосные станции первой группы находятся на канализационной сети. В зависимости от места расположения в общей схеме канализации города и выполняемых функций сооружают станции:

  • а) местные, перекачивающие сточные воды от отдельных объектов канализования;
  • б) районные, перекачивающие сточные воды от отдельных районов канализуемой территории из нижележащих коллекторов в вышележащие;
  • в) главные, перекачивающие сточную жидкость, отводимую со всей канализуемой территории на очистные сооружения.

К устройству насосных станций второй группы предъявляется целый ряд специфических требований в зависимости от рода перекачиваемой сточной жидкости. Например, агрессивность сточной жидкости по отношению к бетону, чугуну, стали требует защиты резервуаров от разрушения, применения специальных насосов и устройств для периодической промывки установок чистой водой.

Станции третьей группы сооружают на сети ливневой канализации в тех случаях, когда нельзя отвести атмосферные воды самотеком к месту сброса.

Насосные станции четвертой группы находятся в составе сооружений очистки сточной жидкости и обработки осадка.

Такие станции служат для перекачивания осадка из первичных отстойников в метантенки, сброженного осадка из метантенков на сооружения по обработке осадка, уплотненного активного ила в метантенки, активного ила из вторичных отстойников в регенератор активного ила или в аэротенки, песка из песколовок.

Кроме того, их сооружают для повышения напора в осадкопроводах большой протяженности (транзитные насосные станции).

Наличие перечисленных насосных станций не обязательно во всех технологических схемах очистки сточных вод. Их устройство зависит от рельефа площадки и пропускной способности станций очистки сточных вод.

На станциях очистки сточных вод небольшой пропускной способности (до 30 000 м 3 /сутки) насосные станции размещают в камерах управления первичных отстойников (для перекачки сброженного осадка).

Насосные агрегаты для перекачивания активного и избыточного активного ила, как правило, устанавливают в одном машинном зале и объединяют с воздуходувной станцией. Только на очень крупных очистных станциях насосные станции для перекачивания активного ила сооружают отдельно.

Если взаимное расположение отдельных сооружений станции очистки сточных вод и рельеф местности благоприятствуют объединению насосных агрегатов различного назначения, то в одном машинном зале могут быть установлены насосы для перекачивания сырого осадка, сброженного осадка, уплотненного и активного ила.

В каждом случае объединение насосных агрегатов в одном здании решается на основании технико-экономического расчета рассматриваемых вариантов.

Рассмотренные виды насосных станций классифицируют следующим образом:

  • по расположению приемного резервуара и помещения решеток относительно машинного зала — станции с раздельным расположением резервуара и совмещенные;
  • по расположению насосных агрегатов относительно поверхности земли — станции незаглубленные (до 4 м), полузаглубленные (до 7 м) и шахтного типа (свыше 8 м);
  • в соответствии с формой здания в плане — станции круглой и прямоугольной формы;
  • в зависимости от типа установленных насосных агрегатов — станции с горизонтальными, вертикальными или осевыми насосами;

— по системе управления агрегатами — станции с ручным управлением, полуавтоматизированные, автоматизированные с местным диспетчерским пунктом и автоматизированные с телеуправлением (управление насосными агрегатами осуществляется с помощью средств телемеханики).

Канализационные насосные станции, как правило, сооружают в самых низких точках территории канализуемого объекта, вблизи водоемов, иногда на заболоченной пойме реки, т. е. на участках, для которых характерно высокое стояние грунтовых вод, наличие плывунов и слабых грунтов. В этих условиях целесообразно строить станции опускным способом; наиболее удобная форма здания — железобетонный стакан.

Для станций шахтного типа даже при благоприятных гидрогеологических условиях такая форма здания станции оказывается наиболее выгодной и по конструктивным соображениям.

В настоящее время для всех станций подачей до 50—160 тыс. м 3 /сутки принимают круглую форму здания в плане (диаметр шахты может достигать 15—25 м).

Опыт строительства канализационных насосных станций в Ленинграде показывает, что станции большой подачи (0,5—1,5 млн. м 3 /сутки) шахтного типа при неблагоприятных гидрогеологических условиях также экономически целесообразно строить опускным способом. Строительство подобных станций прямоугольной формы в открытом котловане требует устройства весьма сложного и дорогостоящего крепления его стен, что чрезвычайно стесняет производство работ и ведет к увеличению сроков строительства.

Преимущества опускного способа строительства насосных станций еще больше возросли в связи с освоением устройства тиксотропной рубашки, состоящей из глинистого раствора, нагнетаемого в пространство между грунтом и стенкой опускного колодца. Применение тиксотропной рубашки позволяет уменьшить толщину монолитных или сборных стен опускного колодца.