Подбор и установка насоса для скважины
Перед монтажом скважинных насосов нужно ознакомиться с паспортными данными на скважины, при всем этом сначала следует уделять свое внимание на конечный поперечник скважины, сопоставляя его с габаритами насосного агрегата.
По результатам опытнейших откачек и кривой удельного дебита определяют глубину до динамического уровня при запроектированном подъеме воды из скважины.
Всас насоса должен находиться в скважине на 2—3 м ниже расчетного динамического уровня. Зная глубину погружения насоса, подготавливают соответственное количество водоподъемных труб со железными муфтами либо фланцами. Перед монтажом необходимо проверить глубину скважины до забоя.
В случае заиления рабочей части скважины породой нужно прочистить ствол желонкой либо помыть эрлифтной установкой. Во время сооружения скважины инспектируют наличие срезов вырезанных и извлеченных обсадных труб. Эту проверку создают опуском печатей (рис. 1).
Рис. 1. Печать
1 — газовая труба;
2 — фланец;
3 — древесный диск;
4 — кровельное железо;
5 — мыло либо пластик, глина жирная;
6 — муфта
По оттиску и глубине спуска печати определяют поперечник и глубину до среза, т. е. до верха оставленной в скважине трубы. Поперечник оставленной в скважине трубы нужно сравнить с поперечником запроектированного скважинного насоса. Поперечник древесного диска обычно на 5—8 мм меньше обсадной трубы, в которую опускают печать.
После монтажа насоса, установки опорной плиты на фундамент и герметизации устья скважины создают обвязку устья.
Разработан герметический оголовок для скважинных насосов с погружными электродвигателями, представленный на рис. 2. Оголовки созданы для герметизации устья скважины, в каких предусматривается установка центробежных скважинных насосов.
Пример условного обозначения герметичного оголовка с условным проходом 150 мм конструктивного выполнения 1-ОГ-150:
Герметичный оголовок (рис. 2) состоит из устьевого патрубка 1 и опорной плиты 2, соединенных меж собой с помощью болтов 3, гаек 4 и прижимающих шайб 5.
Рис.2. Герметизация устья скважины
1 — устьевой патрубок;
2 — опорный фланец;
3 — болт;
4 — гайка;
5 — прижимающая шайба
Устьевой патрубок бетонируют в фундамент устья скважины. Несоосность его относительно колонны обсадных труб не должна превосходить 2—3 мм. Если в устье скважины имеется кондуктор, опорную плиту можно устанавливать конкретно на кондуктор с применением промежного переходного фланца.
Герметизацию стыка опорной плиты и устьевого патрубка производят при помощи резинового уплотнительного кольца, установленного в паз на опорной плите. На верхней плоскости опорной плиты расположены три сальника, служащие для уплотнения жил токоподводящего кабеля, и сальник для уплотнения провода от датчика «сухого хода».
При отсутствии датчика «сухого хода» отверстие под сальник закрывают заглушкой. На опорной плите имеется также отверстие, закрывающееся железной пробкой, которое служит для замера уровня воды в скважине. Оно может быть также применено для хлорирования воды в скважине. К колену на опорной плите приварен штуцер для установки манометра.
После установки насоса в скважину, оборудованную герметичным оголовком, нужно проверить скважину на плотность. Для этого проходное отверстие колена и штуцер заглушают и через отверстие для замера уровня воды в скважину компрессором нагнетают сжатый воздух под давлением 0,05 МПа (5 кгс/см2), за ранее смазав мыльным веществом стык опорной плиты и патрубка и сальники. Отсутствие пуырьков воздуха свидетельствует о неплохой герметиции скважины.
Установка опорной плиты насоса на фундамент содействует более длительной его эксплуатации.
Во время работы насосный агрегат и водоподъемные трубы вибрируют, что приводит к ослаблению соединений водоподъемных труб, к утечке воды, уменьшению развиваемого напора и подачи воды, а время от времени и к катастрофам. В каталоге на скважинные насосы приведены типоразмеры насосов, графики их технических черт. Свойства составлены для эталонных насосов и имеют некие отличия из-за различных конструктивных решений узлов, используемых материалов.
Развиваемый насосом напор, обычно, не оказывает влияние на подачу воды.
К примеру, насос ЭЦВ10 с подачей воды 63 м3/ч изготавливают для напоров 40, 65, 110, 150, 180 и 270 м. Для роста напора устанавливают более мощнейший электродвигатель и добавляют число рабочих ступеней.
Чтоб подобрать подходящий насос при запроектированной подаче воды, нужно подсчитать надобный напор Н. Он складывается из глубины до динамического уровня, утраты напора в водоподъемной трубе на участке от динамического уровня до поверхности i, надобного напора от устья скважины до верхнего уровня воды в водонапорной башне резервуара Р. При подаче воды конкретно в водопроводную сеть до верхнего этажа дома напор подсчитывают с учетом различия абсолютных отметок, надобного напора при изливе в наивысшей точке подачи воды и утрат напора в водопроводной полосы h (рис. 3).
Рис. 3. Схема подсчета требуемого напора
С учетом вероятных увеличений утрат напора в процессе использования из-за коррозионных отложений на внутренних стенах водопроводных труб, дополнительно установленной сетевой арматуры, фасонных частей подсчитанный надобный напор наращивают на 10—12 м.
Утраты напора в водоодъемной и водопроводной трубах подсчитывают по «Таблицам для гидравлического расчета железных, металлических и асбестоцементных труб» Шевелева Ф. А. Надобный напор от устья скважины до излива воды замеряется манометром, установленным на оголовке скважины перед задвижкой.
Пример.
Требуется подобрать напор скважинного насоса с подачей 20 м3/час.
Вода подается в водонапорный бак, находящийся на абсолютной отметке на 20 м выше скважины.
Высота от поверхности земли до верхнего уровня воды в баке 12 м.
Статический уровень h в скважине установился на глубине 60 м.
По графику удельного дебита при подаче воды 20 м3/ч снижение уровня S составляет 9 м.
Как следует, динамический уровень будет находиться на глубине h = 60 + 9 = 69 м.
Насос с погружным электродвигателем должен быть опущен в скважину на глубину 69 + 3 = 72 м, считая от поглощающей камеры (3м — подпор насоса, нужный для обычной работы).
По таблице гидравлических расчетов утраты напора в водоподъемной трубе насоса поперечником 70 мм на каждые 10 м длины составляют 0,9 м.
При длине водоподъемной трубы 69 м (до динамического уровня) утраты напора составят 0,9 X 6,9 = 6,2 м.
На оголовке скважины установлены колено поперечником 70 мм, задвижка, водосчетчик и оборотный клапан.
Суммарные местные утраты напора в сетевой арматуре составляют около 1 м.
Высота подъема воды в водонапорный бак с учетом различия абсолютных отметок (20 м) и утрат напора в водопроводной трубе от скважииы до бака составит Р = 12 + 20 +(утраты напора в водопроводной трубе, зависящие от ее поперечника и протяженности).
Пусть эти утраты равны 6 м.
Тогда нужный напор у поверхности земли составит 12 + 20 + 6 = 38 м.
Как следует, требуемый напор насоса будет равен Н = 69 + 1 + 38 + 6,2 = 114,2 м.
С учетом вероятных дополнительных утрат напора, которые могут появиться в процессе эксплуатации, расчетный напор наращивают на 10—15 м.
Как следует, для нашего примера будет нужно насос с напором более 125—130 м.
Более подходящим по каталогу будет насос марки ЭЦВ8-16-140 с подачей 19 м3/ч воды, с электродвигателем мощностью 11 кВт.
Если приобретенный насос развивает больший напор, чем требуется, нужно снять часть рабочих ступеней с направляющими аппаратами, чтоб уменьшить напор.
Заместо снятых рабочих колес, с направляющими аппаратами, на вал насоса устанавливают втулку, размером равную сумме длины снятых рабочих колес. Укорачивать вал насоса не рекомендуется.
Пример:
Имеется насос марки ЭЦВ10-63-180 с подачей воды 63 м3/ч и напором 180 м. с девятью ступенями и мощностью электродвигателя 48 кВт.
Нужен насос с развиваемым напором 110 м. (ЭЦВ10-63-110).
Одна ступень приобретенного насоса развивает напор Н = 180/9 = 20 м.
Для получения напора 110 м количество оставляемых рабочих ступеней составит n= 110/20 = 5,5 ступеней, принимаем 5.
Это соответствует напору насоса ЭЦВ10-63-110.
Установленная мощность понижается с 48 до 32 кВт.
Подача воды будет выполняться при стопроцентно открытой задвижке, что позволит существенно понизить расход электроэнергии.
Допустим, что до снятия излишних ступеней насоса разница давлений на оголовке скважины до и после задвижки составляла 70 м. Насос работает круглые сутки.
Подача воды не поменялась (63 м/час.), подставляя данные в формулу, получаем: е= 63х70 / 367,2х 0,6х24х365 = 175 600 кВт/ч.
Перед спуском насосного агрегата в скважину полость электродвигателя заполняют водой. После заливки электродвигателя водой, присоединения к выводным концам токоподводящего кабеля нужно произвести проверку на сопротивление изоляции обмотки статора, мест спайки выводных концов электродвигателя к токоподводящим кабелям, которые должны быть не ниже 0,5 МОм.
Опорная плита насоса должна опираться на фундамент, который поглощает вибрацию насоса при его работе.
К станции управления скважинного насоса подключают токоподводящий кабель, сечение которого должно соответствовать мощности электродвигателя, датчик холостого хода и защиту от наибольшего тока.
К ней же подключают датчики наибольшего, малого уровня воды в резервуаре, баке водонапорной башни, реле давления при подаче воды конкретно в водопроводную сеть, счетчик числа часов работы насосного агрегата.
Станция управления должна соответствовать мощности электродвигателя насоса.
Подключать электродвигатель к силовой полосы, минуя станцию управления, категорически воспрещается.