Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Моноблок осевого насоса с электродвигателем погружного типа просит малых серьезных издержек на строительство насосной станции. При проектировании их, но, нужно учесть ряд особенностей, которые обоснованы высочайшей производительностью данных агрегатов (до 20.000 м3/ч). Погружные электронасосы с осевым (пропеллерным) либо диагональным рабочими колесами обычно инсталлируются в вертикальной напорной колонне на выступ (фланец), закрепленный снизу. Жесткого соединения (анкеровки) не требуется, так как вес насоса достаточен, чтоб удержать его на месте.

Установка особых фиксаторов предутверждает вращение насосов в реактивном направлении и сразу увеличивает опорный фланец. При таковой конструкции вероятен самый обычный вариант установки насоса — опуском в нагнетательную колонну при помощи лебедки либо крана. Колонны могут производиться из бетона (рис.1)или из металла (рис.2), а по типу функционирования быть со свободным или подтопленным изливом. В последнем случае нужен оборотный клапан (рис.2), а время от времени и задвижка.

Кандидатурой вертикальной может являться наклонная напорная колонна. Установка насоса при всем этом делается по продольным полозьям (рельсам), закрепленным снутри колонны (рис. 3).

Рис .1 Установка в открытой колонне.
Рис.2 Установка в железной колонне с крышкой и с боковым напорным патрубком снаряженным оборотным клапаном.

Рис.3 Установка насоса в наклонной колонне осуществляется по полозьям (рельсам), закрепленным снутри ее.

Надежная и действенная работа насоса зависит сначала от конструкции приемного резервуара. Для насоса с осевым либо диагональным рабочим колесом безупречным является условие, если поступающий поток будет равномерным, с установившимся течением, без завихрений, воронок, без вовлеченного воздуха. Нестабильный поток на входе в насос может понизить производительность насоса и вызвать импульсное изменение нагрузки на лопастях пропеллера, сопровождающееся вибрацией и шумом.

Большие завихрения на входе в насос могут ненужным образом изменять напор, производительность и мощность насоса. Локальные завихрения приводят к нарушению сплошности потока и как следует, к вибрации, шуму, кавитации, также способны захватывать с поверхности, в насос плавающий мусор, и разрушить его.

Вариант конструкции (рис.4) является более обычным при строительстве, потому к нему обращаются в большинстве случаев. Но следует подразумевать, что в данном случае требуется завышенная глубина погружения насоса, более протяженный подводящий канал, из-за чего общая цена строительства таковой станции возможно окажется выше, чем при других конфигурациях.

Рис.4 Простая конструкция открытого водоприемника с привязкой к поперечнику D напорной колонны.

Он также менее эффективен при работе с неравномерно поступающим расходом, потому рекомендуется только для станций с безупречными критериями впуска, к примеру, с одним насосом либо при переднем впуске. На многонасосных станциях, которые характеризуются различными рабочими критериями, нужно использовать потокоразделители либо потоконаправляющие перегородки, которые сглаживают воздействие асимметрий во входном потоке (рис. 5).

Рис. 5 Приемно — насосная камера с потоконаправляющими элементами.

Малая глубина погружения S насоса в открытом водоприемнике рис. (4; 5) является функцией скорости потока, поперечника входного отверстия насоса и рассредотачивания потока при подводе к насосу. На диаграммах (Рис. 6) представлены данные зависимости.

Рис.6 Мало допустимое заглубление S входного отверстия насоса зависимо от его подачи и поперечника D.

Потокоформирующая стена перед входом в насос, выполненная из металла либо бетона (рис.7) позволяет, за счет образования тем протяженного поглощающего патрубка с плавненько изменяющимся сечением, уменьшить величину требуемого заглубления низа агрегата до 1D, где D — поперечник поглощающего отверстия. Приведенные тут размеры (рис.5; 7) можно отыскать в литературе.

Рис. 7 Насосно — приемная камера с потокоформирующей стеной из бетона, образующей поглощающий патрубок.

В неких случаях малая глубина погружения насоса, обозначенная на диаграммах, не удовлетворяет требованиям кавитационного припаса ∆htp (NPSHR). При расчете этой глубины основываться нужно на кавитационной характеристике насоса, которая указана в его технической документации. Насосы с осевыми либо диагональными рабочими колесами являются низконапорными. Потому принципиально детально просчитывать утраты напора в каждом из частей обвязки агрегата. Диаграмма (рис.8) дает возможность определять величины местных утрат ∆h в стандартных элементах и выбирать под поперечник колонны 800 мм, к примеру.

Рис. 8 Местные утраты напора в стандартных элементах обвязки зависимо от подачи для поперечника напорной колонны 800 мм.

На насосных станциях обычно устанавливают два и поболее агрегатов. Многонасосные системы имеют огромную производительность, являются более гибкими в работе и поболее надежными. Такие станции проектируются на базе личных водоприемных модулей. Так как входящий поток должен быть очень равномерным, конфигурация приемной камеры, откуда поток поступает в отдельные модули, имеет огромное значение. Метод впуска воды через поглощающий патрубок (рис.7) менее чувствителен к неравномерности поступающего потока, который характерен для многонасосных станций. Эта неравномерность может появляться в итоге отличия либо поворота потока в приемной камере, также, при работе 1-го насоса с частичной нагрузкой.

Установка с поглощающим патрубком является в данном случае наилучшим решением. Так как система с открытым водоприемником (рис.4) более чувствительна к непостоянности потока, требуется более протяженные приемная камера и разделительные перегородки меж отдельными водоприемниками, чем при системе с поглощающей трубой. Если открытый водоприемник применяется для более, чем 3-х насосов, длина разделительных перегородок должна составлять более 2/3 от общей ширины водоприемника (рис.9).

Рис.9 Многонасосная станция с открытым водоприемником и передним впуском.

Если сжатие потока происходит перед входом в водоприемник из-за наличия решеток либо шиберов, длина водоприемника должна быть увеличена до 6D и поболее, зависимо от степени сжатия. Есть две главные конструкции многонасосных станций: с передним и с боковым впуском воды в приемный резервуар. Если впуск передний (рис.9) и ширина его меньше общей ширины водоприемников, то подводящую камеру следует симметрично расширить. Суммарный угол расширения от подводящей трубы не должен превосходить 40˚. Для открытых подводящих лотков общий угол расширения не должен превосходить 20˚. Наклон днища в приемном резервуаре устраивается в границах 10˚. Если эти характеристики не соблюдаются, то для улучшения рассредотачивания подводимого потока нужны разделительные либо водоотбойные стены.

Для принятия рационального решения, эту схему по более сложным вариантам выполнения насосной станции следует сначала испытать ее на моделях. Если впуск боковой, то рекомендуется установка перегородки с верхним и донным переливом, что содействует перераспределению и рассеиванию большей части кинетической энергии поступающего потока (рис.10).

Рис.10 Многонасосная станция с открытым водоприемником и боковым впуском.

При проектировании особо больших насосных станций (общей производительностью более 22 тыс. м3/ч либо единичной подачей насоса более 9 тыс. м3/ч ) рекомендуется [3] непременное испытание ее модели в гидравлической лаборатории либо проведения компьютерного анализа гидродинамики. Используя последний, можно достигнуть хороших результатов (рис.11) с наименьшими затратами времени и средств, чем при гидравлических испытаниях.

Рис. 11. Компьютерный анализ гидродинамики потоков позволил предупредить ошибки в запроектированной станции (а) и, варьируя ее конструктивом(б), отыскать правильное решение (в).

Расстояние меж перегородкой и водоприемным модулем должно быть достаточным, чтоб удалить завихрения и вовлеченный воздух до поступления воды в насос. Поток воды, транспортируемый через водоподъемную колонну очень мощнейший. Обтекая кабельные жилы насосного агрегата, он подвергает их сильным колебаниям и переплетению меж собой. Повреждений жил вследствие этого реально избежать, используя приспособления, обеспечивающие их натяжку, также герметичное и сразу эластичное скрещение с конструкцией колонны (рис.12).

Рис .12 Приспособление для крепежного элемента кабеля , предлагаемое ITT Flygt.

Опыт указывает, что экономия на данных приспособлениях приводит к переплетению жил (рис.13) спустя 4-6 месяцев после запуска насоса. Кабельные жилы осевого насоса могут переплетаться, если не применить рекомендуемые приспособления для их натяжения.

Перечень литературы:
[1] Bixio V. Gestaltung moderner Propeller — Pumpwerke. Padova 1985. 97c.
[2] Pumping station with large submersible propeller pumps. Flygt Systems Engeneering. 2001, Stockholm.
[3] American National Standart for Pump Intake Design. ANSI/HI 1998.

Березин С.Е., Баженов В.И. ЗАО «Водоснабжение и водоотведение»

Комментарии запрещены.