Всмоктувальні та напірні трубопроводи необхідно розташовувати всередині приміщень насосних станцій таким чином, щоб вони були доступні для монтажу, огляду та ремонту. Відстань по вертикалі від низу всмоктувальних та напірних трубопроводів до підлоги машинного приміщення в незаглиблених та заглиблених насосних станціях повинна бути не менше 300 мм при діаметрі трубопроводів до 300 мм та 400 мм при діаметрі трубопроводів понад 300 мм.
Під час прокладання трубопроводів над підлогою необхідно передбачати перехідні містки з поручнями, сходи або тумби для обслуговування обладнання.
Всмоктуючий та напірний трубопроводи кожного насоса повинні бути оснащені приладами для вимірювання тиску.
Всмоктуючий трубопровід є однією з найвідповідальніших частин обладнання станції. Всмоктувальні та напірні трубопроводи як усередині насосної станції, так і за її межами слід виконувати із сталевих труб на зварюванні із застосуванням фланцевих з'єднань для приєднання арматури.
Вхідний отвір всмоктувальної труби необхідно заглиблювати на 0,5-1,0 м нижче мінімального рівня води в резервуарі, щоб уникнути попадання повітря в трубу, що всмоктує.
На всмоктувальному колекторі насосної станції необхідно встановлювати засувки або затвори з метою перемикання працюючих насосів або відключення всієї насосної станції у разі аварії.
Швидкість руху води у трубопроводі, що всмоктує і напірних трубопроводах, слід приймати за таблицею 2.2.
Діаметр всмоктувальних трубопроводів визначається за формулою
Всмоктувальна лінія приймається із сталевих електрозварювальних трубдіаметром 630х8 згідно з ГОСТ 10704-91.
Діаметр напірних трубопроводів визначається за формулою
Напірна лінія приймається із сталевих електрозварювальних труб діаметром 530х8 за ГОСТ 10704-91.
Для зменшення місцевих втрат при вході потоку у всмоктувальну трубу діаметр вхідного перерізу D вхзбільшуємо в 1,3 рази порівняно з діаметром труби d тр:
Приймається сталева трубадіаметром 820х10 згідно з ГОСТ 10704-91.
Напірні трубопроводи від насосів необхідно обладнати зворотним клапаном безпосередньо на виході, потім засувкою або затвором. На напірному колекторі та на кожній нитці водоводу із насосної станції слід встановлювати запірну арматуру для можливості перемикання насосів та відключення будь-якої нитки водоводу.
Кількість напірних ліній, що йдуть від насосних станцій І та ІІ категорії, має бути не менше двох.
Визначення розмірів у плані та в вертикальної площини
При визначенні площі машинного залу слід враховувати відстань між насосами та електродвигунами, між насосами та стіною, проходи навколо обладнання. Ширину проходів слід приймати не менше:
– між насосами та (або) електродвигунами – 1 м;
– між насосами або електродвигунами та стіною у заглиблених приміщеннях – 0,7 м, у інших – 1 м; при цьому ширина проходу з боку електродвигуна має бути достатньою для демонтажу ротора;
– між нерухомими виступаючими частинами обладнання – 0,7 м-коду.
Висота машинного залу визначається вантажопідйомним пристроєм для монтажу та демонтажу. насосного обладнаннягабаритними розмірами насосів.
Висота установки вантажопідіймального пристрою над монтажним майданчиком визначається можливістю вивантаження його з автомобіля або вагонетки та навантаження на них найбільш великогабаритного елемента обладнання насосної станції, причому ця висота повинна бути не менше ніж 3,5 м.
Для доставки, монтажу та ремонту насосного обладнання у машинному залі необхідно передбачати монтажний майданчик на рівні поверхні землі у торці будівлі.
Розміри фундаменту під насосом приймають не менше ніж на 15 см більше за ширину і довжину плити або рами, на якій змонтовані насос і приводний електродвигун. Висоту фундаменту над рівнем чистої підлоги слід приймати в залежності від розташування всмоктувальних та напірних трубопроводів, але не менше 0,10 м-коду.
Мінімальну висоту насосного приміщення H мз, м, обчислюють за формулою
де h 1- Висота монорейки кран-балки з урахуванням підвіски його до перекриття або висота крана над головкою підкранової рейки мостового крана, м;
Будівлі насосних станцій будуються з матеріалів 1-2-го ступеня вогнестійкості - цегли, монолітного або збірного залізобетону. Будівля складається з насосного відділення та приміщень допоміжного призначення.
Будівлі насосних відділень повинні бути одноповерховими, з великим заскленням віконних отворів, оскільки вікна служать не тільки для освітлення та вентиляції, але й для запобігання конструкції будівлі від руйнування під час вибухів, тобто виконують функції вибухових клапанів. Частина насосної станції з допоміжними приміщеннями може виконуватися як одноповерхового або багатоповерхового пристрою. У пристрої розміщуються приміщення: трансформаторної підстанції з розподільними щитами; майстерні; резервної електростанції; вентиляційних установок; службові та санітарно-побутові (гардеробні, душові, умивальники, туалети, кімнати прийому їжі) та інші.
При встановленні насосних агрегатів з електродвигунами вибухозахищеного виконання насосне відділення складається з одного приміщення. При застосуванні насосів з приводом від двигунів внутрішнього згоряння або синхронних електромоторів, а також асинхронних електромоторів відкритого виконанняабо із заниженим ступенем захисту насосне приміщення будується з двома відділеннями – насосним та моторним. У цьому випадку насосне відділення відокремлюється від моторного вогнетривкої герметичної перегородкою - брандмауером. У насосному відділенні має бути передбачено два входи-виходи з тамбурами, в моторному відділенні допускається один дверний отвір з тамбуром.
У випадках коли насосне приміщення складається з двох відділень, приводні вали від двигунів до насосів проходять через брандмауери в герметичних сальникових пристроях. На малюнку показано один з можливих способівустановки насоса із приводом від синхронного електродвигуна.
Для установки сальникових пристроїв у брандмауерах влаштовуються отвори, замуровані сталевими листами, в яких прорізаються отвори та приварюються посадкові фланці зі шпильками, до яких потім кріпляться прохідні сальникові пристрої.
Конструкції прохідних сальникових пристроїв бувають переважно двох видів:
- у вигляді сталевої боби з фланцем, в якій влаштований сальник, а вузли підшипників встановлюються на спеціальних бетонних опорах.
консольного - з циліндричним корпусом та фланцем, у корпусі консолі монтуються вузли - сальник та опори валу, як правило, з підшипниками кочення;
1 - насос, 2 - електродвигун, 3 - пусковий реостат, 4 - ручний привідреостату,
5 - сальниковий пристрій; 6 - виносна опора валу; 7 - перегородка (брандмауер).
На малюнку нижче показано план типової станції із двома відділеннями.
1,2,3 - допоміжні приміщення (розподільного щита, машиністів, вентеляційної), 4 - насос відцентрового типу,
5 - засувка; 6 - електроприводний поршневий насос; 7,8 - електродвигуни відкритого виконання.
Технологічні насосні агрегати в насосному відділенні можуть розташовуватися в один або два ряди. При однорядному розташуванні насосів відстань між ними повинна бути не менше 1,0 м (між вузлами, що виступають). Відстань від насосів до глухих торцевих і задніх стін або брандмауерів повинна бути не менше ніж 0,8 м. Якщо торцеві стіни мають отвори, то відстань збільшується і приймається не менше 1,0 м. Відстань від фронту насосів до фасадної стіни віконними отворамимає бути не менше 2,0 м. У цьому розриві зазвичай встановлюється монорейка з ручною таллю для переміщення вузлів насосних агрегатів при поведінці ремонтних робіт.
При дворядному розташуванні насосних агрегатів відстань між рядами приймається щонайменше 2,0 м, інші розриви такі самі, як і за однорядному розташуванні агрегатів. Монорейка з таллю в цьому випадку встановлюється в розриві між рядами насосів.
У насосних станціях, призначених для перекачування світлих нафтопродуктів 1-2-го класів (ЛЗР), приміщення насосних відділень відносяться за рівнем пожежної небезпекидо категорії А і Б із зоною вибухонебезпечності В-1а, тобто вибухонебезпечні суміші Moiyr утворюватися при порушенні герметичності обладнання. Тому електрообладнання повинно застосовуватися у вибухозахищеному виконанні і відповідати категорії вибухонебезпечності суміші, що утворюється.
Електропроводки повинні виконуватися кабелями та проводами з гумовою або поліхлорвініловою ізоляцією у герметичних трубах із герметичними металевими фітингами. Допускається прокладання кабелів з металевою оболонкою відкрито по спеціальних монтажних полицях або металевих коробах. При цьому зовнішнє покриття кабелів, виконане з матеріалів, що згоряються (джут, бітум, бавовняне обплетення), повинно зніматися.
При вводах труб електропроводки з приміщень з нормальним середовищем або зовні будівлі труби повинні бути герметично замуровані в стіні, а при вході у вибухонебезпечне приміщення повинні мати спеціальні розділові фітинги, які повинен бути після збирання трубної проводки заповнені під тиском спеціальним нагнітачем еластичною ущільнювальною . Роздільні фітинги в порядку виключення, якщо їх неможливо встановити у вибухонебезпечному приміщенні, допускається встановлювати приміщення з нормальним середовищем.
Усі види технологічного обладнання (насоси, трубопроводи) та електрообладнання (електродвигуни, щити, трубні електропроводки, світильники, кабелі, вентиляційні системи) повинні бути надійно заземлені. Для заземлення навколо будівлі насосної будується зовнішній контур, що заземлює, а всередині насосного відділення - внутрішній контур зі смугової сталі. Внутрішній контур повинен бути прокладений по стінах на висоті 200 мм від підлоги, добре проглядатися та забарвлений у чорний колір. Обидва контури з'єднуються між собою перемичками у двох місцях. До внутрішнього контуру має підключатися вищезазначене технологічне та електричне обладнання. Опір заземлювального контуру має бути не більше 10 Ом. Захист насосної станції від прямих ударів блискавки може бути загальним від щоглових опор, штирьової або у вигляді суцільної металевої сітки, яка настилається на перекриття під бетонною стяжкоюпокрівлі.
Освітлення насосної станції має бути природним та штучним. Можливо два варіанти штучного освітлення — через віконні отвори та внутрішнє. При освітленні через віконні отвори необхідно враховувати, що у насосних, що працюють з нафтопродуктами 1-го та 2-го класів (ЛЗР) і відносяться за рівнем вибухонебезпечності до зон В-1, В-1а, вибухонебезпечною вважається зовнішня зона в межах 0,5 м по горизонталі та вертикалі від віконних та дверних прорізів. Внутрішня електропроводка повинна виконуватись у герметичних трубах із металевими фітингами на різьбленні. Відповідно внутрішні світильники повинні бути вибухозахищеного виконання зі ступенем захисту 1Р65, зовнішні - 1Р64,1Р56.
Насосні станції повинні бути обладнані вентиляцією, у тому числі:
- наземні насосні станції, що працюють із темними нафтопродуктами, природною витяжною вентиляцією з установкою дефлекторів.
наземні, напівпідземні та підземні насосні станції, спеціалізовані на перекачуванні нафти та світлих нафтопродуктів примусовою припливно-витяжною вентиляцією;
У насосних станціях, що працюють одночасно із звичайними нафтопродуктами та етильованими бензинами, має бути передбачено для перекачування етилованих нафтопродуктів:
- окрема примусова вентиляція з коефіцієнтом кратності повітрообміну щонайменше к=13,5.
окреме приміщення з автономними входом та виходом;
спеціалізовані насосні агрегати та технологічні трубопроводи, що не мають зв'язку із загальним колектором;
Значення коефіцієнтів кратності повітрообміну в насосних станціях заввишки 6 м приймаються за нормами СНиП 2.11.0-93 (наведені у таблиці). При зниженні висоти приміщення кратність має збільшуватися на 16% за кожен метр зниження висоти приміщення. Висота приміщень насосних станцій має бути не менше ніж 3,5 м.
Норми кратності повітрообміну в насосних станціях
Насосні станції повинні бути обладнані стаціонарними системами пожежогасіння - пінними засобами гасіння або паровими, а також первинними засобами пожежогасіння - вогнегасниками, піском, відрами, лопатами і т.д. вибухозахищеного виконання. У припливних вентиляторів повітрозабірні пристрої розміщуються за межами вибухонебезпечної зони — у зоні чистого повітря, не забрудненого парами нафтопродуктів Сітки повітрозабірних пристроїв витяжної вентиляціїповинні розміщуватись у найнижчій точці насосного відділення, тобто на рівні підлоги або дна каналу у разі канальної прокладки трубопроводів.
Компонування обладнання має забезпечувати зручне та безпечне обслуговування цього обладнання за мінімальних габаритів приміщення. Застосовуються такі схеми розміщення насосних агрегатів у машинному залі (рис. 4.71, а -г):
однорядне з розташуванням осі агрегатів паралельно до поздовжньої осі будівлі;
однорядне з напрямком осі агрегатів, перпендикулярним до поздовжньої осі будівлі;
дворядне шахове;
дворядне симетричне.
Мал. 4.71. Схеми розміщення насосних агрегатів
у машинному залі
Перша схема дозволяє зменшити поперечні розміри будівлі; одночасно вона збільшує його довжину. Ця схема доцільна при малій кількості великих агрегатів (з насосами типу Д, СЕ та ін.). Друга схема дозволяє скоротити довжину будівлі. Ця схема найпоширеніша; рекомендується при збільшеній кількості великих агрегатів та при установці насосів консольного типу (типу К).
У разі великої кількості великих агрегатів застосовуються схеми з дворядним шаховим чи симетричним розташуванням цих агрегатів.
Підживлювальні та дренажні насоси рекомендується розташовувати на вільних ділянках машинного залу для того, щоб вони не збільшували габаритів приміщення.
У разі насосних агрегатів з електродвигунами напругою до 1000 В при діаметрі напірного патрубка до 100 мм допускається встановлення двох агрегатів на загальному фундаменті без проходу між ними, а також розміщення агрегату біля стіни без проходу між стіною та агрегатом.
Для здійснення монтажу та виконання ремонту насосних агрегатів, допоміжного обладнання, трубопроводів та арматури у приміщенні машинного залу передбачається монтажний майданчик. При визначенні її розмірів враховуються розміри найбільшого з насосних агрегатів, розміри транспорту для перевезення вантажу, ширина проходу навколо агрегату або транспорту, розташованих на монтажному майданчику (не менше 0,7 м), можливість наближення гака вантажопідйомного пристрою до обладнання, що розвантажується.
Мал. 4.72. Визначення мінімальної висоти насосної станції:
Н н -висота насосної станції; Н вуст – висота встановленого обладнання; Ну - відстань від низу вузла, що транспортується, до точки закріплення строп (або до верху вузла); Н с – вертикальна проекція довжини строп; Н к - висота від гака до низу будівельної конструкції перекриття; Н кр – висота крана; h р – висота підкранових рейок; h стр - відстань від верху підкранових рейок до низу будівельних конструкційперекриття; h 3 - зазор між встановленим обладнанням та транспортованим вузлом
Висота надземної частини машинного залу (рис. 4.72) визначається з урахуванням висоти платформи транспортних засобів для перевезення обладнання та найбільших розмірівтранспортованого вузла в зібраному вигляді (насосний агрегат, насос або електродвигун). При цьому слід враховувати довжину строп (не менше 0,5 - 1 м), умови транспорту вузла, що переміщується (над підлогою або над встановленим обладнанням).
Мінімальна відстань від вузла, що переміщається до підлоги або встановленого обладнання, рекомендується приймати не менше 0,3 - 0,5 м. Слід також враховувати відстань від гака вантажопідйомного пристрою до низу підкранової балки.
Надземна частинамашинного залу виконується висотою щонайменше 3 м.
Розміри побутових приміщень насосної станції приймаються згідно зі СНиП II-92-76 «Допоміжні будівлі та приміщення промислових підприємств».
Розміри воріт (або дверей) для в'їзду транспорту визначаються за найбільшими габаритним розмірамобладнання чи транспорту. Мінімальна ширина воріт (дверей) для виїзду транспорту – 2 м.
Для проведення монтажу великих блоків у стінах або перекриття насосної станції передбачаються монтажні отвори. Монтажні отвори виконуються в торцевій стіні з боку можливого розширення насосної станції. Розміри монтажних отворів визначаються габаритами найбільшого з блоків (вузлів) обладнання та трубопроводів.
Приклад компонування насосної станції, що підкачує, наведено на рис. 4.73.
Мал. 4.73. Приклад компонування насосної станції, що підкачує:
а -машинний зал; 6 - приміщення розподільчих пристроїв; в- трансформаторна; г- санвузол; 1 - насос, що підкачує; 2 - електродвигун підкачувального насоса; 3 - підживлювальний насос; 4 - електродвигун підживлювального насоса; 5 - грязьовик; 6 - підвісний однобалочний кран; 7 – щит управління; 8 - збирання насосної; 9 - шафа живлення ланцюгів керування; 10 - шафа управління підживлювальним насосом; 11 - шафа КРУ; 12 - силовий трансформатор; 13 – конденсаторна установка
З'єднання трубопроводів виконуються звареними. У місцях приєднання трубопроводів до насосів та фланцевої арматури застосовуються фланцеві з'єднання.
Розташування трубопроводів у насосній станції повинно забезпечувати можливість вільного доступу до обладнання та арматури, зручність обслуговування їх та ремонту.
При прокладанні трубопроводів над поверхнею підлоги для можливості проходу над трубопроводами передбачаються перекидні містки.
Прокладання в підпільних каналах застосовується у випадках, коли розміщення трубопроводів над підлогою спричиняє великі ускладнення.
При прокладанні над підлогою та в каналах рухомі опори трубопроводів повинні встановлюватись на залізобетонних опорних подушках.
Розміщення рухомих та нерухомих опор слід виконувати з урахуванням необхідності розвантаження насосів від зусиль, що виникають при температурних деформаціях трубопроводів, а також від вагових навантажень.
У місцях приєднання трубопроводів до насосів (при діаметрах трубопроводів, що перевищують діаметри патрубків насосів) повинні передбачатися перехідні патрубки, що забезпечують плавну зміну швидкості води.
Довжину Lперехідних патрубків рекомендується приймати рівною
L = a(D 1 - D 2 ), (4.14)
де D1 - діаметр трубопроводу; D 2 - діаметр патрубка насоса; а -постійний коефіцієнт, а = 5 ÷ 6 .
Патрубки слід встановлювати таким чином, щоб унеможливити утворення повітряних мішків.
Усі трубопроводи мережевої води у приміщенні насосної станції ізолюються. При цьому температура на поверхні ізоляції не повинна перевищувати 45°.
У нижніх точках трубопроводів встановлюється дренажна арматура, у верхніх – арматура для випуску повітря.
Арматура повинна розташовуватись у місцях, зручних для обслуговування. При розміщенні арматури на висоті 1,4 м і більше від підлоги слід передбачати майданчики та містки.
При проектуванні майданчиків та містків має враховуватися висота над підлогою ручних та електричних приводів засувок та іншої арматури.
Усі засувки діаметром 500 мм і вище повинні мати електричний привід. У разі дистанційного керування запірною арматурою електричний привід слід встановлювати на цій арматурі незалежно від діаметра.
Для застосування індустріальних методів виготовлення трубопроводів на заводі або заготівельних майстерень слід передбачати розбивку трубопроводів на окремі вузли (блоки).
Розбивка трубопроводів на блоки виконується з урахуванням габаритів платформи залізничного чи автомобільного транспорту; максимальної маси вантажу, що переміщується підйомно-транспортним обладнанням насосних станцій; габаритів монтажних та дверних отворів; необхідності забезпечення достатньої жорсткості конструкції блоків; умов виконання зварювальних робіт у місцях стикування блоків.
Для виконання монтажу обладнання, арматури та трубопроводів після зведення будівельних конструкцій та проведення ремонтних робіт на насосних станціях, що перекачують, встановлюється підйомно-транспортне обладнання.
При виборі підйомно-транспортного обладнання враховується в залежності від умов постачання максимальна маса устаткування, що встановлюється (насоса, електродвигуна) або маса агрегату в зібраному стані. Слід також враховувати можливість збільшення маси вантажу у разі заміни встановленого обладнання на більш потужне.
При довжині машинного залу до 18 м та підйомі вантажу на висоту до 6 м рекомендуються наступні видипідйомно-транспортного обладнання з ручним керуванням: при масі вантажу до 1 т - нерухома балка з кішками або підвісний однобалочний кран; при масі вантажу до 5 т – підвісний однобалочний кран; при масі вантажу понад 5т - бруківка.
У випадках, коли довжина машинного залу перевищує 18 м, а висота понад 6 м, слід використовувати підйомно-транспортне обладнання з електричним приводом.
Для монтажу обладнання масою до 500 кг можуть застосовуватися переносні триноги з талями.
Схема розміщення насосних агрегатів насосної станції залежить від кількості насосів, їх типу, заглиблення машинного залу і розглядаються в наступних розділах для конкретних насосних станцій. Однак існують загальні принципирозташування агрегатів і трубопроводів: ширина проходів між виступаючими частинами насосів приймається не менше 1 м, між агрегатами та стіною – 1 м (у заглиблених станціях - 0,7 м), між виступаючими частинами насосних агрегатів та трубопроводами - 0,7 м, між трубопроводами – 0,7 м.
Планування машинного залу здійснюється у наступній послідовності:
1. Вибирається схема розташування насосних агрегатів, деякі з яких описані нижче у відповідних розділах. Резервні агрегати розміщуються по загальним правиламз робітниками. Зручно використовувати симетричні схеми розташування насосів та трубопроводів.
2. Складається схема трасування внутрішньостанційних трубопроводів: всмоктувальних та напірних водоводів, колекторів, всмоктувальних та напірних трубопроводів насосів.
3. Визначаються діаметри всіх внутрішньостанційних трубопроводів за найбільшою для кожної ділянки витрати. Для визначення цієї витрати розглядаються всі можливі варіантирежиму роботи насосів, включаючи резервні.
4. Намічаються місця розташування арматури та фасонних частин, потім знаходять їх розміри по або дод. 6 .
5. Починаючи з крайнього насоса, у масштабі складається монтажна схематрубопроводів, приєднаних до нього. Монтажні вставки цих трубопроводах спочатку не встановлюються. Дотримуючись мінімальні відстаніміж агрегатами та трубопроводами вибудовується монтажна схема трубопроводів для інших насосів. Для насосів різних марокдовжина трубопроводів буде різною. Для того, щоб об'єднувальні колектори розташовувалися на одній осі, на деяких трубопроводах встановлюють монтажні вставки відповідно до рис. 3.1.
Мал. 3.1. Схема взаємного розташуваннянасосів та трубопроводів у машинному залі: 1 - насосний агрегат; 2, 5, 9 – перехід; 3, 6 – монтажна вставка: 4 – коліно; 7 - зворотний клапан; 8 – засувка; 10 – трійник; 11 - напірний колектор; 12 – підпільний канал
6. Залишаючи необхідні мінімальні відстані між насосами, трубопроводами та стінами (див. вище), орієнтовно визначають розміри машинного залу. При цьому намічається положення монтажного майданчика, місця розташування допоміжного обладнання, наприклад вакуум-насоса, дренажного насосуі т.п. Якщо допоміжні приміщення розташовуються в єдиному з машинним залом будівлі, слід врахувати їх площу. Отримані мінімальні розміри насосної станції слід ув'язати з модульною системою конструкцій промислових будівель, описаної в розд. 3.5. Якщо розміри насосної станції з урахуванням модульної системи виявляться по ширині або довжині більше, ніж орієнтовно визначені, слід збільшити простір між насосами, що створює зручність експлуатації. У цьому використовуються монтажні вставки на трубопроводах.
При остаточному призначенні розмірів насосної станції необхідно врахувати взаємне розміщення трубопроводів та конструктивних елементівбудівлі, наприклад, колон (рис.3.2).
Мал. 3.2. Схема до визначення розмірів машинного залу з урахуванням розміщення насосного обладнання та сітки колон
7. Пов'язуються позначки підлоги машинного залу та допоміжних приміщень. За потреби влаштовуються сходи, проходи, майданчики. Для забезпечення проходу будь-яку частину машинного залу передбачаються переходи через трубопроводи. Біля засувок із високорозташованими маховиками передбачають майданчики обслуговування на зручній висоті.
1. Область застосування відцентрових насосів по висоті всмоктування
Висота всмоктування відцентрового насоса практично не перевищує 7-7,5 м, а вісь насоса не може бути розташована вище за рівень води, що піднімається, більш ніж на 7,5 м мінус втрати у всмоктувальній трубі. Цим визначається сфера застосування горизонтальних відцентрових насосів при свердловинах. Їх можна використовувати там, де динамічний рівень води не опускається нижче 7 м від осі насоса.
Справний насос з герметично щільною трубою, що всмоктує, може піднімати воду з глибини 8 м і навіть більше, але при цьому робота його стає вже невигідною; Можливі нещільності трубопроводу вимагають також зниження всмоктування. Залежність висоти всмоктування температури води показано на рис. 102.
Для підведення до насосу гарячої водиз температурою від 70° і більше потрібно вже надлишковий напір від 0,5 до 3 м. Під робочим горизонтом треба розуміти той горизонт, до якого пускається рівень води в шахтних колодязях і бурових при подачі насосом розрахункової кількості води. Якщо вода забирається з річки, то рівень води в береговому колодязі буде нижчим, ніж у річці, на втрату напору в самопливній сифонній трубі.
Насос для підйому води зі свердловини або шахтного колодязя може бути встановлений не тільки на поверхні землі, але й нижче поверхні-в підземній камері, проте практично допустиме поглиблення камери становить 5-7 м. При більшій глибині камера часто потрапляє вже в ґрунтові водиі влаштування її обходиться дорого. При артезіанських і ґрунтових свердловинах потрібно враховувати не тільки існуючий в даний моментрівень води, але потрібно також передбачати можливість зниження статичного рівня у майбутньому.
При особливо посиленої експлуатації свердловин статичний рівень води зазвичай починає знижуватися. У практиці є приклади, коли рівень води в крейдяних та крейдяних свердловинах за 40 років експлуатації знижувався на 30-40 м і доводилося переробляти колишні насосні установки, розраховані на більш високий рівеньводи. У тих випадках, коли рівень води в крейдяних свердловинах знаходився вище поверхні землі, а в крейдяних - майже на поверхні, свердловини обладналися горизонтальними насосами, що встановлюються зазвичай у підземних камерах.
При такому розташуванні насоси завжди були залиті водою не тільки під час роботи, а й під час зупинки, оскільки статичний рівень води стояв вище за насос. Таке розташування дуже сприятливе для запуску насоса. Тільки для невеликих насосів можлива гранична висота всмоктування – 7-7,5 м. Чим більший насос і чим більше числооборотів, тим менше має бути висота всмоктування, щоб уникнути кавітації (див. разд. I, гл. IV, § 13). Регулювання роботи насоса, що застосовується іноді, засувкою на всмоктувальній трубі також викликає кавітацію, так як це рівносильно підвищенню висоти всмоктування. Тому такий спосіб регулювання забороняється.
Найбільша швидкість обертання, допустима для насоса без появи кавітації та шуму, визначається продуктивністю насоса та висотою всмоктування та нагнітання. Висота всмоктування вказується у каталогах насосів. При заборі води з відкритих водойм доводиться зважати на коливання рівня води.
Для безперебійної роботи станції насоси слід розташовувати таким чином, щоб їх осі знаходилися не вище за допустиму висоту всмоктування, з урахуванням втрат напору на тертя в трубі при найнижчому рівні води в річці. Тому берегові станції зазвичай будуються у вигляді глибоких водонепроникних камер – бетонних чи залізобетонних – з надійною ізоляцією від води.
Слід зазначити, що найнижчі рівні в річці з часом продовжують знижуватися внаслідок ерозії дна у верхній та середній течії річки. Висота всмоктування обмежується як кавітацією, а й зменшенням витрати під час переходу через граничну для даного насоса висоту всмоктування. Великий вакуум, створений надмірною висотою всмоктування, викликає просочування повітря через сальники засувок, що є на всмоктують, а також збільшує виділення з води розчиненого в ній повітря.
Досліди показали, що при впуску повітря в кількості до 1,5% в герметично щільну трубу, що всмоктує, діаметром 100 мм зменшення витрати насоса було прямо пропорційно обсягу впущеного повітря. При впуску більшої кількості повітря витрати насоса швидко падали і при 4% зменшилися на 40%.
2. Розташування всмоктувальних воронок у всмоктувальній криниці
Воронки труб, що всмоктують, повинні бути розташовані на такій висоті над дном, щоб не утруднявся підхід води до них, і в той же час вони повинні бути розташовані можливо нижче, щоб повніше використовувати обсяг колодязя. На підставі досвіду експлуатації водозабірних споруд рекомендовано найменша відстаньрозтруба від дна дорівнює половині діаметра розтруба. А відстань між осями сусідніх труб, що всмоктують, повинна бути не менше двох діаметрів розтрубів (рис. 103а). Відстань від стіни до осі труби, що всмоктує, - не менше D. При таких відстанях зменшується можливість утворення повітряних вихорів. Однак для їх усунення потрібно, щоб кінці всмоктують воронок були нижче рівня води на величину S, вказану для різних швидкостейу всмоктуючих трубах на діаграмі рис 103а.
При нижчому розташуванні рівня води з повітряними воронками можна успішно боротися за допомогою щитків, що плавають. Рекомендують також вертикальні зіркоподібні перегородки навколо труб. Діаметр воронки всмоктувальної труби більший за діаметр всмоктувальної труби приблизно в 1,3 рази.
3. Недопущення повітря в насос та трубопровід. Вантузи
Вище вказувалося, як захистити насос від засмоктування повітря через всмоктуючу лійку. Повітря може засмоктуватися через щілини у трубах, що всмоктують. Ці щілини можуть з'явитися тільки при недбалому укладання водоводів, що всмоктують, і їх легко усунути.
Повітря може проходити через сальники насосів на всмоктувальній стороні валу, а також через сальники засувок на трубах, що всмоктують. Повітронепроникність сальників досягається підведенням до них напірної води, в цьому випадку замість повітря в сальник засмоктується вода. Насоси зазвичай виготовляються із гідравлічними затворами сальників. Засувки ж при встановленні їх на трубах, що всмоктують, повинні спеціально забезпечуватися пристосуванням для приєднання напірних трубок з водоводу до сальника.
Якщо ці заходи вжито, тоді ні в насос, ні в напірний водовід не потраплятиме атмосферне повітря, отже, немає необхідності в установці вантузів на переломних високих місцях напірного водоводу. Замість вантузов у цих місцях необхідні повітряні клапани для випуску повітря з водоводу під час його наповнення та впуску повітря під час його спорожнення. Діаметр клапана визначається за обсягом водоводу та наміченим часом його наповнення або спорожнення. При високих швидкостях виходу повітря виходить сильний гул.
Дослідження п'яти напірних водоводів, проведене В. М. Папіним та В. І. Водолазьким (Укрводгео) у Донбасі, показало, що поставлені на них вантузи не діють, оскільки повітря в трубах немає. Для автоматичного впуску великих кількостей повітря під час спорожнення труби застосовуються вакуумні вантузи (мал. 1036) або краще назвати їх вакуумними клапанами на відміну від звичайних вантузів. При наповненні водоводу повітря виходить через вакуумний клапан, що відкривається кілька разів завдяки хвильовому руху у водоводі та перемішування води з повітрям.
Працівники Харківського та Київського водопроводів замінили засувки, що застосовувалися раніше, на переломних пагорбах вакуумними клапанами власного виробу. Повітря може засмоктуватися у водовід під час його спорожнення-повного чи часткового. При недостатності водопостачання верхні ділянки водопровідної мережі можуть випорожнюватись і через нещільність засмоктувати повітря.
При наступному заповненні мережі повітря розчиняється у воді. При відкритті в цей час крана вода спочатку тече чиста, потім вона стає білою через масу бульбашок повітря, бульбашки швидко виділяються і вода знову стає прозорою. Такий процес відбувається у верхніх частинах водопровідної мережі Харкова.
4. Розташування агрегатів у насосній станції
При розміщенні насосів і двигунів слід керуватися такими міркуваннями:
1) Відстань між насосними агрегатами повинна бути такою, щоб було зручно обслуговувати насос та двигун. Залежно від розмірів агрегатів та трубопроводів при них проміжки між агрегатами можуть коливатися приблизно від 1 до 4-5 м. Відстань від стін будівлі також має забезпечити вільний доступдо насосу; воно приймається щонайменше 1,25 м.
2) Питання про збирання та розбирання машин необхідно взагалі продумати при розстановці самих машин, їх обладнанні трубами та ін. виїмки валу, інакше при розбиранні весь насос довелося б знімати та переносити на інше місце.
В даний час знаходять широке поширення насоси з роз'ємним горизонтальною площиною корпусом, в яких вал виймається через верх.
3) Зняті для огляду та дрібного ремонту ротори електродвигуна зазвичай ставляться на козли у приміщенні насосної станції. З цією метою будівлю станції доводиться дещо збільшувати для створення монтажного майданчика.
4) В умовах обмеженої площіу підземних штольнях для шахтного водовідливу насоси та двигуни мають близько до стіни, так що доступ до них забезпечений тільки з одного боку. При великому числінасосів їх мають уздовж обох стін, залишаючи прохід посередині.
5. Наземні станції
Якщо станція розташовується так, що її підлога знаходиться майже на рівні землі, то немає підстави надмірно тісно розстановлювати насоси та інше обладнання, оскільки вартість будівництва будівлі невелика. Відстань між агрегатами має бути не меншою за ширину агрегату. Для електродвигунів високої напруги відстані слід брати дещо більше.
Відстань між агрегатами залежить від розташування трубопроводів; якщо трубопроводи будуть захаращувати проходи, доведеться збільшувати ширину проходів, проміжки між агрегатами та відстані до стіни будівлі. Один із проходів між агрегатами та стіною слід зробити ширше для використання його як монтажний майданчик при складанні та ремонті двигунів.
Машини невеликого розміру (вакуумнасоси та насоси для відкачування води з будівлі станції) можна встановлювати безпосередньо біля стіни, тому що при такому розташуванні вони допускають зручне обслуговування. Іноді їх кріплять на стінних кронштейнах. Електричне обладнання в малих та середніх станціях при низькій напрузі зазвичай розташовується в машинному залі, де для нього відводиться особливе місце.
На великих станціях електрообладнання вимагає особливих приміщень, причому трансформаторні камери через їхню вогненебезпечність (вибух масла) нерідко розміщують в окремій будівлі. Пристрій електроустаткування насосних станцій викладається у четвертому розділі. При проектуванні насосних станцій після підбору продуктивності та кількості агрегатів за каталогами приступають до визначення габаритів найбільш відповідних насосів та двигунів. Потім контури агрегатів наносять на креслення, викреслюють всмоктувальні та нагнітальні труби, після чого остаточно встановлюють розміри будівлі, які можна намітити заздалегідь.
На рис 104 показано розташування насосів з двигунами в один ряд і два ряди в шаховому порядку. Чим ширша будівля, тим важче і дорожче перекриття та мостовий кран; тому станції зазвичай мають довгасту форму. На рис. 105 представлений план великої насосної станції. Тут розташовані 22 насоси, що становлять п'ять окремих груп: три групи обслуговують три цехи (доменний, мартенівський та газоочищення) та дві крайні групи - по чотири насоси - бризкальні басейни.
У трьох середніх групах малі агрегати складаються з насоса з електродвигуном, більші агрегати - з насоса та двох двигунів - електричного та паротурбіни, яка служить резервом на випадок перерви струму.
"Відео про компанію"
«Дякую за відвідування сайту компанії «Гірське джерело». Будемо раді підготувати
для Вас необхідну технічну документаціюдля проектування І в стислі
терміни виготовимо блокові очисні спорудита сучасні комплектні насосні
станції «Джерельце» для житлового району або промислового об'єкта.»