Особенности проектирования канализационных насосных станций. (Лекция 6)

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 № 6
«Особенности проектирования
канализационных насосных станций»
Преподаватель:
доц. Шевченко Тамара Александровна
Харьков - 2014

2. Вопросы лекции:

КНС, выполненные из стекловолокна.
Варианты
монтажа фекальных и
дренажных насосов в КНС.
Типы рабочих колес для различных
вариантов монтажа.
Причины неисправности в работе КНС.
Решетки, приемные резервуары.

3. КНС (НПП «Технопласт»)

Канализационная насосная станция
представляет собой емкость в виде
вертикального цилиндра
выполненного из армированного
стеклопластика.
Внутри емкости КНС монтируются:
насосные агрегаты,
напорные трубы,
поплавковые датчики уровня,
запорная арматура,
площадки для удобства
обслуживания и другое
оборудование.
КНС предназначена для
перекачивания хозяйственнобытовых, ливневых и
производственных сточных вод.

4. Корпус канализационной насосной станции

Корпус канализационной насосной станции
изготавливается
методом
радиальноперекрестной
намотки
стекловолокна,
ровинговых
стеклотканей,
стекломата
пропитанных полиэфирным связующим.
Внутренние
детали
корпуса:
лестницы,
направляющие для подъема-опускания насосов,
площадки
обслуживания,
поручни
изготавливаются
из
нержавеющей
либо
оцинкованной стали.
Днище корпуса насосной станции выполнено в
виде конуса для исключения слеживания осадка.
В случае сильнозагрязненных стоков на насосе
устанавливается
промывочный
клапан,
взмучивающий шлам перед откачкой.
Технологические ребра жесткости увеличивают
прочность
конструкции
стеклопластикового
корпуса. Кроме того, возможно изготовление
дополнительно усиленного корпуса. Усиление
необходимо при размещении оборудования на
большой глубине, либо под проезжей частью.
Гарантию на корпус насосной станции - 5 лет.
Срок службы стеклопластика не менее 50 лет.

5. Насосное оборудование для КНС

Насосный агрегат «ABS»
В насосных станция производства ООО "НПП "ТЕХНОПЛАСТ"
используется насосное оборудование фирмы «АВS» (Швеция)
либо насосы других производителей.
Все насосы погружного типа. Насос опускается в корпус по
направляющим и соединяется с напорными трубами через
патрубок, установленный на дне корпуса.
Преимущество погружных насосов :
возможность вертикального перемещения их по
направляющим и безболтовое соединение с напорной
трубой, что облегчает их монтаж и демонтаж.
Подъем/опускание насосов может производиться
электрической талью. Это преимущество позволяет не
монтировать третий насос, как предписывает СНиП для
станций первой категории.
Время замены вышедшего из строя насоса на резервный
насос со склада занимает не более часа без перерыва в
работе самой насосной станции. Резервный насос может
храниться внутри павильона станции.

6. Управление работой КНС

Работа насосов происходит в автоматическом режиме.
Управление осуществляется через панель управления
оборудованную
счетчиками мото-часов,
амперметрами,
вольтметрами,
счетчиками стартов,
системой мониторинга агрегатов.
При схеме работы насосной станции « 1 рабочий + 1
резервный», оба насоса монтируются в КНС и каждый из них
рассчитан на полную производительность насосной станции.
При этом насосная станция работает в трех режимах:
Расчетная нагрузка - насосы, включаясь попеременно,
откачивают приходящие стоки.
Пиковая нагрузка - наступает в том случае, когда
количество
приходящих
стоков
превышает
производительность одного насоса. При наполнении
станции до критической отметки дополнительно
включается второй насос.
Аварийная ситуация - при наполнении станции до
аварийного уровня, срабатывает световая и звуковая
сигнализация. Переполнение может быть вызвано
отключением насосов, увеличением объема приходящих
стоков, либо другими причинами.
Панель управления
насосами «АВS»
Поплавковый датчик

7. Монтаж КНС из стеклопластика

Монтаж проходит таким способом:
систему помешают в яму, предварительно вырытую по
размерам, на поверхности земли остается только
смотровой люк.
При необходимости размещения системы КНС над
объектом, поверхность усиливают бетонной плитой, а
люки из стеклопластика заменяются на чугунные.
По функциональным элементам КНС делится на:
приемную емкость,
специальный контейнер для улавливания крупного
бытового мусора,
канализационные насосы, система трубопроводов.
Современные КНС укомплектовываются системой
управления насосного агрегата. Как правило, подобная
система управления располагается во влагозащищенном
помещении. Это может быть ваш гараж или подсобное
помещение, если дело касается загородного дома.
Для выполнения проекта КНС необходимо знать
следующие ее параметры:
Глубина расположения подводящего трубопровода;
Уровень подъема воды (напор и мощность насоса);
Расход воды, который способен перекачать насос за
единицу времени;
Состав воды.

8. Варианты исполнения Flotenk KNS

Вертикальный корпус с самовсасывающими
насосами
Данная конструкция канализационной насосной станции
обусловлена
использованием
самовсасывающих
насосов. Корпус КНС разделен на приемную камеру и
насосное отделение, в которое монтируются шкаф
управления, система приводов и сами насосы, что
упрощает проведение технических и ремонтных
работ.
Горизонтальный корпус с погружными насосами
Канализационная насосная станция с горизонтальным корпусом
устанавливается
на
объектах
с
неравномерным
поступлением стоков в КНС или на очистные сооружения.
Резервуар станции аккумулирует залповый сброс ливневых
стоков и насосы в штатном режиме перекачивают воду. Затем
происходит выравнивание потребляемой энергии. КНС с
горизонтальным корпусом не просто аккумулирует стоки,
насосы перекачивают накопленный объем в часы
наименьшего потребления электричества.

9. Варианты монтажа фекальных и дренажных насосов в КНС

погружной
мобильный
погружной
стационарный
"сухая" вертикальная
установка

10.

"сухая" горизонтальная
установка
погружной мобильный с
рубашкой охлаждения
"сухая"
вертикальная
установка с
рубашкой
охлаждения
погружной стационарный
с рубашкой охлаждения
"сухая"
горизонтальная
установка с
рубашкой
охлаждения

11. Схемы монтажа насоса с опускным устройством

12. Типы рабочих колес для различных вариантов монтажа:

с однолопастным
рабочим колесом
с многолопастным
рабочим колесом
со свободновихревым
рабочим колесом

13. Выбор типа рабочего колеса

Лопастное рабочее колесо
- высокий КПД;
- нет разрушений компонентов
перекачиваемой жидкости;
- малая возможность блокировки
(одноканальное рабочее колесо);
- возможна оптимизация
характеристики насоса за счет
подрезки рабочего колеса;
- для перекачивания жидкости с
концентрацией твердых частиц до 8%.
Свободновихревое рабочее колесо
– для жидкости, содержащей газовую фазу и
длинноволокнистые включения;
– большой свободный проход;
– отсутствие щелевых уплотнений и
следовательно малая вероятность
блокировки рабочего колеса;
– возможна оптимизация характеристики
насоса за счет подрезки рабочего колеса;
– относительно невысокий КПД;
– сильное повышение потребляемой
мощности при увеличении расхода;
– для перекачивания жидкости с
концентрацией твердых частиц до 8%.
Подробная информация по проектированию КНС приведена здесь http://www.rimos.ru/p/products/ArticleID/96/index.asp

14. При проектировании современных насосных станций следует иметь ввиду следующее:

1. Насосная станция должна располагаться на такой глубине, чтобы из всей канализационной сети
стоки самотеком попадали в приемный резервуар, при этом максимальный уровень воды в шахте
должен быть всегда ниже кромки подводящего трубопровода.
2. Объем резервуара должен быть рассчитан таким образом, чтобы происходило допустимое число
включений
и
выключений
насоса
при
его
автоматической
работе.
3. Необходимо избегать прямого попадания на насос потоков воды из подводящего трубопровода.
Для снижения турбулентности потока и предотвращения возможности образования пузырьков
воздуха в резервуаре рядом с всасывающим патрубком и на входе в шахту устанавливается
отбойный щиток. Нижний край щитка всегда должен быть погружен в воду, он должен быть
расположен ниже минимального уровня воды в сборном резервуаре
4. Дно приемного резервуара должно иметь уклон к входному патрубку насоса, чтобы избежать
отложений, которые могут препятствовать работе насоса. Боковые стенки в нижней части шахты
должны иметь cкосы с углом наклона равным 600.
В приемном резервуаре и машинном зале должна быть предусмотрена достаточная вентиляция.
5. Диаметр напорного трубопровода также должен быть не менее 100 мм.
6. Для насосов с расходом до 100 л/сек: для того чтобы избежать всасывания воздуха, высота
зеркала воды над всасывающим патрубком должна быть не менее 0,5 м. Для «сухого» монтажа
всасывающий трубопровод должен идти с постоянным повышением к входу насоса.

15. Причины неисправности в работе КНС:

Неисправность
Причина
1. Поступление воздуха через всасывающий патрубок из-за: - понижения
Неравномерность
уровня воды в резервуаре - нагнетание воды с большим содержанием газа подачи насоса
слишком низко относительно всасывающего патрубка расположен датчик
Сильная вибрация
выключения насоса
Ослабление
2. Неправильное направление вращения ротора насоса
резьбовых
3. Неправильное размещение обратного клапана на напорном трубопроводе
соединений
4. Блокировка обратного клапана отложениями
Уменьшение срока
5. На участке от напорного патрубка насоса до обратного клапана не удален
службы насоса, его
воздух
подшипников и
6. Накопление твердых включений в подводящем трубопроводе
уплотнений
7. Закрыта задвижка в подводящем трубопроводе
1. Слишком высокая температура перекачиваемой жидкости или окружающей
Перегрев мотора и
среды
постоянное
2. Плотность перекачиваемой жидкости > 1000 кг/куб.м
срабатывание его
3. Вязкость перекачиваемой жидкости > 1,5- 10-5 кв.м /сек
защиты
4. Ток защиты выставлен неправильно
Износ элементов 1. Агрессивная перекачиваемая жидкость
насоса
2. Большое содержание твердых включений (например, песка)
1. Большой размер включений в жидкости
2. Слишком маленькая скорость потока в трубах
Блокировка насоса
3 Слишком узкий свободный проход. Насос работает в левой части
характеристики (слишком маленький расход)

16. Причины неисправности в работе КНС:

Неисправность
Причина
1. Неправильно выбран насос
Большая частота 2. Неправильно определен объем насосной шахты (слишком мал)
включения насоса 3. Слишком маленькая разница высот между датчиками включения и
выключения
Гниение сточных 1. Неправильно выбран насос
вод и запах из
2. Неправильно определен объем насосной шахты (слишком велик)
шахты
3. Слишком большая разница высот между датчиками включения и
(резервуара)
выключения
1. Насос не закреплен или ударяется о другие части
2. Уплотнения и подшипники насоса изношены
Вибрация и шум 3. Кавитация в насосе
при работе насоса 4. Насос работает в левой части характеристики (слишком маленький расход)
5. Насос работает в правой части характеристики (слишком большой расход)
6. Неправильное направление вращения ротора насоса
1. Повреждение обмотки мотора
2. Повреждение электрокабеля
Насос не работает 3. Отсутствие контакта, кабель не закреплен
при подключенном 4. Неправильное электроподключение
электропитании 5. Очень низкое или очень высокое напряжение
6. Перегорание предохранителя
7. Вода в клеммной коробке мотора

17.

Решетки
Для задержания крупных загрязнений
органического
и
минерального
происхождения применяются решетки.
Максимальная
ширина
прозоров
решётки составляет 16 - 120 мм.
Отбросы с решёток либо дробят и
направляют для совместной переработки
с осадками очистных сооружений, либо
вывозят в места обработки твёрдых
бытовых и промышленных отходов.
ЗАО НПФ ЭКОТОН.
Канализационные
механизированные
решетки
Механическая
решетка для
очистки стоков Yang
Chang
Решетки ленточного типа
ОАО «Владимирский завод
«Электроприбор»

18. Приемный резервуар КНС

Традиционная КНС
Стеклопластиковая КНС
(приемный резервуар
объединен с машинным
залом)

19. Автоматизация работы КНС по уровню жидкости в приемном резервуаре