No Image

Схема насосной станции второго подъема

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Насосные станции водоснабжения

Насосные станции водоснабжения играют одну из ведущих ролей в системах, которые обеспечивают подачу определенного расхода воды с нужным напором. От качества проекта, монтажа и точного подбора оснащения зависит удобство эксплуатации, оптимальные затраты при высокой надежности всей конструкции снабжения и отведения воды.

Классификация насосных станций

Система администрирования насосной станцией должна обеспечивать простоту и надежность ее работы. Выбор соответствующего способа определяется видом станции и ее расположением:

  • вручную — операторы непосредственно запускают устройство и контролируют его функционирование;
  • автоматически — по результатам показаний датчиков уровня воды в резервуарах, давления в трубопроводах и потребления воды;
  • полуавтоматически — оператор задает сигнал, а далее работа происходит в автоматическом режиме;
  • дистанционно — из диспетчерской за пределами территории площадки.

В проект закладывается способ управления, который определяется путем технического анализа.

Насосы, применяемы на станциях водоснабжения первого и второго подъема, циркуляционных и повысительных насосных станциях, классифицируют по устройству, способу установки и области применения. Здесь устанавливаются горизонтальные, вертикальные, центробежные и осевые насосы. Существует два типа сооружений, выбор которых зависит от высоты расположения воды в водозаборе:

  • насосы с положительной высотой всасывания;
  • насосы с отрицательной высотой всасывания, установленные с подпором (под залив).

Особенности рельефа и проектные данные непосредственно влияют на расположение машинного отделения. Исходя из заданных условий его изготавливают в следующем исполнении:

  • наземным;
  • полузаглубленным;
  • заглубленным (подземным).

Разделяют 3 категории, согласно которым соблюдается надежность и обеспеченность водоснабжением.

  1. I категория — остановка водоснабжения нежелательна и может привести к серьезному материальному ущербу (выхода из строя технологического оборудования, нарушения сложного техпроцесса);
  2. II категория — остановка водоснабжения возможна на время, необходимое для включения резервных агрегатов;
  3. III категория — остановка водоснабжения допустима на срок до суток.
Категория Максимальное время Численность обслуживаемых Максимальный срок снижения
Насосной станции остановки водоснабжения населенных пунктов водоснабжения на 30 %
I категория 10 минут Свыше 50 тысяч населения 3 суток
II категория 6 часов От 5 до 50 тысяч населения 10 суток
III категория 24 часа До 5 тысяч населения 15 суток

Если происходит авария, то при остановке деятельности всего оборудования включаются резервные агрегаты. Также ее работу прерывают для проведения текущего ремонта или замены установок. Требования, которым должны соответствовать станции разных категорий, возрастают по степени их надежности.

I категория надежности больше подходит для промышленных объектов.

Станции первых двух категорий обеспечиваются как минимум двумя самостоятельными источниками электроснабжения.

По выполняемым функциям и параметрам станции водоснабжения можно разделить на следующие виды:

  • насосные станции первого подъема;
  • насосные станции второго подъема;
  • насосные станции третьего, четвертого и последующих подъемов;
  • повысительные насосные станции (станции подкачки);
  • циркуляционные насосные станции.

Транспорт воды происходит по определенной схеме с помощью насосов, к которым подсоединены всасывающие трубы и напорные водоводы.

Насосные станции первого подъема

Насосные станции первого подъема всасывают воду из открытых или подземных источников и направляют ее на очистные сооружения, а при высоком качестве воды или при низких требованиях к качеству, сразу в водопроводную сеть, накопительные емкости или водонапорную башню. Функционирование станции происходит равномерно на протяжении суток, без перерывов. Ее производительность рассчитывают на средний часовой расход в дни значительного водопотребления.

Станции первого подъема бывают оснащены как минимум двумя ведущими насосами и одним или двумя резервными. И те и другие имеют отдельный всасывающий трубопровод.

Насосная станция второго подъема

Насосная станция второго подъема представляет собой систему накопительных емкостей и насосного оснащения. Она обеспечивает подачу чистой либо технической воды в водопроводную сеть населения и объектов промышленности, а также поддерживает требуемое давление в магистрали. Эффективность деятельности станции меняется на протяжении суток, поэтому производительность насосного оснащения рассчитывается на подачу заданного объема воды, соответствующего режимам ступенчатого потребления.

При проектировании и монтаже станции второго подъема желательно установить автоматическое и ручное управление. Бинарный принцип контроля обеспечивает:

  • стабильное давление в напорном водопроводе путем автоматической регулировки насосов;
  • экономию электроэнергии;
  • ограничение пусковых токов в линии электропередач;
  • отсутствие гидроударов в водопроводной магистрали, снижение вероятности аварий;
  • надежность работы в холодный период года;
  • уменьшение численности персонала по обслуживанию станции, создание удаленной диспетчерской службы.

Насосная станция второго подъема размещается чаще всего неподалеку от очистных сооружений.

Повысительные насосные станции (станции подкачки)

Данные станции обеспечивают нужный напор воды на отдельном участке водопроводной сети в многоэтажных жилых застройках или на индустриальных объектах. Они всасывают воду непосредственно из трубопроводов и не могут координировать ее подачу. Такая станция действует согласно принятой схемы водопотребления.

Читайте также:  Профиль железный на крышу

Станции подкачки представляют собой группу насосов, количество которых зависит от объема водопотребления. Станция оснащается основными и резервными насосами, которые включаются автоматически, если запуск основного не произойдет на протяжении 10 сек.

Циркуляционные насосные станции

Циркуляционные насосные станции встраивают в цепи оборотного водоснабжения. Они поставляют отработанную воду в охлаждающие устройства определенных технологических установок. Вид и число насосов определяются мощностью системы и применяющимися водоохладительными сооружениями.

Циркуляционные станции относят к I категории надежности. Остановки процесса их работы недопустимы. Они оснащаются резервным оборудованием, независимыми источниками электроснабжения, всасывающими и напорными коммуникациями, насосом, установленным под заливом. Такой насос требует заглубленное машинное отделение.

Циркуляционные насосы работают согласно графику технологического процесса производства.

Схемы насосных станций водоснабжения имеют несколько вариантов, что обусловлено различными способами их применения. В качестве основных водоснабжающих источников всегда использовались следующие природные резервуары:

  1. Находящиеся под землей, такие как грунтовые либо артезианские источники, ключики.
  2. Находящиеся на поверхности земли, такие как реки, озера, водохранилища и каналы.
  3. Морские источники, применяемые для производственных целей и требующие монтажа специализированного оборудования, работающего на морской воде.

В любом из вышеперечисленных случаев, вариант оснащения насосного комплекса зависит не только от варианта водообеспечения, но и от его параметров. В зависимости от характеристик источника рассчитывается тип оборудования и расположение его элементов. В качестве примера, водоем открытого типа не всегда обеспечивает доступ к воде, а также равномерное обеспечение доступа к ней. В связи с этим при расчете параметров оборудования следует предусматривать долгосрочный период регулирования потребления и водостока.

Многие реки, удобные для отбора воды, не обладают достаточной глубиной, при которой обеспечивается надежное функционирование насосного оборудования. Для повышения уровня водного зеркала в таком случае требуется возведение плотины. Еще одним ограничивающим фактором в применении насосных комплексов является повышенное содержание в жидкости взвешенных частиц. В этом случае проектировщики должны внести изменения в конструкцию и добавить элементы, осуществляющие фильтрацию и предотвращающие преждевременный выход из строя насосов. Одним из вариантов исправления подобной ситуации служит обустройство отстойников.

Схемы насосных станций водоснабжения первого подъема

Базовые комплексы, осуществляющие забор воды напрямую из источника, состоят из следующих компонентов:

  1. Модуль для водозабора, выполняющий функцию подъема требуемой массы воды из водоема либо подземного резервуара. К водозаборникам предъявляются требования первоначальной очистки жидкости от загрязняющих элементов различного типа. Кроме того, оборудование должно справляться с наносами.
  2. Оборудование, выполняющее транспортную функцию, а именно обеспечивающее подачу носителя от водозаборника до приемника насосного модуля.
  3. Комплект труб, всасывающих жидкость из источника.
  4. Помещение с установленным оборудованием как энергетическим, так и гидротехническим, а также дополнительно смонтированная техника.
  5. Напорные системы коммуникации.
  6. Оборудование для выпуска воды из напорного водопровода в очистительный резервуар либо на аналогичные механизмы.

Особенности использования насосных комплексов

Рассмотренные выше компоненты насосных станций могут частично отсутствовать. Кроме того, некоторые элементы системы могут быть объединены. Подобные варианты зависят от различных особенностей комплекса, естественных, промышленных и функциональных. Главным фактором, оказывающим влияние на сборку и комплектность оборудования, является взаимное расположение источника и водозаборника. В зависимости от того, насколько близко установлена станция и берегу водоема, определяются ее характеристики.

Схемы насосных станций водоснабжения поверхностного и руслового типа

Береговые комплексы разделяются на совмещенные, а также раздельные. Первый вариант используется при глубине источника достаточно большой для беспрепятственного отбора воды, при этом диапазон изменений уровня водоема должен находиться в пределах от пяти до восьми метров. Степень удаленности здания с насосным оборудованием зависит от рельефа береговой линии и особенностей почвы. Наиболее оптимальный вариант – возведение водозаборника около уреза зеркала водоема либо на малом удалении от него.

Разделенные береговые системы монтируются на водоемах, характеризующихся обширной площадью разлива. В этом случае установка водозаборника осуществляется непосредственно вблизи воды, а строительство помещения насосного комплекса осуществляется в точке, до которой гарантированно не доходит вода при разливе. Передача жидкости от водозаборника к комплексу производится по трубам самотеком.

Совмещенные русловые комплексы применяются при возможных изменениях уровня водоема от 12 до 20 метров. Помещение станции возводят непосредственно в русле водоема, что добавляет ему устойчивости.

Подобные комплексы раздельного типа проектируются для установки в реках с небольшой глубиной либо при достаточно пологом русле. В этом случае водозаборник опускают в реку, а водоприемник возводят на берегу. Передача воды осуществляется по коммуникационным трубам с помощью самотека.

При появлении планов монтажа насосного оборудования для забора воды из водохранилища, первое, что требуется сделать, это выяснить возможность и необходимость совмещения комплекса с существующей плотиной. Кроме того, следует определить возможность применения водоспуска в качестве водозаборника. Такую же функцию может выполнять поверхностный водосброс.

Читайте также:  Можно ли мыться при ожоге

Схемы насосных станций водоснабжения подземного типа

В состав штатного комплекса, закачивающего воду из-под земли, может входить следующее оборудование:

  1. Приемные модули, к которым относятся глубинные скважины и колодцы, водозаборы горизонтальные и лучевые;
  2. Насосные агрегаты;
  3. Трубопроводы, выполняющие функцию транспортировки жидкости от приемника до насосного оборудования.

Вариантов подачи воды из-под земли в настоящий момент всего два. Возможно использование индивидуального либо группового водозабора. Выбор конечного варианта зависит объема жидкости в подземном резервуаре и глубины его нахождения. Первый способ забора характеризуется установкой отдельного насоса на отдельную скважину, в отличие от группового способа монтажа. Поднятая жидкость накачивается в коллектор либо в водонапорный модуль, откуда перекачивается потребителям.

Как правило, насосный агрегат монтируется на каждую скважину. Но есть и более эффективное решение, применяемое в случае наличия нескольких близлежащих скважин. В этом случае, несколько скважин имеют общий водовод с единственным насосным комплексом. Каждая скважина имеет свой колодец, оснащенный необходимым оборудованием. Если водные пласты находятся достаточно близко от поверхности земли, вода подается к насосному комплексу по трубопроводу благодаря различию между уровнями жидкости в самих скважинах и колодце насосного комплекса. В таких системах применяется вакуумный насос.

Обычно насосные комплексы второго подъема находятся на значительном расстоянии от водоисточника, что вкупе с автономностью функционирования насосных агрегатов дает возможность обеспечить более простую компоновку элементов комплекса.

Схемы насосных станций водоснабжения второго подъема

Основная функция комплексов первого подъема – отбор и передача воды по трубопроводам до очистных систем. После очистки, обеззараживания и хлорирования, жидкость подается в хранилище чистой воды. Трубы всасывания соединены с очистными накопителями. Вода отбирается и под давлением поступает в распределительную сеть. Подобная схема работает при незначительном расстоянии между комплексами первого и второго подъемов. Допускается расположение подобных узлов в одном помещении.

Более детальная схема функционирования комплексов второго подъема зависит от типа источника, а также от объема перекачиваемой жидкости.

Если требуется перекачка воды на значительное расстояние, в качестве водовода применяются каналы открытого типа. Станция первого подъема закачивает воду из источника и перенаправляет поток в открытый канал. Через равные промежутки в канале монтируются комплексы промежуточного подъема, позволяющие поддерживать подкачку жидкости. Структура канала предполагает ступенчатую схему, при этом участки между станциями подкачки передают воду самотеком.

Схемы начальной станции второго подъема

По своему исполнению, комплексы второго подъема аналогичны таким же станциям первого подъема. Исключением является лишь первый либо начальный комплекс, который подает носитель в стартовый участок канала.

Оборудование комплекса отбирает жидкость из расширенного участка канала и по трубам небольшой длины закачивается в водовыпускной модуль, далее в напорный резервуар и в следующую часть открытого водовода. Аналогичным образом функционируют комплексы ирригации.

Так как предполагается транспортировка воды на значительные расстояния, насосам требуется создавать давление, достаточное для преодоления гидравлического сопротивления на первичном участке водовода. Поэтому давление внутри труб водовода, расположенного между насосной станцией и первым промежуточным комплексом, достаточно велико. К качеству труб применяются повышенные требования, что отражается на их стоимости.

Если водовод имеет достаточно большую протяженность, то для снижения давления внутри труб участок разбивается на несколько фрагментов с установкой в начале каждой зоны повышающего давление комплекса. Причем каждая станция берет воду из безнапорной емкости. Резервуары нужны для устранения возможностей образования вакуумной пробки, приводящей к гидроудару. Кроме того, резервуары могут использоваться в качестве регулирующей емкости.

Схемы насосных станций водоснабжения для ТЭС

Для водоснабжения тепловых электростанций применяются циркуляционные комплексы прямоточного и оборотного варианта. Системы второго типа имеют в составе водоемы для охлаждения, градирни и брызгальные элементы. В некоторых случаях допускается объединение комплексов.

Прямоточные комплексы снабжения водой разделяются на централизованную и блочную систему. Централизованная схема состоит из одного либо двух насосных комплексов. Вода поступает по двум параллельным трубопроводам, из которых носитель перенаправляется к конденсаторам. При наличии на турбине пары конденсаторов, к каждому из них подключается трубопровод. Если конденсатор один, то оба трубопровода подключаются к нему.

Блочная схема характеризуется отсутствием системы трубопроводов. Насосное оборудование передает воду непосредственно на конденсаторы турбины, которых может быть один либо два.

Независимо от схемы расположения циркуляционных насосов, прямоточный комплекс предполагает отвод воды с турбины самотеком. Внутри электростанции каналы выполняются закрытым способом, за ее пределами каналы открытые.

Читайте также:  Варианты мансардной крыши частного дома фото

Если предприятие использует оборотную систему, практически вся вода с конденсаторов используется повторно, поступая в охладительный модуль, а затем снова к турбине. Приток свежего носителя необходим только для восполнения потерь. Как правило, ТЭС оснащаются оборотными комплексами с градирнями.

Циркуляционные насосные комплексы используются и на производственных предприятиях различного профиля, при этом схема их компоновки может отличаться от вышеприведенных. Каждая конкретная схема зависит от характеристик и особенностей производства.

Компания ОВЕН предлагает решение для каскадно-частотного управления повысительной насосной станцией: постоянный мастер без чередования. Поддержка заданного значения давления осуществляется преобразователем частоты при помощи одного насоса (насоса-мастера), остальные насосы в системе запитываются напрямую от сети (прямой пуск) или через устройства плавного пуска. Каскадно-частотное управление насосной станцией на сегодняшний день является решением, позволяющим избежать закупки дорогостоящего высокомощного насоса, заменив его покупкой двух-трёх насосов меньшей мощности.

Преимущества решения:

  • Не требуются частотные преобразователи для ведомых двигателей.
  • Полностью автоматическая работа станции.
  • Поддержание давления в системе водоснабжения на заданном уровне.
  • Увеличение срока эксплуатации насосного оборудования.
  • Повышение надежности оборудования станции.
  • Экономия электроэнергии.
  • Диспетчеризация нескольких станций и управление из единого диспетчерского центра.
  • Оперативное удаленное управление через облачный сервис OwenCloud, в том числе при помощи мобильных устройств.

Предложенное решение позволяет использовать один ПЧВ для управления тремя насосами, частотные преобразователи для ведомых двигателей в этом случае не покупаются. Энергоэффективность достигается за счёт подключения необходимого количества насосов для обеспечения требуемой мощности в зависимости от разбора воды.

Схема автоматизации

Описание автоматизируемого процесса

Управление насосной станцией осуществляется каскадным контроллером СУНА-122 по сигналу с датчика давления ПД100И, размещённого на выходе из насосной станции. Контроллер позволяет выбрать один из режимов работы: Ручной/Авто/Удаленный.

В режиме РУЧНОЙ включение насосов осуществляется с кнопочного поста оператора (шкафа управления) повысительной насосной станции.

В режиме АВТО включение насоса происходит при понижении давления в сети с увеличением водоразбора. В работу включается насос № 1, мощность которого регулируется преобразователем частоты ПЧВ1 (постоянный мастер) в зависимости от разбора воды в системе.

При достижении максимальной мощности насоса № 1 и недостатке давления в системе в работу включается насос № 2, который запитывается напрямую из сети или через устройства плавного пуска УПП2 (рекомендуется). Мощность насоса № 1 по сигналу от ПЧВ1 снижается до минимума и начинается разгон двигателя насоса № 1 до достижения заданного давления по сигналу с датчика давления ПД100И на выходе из насосной станции.

Подключение насоса № 3 происходит аналогично подключению насоса №2.

Если ПНС работает с минимальной производительностью (менее 5% от проектной мощности) дольше установленного времени, значение которого предустановлено либо может задаваться пользователем, то происходит остановка ПНС – переход системы в спящий режим.

Если прибор фиксирует сигнал о неисправности ПЧВ, то насос-мастер переходит в состояние «Авария насоса». Если основной насос-мастер неисправен или заблокирован, СУНА-122 отключает основной алгоритм «Постоянный мастер» и вводит в работу второй и третий насосы по резервному алгоритму. После восстановления работоспособности основного насоса система возвращается к работе по алгоритму «Постоянный мастер».

Защита от «сухого» хода осуществляться по аналоговому (сигнал от датчика давления на входе насосной станции) и/или дискретному сигналу (датчик «сухого» хода на входе насосной станции).

Аварийные события фиксируются в журнал СУНА-122, построенный при принципу стека и рассчитанный на 24 записи.

Диспетчеризация объектов ведется в облачном сервисе OwenCloud при помощи сетевых шлюзов ПМ210 или ПЕ210.

Свойства системы:

  • Автоматическое включение и отключение оборудования станции.
  • Каскадное управление насосной группой.
  • Снижение влияния гидравлических нагрузок на систему за счет применения частотного регулирования.
  • Чередование работы опорных насосов и выравнивание времени наработки.
  • Защита насосов от аварий: перегрева и «сухого» хода.
  • Сигнализация об авариях.
  • Передача параметров работы оборудования на верхний уровень.
  • Дистанционное управление системой через облачный сервис OwenCloud.
  • Архивирование технологических параметров и ведение журнала аварий через OwenCloud.

Спецификация:

  • СУНА-122-24.05.10 — 1 шт.
  • БП30Б-Д3-24 — 1 шт.
  • БП07Б-Д3.2-24 — 1 шт.
  • ПД100И-ДИ0,1-111-0,5 — 2 шт.
  • ПЧВ102-1К5-В — 1 шт.
  • ЛПО1 — 1 шт.
  • УПП2-1К5-В — 2 шт.
  • ПМ210 (или ПЕ210) — 1 шт.

Электротехническое оборудование MEYERTEC:

  1. Сигнальная лампа, 220V, зеленая MT22-033 — 3 шт.
  2. Сигнальная лампа, 24V, красная MT22-014 — 6 шт.
  3. Переключатель,3 положения, 2NO, с фиксацией MTB2-ED3, MTB2-EZ13 (контакт) — 3 шт.
  4. Кнопка грибовидная, возврат поворотом, 1NC MTB2-ES44 (кнопка), MTB2-EZ12 (контакт) — 1 шт.
  5. Кнопка плоская, 1NC, красная, без фиксации MTB2-EA4 (кнопка), MTB2-EZ12(контакт) — 2 шт.
  6. Кнопка плоская, 1NC, зеленая, без фиксации MTB2-EA3(кнопка), MTB2-EZ12(контакт) — 2 шт.
Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector