Насосные станции водоотведения. (Лекция 5)

1. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА имени А.Н. БЕКЕТОВА КАФЕДРА ВОДОСНАБ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОРОДСКОГО
ХОЗЯЙСТВА имени А.Н. БЕКЕТОВА
КАФЕДРА ВОДОСНАБЖЕНИЯ, ВОДООТВЕДЕНИЯ И ОЧИСТКИ
ВОД
ДИСЦИПЛИНА: «НАСОСНЫЕ И ВОЗДУХОДУВНЫЕ СТАНЦИИ»
ЛЕКЦИЯ № 5
«Насосные станции водоотведения»
Преподаватель:
доц. Шевченко Тамара Александровна
Харьков - 2014

2. Вопросы лекции:

Классификация и схемы канализационных
насосных станций [1, 3].
Конструкции
центробежных
канализационных
насосов
различных
типов [3].
Определение подачи и напора насосной
станции водоотведения [1].
Определение
емкости
приемного
резервуара [1].

3. Классификация канализационных насосных станций

КНС по роду
перекачиваемой
жидкости делятся на:
Для бытовых
сточных вод
Для
производственных
сточных вод
Для атмосферных
вод
Для осадков
Станции бытовых сточных вод бывают:
Районные
(перекачивающие стоки из
нижерасположенных
коллекторов в лежащие выше);
Главные
(перекачивающие стоки на
очистные сооружения).

4. Схемы КНС

Компоновка и конструктивное решение КНС зависят от:
глубины заложения подводящего коллектора,
грунтовых условий,
типа применяемых насосов (горизонтальные или
вертикальные),
степени
автоматизации
управления
насосными
агрегатами.
Практикой установлены следующие конструктивные типы
насосных станций:
1) 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.

5. Схемы компоновок КНС

Схема А – схема круглой в плане
КНС (установка не более 4
насосов);
Схема Б – схема прямоугольной
в плане КНС, совмещенной с
приемным резервуаром (насосы
установлены
ниже
уровня
перекачиваемой жидкости);
Схема В – то же, только насосы
установлены
выше
уровня
перекачиваемой жидкости
А
Б
В

6. Схема насосной станции с отдельно расположенным приемным резервуаром

По такой схеме устраивают
насосные станции для перекачки
производственных сточных вод,
выделяющих
вредные
и
взрывоопасные газы, а также
станции с глубоким заложением
подводящего коллектора.
Недостатками схемы
являются:
- высокая стоимость здания;
- сравнительно
большая
длина всасывающих линий.

7.

Промышленность (страны СНГ) производит для перекачивания сточных
жидкостей центробежные насосы таких типов:
СД - динамические, для сточных жидкостей, горизонтальные;
СДВ - динамические, для сточных жидкостей, вертикальные;
СМ - сточно-масляные;
СМС - сточно-масляные со свободновихревым колесом;
ЦМК - центробежные моноблочные канализационные (погружные);
ЭЦК - электронасосы центробежные канализационные (погружные);
ЦМФ - центробежные моноблочные фекальные (погружные);
ГНОМ - для грязной воды насосы одноступенчатые моноблочные
(погружные).
Разрез канализационного
насоса типа СД
1 - входной патрубок;
2 - защитно-уплотняющее
кольцо;
3 - рабочее
колесо;
4 - корпус;
5 - гайка;
6 - сальник;
7, 10 - подшипники; 8 - вал;
9 - опорный кронштейн.

8.

Консольно-моноблочные насосы с
вихревым рабочим колесом MTB.
Погружной насос для
канализации
KCW100L 04061NC-E/
KCW100LC+004061N1
/ GRUNDFOS / Насосы и
установки для систем дренажа
и канализации

9.

Основы конструирования насосных
станций с агрегатами погружной
установки
Надежная и экономичная
работа насосной станции
возможна при
выполнении как
минимум двух условий в
отношении ее приемного
резервуара:
Поток жидкости в нем
должен быть стабильным
и равномерным, чтобы не
создавать условий для
попадания воздуха в насос
Поток также должен быть
одновременно быстрым во
избежание образования
застойных зон, а в случае
перекачки загрязненных вод
– во избежание скопления
осадка и плавающих
веществ.
Поэтому размеры приемного резервуара должны быть достаточно велики,
чтобы обеспечить насосам хорошую гидравлику, и одновременно малы,
чтобы исключить застои и засоры.

10.

Неправильное (а) и правильное (б)
расположение всасывающих патрубков в
приемной камере
В приемных резервуарах
многонасосных станций полезно
между всасами устанавливать
перегородки. Даже если не все
насосы
всегда
действуют
одновременно, то и в таком
случае
применение
разделительных
перегородок
может быть выгодным.
Рекомендации
для
стабильной
работы
следующие:
•Следует сохранять скорость на
входе в пределах 0,6 м/с.
•Выдерживать скорость потока
в приемной камере не выше 0,3
м/с.
•Избегать
изменений
направления потока на входе в
насос, а если изменяете, то
плавно,
равномерно,
независимо.

11.

Возможные подходы к устранению вихреобразования у зон всасывания в
конкретных резервуарах хорошо проработаны Паттерсоном и представлены
на рисунке:
Рис.
1
Насосная
станция:
а - до реконструкции –
вихри на входе и расширение
вокруг
насоса,
смещение
насоса
относительно
оси
приемного
резервуара,
циркуляция вокруг насоса;
б - после реконструкции
устранены
внезапные
расширения, насос установлен
по центру, ближе к задней
стенке
Рис. 2 - Насосы работают
неровно, наблюдается вибрация
(а).
Профилирование
задней
стенки по контуру насосов и
установка двух направляющих
перегородок сняло проблему (б)

12.

Принципиальная конструкция насосноприемного резервуара Flygt
В данной конструкции попадание воздуха в
жидкость вследствие падения воды сведено к
минимуму за счет использования перегородки
специальной
конструкции.
Поток
воды
из
подводящего
трубопровода
сталкивается
с
перегородкой и затем стекает вниз по ней в приемный
лоток.
В дне приемного лотка имеются
отверстия, которые в определенной
степени ограничивают движения потока,
обеспечивая тем самым время для
удаления воздуха.

13.

При проектировании насосных станций с погружными агрегатами нередко
возникает вопрос, какая установка погружных насосов лучше: сухая или мокрая.
Виды
монтажа
агрегатов:
мокрый
горизонтальный (в), сухой вертикальный (с)
(а),
сухой

14.

Реконструкция ГКНС «Диканевская»,
г. Харьков

15.

Реконструкция КНС
«Краснобаварская», г. Харьков
Q = 260,4 куб. м/ч, Н = 25 м
Затраты на электроэнергию
271,52
300
250
базовый вариант
проектный вариант
180,96
200
150
100
56,96
37,96
50
0
При замене классических насосов на насосы
погружного типа затраты на электроэнергию
уменьшаются на 33,4%

16. Определение подачи и напора насосной станции водоотведения

При
проектировании КНС подача насосов принимается
равной максимальному часовому притоку, м3/час
QH q
м акс
час
(5.1)
Вместимость резервуара, м3
мин
прр
W
макс
час
q
60
5
(5.2)
Минимальная емкость приемного резервуара должна быть не
менее 5 - минутной подачи одного (наиболее мощного ) насоса

17. График притока сточных вод

Q, %
Кчас = 1,80
qмаксчас = 7,50QH
8
7
6
5
qсрчас = 3,75QH
4
0,63
3
0,63
0,63
2
qминчас = 1,30QH
0,63
1
0,63
0,63
0
10
t, мин.
20
30
40
50
60
В течение каждого цикла:
от 0 до 10 мин
от 20 до 30 мин
от 40 до 50 мин
стоки поступают в
резервуар
(насос не работает)
от 10 до 20 мин
от 30 до 40 мин
от 50 до 60 мин
продолжительность
работы насоса
0,63% от QH – объем
приемного резервуара

18. Определение напора насосов

Напор насосов Н(м) определяется по формуле
Н = Нг +hwвс + hwн +hз,
( 5.3)
где: Нг = Zп - Zр - геометрический напор, м;
Zп - отметка подъема сточных вод, м;
Zр - расчетная отметка уровня сточных вод, м;
hwвс - потери напора во всасывающем трубопроводе, м;
hwн - потери напора в напорном трубопроводе, м;
hз - запас на излив (принимается hз = 1 м ).

19.

За отметку подъема сточных вод Zп (м) принимают:
• при присоединении напорного трубопровода к колодцу или
отводящему каналу выше уровня сточных вод в них - отметку верха
напорного трубопровода;
• при присоединении напорной трубы ниже уровня сточных вод в
колодце или канале - отметку максимального расчетного уровня
стоков в них;
• при пересечении напорной трубой возвышенности с последующим
переходом в нижерасположенный колодец или канал - отметку
верха трубопровода в наивысшей точке возвышенности.
За отметку уровня сточных вод Zр (м) принимают:
• для станций с приемными резервуарами - отметку среднего
уровня сточных вод в резервуаре, которую принимают на 1 м ниже
лотка подводящего коллектора;
• для станций без резервуаров - отметку уровня воды в подводящем
коллекторе при минимальном притоке стока на станцию.