Эксплуатация канализационных насосных станций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В связи с бурным развитием городов и строительством новых промышленных предприятий со сложными технологическими процессами при устройстве почти каждой системы канализации возникает необходимость перекачки сточных вод. Если учесть, что высокие требования к составу сточных вод, выпускаемых в водоемы, побуждают в большинстве случаев предусматривать системы с биологической очисткой сточных вод, в которых необходимо иметь насосные станции для перекачивания илов и осадков, то становится очевидным, что насосные станции являются обязательным элементом практически каждой станции канализации.

К надежности канализационных насосных станций предъявляются такие же высокие требования, как и к надежности водопроводных, поскольку выход из строя канализационной станции может привести к затоплению территории сточными водами со всеми вытекающими отсюда тяжелыми последствиями. В связи с этим необходимо правильно выбирать число и тип насосов, точно определять их подачу и в соответствии с этим рассчитывать вместимость приемного резервуара.

1. Компоновка и основные конструктивные типы канализационных насосных станций

Компоновка и конструктивное решение канализационных насосных станций зависит от глубины заложения подводящего коллектора, грунтовых условий, типа применяемых насосов (горизонтальные или вертикальные), а также от степени автоматизации управления насосными агрегатами.

Практикой установлены следующие конструктивные типы насосных станций:

I) круглые или прямоугольные в плане;

2) со встроенным или отдельно стоящим приемным резервуаром;

3) с насосами, расположенными выше или ниже уровня жидкости в приемном резервуаре.

Выбор того или другого типа насосной станции основывается на технико-экономическом сравнении вариантов. Для ориентировочного выбора варианта можно руководствоваться приводимыми ниже рекомендациями.

Выбор типа здания в плане зависит от грунтовых условий и метода производства работ, а также от размера станции. Круглые в плане станции более удобны при сооружении опускным способом. Однако при большом числе насосов такая форма зданий неэкономична. Поэтому для крупных станций с числом насосов более трех-четырех предпочтительнее прямоугольные в плане здания. Такая форма здания удобна и при устройстве станций мелкого заложения с любым числом агрегатов.

Круглая в плана насосная станция, совмещенная с приемным резервуаром, рассчитана на установку трех насосов ниже уровня жидкости в резервуаре. По такой схеме устраивают насосные станции не более чем на четыре насосных агрегата.

Прямоугольной в плане станции, совмещенная с прямоугольным приемным резервуаром широко применяется при устройстве станции средней и большой подачи и небольшом заглублении подводящего коллектора. Пол машинного зала и дно приемного резервуара расположены на одной отметке, горизонтальные насосы работают под заливом (с подпором со стороны резервуара). Машинный зал отделен от резервуара железобетонной водонепроницаемой стеной. В помещении приемного резервуара установлены решетки, оборудованные механическими граблями.

Иногда для малых и средних станций при условии, что в их основании залегают твердые или скальные грунты применяют схемы компоновки, в которых пол машинного зала расположен выше уровня воды в приемном резервуаре и насосы работают со всасыванием.

Насосные станции для перекачки производственных сточных вод, выделяющих вредные и взрывоопасные газы, а также станции с глубоким заложением подводящего коллектора устраивают при раздельном расположении машинного зала и приемного резервуара. В последнем случае круглый в плане приемный резервуар сооружают опускным способом, в прямоугольный машинный зал с подсобными помещениями -- обычным способом.

При такой компоновке насосной станции машинный зал и другие помещения полностью изолируются от приемного резервуара. Недостатками схемы являются высокая стоимость здания и сравнительно большая длина всасывающих линий. Всасывающие линии устраивают из стальных труб, прокладываемых непосредственно в грунте, а при слабых грунтах -галерее, соединяющей машинный зал с приемным резервуаром.

Тип насосной станции зависит от места ее расположения. В свою очередь, расположение насосной станции зависит от ряда условий: рельефа местности, гидрогеологической ситуации и санитарных норм.

По санитарным нормам, например, расстояние между зданием насосной станции, перекачивающей хозяйственно-бытовые сточные воды, и жилым или общественным зданием должно быть не менее 25 м.

Участок для сооружения насосной станции должен находиться на территории, не заливаемой паводковыми водами. При его выборе следует предусматривать возможность устройства аварийного сброса (на случай перерыва в снабжении электроэнергией и другой аварийной ситуации).

Насосные станции, перекачивающие сточные воды с какого-либо объекта (города, предприятия), следует располагать как можно ближе к объекту, так как в этом случае уменьшится длина дорогостоящих самотечных коллекторов.

Число рабочих насосных агрегатов в насосной станции следует определять по расчетному притоку с учетом характеристики насосов, диаметра и длины напорных трубопроводов.

Число резервных насосов зависит от числа рабочих агрегатов на станции. Если на станции установлены один или два однотипных агрегата, то предусматривают один резервный насос. При большом числе однотипных агрегатов устанавливают два и более резервных насоса.

Всасывающие патрубки большинства канализационных насосов расположены с торца корпуса, поэтому в канализационных насосных станциях насосы удобнее размещать в один ряд. Такое расположение насосов обеспечивает прямолинейную трассировку всасывающих трубопроводов.

В насосных станциях глубокого заложения предпочтительнее применять вертикальные насосы, что позволяет сократить размеры машинного зала и улучшить условия работы обслуживающего персонала.

В канализационных насосных станциях для каждого насоса, как правило, устраивают отдельный всасывающий трубопровод, укладываемый с подъемом от всасывающей воронки до насоса. Диаметр всасывающей линии устанавливают исходя из скорости движения жидкости в них около 0,8--1,5 м/с. Для коротких всасывающих линий допускается скорость до 2 м/с.

Приемных и обратных клапанов на всасывающих линиях не устанавливают, а оборудуют их приемными воронками, диаметр которых составляет 1,3--1,5 диаметра всасывающей трубы. Приемные воронки следует устанавливать так, чтобы расстояние от низа воронки до дна приямка было не менее диаметра ее входного отверстия.

На всасывающих линиях насосов, работающих под заливом, устанавливают задвижку. Между задвижкой и насосом располагают монтажный патрубок такой длины, при которой можно открыть крышку насоса со стороны всасывания без его демонтажа.

Диаметр напорных трубопроводов в пределах насосной станции должен быть таким, чтобы обеспечивалась скорость движения жидкости 1,2--2,5 м/с.

Трубы укладывают на полу машинного зала или располагают над агрегатом вдоль стен, монтируя их на кронштейнах. Над трубами большого диаметра или возле них устраивают площадки для обслуживания задвижек и другой арматуры. Для опорожнения напорных труб предусматривается патрубок-выпуск в приемный резервуар. Задвижку выпуска располагают в машинном зале.

Задвижки на канализационных насосных станциях устанавливают на горизонтальных участках трубопроводов так, чтобы их диски были расположены вертикально. Иначе при длительном перерыве в подаче сточной жидкости на дисках могут скопиться осадки, которые вызовут их заклинивание в корпусах задвижек.

Насосы на канализационных насосных станциях следует устанавливать под заливом. Допускается такая установка насоса, чтобы его корпус находился выше расчетного уровня сточной воды в резервуаре. В этом случае следует предусматривать установку двух вакуум-насосов с ваккум-котлом или двух эжекторов (один из них резервный).

В насосных станциях для перекачки осадка насосы устанавливают так, чтобы они всегда были полностью под заливом.

В отличие от водопроводных станций при перекачке сточных вод между канализационным насосом и вакуум-насосом устанавливают предохранительный резервуар для защиты вакуум-насоса от попадания в него сточной жидкости.

Обычно устанавливают два вакуум-насоса с одним циркуляционным и одним предохранительным бачками, оборудованными водомерными стеклами. В остальном схема и порядок заливки насосов остаются такими же, как и на водопроводных станциях.

Ранее возле канализационных насосных станций устраивали аварийные выпуски, которые предназначались для защиты насосной станции от затопления сточными водами при внезапной остановке насосов путем сброса сточных вод в ближайший водоем или овраг. Согласно ранее действовавшим СНиПам устройство аварийного выпуска для насосных станций, перекачивающих загрязненные сточные воды, допускалось только по согласованию в каждом отдельном случае с органами Госсанинспекции.

Как правило, аварийный выпуск устраивали из ближайшего к станции смотрового колодца на подводящем коллекторе. В этом колодце устанавливали два шибера или две задвижки -- на аварийном выпуске и на подводящем коллекторе. В период нормальной работы насосной станции шибер на подводящем коллекторе открыт, а на аварийном выпуске закрыт и опечатан. При аварии открывали шибер на аварийном выпуске и закрывали на подводящем коллекторе.

В силу того, что в практике эксплуатации систем канализации допускались злоупотребления и аварийные выпуски использовали для сброса неочищенных сточных вод не только в случае аварии, в СНиП 2.04.03--85 устройство аварийных выпусков не предусматривается. Это повышает ответственность персонала за бесперебойную работу канализационных насосных станций и налагает некоторые особенности на проектирование и строительство насосных станций. В первую очередь это относится к гарантии бесперебойного электроснабжения канализационных насосных станций. Кроме того, проект канализационной насосной станции должен гарантировать защиту от попадания сточных вод в машинный зал при любой аварийной остановке насосов. Согласно п. 5.6 СНиП 2.04.03--85 на подводящем коллекторе насосной станции необходимо предусматривать запорное устройство (задвижку, шибер) с приводом, управляемым с поверхности земли (или с перекрытия приемного резервуара, если запорное устройство размещено внутри последнего)

Режим работы насосной станции, число насосов и вместимость резервуара зависят от режима притока сточных вод, обычно неравномерного в течение суток. Исключение составляют некоторые случаи перекачки производственных сточных вод, приток которых может быть равномерным. Для уменьшения влияния неравномерности притока на режим работы насосов в канализационных насосных станциях устраивают приемные резервуары. Вместимость последних устанавливают в зависимости от графика притока сточных вод, подачи насосов и принятого режима работы насосной станции.

Объем приемного резервуара ограничивается условиями его нормальной эксплуатации. При слишком большом объеме происходят выпадение осадка из сточной жидкости и загнивание осадка и жидкости. Поэтому вместимость резервуара должна быть возможно меньшей, но не менее 5-минутной подачи одного из насосов станции.

Максимальную частоту включения насосов устанавливают в зависимости от типа и мощности электродвигателей, степени автоматизации насосной станции и других условий. Обычно допускают максимально в 1 ч три включения -- при ручном управлении насосным агрегатом и пять-шесть включений -- при автоматическом управлении.

Подачу насосов и их число определяют исходя из общего притока сточных вод к станции. При этом для расчета подачи насосов и вместимости резервуаров можно пользоваться суточным интегральным графиком притока. Однако из-за большой частоты включения насосов пользование этим графиком затрудняется, и для расчетов вместимости резервуаров обычно используют часовой интегральный график притока и откачки (рис.1). При этом считают, что приток в час наибольшего водоотведения можно принять равномерным.



Рисунок 1. График притока и откачки сточных вод

1, 2 и 3 -- максимальный часовой приток, равный соответственно 6,5% Qсут. 3,25% Qсут и 1.63% Qcyт; 4 -- при откачке насосом с подачей, равной 6,6 % Qcyт; W1, W2 -- вместимость приемного резервуара, % Qсут

Графически на интегральном графике равномерный приток изображается в виде прямой, тангенс угла наклона которой пропорционален часовому притоку (см. рис. 1).

Подачу насосов выбирают равной максимальному часовому притоку, поэтому в час максимального водоотведения графики притока и откачки совпадают. При уменьшении притока наступает момент, когда резервуар опорожняется и насос отключают (точки а1 и а2 b1. и b2 на рис. 1).

После отключения насоса график откачки имеет вид прямой, параллельной оси абсцисс. Разность ординат кривой притока и откачки соответствует объему жидкости в резервуаре в данный момент времени.

В момент максимально допустимого заполнения резервуара насос включают, и процесс повторяется снова. Теоретически доказано, что максимальное число включений насоса при заданной вместимости резервуара отмечается в том случае, когда приток составляет 50 % подачи насосов. Из этого ясно, что вместимость резервуара насосной станции необходимо рассчитать при заданном числе включений насоса исходя из притока, равного половине подачи насоса. Подачу насоса следует принимать наиболее близкой к максимальному часовому притоку (но не меньше его).

Если на станции установлены два рабочих насоса, а подача каждого из них при совместной работе равна половине максимального притока, то вместимость резервуара может быть уменьшена в 2 раза.

Дальнейшего уменьшения вместимости резервуара можно достичь путем увеличения числа агрегатов насосной станции. При большом числе агрегатов часть из них работает постоянно (без выключения), так как откачивает постоянную часть притока, а неравномерность оставшейся части притока компенсируется включением и выключением других насосов.

В этом случае все расчеты, связанные с неравномерностью притока, относятся лишь к переменной части притока (в больших городах эта часть незначительна по отношению к общему притоку). Поэтому на крупных насосных станциях с большим числом насосов вместимость приемного резервуара рассчитывают исходя из времени, необходимого для запуска резервного агрегата в случае остановки рабочего насоса. Обычно вместимость резервуара принимают равной притоку жидкости со среднесуточным расходом в течение 3--5 мин.

Число насосных агрегатов зависит от назначения станции, режима ее работы и общего притока сточных вод. На небольших районных станциях перекачки устанавливают два насоса: один рабочий и один резервный (при этом второй резервный насос должен находиться в собранном виде на складе). Чаще же на районных станциях устанавливают три насоса: два рабочих и один резервный (плюс один на складе). Если на станции установлено больше двух рабочих насосов, то принимают два резервных насоса. Резерв насосных агрегатов зависит также и от того, можно ли пользоваться аварийным выпуском. В ряде районов санитарная инспекция разрешает в исключительных случаях использовать аварийный выпуск. Для таких районов число резервных агрегатов принимают согласно требованиям санитарной инспекции.

Условия труда обслуживающего персонала на канализационных насосных станциях осложняются тем,; что работники вынуждены соприкасаться с жидкостью, имеющей большое количество механических, химических и бактериальных загрязнений. В ряде случаев химические загрязнения могут быть токсичными, а бактериальные содержать болезнетворные микробы. Поэтому на канализационных насосных станциях должны быть приняты все меры для охраны труда персонала. Прежде всего, это относится к вентиляции. Помещения насосной станции, особенно приемный резервуар с грабельным отделением, должны иметь надежную вентиляцию. В насосной станции с обслуживающим персоналом необходимо предусматривать помещения для душевой и раздевалки с раздельным хранением спецодежды. К зданию насосной станции должен быть подведен хозяйственно-питьевой водопровод.

Так как для смыва грязи с полов в грабельном помещении приемного резервуара используется вода, то для предотвращения попадания загрязнений в водопроводные трубы при аварии на водопроводной сети подводку воды в приемный резервуар от хозяйственно-питьевого водопровода осуществляют с устройством бака разрыва струи. Бак разрыва струи устанавливают в верхней части здания насосной станции. В случай необходимости воду из бака забирают специальным насосом и подают ее в сеть технического водопровода насосной станции. Вместимость бака разрыва струи в зависимости от мощности насосной станции принимают 0,5--5 м3.

2. Расчётная часть

Исходные данные:

Место расположения объекта Башкортостан

Суточный приток сточных вод 173000м3/сут

Общий коэффициент неравномерности водоотведения 1,25

Отметка лотка подводящего коллектора 97,7м

Отметка земли у НС 101,7 м

Отметка подачи сточных вод 129,3 м

Расстояние от НС до места подачи сточных вод 1131 м

Грунты 8/18

2.1 Определение подачи насосов

Максимальная подача насосной станции устанавливается по совмещенному ступенчатому или интегральному графику притока и откачки сточных вод.

Определяем подачу насосов, принимая равной максимальному притоку сточных вод

Q=; (2.1)

где максимальный суточный приток стоков, м3/сут;

а - поступление стоков в час максимального притока, a=6%

Q==432,5 м3/ч

2.2 Расчёт напорных водоводов

Количество напорных водоводов должно приниматься не менее двух с устройством переключений между ними.

Принимаем количество участков равным трем, при соотношении аварийного расхода сточных вод Qa к расчетному Qp , [10]

Qа =0,7 Qр. (2.2)

Ввиду особенностей местных условий расстояния между перемычками обычно не бывают точно равными между собой. Поэтому число переключений необходимо уточнять расчетом, принимая, что повреждение произойдет на наиболее протяженном участке.

Расчетный расход сточных вод, проходящий по одному водоводу вычисляем по формуле

Q=; (2.3)

где Qmакс- максимальный приток сточных вод, м3/с;

n - количесво напорных водоводов ,

Q==144,2 м3/ч.

2.3 Определение напора и подбор насосов

При подборе нacосов руководствуются следующими условиями : общая подача рабочих насосов должна равняться максимальному расчетному притоку сточных вод или несколько превышать его ; число и подача насосов должна обеспечивать устойчивый режим работы станций при периодических колебаниях притока воды ; насосы целесообразно принимать однотипные.

Требуемый капор насосов, м, определяют по формуле

Н=Нг+hп.в. +hп.н. +hз, (2.4)

где Hг - геометрическая высота подъема, м ;

Нг=zп-zк, (2.5)

где zп- отметка подачи сточных вод, zп=129,3 м,

zк- отметка лотка подводящего коллектора, zк =97,7 м,

Нг=129,3-97,7 = 31,6 м,

hn.в -потери напора во всасывающем трубопроводе, принимаем hn.в =2м ;

hп.н - потери напора в напорном трубопроводе, м;

h3 - запас на излив жидкости из трубопровода, принимаем zз =2 м.

Потери напора в напорном трубопроводе определяем по формуле Ф.А.Шевелёва

h=SQ2;

где S- сопротивление трубопровода,

S=S0l;

где S0- удельное сопротивление,

S0= 0,001478/d5,226

где d- необходимый диаметр трубопровода,

d=1,13; (2.6)

где v- скорость движения сточных вод, принимаем v=1,2 м/с 8

d=1,13=0,2 м,

принимаем стандартные трубы, диаметром d=200 мм.

S0= 0,001478/0,25,226=5,6 с2/ м4;

S=5,6·1131=6370 с2/ м5;

h=6370·0,042=10,2 м.

Н=31,6+2+10,2+2=45,8 м.

Производительность одного насосного агрегата Qнac , вычисляем по формуле:

Qнас=, (2.7)

где n - количество рабочих агрегатов, принимаем n=3,

Qнас==144,2 м3/ч.

Принимаем насосы ФГ144/46, рабочих-3агрегата, резервных-2агрегата.

2.4 Подбор электродвигателей

Заводы - изготовители, как правило, поставляют насосы укомплектованные электродвигателями.

Определяем мощность, потребляемую насосом, которая вычисляется по формуле

N= ; (2.8)

где с - плотность перекачиваемой сточной жидкости (для бытовых вод принимаем p = 1100 кг/м3 ) ;

Qнас - производительность насоса, м3/с ;

- к.п.д. насоса .

Н - напор развиваемый насосом, м,

Nн= =30,9 кВт

Мощность электродвигателя определяется по формуле

N=К ; (2.9)

где пер- к.п.д. привода (или редуктора), при непосредственном соединении вала насоса и электродвигателя пер =1 ;

К -коэффициент запаса, принимаемый К=1,2-1,25,

N= 1,25·30,9=38,7 кВт.

2.5 Построение графика совместной работы насосов и трубопроводов

Схему коммуникаций станции принимают с учетом возможности выключения любого насоса на ремонт без нарушения работы станции.

Всасывающие трубопроводы устраивают самостоятельные для каждого насоса, укладывая их с подъемом к насосу - не менее 0,005 . Установка обратных клапанов и сеток на всасывающих линиях не допускается.

Входная воронка принимается диаметром равным 1,3-1,5 и высотой до 1,7 диаметра всасывающего трубопровода . Трубопроводы применяют стальные на сварке в виде крупноблочных элементов.

Трубопроводы прокладывают над поверхностью пола или в каналах, обеспечивающих возможности монтажных работ. Запорная арматура диаметром более 400 им, а при дистанционном или автоматизированном управлении любого диаметра должна иметь механизированный привод.

На всасывающем трубопроводе могут устанавливаться следующие фасонные части: приемная воронка; колено 90°; заделанный в стенку патрубок, монтажная или конструктивная вставка, переход (эксцентрический). На всасывающих линиях насосов, работающих под заливом, устанавливают задвижки. Количество фасонных частей и а танатуры на напорной линии зависит от её схемы. Чаще всего устанавливают в следующей последовательности: переход концентрический от напорного, патрубка насоса к напорному трубопроводу; обратный клапан; задвижку ручную или с электроприводом; колено; монтажные вставки и компенсаторы; тройники.

График совместной работы и трубопроводов строят для проверки, правильно ли подобраны насосы и для нахождения рабочих точек насосов при различных режимах работы насосной станции .

Построение графика совместной работы насосов и водоводов начинают с построения характеристики водоводов. По оси абсцисс откладывают величины расходов воды в л/с или в м3/ч / начиная с 0 до максимального расхода по одному из водоводов, по оси ординат - значение напоров в м. вод. столба .

Потери напора по длине в напорном водоводе вычисляем для случаев пропуска различных расходов по формуле

hвод =1,1 A k1lQ2 (2.10)

где А - удельное сопротивление трубопровода, принимаемое по [9; А=5,149

k1 - поправочный коэффициент к расчетным, значениям А, к1=0,986

l - длина водовода, м,

Q - расход сточных вод, м3/с ,

1,1- коэффициент .вводимый для учета величины местных сопротивлений.

Потери капора в водоводе определяют для: 4-5-ти расходов в пределax от 0 до расчетного . Результаты расчетов сводим в таблицу1.

Таблица 1

Результаты расчета потерь напора в водоводе при пропуске различных расходов

q, м3/с	q1	q2	q3	q4
	0,01	0,02	0,03	0,04
q2	0,0001	0,0004	0,0009	0,0016
hвод	0,63	2,53	5,6	10,1

Требуемый напор насосов с учетом суммарных потерь напора производится по формуле

Ннас=Нст+hвод. +hн.ст., (2.11)

где Нcm- геометрическая высота подачи воды плюс величина свободного напора, м;

hвод - потери напора в водоводе м, ;

hн.ст.- потери напора внутри насосной станции м.

Потери напора внутри станции определяем по формуле

hн.ст. = hl +hм, (2.12)

где hl - потери напора по длине, определяемые по наиболее длинному пути движения от приемного резервуара до водовода, м,

hм - потери напора на местные сопротивления, м.

Потери напора на местные сопротивления определяем по формуле:

hм= , (2.13)

где -коэффициент местного сопротивления ;

v - скорость движения воды м /с .

Результаты вычислений местных потерь сводим в таблицу 2.

насосный станция водовод трубопровод

Таблица 2

Расчет местных потерь напора внутри здания насоcной станции

Наименование местных сопротивлений		D, мм	Q, л/с	v, м/с
Всасывающая линия
Вход	0,25	200	40	0,9	0,04	0,01
Колено 900	0,6	200	40	0,9	0,04	0,024
Задвижка	0,12	200	40	0,9	0,04	0,0048
Переход суживающийся	0,1	200	40	0,9	0,04	0,004
Напорная линия
Переход расширяющийся	0,25	200	40	1,2	0,07	0,18
Обратный клапан	1,7	200	40	1,2	0,07	0,119
Задвижка	0,12	200	40	1,2	0,07	0,0084
Колено 900	0,6	200	40	1,2	0,07	0,042
Тройник	1,5	200	40	1,2	0,07	0,105
hм	0,5

Таблица 3

Результаты расчета требуемого напора насосов

Виды потерь, м	Расходы, м3/с
	q1	q2	q3	q4
hвод	0,63	2,53	5,6	10,1
hн.ст	0,5	0,5	0,5	0,5
Hнас=hвод+ hн.ст +Нст	34,7	36,6	39,7	44,2

3. Приёмные резервуары и их оборудование

Приемные резервуары предназначены для кратковременного регулирования притока сточных вод, подводимых к насосам.

Регулирующее значение приемный резервуар имеет только, для станций производительностью до 8-10 тыс. м3/сут.

Емкость приемного резервуара насосной станции определяется в зависимости от притока сточных вод, производительности насосов и принятого режиме их работы, но не менее 5-ти минутной максимальной производительности одного из насосов

Длительное пребывание сточной, жидкости в приемном резервуаре недопустимо. Поэтому график подачи насосов практически следует за графиком притока сточных вод. Это обеспечивается включением и остановкой насосов.

В часы минимального и среднего притока сточных вод подача насосов больше и их приходится часто включать и выключать . Установлено, что, для станций с однотипными насосами наибольшее число включений наблюдается в период, когда приток сточных вод будет равен ( или близок) половине подачи . Большое число включений позволяет уменьшить емкость приемного резервуара, но значительно усложняет эксплуатацию насосной станции. Поэтому частота включения насосных агрегатов в течении I ч. допускается до трех - при ручном управлении и до пяти при автоматическом, если мощность электродвигателя меньше 50 кВт. При большей мощности электродвигателя число - включений следует принимать также не более трех раз, в час.

Анализ режима работы насосных агрегатов и определение минимально допустимой емкости приемного резервуара лучше всего выполнять графически. На оси ординат откладываем величину притока сточной жидкости и подачи насосов в процентах от суточного притока, а на оси абсцисс - время в минутах. Подачу насосов принимаем равной максимальному часовому притоку , поэтому на графике эти линии совпадают. Кроме того, на оси ординат откладываем величины минимального притока и значение 50% величины максимального часового притока. Объем приемного резервуара определяют из трёхразового включения насосов в период 50% величины максимального притока.

Для построения графика определяем минимально допустимую на 5-минутный приток емкость резервуара в процентах от максимального часового притока.

Wmin= ; (2.14)

где Рмакс.ч.- величина максимального часового притока, % .

Wmin= =0,5 %.

Полученное значение Wmin откладывают на оси ординат и проводят пунктирные линии параллельно оси абсцисс. Точки пересечения пунктирных линий с линиями притока соответствуют моменту наполнения резервуара и необходимости включения насосов в работу.

Резервуары состоят из приемной части, куда поступают сточные воды, и расположенного над ним помещения для оборудования (решетки, дробилки, транспортеры), В этом же помещении размещается и механическая часть решеток. Глубину рабочей части приемного резервуара следует принимать не менее 1,5-2,0 м для малых и средних станций и 2,5 м - больших станций. Дно резервуара, должно иметь уклон в сторону приямка не менее 0,1. Диаметр всасывающей воронки принимается равным (1,3 - 1,5 )d , где d - диаметр всасывающей трубы. Расстояние от воронки до стены приямка должно быть не менее величины Двор. и во всех случаях - не менее 300 мм.

По периметру наружных стен резервуара у его дна прокладывают трубопровод диаметром менее 50 мм с открытыми отростками - тройниками, который присоединяют к напорной линии насосов для периодического взмучивания осадка, накапливающегося в резервуаре.

4. Подбор решеток

В приемных резервуарах следует предусматривать установку решетки с механизированными граблями иле решетки - дробилка. Решетки предназначены для предохранения насосов от засорения. Ширина прозоров в решетках принимается, в зависимости от марки насоса. Если насосная станция перекачивает сточную жидкость непосредственно на очистные сооружения, то независимо от марки насосов принимают решетку с шириной прозоров 16мм,

При выборе размеров решетки необходимо иметь следующие данные : максимальный секундный приток сточных вод в м3 , требуемый размер ширины прозоров решетки, глубину наполнения канала.

Определяем необходимую площадь живого сечения рабочих решеток по формуле:

Fсум= ; (2.15)

где v-скорость движения жидкости в прозорах решетки, v=0,8 м/с,

Fсум= =0,05 м2.

Определяем необходимую площадь сечения одной решетки по формуле:

h=kJv2/2g, (2.16)

где k коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора из-за засорения решетки, принимаем к =3,

J- коэффициент сопротивления, зависящий от формы стержней,

v- скорость движения воды перед решеткой , м/с.

Величина коэффициента сопротивления J определяется по формуле

J= ; (2.17)

где - коэффициент для прямоугольных стержней равный 2,42,

S - толщина стержней, мм ;

b-ширина прозоров решетки, мм .

J=2,42 =0,65 ,

h= =0,06 м.

Наибольшее распространение получили решетки типа MГ и РМУ с прозорами 16 мм. На мелких станциях устанавливают дробилки Д-3 дробилку для удаления раздробленных отбросов подается вода в количестве 6-8 л на I кг отбросов. Вода подается из системы технического водопровода, а на крупных станциях предусматривают подачу вместо воды сточную воду из напорного трубопровода В дробилке Д-3 предусмотрено устройство для улавливания недробимых отбросов. Неподдающиеся дроблению отбросы попадают в ящик - накопитель, откуда периодически удаляются обслуживающим персоналом .

Чаще применяют дробилки без устройства улавливателей недробимых отбросов. В этом случае их удаляют вручную с сортировочного стола (на мелких станциях) или с ленты транспортера (на крупных станциях) до подачи в дробилку .

На малых и средних насосных станциях дробилки работают периодически, перерабатывая суточное количество отбросов за 1-3 ч. Поэтому вместо установки резервной дробилки предусматривают хранение в собранном виде запасной дробилки на складе. На крупных насосных станциях при непрерывном дроблении отбросов необходимо устанавливать резервную дробилку.

Во всех схемах транспортирования отбросов от решетки к дробилке ( и в тех случаях, когда дробилки не установлены) необходимо предусматривать удаление отбросов, неподдающихся дроблению. С этой целью у сортировочной площадки-накопителя устанавливают контейнер, а в перекрытии помещения решеток предусматривают люк, через который контейнер может быть поднят на поверхность земли .

Принимаем решетки марки РМУ-1.

5. Водоснабжение канализационной насосной станции

Насосные станции оборудуются хозяйственно-питьевым и производственным водопроводами. Водоснабжение предусматривают от водопроводной сети населенного пункта. t

Вода производственного водопровода используется для уплотнения, сальников основных насосов, смывка отбросов от решеток, смазки подшипников решеток, отмыва приемного резервуара. Напор в производственном водопроводе, как правило, диктуется требуемым давлением для гидравлического уплотнения сальников фекальных насосов, которое обычно принимается на 2-3 м больше напора, развиваемого насосами. При установке на станции крупногабаритных вертикальных насосов учитывается требуемый напор для промывки уплотнительных колец рабочего колеса, который превышает напор насосов на 10 м. Производительность насоса, подающего воду для уплотнения сальников составляет 0,5 % от подачи основных насосов.

Вода от ввода хозяйственно-питьевого водопровода в систему производственного водопровода должна подаваться через бак "разрыва струи". Из бака вода подается в производственную сеть насосом, производительность которого колеблется от 0,3 до 12 л/с. Кроме рабочего насоса предусматривается резервный. Приготовление горячей воды для душей и умывальников небольших и средних станций предусматривается в местных водонагревателях, крупных насосных станций - в тепловом пункте, расположенном в помещении станции.

Сточные воды от санитарных приборов небольших и средних

станций сбрасываются в канал приемного резервуара перед решетками, а приборы станций большой производительности рекомендуется присоединять к высшим сетям канализации.

6. Оборудование машинного зала

В машинном зале кроме основных насосов предназначенных для перекачки сточных вод, устанавливаются насосы для подачи воды, на технологические нужды станции. Вакуум - насосы ( если основные насосы установлены не под залив ) ; насосы для удаления дренажной воды, подъемно-транспортные устройства и контрольно-измерительные приборы.

Дренажные воды, а так же воды от мытья полов и аварийных изливов удаляются либо основными фекальными насосами через трубы диаметром 25 мм, присоединенные к всасывающим патрубкам и опущенные в приямок, либо специальными насосами.

Производительность насосов, предназначенных для удаления дренажных вод, определяем по формуле

q= ; (2.18)

где F - площадь машинного зала, м2

0,3 -возможная высота подъема дренажных вод в помещении машинного зала

t- время откачки , ч ( ориентировочно 20-30 мин) .

q= =

Для удаления воды из дренажного приямка машинного зала и перекачки ее в приемный резервуар станции используют насосы типа ГНОМ центробежные самовсасывающие или фекальные вертикальные.

Для подъема и транспортирования оборудования при монтаже и peмонте в помещении решеток и в машинном зале должно быть предусмотрено устройство грузоподъемного оборудования.

Грузоподъемность подъемно-транспортного оборудования принимают исходя из максимального веса оборудования и арматуры в собранном виде . На станциях предусматривают :

при весе до 1т - неподвижные балки с кошками или кран-балки подвесные ручные; -до 5 т; - кран-балки подвесные ручные; более 5т- краны мостовые ручные.

При подъеме груза на высоту более 6 м или при длине машинного зала свыше 18 м, следует применять электрическое подъемно- транспортное оборудование.

На насосных станциях, оснащенных кран-балками и мостовыми кранами, должны быть выделены площадки для ремонта механизмов и электрооборудования кранов.

Для учета количества перекачиваемой сточной воды применяют индукционные расходомеры, трубы или вставки Вентури.

7. Электрическая часть насосной станции

Элементами электрического хозяйства насосной станции являются силовые показательные трансформаторы, масляные выключатели или ( при номинальном токе до 200 А) выключатели нагрузки, разъединители, шины и силовые кабели, измерительные ( тока и напряжения) трансформаторы, предохранители. Все эти элементы размещаются в здании насосной станции в специальных помещениях, в ячейках, на панелях и каркасах щитов управления. Поэтому в насосной станции должны быть предусмотрены помещения для трансформаторов ( трансформаторные пункты) ТП, для высоковольтных распределительных устройств РУ, диспетчерская и определены размеры этих помещений .

Силовые трансформаторы подбираются по наибольшей потребляемой мощности низковольтных ( до 500 В ) электродвигателей и мощности осветительной нагрузки по формуле

N =Кс ; (2.19)

где Кс - коэффициент спроса, принимаем Кс=0,9,

N - расчетная мощность низковольтного электродвигателя,

- КПД электродвигателя,

cos - коэффициент мощности,

N =0,9 =38,7 кВт.

К установке принимаются трансформаторы марки ТМ, которые выпускаются нашей промышленностью на 25,40,63,100,160,250, 400, 630, 1000 кВА. Один, трансформатор должен быть резервным .

Размеры помещений для трансформаторов принимаются в соответствии с их габаритами при обеспечении минимально допустимых расстояний до стен - 0,6 м , перед дверьми - 0,8 м, ;до перекрытий-1,0 м ; дверной проем- на 0,2м более ширины или длины трансформатора (в зависимости от условия выкатки его - широкой или длинной стороной).

Масляные выключателя типа ШЭ применяют в высоковольтных топях напряжением 3-Ю КБ. их размещают в шкафах типа КОС-266 размерами по фронту 1000 мм, глубиной 1200 мм и высотой 3085 мм совместно с разъединителями , предохранителями, измерительными трансформаторами тока (ТТ) и напряжения, измерительными приборами. Шкафы размещаются в один или два рада непосредственно у стен в помещении высоковольтного распределительного устройства (РУ), имеющего один или два входа .

Коридор обслуживания должен быть шириной не менее 1,5 м при одностороннем расположении шкафов и 2,0 м при двухстороннем размещении.

Низковольтная аппаратура ( рубильники, предохранители и пр.) монтируются на щите низкого напряжения прислонного типа ( у стен) который собирается из панелей типа ЩО размерами по фронту 900 мм , глубиной 500 мм и высотой 2100 мм. Щиты размещаются в помещении диспетчерской или в машинном зале ; расстояние вдоль их фронта до стек не менее 1,5 м, до установленного оборудования не менее 2,0 м . Количество панелей щита определяется из расчета одна панель на каждый ввод силового трансформатора и по панели на каждые 2-3 низковольтных токоприемников .

ЛИТЕРАТУРА

Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам, - М»:Госэнергоиэдат,1961.

Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблица для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н.Павловского. - М,:Госстройиздат,1956.

Малишевский Н,Г..Кондратьев Н.А. Алешко П.И., Малова Н.М. Водопроводные и канализационные насосы к насосные станций, -Харьков: изд-во Харьковского университета,I960.

Насосы, каталог-справочник. - М.: "Машиностроение", I960.

Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятия. - М,: Стройиздат,1981.

Турк В.И.., Минаев А.В., Карелин В.Я. Насосы и насосные станции. - М.:Стройиздат,1977.

ВНИИматмаш. Справочные данные по электрооборудованию. - М.: Энергия,1964,

СНнП П-32-74. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат,1975,

Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцеменгных, пластмассовых к стеклянных труб. 5-е изд. ,перераб и доп. БНЖ ВОДГЕО. - М.: Стройиздат,1973.

10.Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий. - Н.: Стройиздат,1977.

11.Справочник монтажника. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации под ред. А.К.Перешивкина. - М.:Стройкздат, 1978.

12.Справочник монтажника. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений под ред. А.С.Москвитина. - М.: Стройиздат,1979

Размещено на Allbest.ru

...