Модульные насосные станции

Насосные станции применяются для водоснабжения и повышения давления воды в жилых, офисных и административных зданиях, а также в гостиницах, больницах, торговых центрах и промышленных системах. Для перекачивания питьевой, бытовой, охлаждающей воды, а также другой хозяйственной воды, не содержащей абразивных и длинноволокнистых частиц и не оказывающей химического или механического воздействия на применяемые материалы.

Специализированные насосные станции:

• оросительные — подающие воды на орошение;
• осушительные — откачивающие воду, поступившую с осушаемой территории; для понижения уровня грунтовых вод;
• канализационные — перекачивающие ливневые, бытовые или промышленные стоки;
• сельскохозяйственного водоснабжения — подающие воду сельскохозяйственным потребителям.

Также есть отдельная категория насосных станций для водяного пожаротушения.

Все типы насосных станций подбираются по опросным листам.

КОРПУСНЫЕ И БЛОЧНО-МОДУЛЬНЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

Корпусные или блочно-модульные насосные станции изготавливаются на базе установок повышения давления/пожаротушения, которые устанавливаются в стеклопластиковый корпус или в отапливаемый блок-бокс (павильон).

Такие станции изготавливаются по индивидуальному заказу, и по желанию заказчика могут быть укомплектованы дополнительным оборудованием, таким как расходомеры, газоанализаторы, дополнительная запорно-регулирующая арматура, датчики и т.д.

ВЫБОР НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Насосные станции водоснабжения являются главными составными частями систем водоснабжения. Они транспортируют воду в сооружения и потребителям с помощью насосов с подсоединенными к ним всасывающими трубами и напорными водоводами.

По предназначению насосные станции в водопроводных системах различаются следующим образом:

1. Станции I-го подъема воду, если она не требует предварительной очистки, подают из источника прямо в водораспределительную сеть, водонапорные башни и иные сооружения водопроводной схемы. Если очистка необходима, то сначала она поступает в очистные сооружения, а затем уже в сеть и дальше по водопроводу.
2. Станции II-го подъема качают воду из хранилищ уже чистой воды прямо в водораспределительную сеть, башни и прочие инженерные устройства.
3. Повысительные станции подключаются к сети водоснабжения для увеличения напора воды.
4. Циркуляционные станции устанавливаются в цепи оборотного водоснабжения, для перекачки отработанной в процессе производственного использования воды на охлаждающие устройства и очистные сооружения с целью дальнейшего возврата на предприятие.

Насосные станции подбираются по производительности, исходя из объема потребляемой воды, режима водопотребления предприятия и габаритов регулирующих емкостей. Расчет напора зависит от требующегося свободного напора и рельефа окружающей местности. Кроме того, определяясь с типами насосов и их количеством, нужно учитывать, что они функционируют совместно с водоводами либо водопроводной сетью.

Насосные станции водоснабжения по степени обеспеченности подачи воды подразделяются на три категории в зависимости от режима работы:

1. I-я категория – работа насосов непрерывна в обязательном порядке;
2. II-я категория – временная остановка насосов, необходимая для включения резервных агрегатов, допускается;
3. III-я категория – перерыв в работе водоснабжения, разрешен на ликвидацию поломки или аварии.

От категории насосной станции зависит число резервных агрегатов, число всасывающих и напорных линий и расчетные расходы для них, количество и размещение запорной арматуры на внутристанционных коммуникациях.

Для установленной категории насосной станции следует принимать такую же категорию надежности электроснабжения по «Правилам устройств электроустановок» (ПУЭ)..

Количество напорных линий от насосных станций I и II категорий должно быть не менее двух. Для насосных станций III категории допускается устройство одной напорной линии. Насосные станции, подающие воду по одному трубопроводу, а также на поливку или орошение, следует относить к III категории.

Отметку оси насосов следует определять, как правило, из условия установки корпуса насосов под заливом. В насосных станциях II и III категорий допускается установка насосов не под заливом, при этом следует предусматривать вакуум-насосы и вакуум-котел. При определении отметки оси насосов следует учитывать допустимую вакуумметрическую высоту всасывания (от расчетного минимального уровня воды) или требуемый заводом-изготовителем необходимый подпор со стороны всасывания, а также потери напора во всасывающем трубопроводе, температурные условия и барометрическое давление.

Категорию насосных станций необходимо устанавливать в зависимости от их функционального назначения в общей системе водоснабжения.

1. Насосные станции, подающие воду непосредственно в сеть противопожарного и объединенного противопожарного водопровода, надлежит относить к I категории.
2. Насосные станции противопожарного и объединенного противопожарного водопровода объектов допускается относить к II категории.
3. Насосные станции, подающие воду по одному трубопроводу, а также на поливку или орошение, следует относить к III категории.

Для бесперебойного электроснабжения насосных станций по 1-ой категории электроснабжения подключают к двум независимым источникам электроэнергии. Также на трансформаторных подстанциях устанавливают резервные трансформаторы, обеспечивающие 100 процентов резерва.

Насосы приводят в действие либо двигатели переменного тока (асинхронные и синхронные), либо двигатели внутреннего сгорания (как правило — дизельные).

Электродвигатели работают при 220/300 и 500 В (перекачивающие устройства, имеющие малую и среднюю мощности) или 3000 и 6000 В (агрегаты большой мощности). Асинхронные двигатели не требуют запуска через специальные пусковые устройства. Синхронные электродвигатели используются для крупногабаритных насосов.

Скорость движения воды в напорных трубопроводах внутри станции для труб диаметром менее 250 мм принимается в пределах 1,5—2 м/с, для труб диаметром более 250 мм — 2—2,5 м/с.

Скорость движения воды во всасывающих трубопроводах внутри станции для труб диаметром менее 250 мм принимается в пределах 1—2 м/с, при диаметре более 250 мм — 1,2—1,6 м/с.

ПОТРЕБНОСТЬ В РЕЗЕРВНЫХ АГРЕГАТАХ

Она зависит, как показано в таблице 1, от числа рабочих агрегатов и категории (надежности) насосных станций.

Общее число агрегатов в работе	Количество резервных насосов
	I категория	II категория	III категория
1	2	1	1
2 – 3	2	1	1
4 – 6	2	2	1
7 – 9	3	3	2

Количество рабочих агрегатов одной группы, кроме пожарных, должно быть не менее двух. В насосных станциях II и III категорий при обосновании допускается установка одного рабочего агрегата.

В насосных станциях объединенных противопожарных водопроводов высокого давления или при установке только пожарных насосов следует предусматривать один резервный пожарный агрегат, независимо от количества рабочих агрегатов.

В насосных станциях водопроводов населенных пунктов с числом жителей до 5 тыс. чел. при одном источнике электроснабжения следует устанавливать резервный пожарный насос с двигателем внутреннего сгорания и автоматическим запуском (от аккумуляторов).

В насосных станциях II категории при количестве рабочих агрегатов десять и более один резервный агрегат допускается хранить на складе.

ПРИНЦИП КАСКАДНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Осуществляется с помощью автоматического подключения основных и резервных насосов в контур регулирования давления. При малых расходах давление поддерживает один насос, запускаемый прямым пуском или управляемый преобразователем частоты.

Если давления или расхода одного насоса оказывается недостаточно, то основной насос увеличивает обороты с помощью преобразователя частоты (при наличии), либо ему в поддержку подключается дополнительный насос (также управляемый прямым пуском или преобразователем частоты).

При падении расхода, происходит обратный процесс. Частотный преобразователь получает заданное давление и реальное давление и в зависимости от ошибки между двумя этими величинами изменяет скорость вращения основного и или дополнительных насосов, тем самым влияя на давление в напорном трубопроводе. Отключение дополнительного насоса происходит при уменьшении оборотов регулируемого насоса ниже установленного предела.

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Отделения, в которых устанавливаются насосные агрегаты, считаются достаточно оборудованными, если будут снабжены следующим вспомогательными устройствами (там, где имеется такая необходимость):

1. Подъемно-транспортные устройства (таль с кошкой, подвесная кран-балка, краны мостовые и др.) для проведения монтажа/демонтажа насосов;
2. Вакуумными насосами, необходимыми для заливки водой рабочих насосов перед запуском, если рабочие установлены не под залив (на насосных станциях 3-го класса надежности на всасывающие линии устанавливаются специальные приемные клапаны);
3. дренажными насосами, выполняющими функцию удаления просачивающихся сквозь стены грунтовых вод из помещений заглубленных насосных станций.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСОСНЫМИ СТАНЦИЯМИ

Автоматизация функционирования водоснабжения – важнейшее направление технического прогресса в вопросах снабжения промышленных предприятий и населения водой.

В автоматических насосных станциях водоснабжения все процессы пуска, остановки и контроля состояния оборудования осуществляются по четкому алгоритму без участия человека. В обязанности персонала входит лишь налаживание, пуск и регулярный осмотр автоматической аппаратуры.

Начало работы, и ее остановка активируются сигналами специальных устройств – реле. Реле – это электромеханические приборы, фиксирующие и отражающие в виде импульсов изменения уровня в различного вида хранилищах воды. В «обязанности» прибора входит и контроль за изменениями давления в трубопроводах как самих насосных станции, так и в трубопроводной сети водоснабжения.

Частотное регулирование скорости вращения вала электродвигателя позволяет задавать и точно поддерживать такие характеристики насосных станций как давление или расход.

СИСТЕМЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

Назначение систем диспетчерского контроля и управления:

• обеспечение непрерывного контроля работы оборудования без постоянного присутствия обслуживающего персонала;
• дистанционное управление работой оборудования;
• обеспечение учета расхода электроэнергии и воды;
• повышение уровня индивидуальной ответственности обслуживающего персонала, благодаря автоматической регистрации действий диспетчера.

Экономический эффект от внедрения системы диспетчеризации достигается благодаря снижению нерациональных потерь ресурсов, уменьшению времени простоя оборудования при возникновении нештатных ситуаций, а также благодаря экономии на заработной плате операторов станции.

ФУНКЦИИ СИСТЕМ ДИСПЕТЧЕРСКОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

• сбор информации о работе объекта управления, с использованием каналов проводной, радио или GSM связи;
• предоставление информации о работе станции в удобной для понимания и анализа форме (в виде мнемосхем, трендов и таблиц);
• звуковое и визуальное оповещение диспетчера при возникновении аварийной ситуации;
• дистанционное управление оборудованием станции;
• учет расхода электроэнергии и воды;
• ведение журналов, отчетов и рапортов;
• контроль наработки оборудования.

ТИПОВЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Системы холодного и горячего водоснабжения:

Показана принципиальная гидравлическая для 2-хнасосной установки для режима работы «в линию».

Для режима работы «из емкости» обратные клапана ставят на всасывающих патрубках насосов.

Для 3-х и 4-х насосной установки, схема аналогична, добавляется еще один или два насосных агрегата.

1. Основной насос №1
2. Основной насос №2 (или резервный)

• РТ1 – датчик управляющий
• РТ2 – датчик сухого хода

Системы водяного пожаротушения (опционально – с насосом подпитки):

1. Основной насос
2. Резервный насос
3. Насос подпитки (жокей)
4. Сигнализаторы давления:

PS4.1 Выхода на режим рабочего насоса

PS4.2 Основное реле рабочего насоса

PS4.3 Сухого хода

PS4.4 Выхода на режим резервного насоса

PS4.5 Основное реле резервного насоса

PS4.6 Жокей-насоса

ОСОБЕННОСТИ КОМПЛЕКТАЦИИ СТАНЦИЙ ВОДЯНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Стандартная комплектация установки предусматривает управление одним электроприводом задвижки напряжением ~3х380В. По техническому заданию, в шкаф управления можно завести сигналы от концевых и моментных выключателей задвижки, что позволяет не только получить соответствующую индикацию на шкафе управления, но и передать сигналы как состояния, так и аварии на пункт диспетчеризации.

Насосные станции, используемые в системах пожаротушения, должны быть оснащены разделительной задвижкой на подводящем и напорном коллекторах и дополнительным (резервным) датчиком давления.

Такие станции должны иметь два входа и два выхода трубопроводов.

При необходимости поддержания стабильного давления (сплинкерные системы), станция пожаротушения может быть оснащена одним или двумя жокей-насосами.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Противопожарные водопроводы. Противопожарные водопроводы устраивают в следующих зданиях: жилых высотой 12 этажей и более; общежитиях, гостиницах, пансионатах, школах-интернатах высотой четыре этажа и более; административных высотой шесть этажей и более; лечебных учреждениях, детских яслях, садах, магазинах, вокзалах при объеме здания 5000 м³ и более; кинотеатрах, клубах, домах культуры с числом мест 200 и более; в помещениях под трибунами стадионов любой вместимости объемом 5000 м³ и более; в зданиях учебных заведений объемом 25 000 м³ и более; в конференц-залах вместимостью 700 человек и более; в зданиях санаториев и домов отдыха объемом 7500 м³ и более и т. п.

В жилых зданиях высотой от 12 до 15 этажей устраивают объединенный хозяйственно-противопожарный водопровод, а высотой 16 этажей и более — раздельные противопожарный и хозяйственно-питьевой водопроводы.

Спринклерные установки. Спринклерные установки применяют для помещений с повышенной пожарной опасностью (сцены театров, склады и пр.). Они состоят из спринклеров (разбрызгивателей), распределительных и магистральных трубопроводов, контрольно-сигнального клапана, главной задвижки, основного и автоматического водопитателей.

Спринклер (рис.) состоит из бронзового корпуса, имеющего коническую резьбу, рамки (дуги) с розеткой, диафрагмы с отверстием диаметром 8, 10 или 12,7 мм, закрытым стеклянной полусферической пробкой (клапаном), и замка в виде трех медных или латунных пластин, соединенных между собой легкоплавким сплавом. Температура плавления сплава 72, 93, 141 или 182 °С. При повышении температуры в помещении (в результате пожара) замок расплавляется, пластины разъединяются и стеклянный клапан падает, открывая отверстие в диафрагме. Вытекающая через отверстие под значительным напором вода, попадая на розетку, разбрызгивается. Площадь поверхности, орошаемой одним спринклером составляет 9—12 м². Спринклерные установки могут состоять из нескольких секций с различным числом спринклеров и общим объемом сети труб секции не более 2 м³.

Дренчерные установки. В зависимости от степени пожарной опасности зданий применяют дренчерные установки заливные (во взрывоопасных помещениях) и сухотрубные. В заливной установке дренчеры располагают розетками вверх, в сухотрубной — розетками вниз.

Дренчерные установки состоят из распределительной сети с дренчерами, магистральных трубопроводов, клапанов группового действия или задвижек управления. Дренчер в отличие от спринклера не имеет стеклянной пробки (клапана) и замка. Выпускают дренчеры розеточного и лопаточного типа с отверстиями в диафрагмах диаметром 10, 12 или 16 мм. В обычных условиях каждая водяная завеса из дренчеров (группа, секция) должна отключаться от сети внутреннего водопровода с помощью запорных вентилей (задвижек) или клапанов группового действия, которые открываются только при возникновении пожара. Дренчерные установки могут быть автоматизированы с помощью спринклерных контрольных головок, легкоплавких замков с тросовым управлением или термоэлектрических датчиков.

Спринклеры и дренчеры – это распылители, через которые подается вода или специальный раствор для тушения пожара. Разница в том, что дренчер — это открытый распылитель с зубчатой головкой, а в спринклере есть клапан с тепловым замком.

ПРЕИМУЩЕСТВА СТАНЦИЙ ВОДЯНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

В большинстве случаев потребители останавливают свой выбор на установках водяного пожаротушения в связи с наличием у таких комплексов целого ряда положительных моментов:

1. Универсализация. Комплекс водяного противодействия возгоранию дает возможность бороться с пожаром любого класса сложности. Кроме того, монтаж комплекса осуществляется в большинстве возможных вариантов помещений.
2. Экономическая эффективность. Стоимость воды минимальна по сравнению с наполнителями систем другого типа. Кроме того, цена самого комплекса значительно отличается от аналогичных систем в лучшую сторону. Установка водяного пожаротушения легко монтируется, разбирается и собирается в другом помещении.
3. Широкий диапазон возможного использования. Обычно производители подобных комплексов имеют возможность выпускать системы в различной комплектации. Благодаря такому свойству, установка комплексов может быть выполнена как в локальном варианте, так и для обеспечения пожаробезопасности всего здания. Кроме того, водяная смесь может содержать различные примеси, делающие комплекс еще более эффективным.
4. Вторичное применение. Установка водяного пожаротушения монтируется в течение короткого периода времени, что очень удобно при необходимости ее повторной установки.