Проектирование насосных станций водоснабжения является одним из главных этапов создания системы обеспечения водой как многоквартирных домов, так и промышленных предприятий. Техническая разработка подобных комплексов – непростая задача, доступная для выполнения только специализированным организациям.
Цели и задачи этапа проектирования насосных станций водоснабжения
К таким параметрам относятся пиковый суточный и мгновенный расход водоносителя, график нагрузки комплекса водоснабжения, требуемое давление в системе.
Определение типа комплекса водоснабжения либо модернизация имеющегося.
Выбор комплектующих элементов системы, таких как насосные модули либо установки. Подбор осуществляется на основании рассчитанных характеристик, типу управления, стойкости к воздействию агрессивных сред, варианту монтажа агрегатов.
Автоматизация работы комплекса, позволяющая снизить издержки на его эксплуатацию. Внедрение иных мероприятий, повышающих эффективность насосного оборудования.
Нормативные документы в сфере разработки насосных станций
На этапе разработки насосных комплексов следует руководствоваться следующими регламентирующими документами:
ФЗ №384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
ГОСТ 21.601-79 «Система проектной документации для строительства. Водопровод и канализация. Рабочие чертежи».
ГОСТ 21.604-82 «Система проектной документации для строительства. Водоснабжение и канализация. Наружные сети».
Отраслевые стандарты по стальным, чугунным, полимерным водопроводным трубам.
СН 456-73 «Нормы отвода земель для магистральных водоводов и канализационных коллекторов».
СН 478-80 «Инструкция по проектированию и монтажу сетей водоснабжения и канализации из пластмассовых труб».
СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».
«Положение о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию», утвержденного Постановлением Правительства РФ №87 от 16.02.2008.
В соответствии с рекомендациями, изложенными в нормативных руководствах, таких как СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий», расчет параметров насосного оборудования рекомендуется выполнять, основываясь на мгновенном расходе водоносителя. При этом в обязательном порядке принимаются во внимание потери давления в трубопроводах и поправочные коэффициенты элементов системы.
Назначение насосных станций водоснабжения.
Насосные установки водоснабжения предназначены для повышения давления, поддержания постоянного уровня давления или создания необходимого перепада давления и эффективно применяются:
в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения жилых зданий, объектов социально-культурного, бытового и коммерческого назначения (многоэтажные жилые дома, спортивные комплексы и сооружения, торговые и торгово-развлекательные центры и др.)
в системах водоснабжения зданий промышленного назначения (различные производственные предприятия и цеха)
в системах агропромышленного комплекса для ирригации, в дождевальных установках и установках орошения (капельного полива)
в системах подачи воды на объектах специализированного назначения; — в системах циркуляции, отопления и охлаждения зданий различного назначения
Для разработки проекта заполните форму ниже или напишите по указанным ниже контактам.
Тел: +7 (831) 264-40-47
Руководитель проектного отдела Бронфман Ольга Евгеньевна
Проектирование насосных станций
Из содержания этой интересной статьи вы узнаете:
1. Для чего предназначены насосные станции
Вода редко самостоятельно доходит до необходимого уровня на объекте и имеет нужное давление для оптимальной работы системы. Да и по трубопроводу самотеком она идет далеко не всегда или очень медленно. Поэтому для эффективной работы систем водоподготовки используется дополнительное оборудование. Насосные станции предназначены для перекачки и подачи воды в системе водообеспечения. Зачастую уровень воды находится гораздо ниже и не может самотеком поступать в системы водоочистки. Или слишком низкое давление. В этом случае устанавливают насосную станцию, которая не только способная подавать воду на любой уровень, но и обеспечивать оптимальное давление, регулируя поток воды.
Насосные станции могут использоваться в любой системе водоподготовки. Их проектирование осуществляется еще во время подготовки основного проекта и составлении чертежей. Для функционирующего объекта, проектирование насосных станций является отдельным пунктом. В проекте следует учитывать все особенности системы водоподготовки и требования по нормативам.
Насосные станции имеют определенную комплектацию, которая отличается видами насосов, их производительностью и мощностью. Подбираются такие системы исходя из назначения оборудования. Области, где применяются такие устройства, достаточно обширны. Насосные станции устанавливают, как в загородных поселках, так и в промышленном производстве. Они позволяет нормализовать работу всей системы и значительно снизить потребление ресурсов.
Установка насосных станций является не только экономически выгодным вариантом. Но позволяет решить некоторые задачи. Например, снизить нагрузку на систему, вследствие чего возрастает срок эксплуатации и уменьшается процент изношенности. Любую станцию можно автоматизировать и не потребуется постоянного контроля за процессами. Вся работа будет выполняться отталкиваясь от заложенной программы.
Это очень удобно при использовании нескольких типов насосов. Чаще всего, автоматизация необходима в промышленном секторе, а также в тех случаях, когда устанавливают большое количество оборудования. При автоматизации системы насосы включаются и выключаются следуя определенному заложенному алгоритму.
Насосные станции должны подчиняться определенным требованиям. Во-первых, это эффективность работы и соответствие техническим характеристикам. Во-вторых, изготовлены из качественного материала, на который не влияет коррозия и воздействие химических веществ. В третьих, возможность установки и работы при незавершенной системе водоотведения. То есть это автономный элемент, который включается в цепочку общей системы водоподготовки.
Проектирование насосных станций является обязательным этапом водоочистительной системы. Учитывая, что от действия этого оборудования зависит эффективность всей остальной системы необходимо рассчитать и учесть все детали. Сами насосы бывают нескольких типов применения, для разных уровней подъема. Чем ниже цифра подъема, тем на более низкий уровень смогут поднимать воду насосы. Например, первый уровень-это подача воды до канализации. Второй уровень-до распределительных узлов. Кроме типа применения, насосы бывают повысительными и циркуляционными. Повысительные используются для подкачки, если давление слишком маленькое. Циркуляционные используются в промышленном производстве и ориентированы на масштабную систему. Устанавливаются по несколько штук. Каждый тип насоса имеет свои требования и распределяются на категории. Различия в их времени работы. То есть некоторые типы насосов могут работать без остановки, какие-то предусматривают промежутки в работе.
Еще один вид-это насосные станции для канализации. Такие устройства передают воду в очистные резервуары. Для этого используются два насоса. Работают они по очереди. Но при возникновении аварийной ситуации включаются оба. Внештатная ситуация определяется специальными датчиками, которые контролируют уровень воды. Если при прохождении определенной отметки насос не включается, то подается сигнал и работать начинает запасной. Когда основной насос вновь начинает работу, резервный уходит в режим ожидания. Также дополнительное устройство включается если уровень воды не падает при работающем основном оборудовании.
Насосная станция используется для систем пожаротушения. Может подавать как воду с пеной, так и удалять остатки. Также используется два насоса. Данный тип насосной станции считается самым экономичным среди всех типов.
Насосные станции играют важную роль в системе водоподготовки. И, зачастую, без них просто не обойтись. Проектирование насосных станций может быть заложено в новый объект строительства. Может быть отдельным проектом в процессе реконструкции системы. Модернизация необходима в условиях долгого простаивания объекта и введение его в эксплуатацию. Бывает при расширении производства. Или при смене технических характеристик исходной воды. Насосная станция позволяет оптимизировать работу всей системы, увеличив её производительность. . Поэтому монтаж насосной станции актуален для любых объектов. Но все же чаще всего станции применяются для перекачки жидкости или оптимизации давления. Монтаж насосного оборудования должен быть проведен согласно регламенту. При неправильной установке оборудование может выдавать ошибки. Как правило, такие детали выясняются при пуско-наладочных работах. Сервисное обслуживание насосной станции необходимо. И чем больше нагрузка на систему, тем чаще придется проводить проверку. Такие действия необходимы для поддержания насосов в оптимальном состоянии.
В некоторых случаях, если позволяет система и технические характеристики оборудования, возможна установка универсальной насосной станции. То есть в системе есть все необходимые устройства и дополнения. Но при этом обязательно соблюдение нормативов и производительности. В этом случае процесс проектирования значительно ускоряется. Но чаще всего насосные станции проектируются индивидуально, потому что у каждого проекта есть свои особенности и технические нюансы. Например, давление или температура воды или использование химических элементов. Также в стандартных комплектациях обычно насосы имеют среднюю мощность. Для промышленных производств её не хватит, ввиду необходимой высокой производительности и зачастую высокого давления. Для бытовых сфер её будет слишком много. Поэтому и проектируются насосные станции индивидуально каждый раз, исходя из требований заказчика и особенностей системы и монтажа. Универсальная насосная станция больше подойдет для загородных участков. Скважинная вода, особенно в одной местности, может иметь схожие характеристики. Для крупных объектов или с какими-либо особенностями, обязательно составление индивидуального проекта.
Рис. 1 Промышленные насосные станции
2. Требования к проектированию насосных станций
Чтобы насосная станция работа эффективно, к ней применяются определенные требования. Чтобы система не потеряла производительность, насосные станции подбираются учитывая некоторые особенности: подачи электроэнергии, повышение давления, удобство использования.
Проектирование насосных станций позволяет решить основные задачи по взаимодействию оборудования. Если насосы необходимы для нового объекта, то подбирает вариант, чтобы не только поддержать производительность системы, но и увеличить её. Если идет реконструкция системы, то выбор оборудования зависит от технических характеристик существующей системы.
Кроме основных типов, насосы можно поделить на несколько категорий: для безостановочной подачи воды, периодическую подачу воды и с долгим перерывом. Каждый тип ориентирован для определенной области применения. Основными целями проектирования, которые помогают при выборе станции являются:
Расход воды мгновенный и в течении суток.
Нагрузка на систему водоотведения.
Необходимое давление, которое надо создать в системе.
Новый объект или реконструкция существующего.
Определение характеристик системы и используемых элементов очистки.
Автоматизация устройства и возможность будущей модернизации.
Правильное проектирование позволит решить все эти задачи, стараясь минимизировать затраты. Кроме того, что необходимо отталкиваться от требований системы, при проектировании насосных станций необходимо строго следовать нормативам.
Кроме технических требований, следует соответствовать регламенту. Регламентирующей документации достаточно много. При несоответствии данных оборудование просто не пройдет экспертизу, которая является одним из пунктов проектирования. Также желательна компактность системы. Насосная станция устанавливается на более низком уровне, чем основное оборудование водоподготовки. Но при этом должно быть достаточно компактны. Это касается и промышленных установок. Автоматизация системы обязательно. Так как большинство проектов проводится для промышленных предприятий, устанавливается большое количество насосных станций. Контролировать все процессы не то что неудобно, а просто не выполнимая задача. Автоматические блоки управления позволят не только настроить каждый насос на свою программу, но и объединить их в общую систему. Это очень удобно, потому что исключает возможность ошибки или сбоя. Материал изготовления насосов должен быть экологически чистым и не токсичным. Вся насосная станция проектируется таким образом, чтобы была возможность последующего внедрения новых технологий или оборудования. Такая предусмотрительность необходима для того, чтобы при увеличении нагрузки, установить дополнительные элементы. Таким образом, не увеличив давления на насосы и повысив производительность. Так как насосная станция рассчитана на длительный срок эксплуатации, со временем могут появиться более гибкие интересные инженерные решения. Поэтому система проектируется с учетом возможной модернизации.
Задачами проекта является создание системы, которая будет эффективно выполнять свои функции, взаимодействуя с остальными элементами фильтрации. При этом значительно снижая нагрузку и увеличивая производительность. Правильно построенные расчеты помогут оптимизировать затраты на потребление ресурсов. Обычно, для больших производств, в проекте предусмотрено несколько типов насосов для более эффективной и корректной работы. Но, опять же, установка большого количества насосов может негативно сказаться на системе водоподготовки. Все-таки оборудование потребляет электроэнергию. И увеличенное количество устройств вызовет перерасход ресурсов. Поэтому так важно в процессе проекта выяснить необходимое количество насосов. К тому же, каждый тип устройств, обязательно должен иметь запасное оборудование в случае возникновения непредвиденной ситуации. Обычно, каждый тип насосов имеет резервное устройство. Насосные станции могут работать с любым оборудованием для фильтрации. Если устанавливать станции, игнорируя требования, то могут возникнуть неполадки в процессе работы оборудования. А это может привести к дополнительным материальным расходам при ремонте или полной замене оборудования.
Рис. 2 Блок насосной станции
Проектирование довольно сложный и длительный процесс, поэтому, для удобства, разбит на этапы. Изначально необходимо получить предварительные данные. Для чего нужна насосная станция, будет это тип насосов которые качают воду или которые откачивают. Проектирование производится для нового объекта или функционирующего, есть ли системы водоотведения и подачи энергии, местоположение объекта, занимаемая площадь, характеристики воды. Учитываются особенности местности и рельефа. Степень промерзания грунта и другие климатические условия. Насосная станция может работать в определенном диапазоне температур. И при слишком большом снижении температуры необходимо утеплять как место монтажа оборудования, так и трубопровод. То же самое касается и высокой температуры окружающей среды. Изучается источник исходной воды и возможность соединения с ним. Анализируется химический состав воды и его воздействие на оборудование.
Далее необходима информация о суточном потреблении воды. Эти данные позволят рассчитать производительность. Кроме того, уточняется давление потока и химический состав воды. Собирая все эти данные, включив потери и необходимые коэффициенты, можно сделать начальные расчеты для будущей насосной станции. Если объект уже имеет определенную систему водоподготовки, уточняются её технические характеристики и производительность. В расчет также берется срок службы оборудования.
На следующей стадии происходит выбор оборудования. Для увеличения производительности системы просчитываются варианты своевременной модернизации оборудования. В эти обновления входит установка датчиков уровня и контроля, блоки управления для полной автоматизации, дополнительные элементы. Кроме того, необходимо выбрать такое количество используемых насосных станций, чтобы разгрузить систему, но не устанавливать слишком много оборудования. В противном случае это займет много места и повысит расход. Сразу же подбирается и тип насоса. Он может быть дренажный, для скважины, циркулярный, для канализации и многоступенчатый. Тип оборудования зависит от назначения и подбирается, основываясь на характеристиках и наиболее высокой производительности. Могут совмещаться несколько типов одновременно, располагаясь на разных уровнях. Таким образом выстраивается более удобная схема подачи или откачки воды, которая не потребляет много энергии.
Далее собираются все необходимые документы с предварительным согласованием. Производятся предварительные расчеты и стоимость монтажа оборудования.
Следующим шагом будет экспертиза. Она необходима для исключения ошибок проектирования. Проводится один раз. Бывает государственная и частная. Проводится такая процедура за счет заявителя и является обязательным условием. В случае проверки насосной станции для бюджетных организаций, оплата происходит из бюджетных средств. Пройти можно как муниципальную, так и частную экспертизу. Разницы между выданными документами нет. При выявлении несоответствий необходимо в кратчайшие срои исправить проект или изменить выбранное оборудование. Без документов экспертизы, проектирование не получит согласование. Занимаются выдачей такой документации довольно большое количество организаций. Все они должны иметь аккредитацию и право на проведение экспертизы.
После положительной экспертизы, когда не выявлено нарушений и подтверждена эффективность системы, начинается составление чертежей. Все данные для схем используются из предварительных расчетов и сделанных в начале процесса проектирования. Последним этапом станет монтаж и пуско-наладочные работы. Проводить их можно, независимо от самой станции водоподготовки, если проект еще находится на стадии строительства.
В каждом этапе проектирования необходимо соблюдение всех требований и сбор как можно большего количества данных. Что касается документации, то она согласовывается для каждого проекта разная. На это влияет сфера деятельности и форма собственности объекта. В основной пакет документов входит:
Пояснительная записка, в которой указаны планировка и конструкция оборудования. Если уже установлена какая-либо система водоподготовки, все её технические данные также подлежат указанию в записке. Кроме технических данных, необходима документация, в которой будут указаны все данные по безопасности использования устройств и возможности увеличения эффективности. Отдельным документом заполняются расчеты на монтаж и приобретение оборудования. Расходы на эксплуатацию. Все документы согласовываются и подписываются в различных инстанциях.
Для наиболее точного составления проекта обязательно прохождение всех этапов. Для уже существующих объектов пакет документов может быть более минимальным. Самостоятельное проектирование насосных станций недопустимо. Потому что на каждом этапе могут возникнуть ошибки. Например, не учесть угол наклона трубопровода или глубину промерзания грунта. Также возможны ошибки в составлении технологической схемы. Все расчеты обычно выполняются с помощью специализированных программ, куда вносятся исходные данные. Кроме того возможны трудности со сбором или согласованием документов или неправильный выбор оборудования. В этом случае система не сможет оптимально функционировать. При установке более мощных насосов начнется перерасход ресурсов, а при наименьшей мощности нехватка. Каждый этап прорабатывается полностью и в определенной последовательности.
Насосная станция выполняет определенные задачи в процессе водоподготовки. И для эффективной работы обязательно учитывать все детали. Кроме технических составляющих значение имеет и само насосное оборудование. В первую очередь оно должно быть изготовлено из качественных материалов и иметь устойчивость к коррозийным отложениям. В составе воды может быть большое количество токсичных примесей, которые будут оказывать негативное влияние. Во избежание последствий, у насосов и от этого должна быть защита. То есть они защищены от химического воздействия вредных элементов. Современные станции обладают достаточной защитой от химических элементов и могут противостоять их воздействию.
Иногда на производствах возникают определенные условия, когда требуется большое количество насосных станций для поддержания определенной оптимальности системы. Но это очень невыгодно экономически. Расходы на покупку и эксплуатацию оборудования, большое потребление электроэнергии. Поэтому подбираются разные схемы установки насосов, на разных уровнях. После чего просчитывается каждый из вариантов и подбирается оптимальная схема монтажа. Но экономить на таком оборудовании не рекомендуется. Подобные установки рассчитаны на длительный срок эксплуатации. И лучше сразу же установить подходящее оборудование.
Если насосные станции стали неисправны, потребуются новые вложения на ремонт оборудования. Поэтому при проектировании заранее закладывается возможность неисправности, что позволяет повысить эффективность работы. Насколько будет надежно оборудование предсказать нельзя, даже учитывая технические данные. Хотя современные насосные станции достаточно эффективны. Всегда могут возникнуть аварийные или другие непредвиденные ситуации. Надежность насосной станции определяется опытным путем. Поэтому при проектировании более предпочтительнее схемы, где использовано меньшее количество насосов, но при этом более надежных. По первым данным сложно определить сколько насосных станций понадобиться для оптимальной работы. Их точное количество можно выявить только после уточнения всех данных и полного анализа всех условий эксплуатации.
Самым требовательным устройством в насосной станции является сам насос. Если давать постоянно максимальные нагрузки, он не выдержит и корпус начнет деформироваться. В процессе проектирования необходимо учесть это и распределить нагрузку между несколькими насосами. Такое разделение поможет сохранить оборудование и продлить срок эксплуатации. Необходимо внимательно отнестись к источнику подачи энергии. Если есть перебои, то устанавливают дополнительные меры безопасности. Лучшим вариантом будет устранение неисправностей и бесперебойная подача питания. Естественно, всегда устанавливают дополнительный насос, который будет работать при возникновении опасных ситуаций. Но ему также необходимо электричество. В этом случае необходим либо дополнительный источник питания либо модернизация старого. При постоянном отключении и скачках напряжения, насосная станция быстро износится и снизится срок эксплуатации оборудования. Поэтому в процессе проектирования просчитываются все возможные варианты.
Главное в проектировании учесть все исходные данные. Учитывая возможные изменения в процессе эксплуатации, например, изменение некоторых данных- давления, надо давать запас оборудованию. Чтобы система не работала с высокой нагрузкой.
При эксплуатации системы могут возникнуть непредвиденные обстоятельства. Например, смещение трубопровода. Такое происходит из-за высоких нагрузок. Поэтому в процессе проектирования важно рассчитать гибкость труб, учитывая стойкость материала. В процессе проектирования рекомендуется заранее просчитать возможные неисправности и варианты решений к ним. Если такая ситуация возникнет при эксплуатации, можно будет достаточно быстро исправить ситуацию, а не останавливать всю работу. Правильно созданный и рассчитанный проект-залог долгой и эффективной работы насосной станции и остального оборудования.
