Водопровідні насосні станції

В залежності від призначення водопровідних насосних станцій їх прийнято поділяти на:

а) насосні станції першого підняття (забирають воду з джерела водопостачання);

б) насосні станції другого підняття (найчастіше станції, які подають воду по водоводам в мережу населеного пункту);

в) третього, четвертого і вищих підняттів або станції підкачування (призначені для підвищення напору в мережі або водоводах).

В залежності від прийнятої схеми водопостачання в містах можуть розташовуватися підвищувальні насосні станції третього і вищих підняттів, рідше – насосні станції другого та першого підняттів.

Водопровідні насосні станції за ступенем забезпеченості подачі води поділяють на три категорії. Категорія насосних станцій встановлюється в залежності від їх функціонального значення в загальній системі водопостачання. Так для об’єднаного протипожежного та господарсько-питного водопроводу населених пунктів із кількістю жителів більше 50000 жителів приймається перша категорія, від 5000 до 50000 жителів - друга категорія, менше 5000 жителів - третя категорія. До першої категорії також належать станції, які подають воду безпосередньо в мережу протипожежного або об'єднаного з протипожежним господарсько-питного водопроводу. Категорія станції зумовлює кількість насосів - робочих і резервних. Крім того, залежно від категорії надійності роботи встановлюється гарантійний ступінь безперервності роботи насосної станції, що в першу чергу визначає необхідність резерву її устаткування. Наприклад, живлення приводних електродвигунів насосних станцій першої категорії надійності необхідно здійснювати від двох незалежних джерел електроенергії.

Тип будівель міських насосних станції, що служать для розміщення основного та допоміжного устаткування, комунікацій всмоктувальних і напірних трубопроводів, а також службових приміщень, крім призначення і продуктивності насосної станції, залежить від наступних основних факторів:

· конструкції насосних агрегатів (горизонтальне або вертикальне компонування, система приводу);

· кавітаційних та енергетичних характеристик основних насосів (припустима висота всмоктування, умови пуску);

· геологічних і гідрогеологічних умов у місці розташування будівлі насосної станції (основа станції, наявність підземних вод);

· кліматичних умов;

· технології виконання будівельних робіт і виду будівельних матеріалів, які використовуються.

Водопровідні насосні станції ІІ-го і вищих підняттів можуть бути незаглибленими (підлога машинного залу розташовується на відмітці планування майданчика) і частково заглибленими (підлога машинного залу розташовується нижче поверхні землі) якщо потрібно, щоб насоси перебували під заливом.

Насосні станції, обладнана моноблочними відцентровими насосами типу КМ, використовуються в схемах водопостачання невеликих міст і промислових підприємств. Вони можуть бути використані також як станції підкачування. Подача насосної станції може бути різною залежно від марки встановлених насосів без зміни розмірів будинку. Будинок насосної станції являє собою одноповерхову будову із частково заглибленим машинним залом. Стіни верхньої будови цегельні. Підземна частина може бути виконана у двох варіантах: з бутобетону або зі збірних фундаментних блоків. Покриття будинку - із залізобетонних попередньонапружених великопанельних плит.

На рис. 1.31 показаний варіант із установкою п'яти насосів КМ 160/30. Вода до насосів підводить двома трубопроводами та подається в розподільну мережу двома напірними трубопроводами. Схема перемикання насосів колекторна. Обидва колектори (всмоктувальний і напірний) розташовані усередині будинку станції. Всі насосні агрегати взаємозаміні та можуть працювати в режимі подачі води для господарсько-питних та протипожежних цілей. Для відкачування дренажних вод встановлений насос ЦВ-4/85.

Рис. 1.31. Типова насосна станція ІІ-го підняття, обладнана насосами типу КМ:

1 – машинний зал; 2 – приміщення обслуговуючого персоналу; 3 – майстерня; 4 – приміщення РУ; 5 – трансформаторна; 6 – санвузол; 7 – коридор; 8 – всмоктувальні трубопроводи; 9 – напірні трубопроводи (у водопровідну мережу)

Монтаж і демонтаж устаткування проводиться за допомогою підвісної кран-балки. Вентиляція машинного залу природна; опалення прийняте від зовнішніх джерел або електричне. Електропостачання насосної станції передбачено від двох незалежних джерел живлення напругою 380/220 В. Робота господарсько-питних і дренажних насосів автоматизована. Керування пожежними насосами дистанційне з диспетчерського пункту.

На рис. 1.32 показана насосна станція II підйому, яка обладнана чотирма насосами Д1250-65. Ширина машинного будинку 12 м, довжина заглибленої частини 18 м, висота над поверхнею землі 5,4 м. Підлога насосного приміщення заглиблена на 2,4 м.

Вода до насосів підводиться окремими всмоктувальними трубами. На напірній лінії влаштований збірний колектор, від якого відходять два напірних трубопроводи. Витратоміри типу сопла Вентурі встановлені на напірних трубопроводах у колодязях, розташованих на відстані 10 м від станції. Для монтажу устаткування та ремонтних робіт будинок станції оснащений однобалочним мостовим краном з ручним керуванням. У торці будинку станції розміщаються при­мі­щен­ня силових трансформаторів, розподільних пристроїв, електро­щитового господарства, підсобні приміщення та санітарний вузол.

Незважаючи на відносну простоту будівельних конструкцій, потужні насосні станції II підйому, оснащені більшою кількістю агрегатів з насосами великої подачі, являють собою складний комплекс обладнання, трубопроводів та різного устаткування.

Конструкція, устаткування та схеми компоновки підвищувальних насосних станції цілком і повністю залежать від типу водоводів, по яких вода підводить та відводиться зі станцій.

Рис. 1.32. Типова насосна станція ІІ-го підняття заглибленого типу, обладнана насосами Д1250-65

1 – машинний зал; 2 – приміщення обслуговуючого персоналу; 3 – щитова; 4 – трансформаторна; 5 – приміщення РУ; 6 – приміщення випрямлячів; 7 – приміщення статичних конденсаторів; 8 – санвузол; 9 – майстерня; 10 – всмоктувальні трубопроводи; 11 – напірні трубопроводи

Підвищувальні насосні станції, які використовуються для підвищення тиску в системі напірних трубопроводів (станції підкачування), дуже схожі на невеликі водопровідні насосні станції II підйому. Насоси забирають воду з мережі водопроводу низького тиску та подають її в мережу високого тиску.

На рис. 1.33 показана підвищувальна насосна станція, призначена для подачі води на господарсько-питні та протипожежні потреби міського мікрорайону з будинками підвищеної поверховості.

Рис. 1.33. Підви­щу­валь­на насосна станція місь­кого мікрорайону

У будівлі станції незаглибленого типу встановлені чотири відцентрових насоси консольного типу К-45/80 у комплекті з асинхронними електродвигунами серії АО2. Для господарсько-питних потреб звичайно працюють два насоси, два інших - резервні. Робота насосних агрегатів автоматизована. Вода забирається з мережі водопроводу низького тиску та подається в мережу високого тиску двома трубопроводами діаметрами 150 мм. Схема перемикання - колекторна, з розміщенням низьконапірного та високонапірного колекторів у будівлі насосної станції. Всі внутрішні трубопроводи покладені в цегельних каналах під рівнем підлоги.

В багатьох містах України водозабірні свердловини можуть розташовуватись в декількох точках населеного пункту. Залежно від місцевих умов і типу обладнання гирло водозабірної свердловини (рис. 1.34) може розміщатися в заглибленій шахті-камері або в надземному павільйоні, де розміщують і регулюючу арматуру, контрольно-вимірювальні прилади, прилади автоматики і таке інше.

Рис. 1.34 . Обладнання водозабірних свердловин

На рис. 1.34. прийняті такі позначення: а – горизонтальними відцентровими насосами; б – артезіанськими насосами з електродвигуном над колодязем в наземному павільйоні; в – те ж, із зануреним електродвигуном і підземним павільйоном; г – водоструменевим насосом; 1 – гирло колодязя; 2 – електродвигун; 3 – заслінка; 4 – манометр; 5 – трубопровід із заслінкою для відводу промивної води; 6 – вантуз із заслінкою; 7 – кран для відбору проб; 8 – трубопровід для заливки насоса; 9 – зворотний клапан; 10 – скоби ходові; 11 – ізоляція бітумна; 12 – підлога підземного павільйону; 13 – приямок; 14 – щит керування; 15 – фільтр; 16 – насос; 17 – підшипник; 18 – експлуатаційна колона; 19 – манометр; 20 – електрокабель; 21 – водоструменевий насос (апарат); 22 – всмоктуючий водопровід; 23 – напірний водопровід; 24 – всмоктуючий водопровід дренажного насосу; 25 – горизонтальний відцентровий насос.

Якщо під час експлуатації свердловини динамічний рівень води в ньому встановлюється на глибині до 6 м від поверхні землі, свердловини можна обладнувати відцентровими насосами з горизонтальним валом (рис.1.34, а), або сифонними трубопроводами, по яких вода із колодязя подається в збірний резервуар, а із нього - насосами у водопровідну мережу. При заляганні води глибше 6 м, а динамічного рівня на глибині 8-10 м від поверхні землі, кожна свердловина обладнується артезіанськими глибинними насосами з вертикальним валом і електродвигуном розташованим над колодязем (при динамічному рівні води на глибині до 120 м від поверхні), або насосами з електродвигуном, розташованим в самій свердловині (при динамічному рівні води на глибині більше 120 м). Якщо підйом води із колодязя насосами утруднений або навіть неможливий (при викривленні ствола свердловини чи піскуванні), та коли безпосередньо біля колодязя є стисле повітря, колодязь може бути обладнаний ерліфтами. У деяких випадках (при дебіті 10…15 м³/с) свердловини можуть обладнуватися водоструменевими насосами.

Запитання для самоперевірки до розділу 2.

1. Як вибирається система і схема водопостачання?

2. Наведіть основні принципи проектування водопровідних мереж.

3. Наведіть основні принципи трасування водоводів і водопровідних мереж.

4. Які труби використовуються для водопровідних мереж?

5. Наведіть основні види з’єднань труб для водопровідних мереж.

6. Як вибирається основа під труби?

7. Перелічить фасонні частини для з’єднання водопровідних труб.

8. Яка використовується арматура та її призначення?

9. Для чого встановлюється запобіжна арматура, яка її конструкція та які основи розрахунків?

10. Як можна захисти трубопроводи від гідравлічного удару?

11. Які типи споруд встановлюються на водопровідній мережі?

12. Для чого встановлюються упори на мережі, їх конструкція, основи розрахунків?

1. Яке призначення водопровідних насосних станцій?
2. Від чого залежать категорії водопровідних насосних станцій за ступенем забезпеченості?
3. Фактори, які впливають на тип будівель водопровідних насосних станцій.
4. Як вибираються основні схеми водопровідних насосних станцій?
5. Як призначаються норми водоспоживання окремими водоспоживачам?
6. Як визначаються розрахункові витрати води?