Обвязка насосной станции
Надеемся, что ознакомившись с этой несложной инструкцией, Вам не составит труда подключить насосную станцию самостоятельно или проконтролировать работу тех, кто занимается ее монтажом.
Обвязка насосной станции.
Насосные станции могут работать в нескольких направлениях:
— Подача воды из скважины или колодца
— Подача воды из накопительной емкости
— Повышение давления в трубопроводе
Несмотря на разнообразные варианты использования, монтаж (или обвязка) этого насосного оборудования во всех этих случаях схож.
Выбор места размещения
Первое, что необходимо сделать- это определить место, где будет располагаться насосная станция. Оно может быть как внутри дома, так и снаружи (например, кессон).
При выборе места в первую очередь руководствуются техническими характеристиками — максимальной глубиной всасывания насоса (откуда сможет поднять насос воду). Все дело в том, что максимальная глубина подъема насосных станций — 8−9 метров.
Глубина всасывания — расстояние от зеркала воды, до насоса. Подающий трубопровод можно опустить на какую угодно глубину, качать воду он будет с уровня расположения зеркала воды.
Если насосу «не хватает» небольшого расстояния, то его можно установить в кессон (в случае со скважиной), или соорудить «полочку» в колодце, на которой надежно будет установлена насосная станция.
Условия эксплуатации
Установка насосной станции в доме хороша всем, кроме того, что оборудование при работе шумит. Если есть отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией и по техническим характеристикам это возможно — никаких проблем. Часто делают подобное помещение в подвале или в цокольном этаже. Если подвала нет, можно сделать короб в подполе. Доступ к нему — через люк. Этот короб кроме звукоизоляции должен иметь и хорошую теплоизоляцию — диапазон рабочих температур начинается от +5°C. Для снижения уровня шумов станцию можно ставить на толстую резину — для гашения вибрации. В этом случае возможно даже установка в доме, но звук, безусловно все равно будет.
Если вы остановились на монтаже насосной станции в кессоне, он тоже должен быть утепленный, а еще водонепроницаемый. Обычно для этих целей используют готовые железобетонные емкости, но можно сделать кессон из бетонных колец (по типу колодца). Вниз установить кольцо с дном, сверху — кольцо с крышкой. Еще вариант — сложить из кирпича, пол залить бетоном. Но этот способ подходит для сухих участков — уровень подземных вод должен быть ниже на метр ниже глубины кессона.
В отдельно стоящем помещении. Это, можно сказать, вообще идеальный вариант, с помощью которого может быть выполнена установка насосной станции в скважину или колодец — это одновременно и защита от погодных условий, и комфортная эксплуатация. Единственным недостатком может являться то, что будут возникать незначительные вибрации по трубам.
Подключение насосной станции
Начнем с комплектующих, которые будут необходимы для подключения насосной станции:
— Напорно-всасывающий шланг. Он применяется в случаях заборы воды из скважины, колодца или емкости (он позволяет не делать отверстие в бочке, а просто закинуть в нее шланг и качать воду, тем самым упрощая монтаж). Сам шланг состоит из соединительной муфты с резьбой, которая позволяет присоединить его к насосной станции, непосредственно шланга, а на другом его конце располагается обратный клапан и фильтр-сетка.
Это самый простой тип подключения, ведь для того, чтобы пользоваться водой, остается только подсоединить насосную станцию к Вашей системе водоснабжения.
Более «продвинутую» схему, более пригодную для круглогодичного снабжения Вашего дома водой, мы предлагаем рассмотреть ниже:
Как Вы заметили, здесь предусматривается и слив системы, и разводка воды на несколько участков. Такой способ подключения позволит слить воду из системы, если Вы не будете ей пользоваться, что актуально в зимний период.
Пуск насосной станции
Прежде чем приступать к запуску системы, необходимо проверить исправность и соответствие всех элементов, отрегулировать давление воздуха в гидроаккумуляторе. После этого, насосную станцию и всасывающую магистраль необходимо заполнить водой (это делается через специальное отверстие в насосе). Пробку закручиваем на место, открываем кран на выходе к потребителям и запускаем станцию. Затем станцию необходимо подключить к электрической сети для плавного пуска и проверить давление и автоматику. Первое время вода идет с воздухом — выходят воздушные пробки, которые образовались при заливке насосной станции. Когда пойдет вода ровной струей без воздуха, система ваша вошла в рабочий режим, можно ее эксплуатировать. Станция не должна запускаться очень часто, иначе двигатель будет перегреваться. Норма запусков за один час до 20 раз (точная цифра должна указываться в техническом паспорте системы). Затем в процессе эксплуатации необходимо контролировать давление воздуха в гидроаккумуляторе (1,5 атмосферы).
Глубина всасывания насосной станции: показатели и расчеты
На чтение 4 мин Просмотров 5.8к. Опубликовано Обновлено
Насосные станции все чаще стали использоваться для автономных водопроводных систем, в которых водозабор организовывается из скважин, колодцев или открытых водоемов. Выбирают насосные установки по трем параметрам: глубина всасывания, производительность, напор. Максимальная глубина всасывания насосной станции – предельный показатель, с помощью которого выбирают установки.
Глубина всасывания
Установки с эжектором более мощные и производительныеЕсть две разновидности НС, которые отличаются наличием или отсутствием эжектора. Последний – своеобразный дополнительный насос (без электродвигателя), с помощью которого увеличивается возможная глубина водозабора.
Паспортная глубина всасывания, как правило, составляет – 8 м. Это при условии, что эжектора в комплектации станции нет. Если это устройство в системе водозабора присутствует, показатель может увеличиться. Производители предлагают насосные станции с встроенным эжектором. Практика показала, что такие установки достаточно капризные. Не всегда с их помощью можно поднять воду из колодцев заявленной глубины.
Более удачное расположение – выносной эжектор. Его устанавливают на конце водозаборного рукава (пластиковой трубы или прорезиненного шланга), куда закрепляют пластиковым хомутом. Но такое исполнение снижает коэффициент полезного действия, потому что для работы эжектора требуется определенная скорость воды. Насос поднимает жидкость на поверхность, часть ее гонит обратно к эжектору по параллельному трубопроводу. Движение воды сначала вверх, а затем вниз, снижает КПД работы насосной установки.
Глубина всасывания станции с встроенным эжектором составляет не более 9 м. С выносным – не более 10,5 м. На многих сайтах присутствует показатель 45 м. Это дезинформация. У НС несколько технических характеристик, где 45 метров – это максимальное расстояние от зеркала воды внутри колодца до последнего потребителя в сети автономного водопровода. Показатель часто фигурирует в паспортных данных, но он не единственный. На рынке можно найти станции, у которых это расстояние превышает обозначенное значение.
Показатели подъема воды
В паспорте НС производитель всегда указывает максимальные значения технических характеристик. При покупке оборудования надо обязательно учитывать соотношение этих характеристик с техническими показателями водопроводной системы дома. Если неправильно подобрать станцию к водопроводу, велика вероятность, что последний будет работать некорректно. К примеру, вода будет в недостаточном количестве или напор будет слабым.
В паспорте изделия производитель обязательно указывает графическую зависимость всех характеристик между собой. С его помощью можно увидеть зависимость напора, расхода установки к характеристикам водопроводной системы. На его основе покупатель может самостоятельно подобрать модель насосной станции с учетом обозначенных характеристик и глубины всасывания.
Как рассчитать необходимую глубину всасывания насосной станции
Для расчета технических характеристик станции необходима информация, касающаяся автономного водопровода:
- Расстояние от зеркала воды в колодце до потребителя, который в сети водопровода находится в самой дальней точке. При этом расстояние складывается из всех участков, потому что сеть обычно не является прямолинейной. Чем больше ответвлений, тем больше потерь напора и расхода.
- Расстояние от насосной станции до места водозабора. Оборудование может быть установлено около колодца, в подвале дома или в специально сооруженном помещении. Чем дальше месторасположение станции, тем больше потери, тем меньше глубина всасывания.
- Количество фитингов и запорной арматуры. Здесь можно взять 10-процентный запас всех характеристик — напора и производительности насосной станции.
- Динамический уровень воды в колодце. Это значение меняется в зависимости от сезона и интенсивности водозабора. Его обязательно учитывают при расчете глубины всасывания. При этом необходимо знать, что конец всасывающей трубы должен располагаться ниже зеркала воды минимум на 1 м. Если динамический уровень большой, велика вероятность, что в летний сезон вода в колодце опуститься ниже уровня установки конца всасывающей трубы.
- Диаметр труб, используемых в водопроводной системе.
- Количество потребителей.
Динамический уровень воды в системе автономного водопровода играет одну из важнейших ролей. Если его значением пренебречь, можно забыть о характеристиках водопроводной сети.
Самые большие потери давления воды внутри водопровода – вертикальные. Глубина всасывания влияет на характеристики водопровода. Чем она больше, тем пропорциональнее происходит снижение показателей. К примеру, если показатель составляет 8 м, потери давления снижаются на 0,8 бар.
Чтобы бороться с уменьшением глубины водозабора, над колодцем устанавливают кессон. Это специальное цилиндрической или кубической формы емкость, которую закапывают на определенную глубину. В нее монтируют НС. Чем высота кессона больше, тем ниже будет располагаться насос. Таким образом можно снизить место установки наносной станции и уменьшить расстояние от нее до зеркала воды.
Есть еще один вариант. Внутрь колодца устанавливают металлическую конструкцию, собранную из металлопрофиля (обычно уголка или швеллера). Ее крепят к стенкам гидротехнического сооружения. На эту опору монтируют насосную станцию. Для обеспечения более высоких характеристик водопроводной сети опорную конструкцию опускают до уровня поверхности воды в колодце. Неудобство такой установки заключается в том, что станция находится на большой глубине, а значит, следить за ней и обслуживать будет непросто.
С какой глубины поверхностный насос может поднять воду?
Многие клиенты зачастую перед приобретением насосной станции не могут точно сказать, какая максимальная глубина всасывания, а также как возможно повысить эту глубь. Обычно, в документации насосного оборудования указывается максимальная глубина всасывания с поверхности. Она составляет всего 8 метров. Это число не взято произвольно, а выведено по соответствующим формулам опираясь на основные законы физики.
Физические сведения, позволяющие получить ответ
Атмосферное давление оказывает подавляющее воздействие на тела и поверхность Земли. Впервые об этом заговорил известный ученый Торричелли родом с Италии, приложив в 1643 году эксперимент, сменивший на то время некоторые понимания физики.
Для реализации опыта Торричелли использовал стеклянную трубку с запаянным одним концом, длина которой была равна одному метру. Данная трубка заполнялась ртутью и второй незакрытый конец закрывали. Прикрытым отверстием трубку переворачиваем вниз и погружали в сосуд, также наполненный ртутью. После погружения открывали трубку и наблюдали выход из ее емкости некоторого количества ртути. Одновременно с этим в верхней запаянной части, образовывалось вакуумное пространство, а уровень ртути в трубке была 760 мм. После завершения эксперимента на основе полученных данных Торричелли сделал вывод, что сила, не позволяющая ртути опуститься ниже – наружная сила.
Закон Паскаля гласит о том, что значение атмосферного давления равняется значению давления ртутного столба в трубке. Проще говоря, речь идет о возможности измерения атмосферного давления посредствам измерения высоты ртутного столбика. Высота измеряется в метрах.
Теоретические сведения
Однако, с какой глубины возможно поднять жидкость поверхностным давлением опираясь на приведённые физические сведения? Решая поставленную задачу, обязательно нужно учитывать, что густота ртути больше густоты воды в 13.6 раз. Если ртуть поднимается на 760 мм, соответственно вода поднимается на высоту, которая станет выше в 13.6 раз. Умножая эти два значения получится 10 336 м. Это теоретический ответ, как правило на практике это значение немного меньше.
Применение знаний на практике
Зная глубину всасывания с учетом атмосферного давления, противодействие материала трубы и внутренне присущие технологические потери насосного оборудования можно получить при этих параметрах глубину вбирания, которая для внешних насосов равна 8-9 мерам. Опускание на глубину более 9-ти метров вызовет феномен кавитации, и в последствии – закипание воды. В случае благоприятных условий можно добиться максимум 10.2 метров. Однако, опускание насосного оборудования ниже максимального предела сопровождается сухим ходом, что выводит из строя установку в целом.
Неглубокий (внешний) насос с выносным сбрасывателем имеет способность всасывать воду не глубже 45 метров, никак не нарушая при этом законы физики. Отметим, что КПД всасывания насоса с 4-х дюймовым эжектором станет ниже.
Изготовитель, устанавливая на своем насосном оборудовании максимальную масштабность вбирания равную 8-ми метра, попросту страхуются, сводя к нулю непредвиденные неприятности, спровоцированные неправильной эксплуатацией. Однако, эту величину можно увеличить к 9 метрам.
В ассортименте нашего магазина есть любое насосное оборудование, соответствующее под поставленную задачу. В случае возникновения вопросов наши консультанты грамотно проинформируют любого нуждающегося в ответах в телефонном режиме.
С какой глубины поверхностный насос может поднять воду
Поверхностный насос предназначен для обеспечения здания водой. Также его применяют для полива участка. Устройство устанавливается в скважине, колодце, водоеме и т.д. Оно способно поднимать воду с различной глубины. Этот показатель зависит от модели, разновидности оборудования, а также использования дополнительных приспособлений.
Итак, с какой глубины поверхностный насос может поднять воду?Параметры подъема воды
Так, чаще всего оборудование способно поднимать воду с такой глубины:
- 7.5 метров. С такой глубины воду поднимают самые простые самовсасывающие устройства. Такие модели имеют наиболее доступную стоимость. Они отличаются небольшим потреблением электроэнергии и при этом хорошей производительностью.
- 9 метров. Большинство моделей способны поднять воду из скважины или колодца с данной глубины. Это простейшее устройство, при использовании которого не применяется никаких дополнительных приспособлений.
- До 40 метров. В данном случае используется поверхностный насос с эжектором. Это специальное приспособление, которое крепится к концу шланга. При этом стоит учитывать, что чем больше глубина, тем меньше производительность оборудования. Одновременно с этим растет потребляемая мощность и, как следствие, энергозатраты.
При глубине колодца или скважины более 25 метров специалистами рекомендуется приобретать скважные насосы, так как в данном случае стоимость оборудования фактически уравнивается. На глубине более 30 метров выгоднее приобретать скважные устройства, так как они потребляют гораздо меньше электроэнергии, нежели поверхностные с эжектором.
При этом важно учитывать расстояние от дома до колодца или скважины. Каждые 1000 см соответствуют 100 см глубины колодца. При большом расстоянии от строения до водоема от покупки традиционного поверхностного насоса лучше отказаться, так как его использование будет нецелесообразным. В данном случае применяется оборудование с эжектором. Такие устройства способны работать на большой глубине.
Максимальная глубина подъема воды ограничена законами физики. В большинстве случаев модели рассчитаны на транспортировку жидкости с глубины 7-8 метров. Стоит заметить, что большинство производителей перестраховываются и занижают максимальную глубину всасывания. Это связано с неправильной эксплуатацией устройства.
Большинство поверхностных насосов имеют производительность 3-5 м3/час. Они создают напор 45-60 метров водного столба, то есть фактически 4,5-6 Бар. В данном случае следует учитывать высоту строения. Для высоких коттеджей следует приобретать модели с максимальным напором воды.
Также при выборе следует обращать внимание на технические характеристики устройств. Важно, чтобы производительность устройства была чуть ниже производительности самой скважины. Это уберегает оборудование от преждевременного выхода из строя. Стоит учитывать, что производительность скважины в песчаной породе ниже, производительности артезианской скважины.
Как увеличить глубину всасывания насоса.
Доброго времени суток, уважаемые читатели «Сан Самыча». Частой проблемой при проектировании и эксплуатации системы водоснабжения дома на основе поверхностного насоса бывает проблема подачи воды на всас насоса. Чисто теоретически, атмосферное давление позволяет поднимать воду с глубины до 9 метров, практически, насосы способны поднять её с глубины до 7 метров, с небольшой потерей напора. Уверенный же подъем воды насосы могут обеспечить с глубины метров пять.
Как порой не хватает этих метров. Попробуем решить эту задачу. Как всегда, я предлагаю несколько решений, из которых вы сможете выбрать наиболее вам подходящее.
«Если гора не идет к Магомету…»Наиболее простым, но, отнюдь, не легким решением будет двигаться навстречу воде. Т.е. если у вас колодец, то насос можно разместить на площадке, сооруженной внутри колодца, или на площадке, плавающей по поверхности воды.
Еще, как вариант, можно выкопать и обустроить кессон рядом с колодцем или скважиной, глубиной в недостающие метры. Правда, глубже трех-четырех метров, мне кажется копать не стоит. Будут трудности с доступностью при обслуживании и осмотре насоса. Естественно, просто необходима утепленная крышка кессона, чтобы холодный воздух зимой туда не проникал. Заодно, решается проблема тепло- и звукоизоляции насоса.
Мне кажется, это решение многим приходило в голову. Но почему-то немногие могут догадаться использовать уже готовое подземное помещение, подвал собственного дома, для этой же цели. Может этих двух метров как раз и хватит, чтобы приблизить насос к зеркалу воды в колодце или скважине. И совсем необязательно копать под трубу траншею, равную по глубине подвалу, достаточно углубиться ниже границы промерзания, чтобы вода во всасывающей трубе гарантированно не замерзла. Остальное доделает за вас все то же атмосферное давление, если, конечно, расстояние от дома до колодца сравнительно не велико (как правило, до 5 метров). Главное, что вы приблизились к воде по вертикали, а на горизонтальном участке действуют лишь силы сопротивления трубопровода, которые можно уменьшить, увеличив диаметр трубы и проложив более гладкую: пластиковую (ПНД) или металлопластиковую (МП).
Насос поможет себе сам.Помочь атмосферному давлению поднять воду к насосу может сам насос с помощью устройства, которое называется эжектор. По сути, мы просто часть воды с напора насоса загоняем во всасывающую трубу, восполняя тем самым недостающее давление в ней. Но чтобы эта потеря напора была более эффективна, эжектор имеет специальную конструкцию, которая напоминает всем известную насадку пылесоса для побелки стен и потолков. За счет сужения вода от напора насоса ускоряется и увлекает за собой воду, идущую от источника на всас насоса.
Самодельный эжектор и схема его подключения.
Насосные станции с эжектором мощнее обычных, т.к. часть энергии тратится на рециркуляцию воды. Кстати, очень рекомендую поставить на эту линию отдельный кран, которым вы сможете регулировать степень рециркуляции. Не всегда нужна полная рециркуляция, а вот лишнее давление на напоре не помешает. Если у вас есть возможность пожертвовать давлением на напоре насоса, то эжектор можно поставить на любую станцию. Мало того, элементарный эжектор легко можно собрать самому из любого подходящего по диаметру тройника. Большой эффективностью он отличаться не будет, но подтянуть воду на несколько метров он сможет.
Насосный тандем.Конечно, лучше и проще использовать один насос, но иногда хорошим решением бывает использование двух не очень мощных насосов вместо одного. Очень часто я встречаю тандемную схему с погружным и поверхностным насосом. Погружной опускается в скважину или колодец и подает воду на всас поверхностного насоса, на базе которого организована насосная станция. Ни один из этих насосов самостоятельно бы не справился с водоснабжением, а вместе они поддерживают хорошее давление в системе.
Система из двух поверхностных насосов тоже имеет право на жизнь. Тем более стоит подумать об этом, если один насос уже есть в наличии.
Здесь следует отметить некоторые нюансы таких схем.
- Включение обоих насосов синхронизируют, подключая их параллельно к реле давления станции.
- Расход воды подающего насоса желателен не меньше расхода напорного, иначе снижается эффективность связки.
- Защиту по сухому ходу придется ставить либо на каждый насос в отдельности, либо одну – на общее питание насосной станции, т.е. до реле давления.
Еще один интересный и довольно необычный способ решения проблемы, который вряд ли подойдет владельцам колодцев, но для владельцев скважин может стать одним из вариантов. Правда, для этого придется загерметизировать верх обсадной трубы скважины, и … накачать её с помощью компрессора.
Действительно, поднимая давление внутри объема скважины, вы, тем самым, выталкиваете воду наверх по отводящей трубе. И если компрессор довольно мощный, можно вообще обойтись без насоса, что может спасти тех, у кого вода в скважине представляет собой насыщенную песком взвесь, противопоказанную для любых насосов. Или, как вариант, использовать компрессор в паре с насосом. Однако стоит учитывать, что давление в скважине толкает воду как вверх, так и вниз, загоняя её обратно в водоносный слой. И использовать такой способ доставания воды нужно с учетом особенностей Вашей скважины (глубина залегания воды, дебет скважины) и особенностей геологии на Вашем участке.
Вот только, уж больно шумная это машина, нужна ну очень хорошая звукоизоляция, чтобы не слышать назойливой трескотни компрессора.
Не претендуя на истину в последней инстанции, могу предложить идеи объединения всех или некоторых способов решения «проблемы всаса». Ничто ведь не мешает сделать кессон для эжекторной станции, повысив тем самым её эффективность и уменьшив потерю давления на напоре.
Также можно использовать малопроизводительный вибрационный насос в тандеме с насосной станцией, добавив в схему эжектор. Вибрационный насос в этом случае подает воду на эжектор, восполняя недостаток давления. А насосная станция берет воду и через насос, и через эжектор, обеспечивая и хороший напор и приличный расход воды.
Вобщем, не бойтесь комбинировать, господа. Один из читателей написал, что решения должны быть индивидуальные. Но я не даю вам готовых решений, уважаемые читатели, и не ставлю перед собой таких целей. Моя задача скромнее: предложить вам идеи, пути, из которых каждый из вас сможет выбрать и найти способ решения своей сугубо индивидуальной проблемы. Знать и уметь все – невозможно. Но тем и хороши идеи, что поделившись ими, люди становятся только богаче. До новых встреч на страницах блога «Сан Самыч», уважаемые читатели.
Калькулятор расчета необходимой глубины всасывания для насосной станции
«Сердцем» любой насосной станции является поверхностный самовсасывающий насос. Несмотря на широкий ассортимент представленных в продаже моделей, ни одна из них, практически, не может «похвастать» выдающимися способностями по всасыванию воды с больших глубин. Как правило, у поверхностных насосов такого типа граница возможностей пролегает примерно на уровне 8 метров. Модели с инжекторами или эжекторами – несколько «посильнее», и глубина всасывания может достигать 12 ÷15 метров.
Калькулятор расчета необходимой глубины всасывания для насосной станцииПри выборе насосной станции на это обстоятельство необходимо обращать особое внимание, чтобы не попасть в ситуацию, когда средства окажутся потраченными напрасно, и агрегат не будет справляться со своими функциями. Для оценки требуемых параметров можно использовать представленный ниже калькулятор расчета необходимой глубины всасывания для насосной станции.
Пояснения по его использованию будут приведены в текстовом части, ниже калькулятора.
Калькулятор расчета необходимой глубины всасывания для насосной станцииПерейти к расчётам
Как оценить необходимую глубину всасывания?По правде говоря, этот калькулятор необходимо рассматривать, скорее, не в качестве критерия выбора необходимой насосной станции – потенциал большинства представленных в продаже моделей лежит в достаточно узком диапазоне от 7 до 10÷12 метров. А вот для оценки планируемого места установки этого насосного узла – такие расчеты просто необходимы.
Посмотрим на схему:
Примерная схема установки насосной станции при заборе воды из внешнего источникаОпределяющими величинами будут являться:
G – высота места установки станции относительно динамического уровня воды в источнике (колодце или скважине). Понятно, что насос должен справиться с подъемом на эту высоту. Динамический уровень своего источника относительно уровня земли хозяин должен знать, то есть подсчитать превышение насоса над зеркалом воды – не составит труда.
Но это еще не все.
Определенным гидравлическим сопротивлением обладают и горизонтальные участки трубопровода, проложенные от источника до места установки станции (L). Характерно, что на уровень этого сопротивления оказывают влияние и диаметр труб (чем он выше, тем свободнее протекает вода), и материал изготовления (в качественных пластиковых трубах сопротивление меньше, чем в стальных). Трубы диаметром свыше одного дюйма существенного влияния на падение давления в магистрали не оказывают, и их можно исключить из расчета.
Все эти зависимости учтены в алгоритме калькулятора.
Если значение необходимой высоты всасывания воды, рассчитанное для конкретных условий, превышает возможности представленных в продаже моделей, необходимо принимать какие-то меры технического плана – размещать насосную станцию максимально близко к источнику, прокладывать качественные пластиковые трубы большого диаметра и т.п.
Еще одним вариантом может являться использование погружного насоса, который будет перекачивать воду с глубины в аккумулирующий резервуар большого объема. А уже из него насосная станция станет обеспечивать корректную работу всей автономной системы домашнего водопровода.
Никогда не путайте глубину всасывания насосной станции с создаваемым ею напором. Хотя обе этих величины в паспорте изделия указываются в метрах, даже по номиналу разница между ними – чрезвычайно велика. Первый параметр показывает, с какой глубины насос сможет поднять воду, второй же – какое давление создаётся на выходе из насоса. Для расчета необходимого напора насосной станции на сайте есть отдельный калькулятор.
Как можно встроить насосную станцию в систему домашнего водопровода?
Иногда жители квартир или домов, даже подключенных к центральному водопроводу, вынуждены прибегать к приобретению насосной станции. Причина – недостаточное давление в системе, не дающее нормально работать сантехнике и бытовым приборам. Подробнее об этом – в статье, посвященной насосам для повышения давления воды.
Почему общая высота всасывания поверхностного насоса не более 8 метров?
Давление, создаваемое атмосферой на все тела, которые в ней находятся, а так же на земную поверхность, называют атмосферным давлением. Как измерить атмосферное давление, первым догадался итальянский ученый Торричелли…
Давление, создаваемое атмосферой на все тела, которые в ней находятся, а так же на земную поверхность, называют атмосферным давлением. Как измерить атмосферное давление, первым догадался итальянский ученый Торричелли. Предложенный им опыт был сделан в 1643 году.В этом опыте была использована запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной 1 м. Её заполнили ртутью, а потом, закрывши открытый конец, перевернули отверстием вниз и погрузили в широкий сосуд с ртутью.
После того как трубку открывали, часть ртути из нее выливалась в сосуд, а в верхней части трубки образовывался вакуум. При этом высота столба ртути в трубке была 760 мм. Ученый установил, что сила, которая не дает возможности ртути, против её природного свойства, падать вниз, есть внешняя сила.
Атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке. (Закон Паскаля). Т.е давление атмосферы можно измерить высотой соответствующего ртутного столба. Его высоту измеряют в миллиметрах.
Так все же, с какой глубины можно поднять воду поверхностным насосом?
Плотность ртути в 13,6 раза больше плотности воды. Ртуть в трубке поднимается на 760 мм. Тогда вода поднимется на высоту в 13,6 раза больше. Это значение будет 10 336 м. Поэтому, поверхностный насос может качать воду с глубины до 10 м.
Поверхностные насосы способны гарантировано поднять воду с 8-ми метровой глубины.
8 метров – это не просто общая высота всасывания, сюда входит непосредственно перепад высот между местом установки насоса и динамическим уровнем воды, потери напора по длине всасывающей трубы и все местные потери. Т.е. если насос находится на расстоянии например 40 метров от скважины, где уровень воды находится на отметке — 8 метров, насос не сможет поднять воду при таких условиях либо будет работать в режиме кавитации, так как общие потери на всасывании в этом случае будут около 9,5 метров (безусловно это значение зависит от диаметра трубопровода).
Как известно, теоретическая максимальная высота подъема жидкости центробежным насосом составляет около 10,3 метра (при нормальном атмосферном давлении в 101325 Па). В реальной жизни существуют потери на трение по длине водоподъемной трубы, местные потери в приемном клапане, поворотах, задвижках и т.п., плюс атмосферное давление не постоянно. Также на параметры всасывания влияет температура жидкости (повышается давление насыщенных паров). С учетом вышесказанного, мы и приходим к заявленной большинством производителей насосов цифре – 8 метров. На практике случается, что насосы действительно могут работать, подавая воду с большей глубины. Но нет никакой гарантии, что насос не станет в определенный момент работать в режиме кавитации, или близкому к нему, что приведет к быстрому выходу его из строя.
Существует еще один класс поверхностных насосов, способных поднять воду с глубины до 40 метров. Это насосы с погружным (выносным) эжектором. В данном случае в скважину (колодец) от насоса будет идти две трубы, в конце которых и устанавливается эжектор. По одной трубе вода будет подниматься наверх к насосу, а по второй трубе часть этой воды будет поступать обратно к эжектору и смешиваться с основным потоком жидкости в профилированном канале, в котором создается дополнительный локальный перепад давления. Этим обеспечивается подсос в восходящий поток новой порции жидкости из колодца, с передачей ему части кинетической энергии вернувшейся жидкости. Таким образом, возможно поднять воду с глубины более чем 8 метров, но так как часть воды возвращается обратно, то расход таких насосов невелик и находится на уровне от 0,4-1,5 м³/ч.
Мокрые скважины и сухие скважины
Большинство крупных насосных станций и многие небольшие станции имеют отдельные мокрые и сухие колодцы. Это позволяет расположить насосы в зоне, легко доступной для осмотра и обслуживания.Заинтересованы в Stormwater?
Получайте статьи, новости и видео о Stormwater прямо в свой почтовый ящик! Зарегистрироваться сейчас.
Ливневая вода + Получать оповещенияОдним из первых решений при проектировании насосной станции является использование традиционного подхода с насосами, установленными в сухом колодце, или использование мокрого колодца с погружными насосами.
По мере того, как технология погружных насосов совершенствовалась и стала общепринятой, погружные насосные станции стали более распространенными. Они занимают мало места и дешевле. Высота всасывания не проблема для погружных насосов. Клапаны и коллекторы могут быть заключены в клапанный свод для облегчения доступа. Однако некоторым владельцам не нравятся погружные станции, потому что для обслуживания требуется подъем насоса. Погружные насосы часто требуют заводского ремонта из-за специализированных компонентов и жестких требований к герметичности.
Большинство крупных насосных станций и многие небольшие станции имеют отдельные мокрые и сухие колодцы (Рисунок 2). Это позволяет расположить насосы в зоне, легко доступной для осмотра и обслуживания. Доступен более широкий ассортимент насосов, и могут использоваться стандартные двигатели. Коллекторы и задвижки устанавливаются в сухой колодец.
Чтобы избежать повреждений от наводнения, в традиционных конструкциях двигатель устанавливается выше уровня земли. Длинный вал с промежуточными подшипниками соединяет двигатель и насос, но удлиненные валы могут вызывать проблемы с вибрацией.Чтобы исключить вибрацию и снизить стоимость, некоторые владельцы предпочитают погружные насосы в сухом колодце.
Спроектирован по индивидуальному заказу / построен на заводе
И сухоблочные, и погружные станции доступны в виде заводских «комплектных» подъемных станций или в виде нестандартных конструкций, которые могут быть построены на месте.
Заводские насосные станции доступны в самых разных конфигурациях. Могут быть размещены все емкости, кроме самых больших. Большинство поставщиков могут предоставить любой тип насоса и предоставить либо сухие колодцы, либо погружные конструкции.
Заводские насосные станции обычно дешевле, чем нестандартные конструкции, и занимают меньше места. Некоторым владельцам выгодно, чтобы поставщик брал на себя всю ответственность за станцию. С другой стороны, поскольку они, как правило, изготавливаются из стали, срок службы станций может быть меньше, чем у станций, изготовленных по индивидуальному заказу.
Индивидуальный дизайн, очевидно, позволяет владельцу гарантировать, что в него включены самые желаемые функции. Несмотря на то, что они более дорогие, материалы, из которых изготовлены станции по индивидуальному проекту, обеспечивают долгий срок службы.Можно добавить пространство для легкого обслуживания и расширения в будущем.
Выбор насоса
Выбор между погружными насосами или насосами для сухих скважин — это только начало процесса выбора насоса. Категории и разновидности центробежных насосов могут показаться бесконечными. Некоторые типы предназначены для решения очень специфических задач, а другие — для широкого применения. Возможные варианты:
- Сухой колодец и погружные насосы, работающие с твердыми частицами, могут проходить через сферу до указанного размера; они предназначены для очистки сточных вод
- Шлифовальные насосы и вихревые рабочие колеса
- Самовсасывающие насосы при невозможности затопления всасывания
- Насосы двойного всасывания, используемые для больших объемов чистой воды
- Сальник или торцевые уплотнения
- Горизонтальные или вертикальные валы
- Одинарная или двойная спираль
- Приводной вал с муфтой или удлиненной головкой
Выбор количества насосов и размера (производительности) каждого зависит от многих факторов.Стоимость жизненного цикла, которая включает в себя расходы на электроэнергию и обслуживание, а также первоначальную стоимость, используется для руководства процессом выбора. Если напор насоса в основном статический, а счет за электроэнергию производится только за электроэнергию, то лучше всего подойдет несколько насосов с постоянной скоростью. Если стоимость энергии включает в себя время суток и плату за потребление, тогда лучше всего подойдет насос с регулируемой скоростью. Если разница между текущей производительностью и пиковой или будущей производительностью велика, то использование нескольких насосов может оказаться рентабельным. Также следует учитывать влияние колебаний потока на станции, расположенные ниже по потоку, или процессы очистки.
Рекомендуемое время между последовательными запусками насосов с постоянной скоростью должно составлять более пяти и менее 30 минут. Небольшие насосы и насосы, оснащенные плавным пуском или частотно-регулируемыми приводами, могут работать на нижнем пределе этого диапазона, но большие насосы должны работать реже. Время между последовательными запусками насоса можно оценить:
ts = 29,9 • Vww
qp
ts = время между последовательными запусками насоса, минут
Vww = активный объем влажного колодца, кубические футы
qp = производительность насоса, галлонов в минуту
Следует отметить, что не все насосы на станции должны быть одинакового размера.У идентичности всех насосов есть преимущества технического обслуживания, но они обычно менее важны, чем соображения экономии энергии. Еще одна возможность — установка крыльчатки разного диаметра в каждый насос. Это позволяет увеличить емкость в будущем без ущерба для текущей производительности.
Системы трубопроводов
Для перекачки сточных вод из нагнетательного патрубка насоса в систему транспортировки требуются трубопроводы и соответствующие компоненты внутри насосной станции. При проектировании системы трубопроводов необходимо учитывать два основных момента: размер и материал.
Калибровка предполагает экономический компромисс. Труба большего размера означает более высокие капитальные затраты. Это компенсируется снижением затрат на энергию из-за меньших потерь на трение. Стоимость увеличивается с увеличением диаметра, а трение уменьшается с увеличением диаметра в пятой степени. Рассчитав стоимость жизненного цикла, можно определить оптимальный размер трубы. Скорость воды должна быть от 2 до 8 футов в секунду. (Для предотвращения оседания твердых частиц в трубопроводе требуется скорость не менее 2 футов в секунду.)
Выбор материала трубы — это компромисс между стоимостью и долговечностью.Сталь обычно дешевле, но более подвержена коррозии, чем ковкий чугун. Трубы из ковкого чугуна часто облицованы цементом или полиэтиленом для повышения долговечности. Хотя неметаллические трубопроводы часто используются для подземных работ, они редко используются внутри насосной станции. Способ соединения может существенно повлиять на окончательную стоимость системы.
Обратные клапаны и запорные клапаны составляют значительную часть стоимости трубопроводов. Чугунные корпуса с различными материалами отделки и уплотнения являются типичными.Для получения рекомендаций следует проконсультироваться с поставщиками.
Конструкция мокрого колодца
Определение конфигурации влажного колодца может быть сложной задачей. Мокрый колодец может показаться простой ванной для сбора ливневой воды или сточных вод, но плохая конструкция может вызвать проблемы для операторов и повредить насосы. Соображения, которые влияют на размер и дизайн влажного колодца для сточных вод, включают минимизацию запахов, устранение уноса воздуха, а также предотвращение осаждения твердых частиц и улавливания пены.
Высота максимальной поверхности воды обычно ниже переворота самого нижнего входящего коллектора.Однако, когда происходят большие колебания потока, например, во время дождя, воде может быть позволено скопиться и заполнить канализацию. Это обеспечивает дополнительную емкость для хранения. Очевидно, что этот уровень никогда не должен превышать высоту самого нижнего уровня клиентского соединения.
Высота этажа и размеры мокрого колодца определяются ограничениями площадки и требованиями к объему. Минимальная глубина воды должна быть значительно выше всасывания насоса, чтобы избежать образования вихрей. Погружные насосы также должны выдерживать достаточную глубину погружения для обеспечения охлаждения двигателя.Активный объем воды (разница между настройками высокого и низкого уровня) обычно составляет от 3 до 6 футов. Высота всасывания насоса над полом должна быть достаточно высокой, чтобы избежать ограничений, но достаточно низкой, чтобы свести к минимуму осаждение твердых частиц.
Твердые частицы во влажном колодце могут стать септическими и иметь запах. Во избежание этого в углах пола колодца с мокрым покрытием должны быть галтели. Создание запаха также сводится к минимуму, если время удерживания во влажном колодце не превышает получаса. Время удерживания можно рассчитать:
HRT = время гидравлического удержания, минут
Vww = активный объем влажного колодца, кубические футы
qi = расход притока, галлонов в минуту
Хорошей практикой проектирования считается разделение колодца пополам и наличие входных отверстий для насосов в каждой.Это позволяет опорожнить половину влажного колодца для очистки и обслуживания, не выводя станцию из эксплуатации.
Многие поставщики насосов имеют обширный опыт и подробные рекомендации по проектированию мокрых скважин и насосных станций. С ними следует консультироваться для получения рекомендаций в процессе проектирования.
После завершения физического проектирования основные проектные задачи завершены. Третья и последняя статья этой серии будет посвящена дополнительным системам и компонентам, необходимым для обеспечения удовлетворительной работы.
Об авторе
Томас Дженкинс — профессиональный инженер и владелец компании JenTech Inc. в Милуоки, штат Висконсин.
Терминология по насосам, используемая для выбора насоса
Терминология по насосам
Раскройте тайну терминологии по помпам. Компания Wastecorp использует следующие стандартные отраслевые термины в технических спецификациях насосов
Напорная головка : Это расстояние по вертикали, на которое вы можете перекачивать жидкость.Например, если ваш насос рассчитан на максимальный напор 18 футов, это не означает, что вы ограничены 18 футами трубы. Вы можете использовать 300 футов при условии, что конечная точка слива находится не выше 18 футов над перекачиваемой жидкостью.
Высота всасывания : это расстояние по вертикали, на котором насос может находиться над источником жидкости. Обычно атмосферное давление ограничивает высоту всасывания насосов до 25 футов на уровне моря. Это не означает, что вы ограничены 25 футами трубы.Вы можете использовать всасывающую трубу длиной более 300 футов, если источник жидкости находится не ниже 25 футов ниже центральной линии насоса.
Общий напор : Сумма напора нагнетания, высоты всасывания и потерь на трение.
Общий динамический напор : Используется при расчете динамического напора нагнетания плюс динамическая высота всасывания или минус динамическая высота всасывания в одном вычислении.
Фрикционная головка : Давление, выраженное в фунтах, необходимое для преодоления сопротивления потоку в системе трубопроводов.
Всасывающий подъемник : Используется, когда источник жидкости расположен ниже центральной линии насоса.
Всасывающая головка : Используется, когда источник жидкости расположен выше центральной линии насоса. Это также можно назвать «затопленным всасыванием».
Статический подъемник всасывания : Используется для описания расстояния от центральной линии насоса до свободного уровня источника жидкости под насосом.
Статическая всасывающая головка : Используется для описания расстояния от центральной линии насоса до свободного уровня источника жидкости над насосом.
Статическая нагнетательная головка : Используется для описания максимального вертикального расстояния от центральной линии насоса до точки свободного нагнетания.
Динамическая высота всасывания : Используется при вычислении статической высоты всасывания, потери напора на трение и скоростного напора в одном вычислении.
Динамическая всасывающая головка : Используется при расчете статического всасывающего напора за вычетом напора трения и скоростного напора.
Динамическая нагнетательная головка : Используется при расчете статического напора нагнетания, фрикционного напора и скоростного напора в одном вычислении.
Затопленная всасывающая линия : Жидкость течет к входу насоса из приподнятого источника под действием силы тяжести.
Высота всасывания на разной высоте
| Высота (футы) | Высота всасывания (футы) | ||
| Уровень моря | 25,0 | ||
| 4000 | 19,5 | ||
| 6000 | 17,3 | ||
| 8000 | 15.5 | ||
| 10,000 | 14,3 |
Фактор высоты (объекты на больших высотах)
Поскольку воздух тоньше, а тепло не рассеивается легко на больших высотах, стандартные двигатели предназначены для работы на высоте ниже 3300 футов • Номинальные параметры большинства двигателей необходимо снижать на больших высотах. В таблице ниже представлен типичный коэффициент снижения мощности в лошадиных силах. Например, мощность двигателя мощностью 3 л.с., работающего на высоте 6000 футов, будет снижена до 2,82 л.с. при температуре окружающей среды 40 градусов.
Пример: 3 л.
Всасывающий, кавитационный и погружной насосы
Даррен Э.Мейерс, П.
Возможно, одна из самых странных концепций для понимания профессионалов насосной отрасли — это чистый положительный напор на всасывании (NPSH). Даже сама фраза неуклюжая и ее трудно расшифровать. Для многих наиболее распространенных насосных систем в мире, в которых используются погружные насосы, значение NPSH не является проблемой. Но в некоторых приложениях правильное рассмотрение NPSH имеет решающее значение для долгосрочного успеха системы, и важно, чтобы все инженеры по насосным системам и технологическим процессам имели полное представление об этой концепции.
В этой статье дается общее представление о NPSH и будут определены приложения, в которых его рассмотрение является важным и не имеет значения. Для простоты предположим, что с этого момента мы имеем дело только с водой или сточными водами, а не с каким-либо другим химическим веществом или жидкостью.
| Подъемная станция Zoeller Engineered Products с погружными насосами для сточных вод и системой отключения Z-Rail®. |
Прежде чем мы сможем понять такую концепцию, как NPSH, мы должны сначала понять понятие кавитации.Некоторые люди ошибочно полагают, что кавитация возникает, когда воздух попадает во всасывающий патрубок насоса. Это состояние на самом деле называется воздухововлечением, а не кавитацией. Хотя вовлечение воздуха — тоже серьезная проблема, и ее следует избегать, это отдельная проблема в другой раз.
Кавитация — это фазовая реакция, которая может происходить внутри корпуса насоса рядом с рабочим колесом, если давление перекачиваемой жидкости падает ниже определенного критического значения. Если эти критические условия соблюдены, жидкость мгновенно превратится в маленькие пузырьки или «полости» водяного пара, как это происходит в кастрюле с кипящей водой.По мере прохождения жидкости через корпус насоса давление увеличивается, в результате чего эти маленькие пузырьки пара резко схлопываются обратно в жидкость. Переход от жидкости к пару и обратно к жидкости обычно происходит за доли секунды, но совокупные эффекты этих реакций с течением времени могут вызвать не только потерю эффективности насоса, но и значительный физический ущерб. Поскольку кавитация — это буквально тысячи небольших взрывов и взрывов внутри насоса, эти реакции могут фактически привести к образованию ямок в крыльчатке и боковых стенках корпуса насоса, тем самым разрушая компоненты и значительно сокращая срок службы насоса.Возникающая в результате турбулентность также вызывает вибрации, которые вредны не только для уплотнений и подшипников насоса, но и для окружающих компонентов системы. Короче говоря, кавитация очень разрушительна.
Предотвращение кавитации
На этом этапе мы лучше подготовлены к обсуждению NPSH. Как упоминалось ранее, для возникновения кавитации внутри корпуса насоса давление перекачиваемой жидкости должно упасть ниже определенного критического значения, известного как давление пара. На давление жидкости внутри корпуса насоса влияет множество различных факторов, наиболее важными из которых являются температура воды, глубина забортной воды в колодце, всасывающий трубопровод (при наличии), давление нагнетания и геометрия входа насоса.Температура воды, глубина, всасывающий трубопровод и давление нагнетания — все это характеристики, которыми могут управлять инженеры проекта. Однако геометрия различных входных отверстий насоса варьируется от одного производителя насоса к другому. Чтобы позволить инженерам-конструкторам выполнять расчеты кавитации, некоторые производители насосов публикуют значения требуемого чистого положительного напора на всасывании (NPSHR). Эти значения устанавливают минимальное давление, которое может быть у жидкости непосредственно перед входом в насос, чтобы гарантировать, что жидкость не упадет ниже давления пара внутри и не начнет кавитацию.Инженеры-конструкторы могут посмотреть на все другие характеристики системы вокруг насоса и затем рассчитать доступный чистый положительный напор на всасывании (NPSHA). Пока доступное значение NPSH больше требуемого NPSH, жидкость в системе не будет кавитации.
| Бронзовые лопатки рабочего колеса изъедены и эродированы кавитацией. |
Как инженер насосной компании, мне периодически звонят клиенты, которым нужна информация о NPSHR для наших насосов.Просмотр опубликованной нами литературы не обнаруживает никаких упоминаний о ценностях NPSHR. То же самое и с большинством наших товарищей по производству погружных насосов. Учитывая важность предотвращения кавитации, почему мы и другие опускаем такую важную информацию? Ответ кроется в сферах применения наших насосов. Как мы узнали выше, одним из ключевых факторов, влияющих на кавитацию в насосах, является всасывающий трубопровод. За некоторыми примечательными исключениями, кавитация в насосах почти всегда связана с системами, включающими трубопровод на стороне всасывания, например, при перекачивании в сухой шахте.Поскольку вода всасывается через эти всасывающие трубы по пути к насосу, потери на трение вызывают падение давления жидкости. Если оно упадет достаточно низко, чтобы достичь давления пара, возникнет кавитация. Когда погружные насосы опускаются непосредственно в мокрый колодец, нет трубопровода со стороны всасывания, направляющего воду к входу насоса. Для насосов, применяемых почти исключительно в «мокрых» скважинах без всасывающего трубопровода, возможность кавитации практически отсутствует. Пока насос спроектирован и может работать по опубликованной кривой; температура воды находится в пределах допустимого диапазона производителя; и влажный колодец достаточно вентилируется, чтобы не создавать разрежения при падении уровня жидкости, тогда давление жидкости в корпусе насоса не будет падать достаточно низко для возникновения кавитации.
Об авторе: Даррен Мейерс, П.Е., инженер-разработчик в компании Zoeller (www.zoeller.com).
Другие статьи в текущем выпуске WaterWorld
Другие статьи из архивов WaterWorld
Рекомендации по проектированию всасывающего трубопровода насоса
Основная причина многих проблем и отказов насосов связана с плохой конструкцией трубопровода до и на стороне всасывания. Общие проблемы, которых следует избегать:
Недостаточное давление жидкости, ведущее к кавитации внутри насоса.
Узкие трубы и сужения, создающие потери от шума, турбулентности и трения.
Унос воздуха или пара, вызывающий шум, трение и снижение производительности.
Взвешенные твердые частицы, вызывающие повышенную эрозию.
Неправильный монтаж трубопроводов и других компонентов.
Кавитация
Точка кипения жидкости соответствует температуре, при которой давление ее пара совпадает с давлением окружающей среды.Если, например, вода подвергнется значительному падению давления при комнатной температуре, она закипит.
В любой насосной системе существует сложный профиль давления. Это происходит из-за многих свойств системы: производительности, напора, потерь на трение как внутри насоса, так и в системе в целом. Например, в центробежном насосе давление на крыльчатке сильно падает, а давление снова увеличивается в пределах его лопастей (см. Диаграмму). В поршневом поршневом насосе давление жидкости падает, когда она всасывается, по существу, из состояния покоя в цилиндр.Когда жидкость вытесняется, давление жидкости снова увеличивается.
Если давление жидкости в любой точке насоса ниже, чем давление пара, она буквально закипит, образуя пузырьки пара внутри насоса. Образование пузырьков приводит к снижению производительности и увеличению вибрации и шума, но большая опасность возникает, когда пузырьки попадают в секцию насоса под более высоким давлением. Пар конденсируется, и пузыри взрываются, выделяя локально огромное количество энергии. Это может привести к серьезным повреждениям и вызвать серьезную эрозию компонентов насоса.
Чтобы избежать кавитации, вам необходимо подобрать насос в соответствии с жидкостью, системой и областью применения. Это сложная область, и вам рекомендуется обсудить ваше применение с поставщиком насоса.
Общие сведения о NPSH
Чтобы избежать кавитации, давление жидкости должно поддерживаться выше давления пара во всех точках, когда она проходит через насос. Производители указывают свойство, называемое «Требуемая чистая положительная высота всасывания» или NPSH-R — это их минимальное рекомендуемое давление жидкости на входе, выраженное в метрах.В документации, поставляемой с помпой, могут быть диаграммы, показывающие, как NPSH-R изменяется в зависимости от расхода.
Фактически, NPSH-R определяется как давление на стороне всасывания, при котором кавитация снижает давление нагнетания на 3%. Таким образом, при проектировании трубопроводов на стороне всасывания для вашей системы вы должны убедиться, что они превышают номинальное значение NPSH-R производителя для рабочих условий. Рассчитанное вами значение называется доступным NPSH (NPSH-A).
Помните, что номинальное значение NPSH-R производителя — это минимальное рекомендуемое давление напора на входе: насос уже испытывает кавитацию при таком давлении.Следовательно, важно предусмотреть запас прочности от 0,5 до 1 м, чтобы учесть этот и другие факторы, такие как:
Рабочая среда насоса — постоянна ли температура?
Перемены погоды (перепады температуры и атмосферного давления).
Любое увеличение потерь на трение, которое может происходить время от времени или постепенно в течение срока службы системы.
Турбулентность и трение
Насосы, и особенно центробежные насосы, работают наиболее эффективно, когда жидкость подается без скачков, плавным ламинарным потоком.Любая форма турбулентности снижает эффективность и увеличивает износ подшипников, уплотнений и других компонентов насоса.
Прямой трубопровод, подсоединяемый к насосу, должен иметь длину не менее 5 диаметров трубы. Никогда не подключайте колено, редуктор, клапан или сетчатый фильтр к этому последнему участку трубопровода. Если вы подсоединяете колено непосредственно к фланцу насоса, жидкость эффективно центрифугируется по направлению к внешнему изгибу колена, а не в центр (проушину) рабочего колеса.Это создает нагрузку на подшипники и уплотнения насоса, что часто приводит к износу и преждевременному выходу из строя.
Иногда просто невозможно предусмотреть достаточное расстояние отстоя в трубопроводе перед насосом. В этих случаях используйте проточный кондиционер или выпрямитель.
Стандартной практикой является использование трубопроводов со стороны всасывания на один или два размера больше, чем входное отверстие насоса — ни в коем случае нельзя использовать трубопровод, размер которого меньше входного патрубка насоса.
Маленькие трубы приводят к большим потерям на трение, а это означает, что эксплуатация вашей насосной системы обходится дороже. С другой стороны, трубы большего диаметра более дороги, поэтому вам необходимо взвесить возросшую стоимость с вероятной экономией энергии в результате снижения потерь на трение.
Также имеет смысл свести длину трубопровода к минимуму, разместив насос как можно ближе к источнику жидкости.
Трубопровод большего размера означает, что вам понадобится редуктор перед входом в насос.Редуктор представляет собой сужение и требует тщательного проектирования, чтобы избежать как турбулентности, так и образования карманов, в которых может скапливаться воздух или пар. Лучшее решение — использование эксцентрикового редуктора, ориентированного так, чтобы исключить возможность образования воздушных карманов.
Как правило, скорость всасывающего трубопровода должна быть ниже 2 м / с. При более высоких скоростях большее трение вызывает шум, более высокие затраты на энергию и усиление эрозии, особенно если жидкость содержит взвешенные твердые частицы. Если ваша система содержит узкие трубы или другие сужения, имейте в виду, что скорость трубы в этих точках будет намного выше.
Унос воздуха или пара
Лучше не допускать попадания воздуха или пара в трубопровод. Вовлеченные газы приводят к снижению производительности насоса, увеличению шума, вибрации и износу компонентов. Поэтому важно правильно расположить подающую трубу в резервуаре или емкости. Он должен быть полностью погружен в воду. Если он находится слишком близко к поверхности жидкости, всасывание создает вихрь, втягивающий воздух (или другие пары) в жидкость и через систему откачки.В подающей трубе также не должно быть никаких других труб, мешалок или лопастей мешалки — всего, что может привести к попаданию воздуха в жидкость. В неглубоких резервуарах или прудах может быть целесообразно использовать перегородку для защиты подающей трубы от вовлечения воздуха.
Взвешенные вещества
Вы также должны убедиться, что подающая труба не находится слишком близко ко дну резервуара или пруда. Если это так, то вместо воздуха или пара воздухозаборник может втягивать твердые частицы или шлам! В любом случае жидкость может содержать взвешенные твердые частицы.
Некоторые поршневые насосы могут работать со смешанной фазой без каких-либо повреждений или серьезных потерь в производительности. Центробежные насосы не так прочны и должны быть защищены от твердых частиц. В этой ситуации вам потребуется установить фильтр или сетчатый фильтр. Фильтры могут создавать большой перепад давления и нести ответственность за кавитацию и потери на трение. Сетка фильтра должна иметь как минимум в три раза большую площадь поперечного сечения трубы. Используйте манометр дифференциального давления на экране, чтобы следить за любым повышенным падением давления, прежде чем возникнут проблемы с засорением.Это также поможет в точной оценке NPSH-A.
Установка
Очевидно, что насосы должны быть надежно размещены, как и трубопроводы. Не используйте одно для поддержки другого. Все остальные компоненты должны быть так же надежно расположены и не создавать напряжения или деформации в других частях системы. Убедитесь, что труба, соединяющая входной фланец насоса, точно совмещена с ним. Если вам необходимо установить обратные клапаны или клапаны управления потоком, установите их на напорной стороне насоса, а не на трубопроводе на стороне всасывания.
Резюме
Проблемы с трубопроводом на стороне всасывания часто имеют разрушительные последствия для системного насоса, и их можно избежать, следуя этим рекомендациям:
Убедитесь, что условия не способствуют кавитации, особенно если вы используете центробежный насос. Это требует тщательного выбора насоса, его расположения и напора.
Расположите подающую трубу, чтобы свести к минимуму унос воздуха / пара и твердых частиц.
Минимизируйте трение и турбулентность, выбирая подходящие трубы и компоненты:
Используйте трубы, диаметр которых вдвое больше диаметра фланца на стороне всасывания насоса.
Убедитесь, что трубопроводная система выровнена с фланцем насоса и прямая, как минимум на 5 диаметрах трубы.
Используйте эксцентриковый переходник, ориентированный для устранения воздушных карманов.
Поддерживайте скорость в трубе ниже 2 м / с.
% PDF-1.5 % 7637 0 obj> эндобдж xref 7637 129 0000000016 00000 н. 0000008757 00000 н. 0000009007 00000 н. 0000002939 00000 н. 0000009052 00000 н. 0000009728 00000 н. 0000009876 00000 н. 0000009974 00000 н. 0000010052 00000 п. 0000010166 00000 п. 0000010278 00000 п. 0000010563 00000 п. 0000011191 00000 п. 0000011275 00000 п. 0000011353 00000 п. 0000011403 00000 п. 0000011453 00000 п. 0000012025 00000 п. 0000019333 00000 п. 0000027159 00000 н. 0000035015 00000 п. 0000042554 00000 п. 0000051398 00000 п. 0000059461 00000 п. 0000067554 00000 п. 0000075176 00000 п. 0000079937 00000 н. 0000080194 00000 п. 0000080277 00000 п. 0000080333 00000 п. 0000080590 00000 п. 0000080673 00000 п. 0000080729 00000 п. 0000080827 00000 п. 0000081546 00000 п. 0000081803 00000 п. 0000081886 00000 п. 0000081942 00000 п. 0000082020 00000 н. 0000082840 00000 п. 0000109213 00000 п. 0001529084 00000 н. 0001531734 00000 п. 0001535232 00000 п. 0001537881 00000 п. 0001544574 00000 п. 0001544644 00000 п. 0001544714 00000 п. 0001544787 00000 п. 0001544892 00000 п. 0001545023 00000 п. 0001545196 00000 п. 0001545339 00000 п. 0001545522 00000 п. 0001545571 00000 п. 0001545698 00000 п. 0001545809 00000 п. 0001546040 00000 п. 0001546089 00000 п. 0001546210 00000 п. 0001546299 00000 n 0001546533 00000 п. 0001546582 00000 п. 0001546715 00000 п. 0001546818 00000 п. 0001547007 00000 п. 0001547055 00000 п. 0001547144 00000 п. 0001547233 00000 п. 0001547354 00000 п. 0001547402 00000 п. 0001547513 00000 п. 0001547560 00000 п. 0001547607 00000 п. 0001547744 00000 п. 0001547792 00000 п. 0001547929 00000 п. 0001547977 00000 п. 0001548025 00000 п. 0001548073 00000 п. 0001548168 00000 н. 0001548216 00000 н. 0001548433 00000 п. 0001548481 00000 п. 0001548570 00000 н. 0001548699 00000 н. 0001548820 00000 н. 0001548869 00000 п. 0001548976 00000 п. 0001549025 00000 п. 0001549164 00000 п. 0001549213 00000 п. 0001549378 00000 п. 0001549427 00000 п. 0001549548 00000 н. 0001549597 00000 п. 0001549728 00000 п. 0001549776 00000 п. 0001549979 00000 п. 0001550027 00000 н. 0001550174 00000 п. 0001550222 00000 п. 0001550369 00000 п. 0001550417 00000 п. 0001550465 00000 п. 0001550514 00000 п. 0001550563 00000 п. 0001550611 00000 п. 0001550762 00000 н. 0001550811 00000 п. 0001550946 00000 п. 0001550995 00000 п. 0001551044 00000 п. 0001551093 00000 п. 0001551222 00000 п. 0001551271 00000 п. 0001551396 00000 п. 0001551445 00000 п. 0001551582 00000 п. 0001551631 00000 п. 0001551680 00000 п. 0001551729 00000 п. 0001551892 00000 п. 0001551941 00000 п. 0001552112 00000 п. 0001552161 00000 п. 0001552210 00000 п. 0001552259 00000 п. 0000008455 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 7640 0 obj> поток xY} TS! H0 | 7g ֱ cEu> # QLE = δ8L-m = gt ڞ} ޛ = g {8 =
Определение параметров работы байпасной перекачки
Восстановление систем канализации является растущей проблемой, которую решают многие муниципалитеты из-за устаревшего оборудования.Реконструкция часто требуется для ремонта канализационных сетей и поддержания функционирования и эффективности систем местного сообщества. Подрядчики полагаются на насосы для удаления мусора для обхода сточных вод во время ремонта линий, обслуживания насосных станций и при установке новых станций. Насосы и насосные системы играют решающую роль в обеспечении непрерывного потока сточных вод, в то время как в существующую инфраструктуру вносятся необходимые обновления.
Определение параметров байпасной перекачки
Шаг 1: Определите размер канализационной линии, которую необходимо обойти.Как только размер определен, он используется для расчета максимального расхода, который может выдержать линия. Это также помогает выбрать правильную механическую заглушку для временной блокировки линии, чтобы можно было отремонтировать соответствующий участок линии.
Шаг 2: Определите расход. Местоположение проекта определяет объем потока в обход ремонтной канализации. Если проект находится в промышленной или коммерческой зоне, во время производственных процессов следует наблюдать за потоком, чтобы определить время пиковой нагрузки. Традиционно пиковые потоки происходят с 6 до 9 а.м. (когда люди собираются на работу) и с 18:00 до 21:00. (когда люди возвращаются с работы и ужинают). В непиковое время потоки в линиях будут ниже. Важно, чтобы при применении системы она была спроектирована таким образом, чтобы регулировать этот поток эффективно. Избыточный размер насоса (ов) может привести к неэффективной перекачке и часто приводит к другим проблемам. Насосы не должны многократно переключаться на короткие периоды работы и опорожнять всасывающую камеру. Лучше всего комбинировать насосы для работы как в периоды максимального, так и низкого расхода.Также важно учитывать дополнительный поток, который может быть вызван штормом.
Шаг 3: Определите глубину всасывающего люка. Одним из важнейших элементов любого перекачивания является подъемник. Высота подъема для перекачки сточных вод определяется путем измерения расстояния от верха жидкости в колодце до центра рабочего колеса. Это расстояние определяет тип насоса, необходимого для байпасной перекачки. Самовсасывающие насосы или насосы с вспомогательной заливкой могут использовать высоту всасывания до 25 футов (на уровне моря).Если требуется больший подъемник, необходимо использовать электрические или гидравлические погружные насосы.
Шаг 4: Определите допустимую доплату за люк. Эта сумма будет варьироваться в зависимости от конкретного люка. После того, как механическая заглушка была вставлена в линию, следующим шагом является определение того, насколько высоким может быть уровень, прежде чем это повлияет на свойства перед насосной системой. Идеальная глубина всасывания для самовсасывающих насосов составляет менее 20 футов. Все, что превышает 20 футов, является критической глубиной всасывания и требует особого учета чистой положительной высоты всасывания (NPSH) используемых насосов.При расчете общей высоты всасывания важно не упускать из виду дополнительную высоту насоса, установленного на автомобильном прицепе. Добавление 4 футов к лифту этой установки — безопасное предположение.
Шаг 5: Рассчитайте расстояние от выхода насоса до приемного колодца. Расстояние является жизненно важным элементом при определении потерь на трение при движении жидкости от насоса к приемному люку. Когда линия находится на расстоянии более 1000 футов, может потребоваться увеличить размер нагнетательной линии, чтобы уменьшить потери на трение.
Шаг 6: Определите, как далеко от колодца следует расположить насос (ы). Рассчитайте расстояние от всасывания насоса, чтобы учесть дополнительный всасывающий шланг. Это расстояние используется для определения потерь на трение при прохождении сточных вод через систему. Это дополнительное расстояние увеличит время, необходимое для заливки насоса. Это происходит потому, что из дополнительной линии необходимо откачать больше воздуха.
Шаг 7: Определите скорость и наклон канализационной линии.Важно знать степень уклона линии, поскольку это влияет на количество футов в секунду (скорость) сточных вод. Скорость в канализационной сети должна быть не менее 2 1/2 футов в секунду. Это предотвращает оседание твердых частиц в линии и, в конечном итоге, засорение линии.
В зависимости от местоположения проекта байпаса может быть важно свести к минимуму шум окружающей среды, излучаемый насосом. В этой ситуации идеально подходит закрытый бесшумный насос. Вместо того, чтобы открывать насос и двигатель, кожух снижает уровень шума до приемлемого уровня — обычно около 71 дБА на расстоянии 23 футов.
Шаг 8: Определите давление в системе. Важно рассчитать TDH (общий динамический напор) конкретной байпасной системы. Это определяется путем сложения вертикального расстояния трубы и потерь на трение трубы. Выпускной трубопровод можно перекачивать в открытый выпускной патрубок или перекачивать в систему под давлением. Если это система под давлением, это дополнительное давление должно быть добавлено к TDH. Это рассчитывается путем умножения давления в фунтах на квадратный дюйм на 2,31 и последующего прибавления к ВДН.
Выбор насосов для байпасной перекачки
Какие насосы требуются? Теперь, когда поток и давление байпасной операции определены, соответствующий насос (ы) можно выбрать с помощью производителя насоса. Рекомендуемая рабочая частота вращения для насоса (ов) часто указывается в это время для удовлетворения требований байпаса системы.
Большинство насосов способны перекачивать 24 часа при полной нагрузке на полный бак топлива. Расход топлива можно оценить по оборотам двигателя.Если байпасный насос будет работать всю ночь или круглосуточно, потребуется программа заправки, чтобы гарантировать, что в насосе будет достаточно топлива для круглосуточной работы.
Автоматические поплавки могут использоваться для включения и выключения насоса (ов) при изменении уровня потока. Если в смотровом колодце наблюдается сильная турбулентность, вместо поплавков в трубопровод можно установить погружные преобразователи.
Важно проводить плановое техническое обслуживание насосов. Насосы с дизельным приводом требуют обслуживания моторного масла и фильтров каждые 250 часов работы.Это позволяет им работать с оптимальной эффективностью. Также необходимо проверить зазоры между рабочим колесом и изнашиваемой пластиной, чтобы убедиться в правильной работе насоса. Уплотнения, прокладки и уплотнительные кольца также могут быть оценены в это время. Сетчатые фильтры часто используются в байпасных операциях для устранения проблем с засорением.
Если на рабочее колесо насоса не поступает достаточный поток жидкости, оно начинает кавитацию. Если возникает кавитация или уровень в люке повышается, это указывает на проблему с засорением.В любой ситуации следует проверить сетчатый фильтр на предмет засорения. Если в сетчатом фильтре нет мусора, может потребоваться остановить насос и проверить наличие закупорки в проушине рабочего колеса.
После завершения проекта байпасной перекачки важно принять меры для промывки байпасных линий и насосов, поскольку транспортировка загрязненного оборудования является незаконной.
Тим Клайн — менеджер по продажам строительных материалов в компании Gorman-Rupp со штаб-квартирой в Мэнсфилде, штат Огайо.
Байпас 101 | WWD
В связи с большим объемом инфраструктурных работ на горизонте возникнет много проблем при попытке обойти существующие здания, дороги и другие сооружения. Миллиарды долларов федеральной помощи были выделены на восстановление разрушающихся канализационных систем. Хотя это проекты, которые будут реализованы, возникнут проблемы, связанные с попытками сохранить дороги и предприятия открытыми во время работы.
При восстановлении существующих канализационных линий, как правило, невозможно просто отвести поток сточных вод; его необходимо «обойти» — или временно прокачать по ремонтируемой или заменяемой трубе.Для этого используются насосы, способные перекачивать сточные воды, содержащие мусор и сточные воды.
Объявление
Насосы устанавливаются перед неисправной трубой. Временный трубопровод устанавливается от насосов после ремонтируемой трубы и обратно в существующую канализационную сеть. Между этими точками устанавливаются временные заглушки, позволяющие снять или отремонтировать трубу. В зависимости от количества домов или предприятий, обслуживаемых канализационной линией, байпас может обрабатывать сточные воды от нескольких до нескольких тысяч галлонов в минуту (галлонов в минуту).
Это очень упрощенное описание байпаса; Есть много сопутствующих факторов, которые требуют работы специализированных обходных компаний. Чтобы выбрать подходящий насос и оборудование, подрядчикам, работающим с байпасами, необходимо знать пиковый расход; размер трубы канализационной линии; глубина трубы канализационной линии; продолжительность работы; проблемы с доступом; и любые другие факторы, связанные с конкретным проектом.
Пиковый расход
Пиковый расход — это самый высокий расход в трубопроводе в течение дня. Обычно это происходит рано утром, когда люди готовятся начать день и используется много воды (например,г., ванная, душевые и т. д.), и снова днем, когда они вернутся домой. Особое внимание следует уделять периодам пикового потока, таким как Суперкубок. Пиковый поток обычно возникает в период полупериода и может вызвать серьезные проблемы во время байпаса, если его не учредить или не обработать правильно.
Пиковый расход должен быть известен, чтобы правильно рассчитать байпасную насосную систему. Пиковый расход не является средним дневным расходом, и если он неизвестен или неточен, могут возникнуть серьезные проблемы, например, разлив сточных вод, которые очень дороги.После запуска некоторые байпасы не могут быть остановлены. Если необходимы дополнительные насосы, необходимо принять все меры для предотвращения разлива.
Глубина канализационного трубопровода
Для правильного выбора насоса необходимо знать глубину канализационного трубопровода и допустимый уровень сточных вод / сточных вод внутри трубопровода. Подходящий тип насоса зависит от этого уровня глубины. Если канализационная линия глубже примерно 25 футов, необходимо использовать погружные насосы. В этом случае погружной насос для мусора опускают в отверстие трубопровода и подключают к временному сливному трубопроводу.Если канализационная линия меньше 25 футов, то можно использовать наземные насосы, не засоряющиеся, или насосы для мусора. В этом случае всасывающая труба или шланг опускается в отверстие трубопровода, оставляя насос над землей, и снова насос подключается к временному байпасному трубопроводу.
Как правило, высота всасывания более 25 футов нецелесообразна, поскольку на пропускную способность насоса сильно влияет большая глубина всасывания. Кроме того, всегда следует учитывать требования к чистой положительной высоте всасывания (NPSHr) насоса — давление напора, которое заставляет сточные воды течь в насос, будь то атмосферное или другое положительное статическое давление, — всегда следует учитывать, поскольку многие насосы не работать в приложениях, где есть значительные всасывающие подъемники.Несоблюдение NPSHr может привести к разливу сточных вод, если насос не поспевает за расходом.
Объявление
Продолжительность проекта обхода
Некоторые обходы могут длиться всего несколько минут, в то время как другие могут длиться месяцами или годами. Некоторые проекты можно закрыть в конце дня, но большинство из них нужно будет запускать круглосуточно и без выходных. Проекты продолжительностью менее одного дня, естественно, менее интенсивны и проблематичны. При работе в режиме 24/7 необходимо учитывать множество мер безопасности.
Как правило, рекомендуется иметь должным образом обученного и оборудованного сторожа насоса, который может наблюдать за работой и реагировать на любые проблемы. В длительных проектах следует учитывать следующие моменты: добавление персонала для обслуживания системы; системы сигнализации; дополнительные резервные насосы и арматура; круглосуточные контакты для экстренных случаев; требования города в отношении шумового загрязнения; контроль трафика / доступа; и многие другие вопросы, которые могут быть не очевидны с самого начала, но должны быть решены перед запуском любого обхода.
Проблемы с доступом
Иногда обход происходит в удаленном месте, где достаточно места для установки. Однако большинство обходов будет происходить в загруженных общественных местах, где могут возникнуть незначительные нарушения, связанные с обходом. Это приводит к проблемам с доступом, при которых необходимо установить надлежащее оборудование для безопасного выполнения работы с минимизацией пространства, необходимого для установки.
Дорожные сооружения или сооружения рядом со зданиями ограничивают доступ как для установки, так и для эксплуатации оборудования.Для прокладки дороги может потребоваться изменение направления движения или перекрытие дороги. В некоторых случаях всасывающий или нагнетательный трубопровод должен быть проложен к насосам и от них, и может потребоваться заглубить их, чтобы можно было продолжать использовать дороги или сооружения. Может потребоваться установка дополнительных элементов, таких как шторы для шумоподавления или эстетики. Если байпас будет длительным, необходимо предоставить достаточно места для текущего обслуживания.
В байпасах большего размера может потребоваться несколько насосов, что увеличит площадь, занимаемую оборудованием.Нельзя предполагать, что установка или эксплуатация могут быть выполнены без надлежащего планирования и разрешения местных органов власти.
Дополнительные выпуски
Скорее всего, будет множество других проблем, связанных с какой-либо конкретной операцией обхода. Некоторые из этих проблем включают:
- Потери на трение во временном трубопроводе;
- Резервный трубопровод;
- Планирование действий в чрезвычайных ситуациях при разливе сточных вод; и
- Замена или ремонт неисправных насосов.
Насосы и оборудование
Байпасные насосы и оборудование доступны в различных вариантах и из различных материалов. Как правило, любые трубопроводы, вероятно, будут из полиэтилена высокой плотности, стали или ПВХ, где это разрешено. Используемый шланг должен иметь прочную конструкцию и обычно указывается в соответствии с допустимым типом. Любые клапаны обычно относятся к тому типу, который предотвращает запутывание сточных вод на препятствиях.
Сами насосы являются важнейшим элементом байпаса. Все насосы подчиняются законам физики.На уровне моря теоретическая максимальная высота всасывания воды (удельный вес 1) любого насоса при идеальном вакууме — будь то самовсасывающий, с вакуумным усилителем, с диафрагмой или с компрессором / Вентури — составит 33,9 фута. Однако другие факторы ограничивают «практическую подъемную силу» насоса существенно меньшей — более, порядка 25–28 футов. Погружные устройства необходимы при более глубоких настройках, поскольку они не ограничены высотой всасывания и «толкают» воду вверх.
Для байпасов с высотой всасывания менее 25 футов обычно следует использовать наземный самовсасывающий или заправочный насос.Опять же, значение NPSHr насоса будет играть важную роль при правильном выборе.
Самовсасывающий насос будет заливать сам себя, пока он заполнен водой. Обычно это самый простой в использовании, состоящий из насоса и его привода. Всасывающий шланг или труба вставляется в отверстие люка или канализационной линии и подсоединяется со стороны всасывания. Затем со стороны нагнетания подсоединяется сливной шланг или труба. Камера насоса наполняется, и насос включается. Они часто используются там, где время заливки не критично.
Объявление
Насос с заправкой заправляется в сухих условиях. Как правило, заправочные насосы заполняются быстрее, чем самовсасывающие. Они состоят из насоса, привода и заправочного устройства, которым может быть вакуумный насос, диафрагменный насос или компрессор / трубка Вентури. Насос с вакуумным усилителем работает быстрее всего из-за возможности обработки воздуха, за которым следует вспомогательная диафрагма, а затем установка компрессора / Вентури.
Для байпасных насосов с высотой подъема более 25 футов необходимо использовать погружные насосы.Они также предлагаются в различных вариантах. Наиболее распространенными будут электродвигатели с гидравлическим приводом, которые состоят из гидравлического силового агрегата, гидравлических шлангов и погружного насоса с гидравлическим приводом.
Области применения зависят от того, представляет ли установка с электрическим приводом проблему безопасности.
Опыт имеет значение
Когда дело доходит до насосов и оборудования, недостаточно общих знаний о насосах. Опыт в настройке, установке и обслуживании жизненно важных строительных работ — лучший инструмент для такого рода проектов.