Назначение, конструктивные особенности насосных станций, расчет машинного зала здания станции

Насосные станции По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения водопроводные насосные станции подразделяются на станции I подъема, II и последующих подъемов,
повысительные и циркуляционные (рис. 1, а, б, в, г).
Насосные станции I подъема забирают воду из источника и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистка воды, в аккумулирующие емкости (резервуары чистой воды, водонапорные башни, гидропневматинеские баки), а в некоторых случаях непосредственно в распределительную сеть. Характерной особенностью насосных станций I подъема является более или менее равномерная подача в течение суток.
Насосные станции II подъема подают воду потребителям из резервуаров чистой воды, которые позволяют регулировать подачу. Подача насосных станций II подъема в течение
суток неравномерна. Ее по возможности приближают к графику водопотребления.
Повысительные насосные станции (станции подкачки) предназначены для повышения напора на участке сети или в водоводе. Они забирают воду не из резервуара, а из трубопроводов и поэтому не могут самостоятельно регулировать подачу.
Циркуляционные насосные станции входят в замкнутые системы технического водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций. На этих станциях может устанавливаться несколько групп насосов: одна - для подачи отработанной воды на охлаждающие, другая - на очистные устройства, третья-для возврата подготовленной воды к производственным установкам.

Насосные станции систем водоотведеная (рис. 1, д) предназначены для подачи сточных вод на очистные сооружения. Районные насосные станции водоотведения часто перекачивают стоки не непосредственно на очистные сооружения, а из одного бассейна канализования в другой, когда соединение бассейнов самотечными коллекторами нецелесообразно.
Особый вид насосных станций представляют станции для перекачивания атмосферных вод (на сети ливневой канализации), осадков и ила (на канализационных и водопроводных очистных сооружениях), агрессивных промышленных сточных вод. Рис. 1. Принципиальные схемы компоновки насосных станций различного назначения:
в - I подъема из открытого водоисточника;
б - II подъема;
в - повысительной;
г - циркуляционной;
д - водоотведеная;
/ - водозабор;
2 - самотечные водоводы;
3 - водоприемно-сеточный колодец;
4 - всасывающие трубы;
5 - насосная станция;
6 - напорные водоводы;
7 - очистные сооружения;
8 - резервуары чистой воды;
9 - потребители технической воды
10 - приемные камеры;
// - охлаждающие или очистные сооружения;
12- самотечный коллектор;
13 - помещение решеток По степени обеспеченности подачи воды насосные станции подразделяются на три категории:
/ категория допускает перерыв в подаче воды только на время (не более 10 мин), необходимое для выключения поврежденных и включения резервных элементов (оборудования, арматуры, трубопроводов), и снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30 % расчетного расхода и на производственные нужды до предела, установленного аварийным графиком работы предприятий, при длительности снижения не более 3 сут.
// категория допускает перерыв в подаче для проведения ремонта не более, чем на б ч, а на канализационных станциях - на время, обусловленное аккумулирующей вместимостью подводящих сетей, и соответствующее снижение подачи не более, чем на 10 сут.
/// категория допускает перерыв в подаче не более, чем на 24 ч и соответствующее снижение подачи не более, чем на 15 сут.

К I категории относятся насосные станции, обслуживающие технический водопровод и системы водоотведения специальных производств; системы водоснабжения и водоотведения населенных пунктов с числом жителей свыше 50 000 чел. (ориентировочно, максимальное суточное водопотребление свыше 40 000 м3); подающие воду непосредственно в сеть противопожарного и объединенного хозяйственно-противопожарного водопроводов.
Ко II категории относятся насосные станции, обслуживающие водопровод населенных пунктов с числом жителей от 5000 до 50 000 чел., если подача воды на пожаротушение возможна и при временной остановке этих станций; насосные станции систем водоотведения населенных пунктов с тем же числом жителей, если аккумулирующая вместимость подводящих сетей обеспечивает прием стоков на время отключения станции при ремонте; насосные станции водопроводов населенных пунктов с числом жителей до 600 чел. (ориентировочно, максимальное суточное водопотребление не более 3000 м3) и других объектов, указанных в нормах (п. 2.11, примечание 1 [3]).
К Ш категории относятся насосные станции систем водоотведения, обслуживающие населенные пункты с числом жителей до 500 чел., и насосные станции поливочных водопроводов.
К насосным станциям различных категорий предъявляются соответствующие требования по надежности энергообеспечения (для насосных станций I и II категории подключение не менее, чем к двум независимым ЛЭП), по капитальности сооружений, по резерву технологического оборудования.
От категории насосной станции зависит число резервных агрегатов (табл. 1), число всасывающих и напорных линий и расчетные расходы для них, количество и размещение запорной арматуры на внутристанционных коммуникациях.Таблица 1. Число резервных агрегатов, устанавливаемых в водопроводных насосных станциях Количество рабочих агрегатов одной группы насосов Число резервных агрегатов в насосных станциях I-категории II-категории III-категории До 6 2 1 1 6-9 2 1 - Свыше 9 2 2 -
Наряду с обеспечением напора и подачи, предусмотренных графиком водопотребления или водоотведения, и удовлетворением требований по бесперебойности работы, при сооружении и оборудовании насосных станций необходимо при наименьших затратах на их строительство и эксплуатацию обеспечивать комфортные условия работы обслуживающего
персонала, широкое применение автоматики и телемеханики. Не следует допускать излишеств в составе и размерах сооружений, кубатуре зданий, основном и вспомогательном
оборудовании, архитектурном оформлении. В то же время необходимо учитывать, что состав сооружений и оборудования, так же как и вся схема водоснабжения или водоотведения
в целом, должны отвечать условиям будущей экспулатации при возрастающих объемах водопотребления. Конструкция насосной станции должна предусматривать возможность
модернизации и расширения, замены установленного оборудования на более мощное, обеспечивающее увеличение подач и напоров.Типы и конструкции насосных станций
Строительство насосной станции должно выполняться в наиболее короткие сроки при возможно меньшей его стоимости с применением совершенного строительного оборудования и передовых методов труда. В связи с этим в конструкциях насосных станций должны применяться унифицированные строительные детали с размерами, кратными строительному модулю F м) или его частям.
В состав сооружений насосной станции кроме машинного зала, в котором размещаются насосы, могут входить:
для станции I подъема - водозаборные сооружения, водоприемники и камеры переключений; для станций II подъема - резервуары чистой воды и камеры переключений;
для циркуляционных насосных станций - водоприемники и камеры переключений;
для насосных станций систем водоотведения - приемные резервуары с решетками.

Электрическое хозяйство и трансформаторная подстанция могут располагаться в одном помещении с машинным залом или быть вынесенными в отдельно стоящее здание.
В зависимости от природных и производственных условий некоторые из вышеперечисленных сооружений могут функционально объединяться или отсутствовать в схеме насосной станции.
Часто машинный зал насосной станции объединяется в одну строительную конструкцию с водоприемником (насосные станции I подъема) или с приемным резервуаром (насосные станции водоотведения). Такие насосные станции называются совмещенными.
В зависимости от типа насосного оборудования различают насосные станции с горизонтальными и вертикальными, центробежными и осевыми насосами.
По расположению насосов относительно уровня воды в водоеме, приемном резервуаре или резервуаре чистой воды различают станции: с насосами, установленными с положительной высотой всасывания; с насосами, установленными с подпором (под залив).
По расположению машинного зала относительно поверхности земли насосные станции бывают: наземные, частично заглубленные (полузаглубленные); заглубленные; подземные.
В наземных насосных станциях отметка пола машинного зала определяется планировочными отметками окружающей земли. В этих станциях при необходимости предусматривается въезд автомобиля в машинный зал, и насосы к месту установки могут быть поданы подъемно-транспортным оборудованием непосредственно с кузова автомобиля.
В полузаглубленных насосных станциях пол машинного зала заглублен по отношению к поверхности окружающей земли. Характерной особенностью таких станций является отсутствие перекрытия между первым этажом и машинным залом. Одно и то же подъемно-транспортное оборудование обслуживает монтажную площадку на уровне первого этажа и заглубленный машинный зал.
Особенностью заглубленных насосных станций является наличие перекрытия между машинным залом и первым этажом. Пространство над машинным залом в заглубленных насосных станциях используется для размещения вспомогательных помещений. При большом заглублении насосных станций (шахтный тип) между машинным залом и поверхностью земли могут устраиваться дополнительные подземные этажи, на которых располагается вспомогательное оборудование.
Подземные насосные станции расположены полностью под землей и, как правило, не имеют надземной части (верхнего строения). Они невелики и управление ими автоматизированно. Подземными, например, могут проектироваться станции забора подземных вод. По форме подземной части в плане насосные станции могут быть: прямоугольными, круглыми, эллиптическими и сложной конфигурации. Прямоугольная форма обеспечивает лучшие условия для строительства как подземной, так и надземной части из унифицированных деталей. Круглая и эллиптическая формы позволяют легче воспринимать гидростатическое давление и давление грунта бетонными и железобетонными конструкциями подземной части, а также вести строительство опускным способом.По характеру управления насосные станции могут быть:
с ручным управлением - все или часть операций по управлению агрегатами производятся обслуживающим персоналом;
автоматические - все операции по включению и выключению агрегатов производятся автоматически в зависимости от уровня воды в емкостях, давления или расхода воды в трубопроводах;
полуавтоматические - насосный агрегат включается или выключается от единичной команды, заданной эксплуатационным персоналом, а вся дальнейшая работа выполняется автоматически;
с дистанционным управлением - управление насосной станцией производится из диспетчерского пункта, значительно удаленного от станции.Насосы являются важнейшим элементом современных систем водопровода и канализации. Именно через них жидкости сообщается энергия, необходимая для поднятия ее на большую высоту или транспортирования на значительные расстояния. Насосные станции представляют собой сложный комплекс сооружений и оборудования. Правильный выбор технико-экономических параметров этого комплекса во многом определяет надежность и экономическую эффективность подачи или отведения воды.

Основные требования, предъявляемые к их оборудованию и работе
Тип и число основных и вспомогательных насосов, состав помещений и набор вспомогательного оборудования, конструктивные особенности и предъявляемые к насосной станции технологические требования зависят от ее назначения.
В зависимости от перекачиваемой жидкости насосные станции подразделяются на водопроводные и станции систем водоотведения (канализационные).