Схемы насосных станций водоснабжения

 

 

Схемы насосных станций водоснабжения имеют несколько вариантов, что обусловлено различными способами их применения. В качестве основных водоснабжающих источников всегда использовались следующие природные резервуары:

1. Находящиеся под землей, такие как грунтовые либо артезианские источники, ключики.
2. Находящиеся на поверхности земли, такие как реки, озера, водохранилища и каналы.
3. Морские источники, применяемые для производственных целей и требующие монтажа специализированного оборудования, работающего на морской воде.

В любом из вышеперечисленных случаев, вариант оснащения насосного комплекса зависит не только от варианта водообеспечения, но и от его параметров. В зависимости от характеристик источника рассчитывается тип оборудования и расположение его элементов. В качестве примера, водоем открытого типа не всегда обеспечивает доступ к воде, а также равномерное обеспечение доступа к ней. В связи с этим при расчете параметров оборудования следует предусматривать долгосрочный период регулирования потребления и водостока.

 

Многие реки, удобные для отбора воды, не обладают достаточной глубиной, при которой обеспечивается надежное функционирование насосного оборудования. Для повышения уровня водного зеркала в таком случае требуется возведение плотины. Еще одним ограничивающим фактором в применении насосных комплексов является повышенное содержание в жидкости взвешенных частиц. В этом случае проектировщики должны внести изменения в конструкцию и добавить элементы, осуществляющие фильтрацию и предотвращающие преждевременный выход из строя насосов. Одним из вариантов исправления подобной ситуации служит обустройство отстойников.

 

Схемы насосных станций водоснабжения первого подъема

Базовые комплексы, осуществляющие забор воды напрямую из источника, состоят из следующих компонентов:

1. Модуль для водозабора, выполняющий функцию подъема требуемой массы воды из водоема либо подземного резервуара. К водозаборникам предъявляются требования первоначальной очистки жидкости от загрязняющих элементов различного типа. Кроме того, оборудование должно справляться с наносами.
2. Оборудование, выполняющее транспортную функцию, а именно обеспечивающее подачу носителя от водозаборника до приемника насосного модуля.
3. Комплект труб, всасывающих жидкость из источника.
4. Помещение с установленным оборудованием как энергетическим, так и гидротехническим, а также дополнительно смонтированная техника.
5. Напорные системы коммуникации.
6. Оборудование для выпуска воды из напорного водопровода в очистительный резервуар либо на аналогичные механизмы.

Особенности использования насосных комплексов

Рассмотренные выше компоненты насосных станций могут частично отсутствовать. Кроме того, некоторые элементы системы могут быть объединены. Подобные варианты зависят от различных особенностей комплекса, естественных, промышленных и функциональных. Главным фактором, оказывающим влияние на сборку и комплектность оборудования, является взаимное расположение источника и водозаборника. В зависимости от того, насколько близко установлена станция и берегу водоема, определяются ее характеристики.

 

Схемы насосных станций водоснабжения поверхностного и руслового типа

Береговые комплексы разделяются на совмещенные, а также раздельные. Первый вариант используется при глубине источника достаточно большой для беспрепятственного отбора воды, при этом диапазон изменений уровня водоема должен находиться в пределах от пяти до восьми метров. Степень удаленности здания с насосным оборудованием зависит от рельефа береговой линии и особенностей почвы. Наиболее оптимальный вариант – возведение водозаборника около уреза зеркала водоема либо на малом удалении от него.

 

Разделенные береговые системы монтируются на водоемах, характеризующихся обширной площадью разлива. В этом случае установка водозаборника осуществляется непосредственно вблизи воды, а строительство помещения насосного комплекса осуществляется в точке, до которой гарантированно не доходит вода при разливе. Передача жидкости от водозаборника к комплексу производится по трубам самотеком.

Совмещенные русловые комплексы применяются при возможных изменениях уровня водоема от 12 до 20 метров. Помещение станции возводят непосредственно в русле водоема, что добавляет ему устойчивости.

 

Подобные комплексы раздельного типа проектируются для установки в реках с небольшой глубиной либо при достаточно пологом русле. В этом случае водозаборник опускают в реку, а водоприемник возводят на берегу. Передача воды осуществляется по коммуникационным трубам с помощью самотека.

При появлении планов монтажа насосного оборудования для забора воды из водохранилища, первое, что требуется сделать, это выяснить возможность и необходимость совмещения комплекса с существующей плотиной. Кроме того, следует определить возможность применения водоспуска в качестве водозаборника. Такую же функцию может выполнять поверхностный водосброс.

Схемы насосных станций водоснабжения подземного типа

В состав штатного комплекса, закачивающего воду из-под земли, может входить следующее оборудование:

1. Приемные модули, к которым относятся глубинные скважины и колодцы, водозаборы горизонтальные и лучевые;
2. Насосные агрегаты;
3. Трубопроводы, выполняющие функцию транспортировки жидкости от приемника до насосного оборудования.

Вариантов подачи воды из-под земли в настоящий момент всего два. Возможно использование индивидуального либо группового водозабора. Выбор конечного варианта зависит объема жидкости в подземном резервуаре и глубины его нахождения. Первый способ забора характеризуется установкой отдельного насоса на отдельную скважину, в отличие от группового способа монтажа. Поднятая жидкость накачивается в коллектор либо в водонапорный модуль, откуда перекачивается потребителям.

 

Как правило, насосный агрегат монтируется на каждую скважину. Но есть и более эффективное решение, применяемое в случае наличия нескольких близлежащих скважин. В этом случае, несколько скважин имеют общий водовод с единственным насосным комплексом. Каждая скважина имеет свой колодец, оснащенный необходимым оборудованием. Если водные пласты находятся достаточно близко от поверхности земли, вода подается к насосному комплексу по трубопроводу благодаря различию между уровнями жидкости в самих скважинах и колодце насосного комплекса. В таких системах применяется вакуумный насос.

 

Обычно насосные комплексы второго подъема находятся на значительном расстоянии от водоисточника, что вкупе с автономностью функционирования насосных агрегатов дает возможность обеспечить более простую компоновку элементов комплекса.

 

Схемы насосных станций водоснабжения второго подъема

Основная функция комплексов первого подъема – отбор и передача воды по трубопроводам до очистных систем. После очистки, обеззараживания и хлорирования, жидкость подается в хранилище чистой воды. Трубы всасывания соединены с очистными накопителями. Вода отбирается и под давлением поступает в распределительную сеть. Подобная схема работает при незначительном расстоянии между комплексами первого и второго подъемов. Допускается расположение подобных узлов в одном помещении.

Более детальная схема функционирования комплексов второго подъема зависит от типа источника, а также от объема перекачиваемой жидкости.

 

Если требуется перекачка воды на значительное расстояние, в качестве водовода применяются каналы открытого типа. Станция первого подъема закачивает воду из источника и перенаправляет поток в открытый канал. Через равные промежутки в канале монтируются комплексы промежуточного подъема, позволяющие поддерживать подкачку жидкости. Структура канала предполагает ступенчатую схему, при этом участки между станциями подкачки передают воду самотеком.

Схемы начальной станции второго подъема

По своему исполнению, комплексы второго подъема аналогичны таким же станциям первого подъема. Исключением является лишь первый либо начальный комплекс, который подает носитель в стартовый участок канала.

Оборудование комплекса отбирает жидкость из расширенного участка канала и по трубам небольшой длины закачивается в водовыпускной модуль, далее в напорный резервуар и в следующую часть открытого водовода. Аналогичным образом функционируют комплексы ирригации.

Так как предполагается транспортировка воды на значительные расстояния, насосам требуется создавать давление, достаточное для преодоления гидравлического сопротивления на первичном участке водовода. Поэтому давление внутри труб водовода, расположенного между насосной станцией и первым промежуточным комплексом, достаточно велико. К качеству труб применяются повышенные требования, что отражается на их стоимости.

 

Если водовод имеет достаточно большую протяженность, то для снижения давления внутри труб участок разбивается на несколько фрагментов с установкой в начале каждой зоны повышающего давление комплекса. Причем каждая станция берет воду из безнапорной емкости. Резервуары нужны для устранения возможностей образования вакуумной пробки, приводящей к гидроудару. Кроме того, резервуары могут использоваться в качестве регулирующей емкости.

 

Схемы насосных станций водоснабжения для ТЭС

Для водоснабжения тепловых электростанций применяются циркуляционные комплексы прямоточного и оборотного варианта. Системы второго типа имеют в составе водоемы для охлаждения, градирни и брызгальные элементы. В некоторых случаях допускается объединение комплексов.

Прямоточные комплексы снабжения водой разделяются на централизованную и блочную систему. Централизованная схема состоит из одного либо двух насосных комплексов. Вода поступает по двум параллельным трубопроводам, из которых носитель перенаправляется к конденсаторам. При наличии на турбине пары конденсаторов, к каждому из них подключается трубопровод. Если конденсатор один, то оба трубопровода подключаются к нему.

 

Блочная схема характеризуется отсутствием системы трубопроводов. Насосное оборудование передает воду непосредственно на конденсаторы турбины, которых может быть один либо два.

 

Независимо от схемы расположения циркуляционных насосов, прямоточный комплекс предполагает отвод воды с турбины самотеком. Внутри электростанции каналы выполняются закрытым способом, за ее пределами каналы открытые.

Если предприятие использует оборотную систему, практически вся вода с конденсаторов используется повторно, поступая в охладительный модуль, а затем снова к турбине. Приток свежего носителя необходим только для восполнения потерь. Как правило, ТЭС оснащаются оборотными комплексами с градирнями.

 

Циркуляционные насосные комплексы используются и на производственных предприятиях различного профиля, при этом схема их компоновки может отличаться от вышеприведенных. Каждая конкретная схема зависит от характеристик и особенностей производства.