Незасоряющиеся насосы для перекачки осадков сточных вод
ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» реализовало к 300-летию городка ряд программ по модернизации оборудования ранее сделанных технологических схем чистки сточных вод на ЦСА, ССА и загородных станциях.
Одним из примеров реализации схожих программ является реконструкция насосных станций узла обработки осадков на обозначенных станциях аэрации.
До реконструкции перекачка осадков осуществлялась плунжерными насосами НП-50 воронежского завода «Водмашоборудование» и центробежными насосами ФГ-216/24а, ФГ-114/10,5, ФГ-81/18, СД-450/22,5 Рыбницкого насосного завода.
В процессе использования вместе с плюсами, которые свойственны для насосов большого типа НП, выявлены их недочеты. К ним сначала можно отнести малый уровень эксплуатационной надежности, долгий ремонт насосов (таблица 1).
Предстоящая их эксплуатация оказалась убыточной из-за огромных издержек на изготовка запчастей (бронзовых скользящих подшипников, колец в цилиндрах и др.). Опыт эксплуатации центробежных канализационных насосов ФГ-216/24а, ФГ-114/10,5, ФГ-81/18, СД-450/22,5 показал, что их надежность при производительности 100 м3/ч и наименее из-за нередкого засорения проточной части становится неприемлимо низкой.
К примеру, количество отказов за год насосов ФГ-216/24а в итоге засорения проточной части превосходит (табл. 2) нормативное в 3 раза.
Таблица 1
Вид операции технического обслуживания Периодичность Трудозатратность, чел-ч Очистка клапанов от тряпок 1-2 раза в день 2 Добавление сальниковых набивок 1 раз в двое суток 1 Подмена сальниковых набивок 2 раза в неделю 6 Подмена бронзовых скользящих подшипников на шатунах 2 раза за месяц 12 Подмена колец в цилиндрах 1 раз за месяц 12 Подмена резиновых прокладок клапанов 2 раза за месяц 2 Устранение утечек, возникающих из-за износа,
засорения клапанов 2 раза за месяц 6 Итого трудозатратность на один насос в год 2100
Таблица 2
Элементы, лимитирующие безотказность насосов ФГ-21б/24а Количество отказов n за год по данным экспертного опроса Эксплуатационные характеристики безотказности 1 2 3 4 n А-104,1/ч Подмена подшипника:
электродвигателя
насоса
1
14
2
26
1
15
2
27
3
23
0,8
10,7 Подмена сальников и прочистка насоса 66 112 72 114 90 52,2
При засорении проточной части появляется необходимость в разборке насоса, соответственной по трудозатратности текущему ремонту, потому годичная трудозатратность ремонтов центробежных насосов ФГ-216/24а, ФГ-114/10,5, ФГ-81/18, СД-450/22,5 растет до 400 человек — часов на один насос.
Взамен обозначенных насосов для откачки сырого осадка, консистенции сырого осадка и лишнего активного ила из первичных отстойников, подачи осадков на центрифуги получили применение винтообразные насосы PSM (Франция), «Netzsch» (Германия), также винтообразные питатели PS (Румыния). Насосы Ne40, Ne100 и PS-100AR, PS-125AR, PSM позволяют плавненько регулировать и поддерживать на данном уровне расход при перекачке осадков.
Совместно с тем в процессе их эксплуатации выявлены последующие недочеты: высочайшие энергоемкость, цена и эксплуатационные издержки, связанные с поставкой девайсов зарубежного производства, сложность ремонта. Практика показала, что конструкция насосов не допускает попадания в проточную часть жестких включений, приводящих к повреждению статора.
Для устранения этого недочета в реальных критериях эксплуатации нужно особое защитное устройство на поглощающих трубопроводах в виде отстойников, строительство которых просит огромных финансовложений.
Не считая того, насосные станции, оборудованные винтообразными питателями длиной около 6 м, занимают значимые производственные площади. По обозначенным причинам предстоящая эксплуатация перечисленного насосного оборудования стала убыточной, потому ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» реализует программку по модернизации оборудования на насосных станциях узла обработки осадков.
В рамках этой программки разработаны насосы ЦНН-200/ 20а, ЦНН-100/30, ЦНН-100/20, ЦНН-80/20, НН-50/25, НН-28/15. Технические свойства новых насосов для перекачки сточных вод и необезвоженных осадков влажностью более 93 % представлены в таблице 3.
Таблица 3
Марка насоса Напор, м Подача, м3/ч Габариты, мм Масса, кг Движок Мощность, кВт Частота, мин НН-28/15 15 28 1368x542x790 340 АИР132М6 7,5 960 НН-50/25 25 50 1467x542x737 445 5А160С4 15 1500 ЦНН-100/30 30 100 2041x500x810 570 АИР180М4 30 1500 ЦНН-80/20 20 80 1629x734x440 570 АИР132М4 11 1500 ЦНН-200/20а 20 200 2030x512x820 605 АИР180М4 30 1500
Отличительной особенностью насосов ЦНН-200/20 является рабочее колесо с 3-мя профилированными лопастями, а насосов ЦНН-100/30, ЦНН-100/20 — с 2-мя профилированными лопастями и увеличенным до 80 мм наименьшим зазором межлопастного места.
В отличие от забугорных образцов трех- и двухлопастное профилированное рабочее колесо обеспечивает устойчивую работу насоса без вибрации и засорений проточной части длинноволокнистыми субстанциями и жесткими включениями до 80 мм. Износ рабочего колеса в процессе использования не приводит к его дисбалансу.
В отличие от обозначенного рабочее колесо насосов НН-50/25 и НН-28/15 стопроцентно расположено в нише задней стены корпуса насоса с зазором относительно входного патрубка. Не считая того, оно дополнительно снабжено задним диском и укороченными периферийными лопатками, которые расположены меж рабочими.
Уплотнение рабочего колеса выполнено щелевым, а в уплотнении вала коллектор для рассредотачивания запорной воды установлен с упором, позволяющим эксплуатировать насосы при нарушении правил набивки уплотнительных колец. Конструкция уплотнения вала позволяет эксплуатировать насос в отличие от забугорных образцов даже при короткосрочных перебоях в подаче запорной технологической воды.
Для понижения издержек на текущий и серьезный ремонты насосы разработаны в универсальном блочно-модульном выполнении, что обеспечивает возможность полной разборки их на месте без отсоединения трубопроводов. Это позволяет понизить длительность ремонтных работ в 3-4 раза. Обозначенные насосы, сделанные на заводах С.-Петербурга, внедрены при реконструкции насосных станций на ЦСА, ССА и загородных станциях аэрации.
На заводе сжигания осадков на о. Белоснежном в С- Петербурге в 2002 г. завершены работы по реконструкции насосной станции для подачи осадков на центри-прессы, которая ранее была оборудована 10 винтообразными насосами PSM. Необходимость подмены насосов PSM обоснована тем, что ресурс трущейся пары ротор — статор при работе на осадке ЦСА (износ абразивными субстанциями) составлял менее 0,5 года.
По истечении этого периода подача насосов понижается до недопустимого уровня и требуется ремонт. Издержки на ремонт таких насосов лимитируются ценой расходных материалов и составляют около 13500 долл. США в год на каждый насос. Потому для понижения эксплуатационных издержек выполнена реконструкция насосной станции с подменой винтообразных насосов PSM насосами НН-50/25, разработанными ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга».
Эксплуатация показала, что при регулировке производительности частотным методом по замкнутой схеме насосы НН-50/25 стабильно обеспечивают подачу осадков на центрипресс, включая режим его пуска, когда требуется ступенчатое увеличение производительности. Издержки на реконструкцию станции окупились в течение года при следующей экономии эксплуатационных издержек за нормативный срок эксплуатации (8 лет) более 2 млн. долл. США.
Выводы
Опыт эксплуатации незасоряющихся насосов для перекачки осадков сточных вод в разных критериях станций аэрации С.-Петербурга показал, что по сопоставлению с аналогами, предлагаемыми, в том числе, зарубежными производителями, насосы имеют последующие достоинства:
— незасоряемость, гарантирующая надежную перекачку осадков в критериях неэффективной работы либо отказов решеток очистных сооружений (насосы перекачивают осадки с тряпками и маленькими металлическими включениями размером до 80 мм, которые выводят из строя даже современные винтообразные насосы зарубежного производства);
— высочайшая надежность, обеспечивающая наработку меж серьезными ремонтами более 10000 ч;
— простота конструкции, удобство обслуживания и высочайшая ремонтопригодность, дозволяющие уменьшить трудозатратность обслуживания и текущих ремонтов до 100-150 человеко — часов / год на один насос;
— маленькие габариты, дозволяющие сокращать производственные площади насосных станций и дающие возможность устанавливать насосы на имеющиеся фундаменты ранее эксплуатируемых насосов ФГ.
Перечень ЛИТЕРАТУРЫ
1. Водоотведение и чистка сточных вод Санкт-Петербурга / Колл. создателей. Под общей ред. Ф. В. Кармазинова. — СПб, 2002.
2. А. с. 2044165 РФ, МПК 6 F04D 29/20. Устройство рабочего колеса насоса / Ф. В. Кармазинов, Ю. А. Ильин, В. С. Игнатчик и др.
3. А. с. 2044928 РФ, МПК 6 F04D 29/12. Уплотнение рабочего колеса насоса / Ф. В. Кармазинов, Ю. А. Ильин, В. С Игнатчик и др.
4. Пат. 26610 РФ, МПК 7 F04D 7/04. Незасоряющийся насос / Ф. В. Кармазинов, Ю. А. Ильин, В.С Игнатчик и др.