+7 (812) 645-68-78
Обратная связь
Хозяйственно -бытовая КНС
Содержание
1. Описание производственных стоков, особенности
2. Описание КНС, принцип подбора
2.1 Насосы КНС, принцип подбора
2.2 Корпус КНС, особенности подбора
2.3 Автоматика КНС, особенности подбора
2.4 Трубопроводы и арматура, используемые в КНС
2.5 Прочее оборудование
2.6 Дополнительные опции
3. Транспортировка
4. Монтаж
5. Пусконаладка, Пуск
Введение
К хозяйственно-бытовым сточным водам относят воды, удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц. Они загрязнены в основном физиологическими отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами.
Основная особенность хозяйственно-бытовых стоков – большое количество разнообразных загрязняющих веществ. Это пищевые отходы, фекалии, различные жиры и прочие включения(часто встречаются мелкие металлические и пластиковые предметы, бумага, кусочки ткани). Вообще это все то, что мы ежедневно сливаем в раковину и унитаз.
Все эти стоки по канализационным трубам стекают в коллектор, уходящий на очистные сооружения. В идеале все стоки двигаются самотёком за счет перепада высот точек сброса и точек выпуска.
Но часто встречаются случаи, когда нет возможности перебросить стоки самотеком. Такое происходит в основном из-за рельефа местности. Также возможны случаи, когда самотечной скорости движения жидкости в трубах недостаточно. Нормы скорости жидкости в трубах описаны в соответствующих СНиПах. Недостаточная скорость движения жидкости в трубах может привести к их засорению (заиливанию), и в дальнейшем приведет систему трубопроводов в нерабочее состояние. Другими словами, жидкость не будет уходить из раковин, унитазов, ванн, душей и т.п.
Поэтому используется специальное оборудование для перекачки канализационных стоков. Такое оборудование, во-первых, может «поднять» жидкость на требуемую высоту, во-вторых, создать необходимую скорость потока, предотвращающую загрязнение.
Здесь и далее речь пойдет о насосных станциях на базе погружных насосов.
Описание КНС, принцип подбора
Современная канализационная насосная станция состоит из следующих элементов:
Корпус – представляет собой резервуар прямоугольной, цилиндрической, либо другой формы, полностью герметичный. Резервуар должен иметь возможность установки и крепления оборудования. Он должен иметь технологические отверстия, а также устройства, позволяющие крепить данную конструкцию к основанию (в случае относительно малой массы резервуара). Корпуса для насосных станций чаще всего изготавливают из:
• Железобетона
o Готовые ж/б кольца
o Непосредственное изготовление резервуара на объекте (монолит)
• Металла
• Стеклопластика
• Полипропилена
• Полиэтилена
Насосные агрегаты – устройства, состоящие из моторной части и гидравлической части ("улитка"). Чаще всего применяется электрический привод насоса. Вращение колеса, расположенного внутри улитки, создает разность давлений жидкости, за счет этого создается напор и она движется. Существует большое количество насосов различного устройства и назначения.
Устройства управления – необходимы для управления насосными агрегатами и другим оборудованием, установленным в КНС, согласно заложенному алгоритму работы. Устройства управления КНС состоят из двух частей – силовой и управляющей.
Элементарная схема работы канализационной насосной станции выглядит следующим образом:
Хозяйственно – бытовые стоки поступают в КНС через входной коллектор. Таким образом, резервуар постепенно наполняется жидкостью. На дне резервуара, при помощи специальных опор и трубных муфт (система «скользящих» труб) закреплены насосы (либо насос). Внутри резервуара располагаются датчики уровня жидкости. При достаточном затоплении резервуара датчик срабатывает. Сигнал с него поступает в щит управления, который включает насос. Перекачиваемая жидкость выходит из насоса под давлением, достаточным для преодоления всей напорной трассы от КНС до точки сброса. Уровень жидкости в резервуаре падает, снова срабатывает датчик уровня жидкости, щит управления отключает насос.
Оборудование КНС подбирается исходя из ряда требований. Первое и самое важное требование - это категория надежности насосной станции, то есть характеристика допустимых перерывов в работе КНС. Ниже приведена таблица категорий согласно СНиП 2.04.03-85.
Согласно этих категорий проектируется и монтируется насосная станция.
Насосы, оборудование и трубопроводы следует выбирать в зависимости от расчетного притока и физико-химических свойств сточных вод и осадков, высоты подъема и с учетом характеристик насосов и напорных трубопроводов, а также очередности ввода в действие объекта канализования.
Насосы КНС, принцип подбора
Применение насосного агрегата определяется следующим образом:
Исходя из расхода (Q) и потребного на выходе из насоса напора (H) подбирается насос. Подбор осуществляется по каталогам производителей или с помощью специальных программ подбора насосного оборудования (HOPSEL для насосов HOMA, WinCAPS для насосов Grundfos, Wilo-EMU Select для насосов Wilo и EMU, ABSEL для насосов ABS, PEP для насосов Jung Pumpen и т.д.). Выбор производителя производится на основании предпочтений заказчика.
Если у Вас возникают вопросы по поводу подбора и применения насосных агрегатов, Вы можете задать вопрос нам, используя нашу форму для запросов.
Исходя из требований по категории надежности КНС нужно определить количество резервных и рабочих насосных агрегатов, которые будут применяться при изготовлении станции.
Согласно СНиП 2.04.03-85
Таким образом, минимальное количество насосных агрегатов равно одному, а максимальное - не ограничено. При этом не обязательно все насосные агрегаты устанавливать внутри резервуара, возможно размещение запасных насосов на складе рядом с КНС – для быстрой замены.
Подбирая насос нужно обращать внимание на единицы измерения по осям абсцисс и ординат на диаграмме Q-H, т. к. расход может измеряться в литрах в секунду (л/с, l/s), литрах в минуту (л/мин, l/min), кубических метрах в час (куб.м/час, m3/h, mi/h) При подборе насоса для хозяйственно-бытовых стоков желательно использовать агрегат с режущей системой (серия BARRACUDA (GRP) у HOMA, серия SEG у Grundfos'а, серия GRINDER (GR) у Zenit'а, серия MultiCut у Jung Pumpen, насосы с рабочим колесом "M" у EMU, серия Piranha у ABS, серия MTS у Wilo и т.д.) или с вихревым рабочим колесом. В настоящее время перекачивая хозяйственно - бытовые сточные воды средних и больших объёмов участились случаи засорения насосных агрегатов твердыми включениями и мусором попадающим в такие стоки. В таких случаях целесообразна установка канализационной дробилки или решетки - дробилки. Это устройство измельчает весь мусор в стоках поступающих на перекачку и защищает таким образом насосные агрегаты.
Режущая система измельчает крупные включения, что позволяет перекачивать хозяйственно-бытовые стоки через трубопроводы малого диаметра (от 32 мм) не боясь их засорения. Что в свою очередь может сэкономить деньги на строительстве трубопровода.
Но необходимо помнить, что ни один насос с режущей системой не позволяет перекачать более 25 куб.м/час в силу конструктивных особенностей. Также режущую систему нельзя использовать, если есть вероятность попадания в нее высокотвердых частиц, так как они могут повредить и(или) заклинить режущий механизм. В этом смысле опасны саморезы, гвозди, болты, камни, песок, которые могут оказаться в насосной станции, например, при выливании в унитаз воды после мытья пола в строительном магазине.
Вместо режущих насосов и при расходе более 25 куб.м/час для хозяйственно-бытовых стоков подходят насосы с вихревым рабочим колесом (серия MultiFree у Jung Pumpen, насосы с рабочим колесом W у EMU, серия AS у ABS, насосы серии AFP типа XX3X у ABS, серия SEV у Grundfos'а, серия DRAGA (DG) у Zenit'а). Вихревое рабочее колесо хорошо тем, что контактирует с перекачиваемой средой гораздо меньше канальных колес. Это происходит за счет того, что перекачивание жидкости происходит не самим колесом, а вихрем, который оно создает. Поэтому вероятность заклинивания вихревого рабочего колеса значительно ниже, чем канального. Свободный проход насоса с вихревым колесом, как правило, равен диаметру напорного патрубка. Также вихревое рабочее колесо хорошо подходит для перекачивания жидкостей с большим количеством песка (стройплощадки), волокнистых включений (прачечные) и прочих сильнозагрязненных сред. Главным минусом насоса с вихревым рабочим колесом является относительно низкий КПД.
Насосы с вихревым колесом имеют максимальный диаметр напорного патрубка 150 мм. Большие насосы оснащаются только канальными колесами.
Также при подборе насосов необходимо учитывать параметр NPSH (Net Positive Suction Head – высота столба жидкости над всасывающим патрубком).
Подбирая насос нужно стараться, чтобы кривая системы пересекалась с кривой насоса в средней трети последней, поскольку отклонение в правую сторону может вызвать перегрузку двигателя и повышенную кавитацию, отклонение в левую – перегрев торцевых уплотнений.
Компания «Наш Город» осуществляет подбор, комплектацию и поставку оборудования. А также оказывает консультационные услуги по подбору и применению КНС.
Корпус КНС, особенности подбора
Чаще всего выбирают корпус цилиндрической или прямоугольной формы. Заметим, что для таких корпусов проще считать требуемые габариты под параметры КНС, так как данные фигуры описываются простыми геометрическими величинами: объем, высота, радиус и т.д. Это упрощает расчеты. Мы в дальнейшем будем ориентироваться на корпуса цилиндрической формулами.
Сначала определяем диаметр корпуса. Он определяется исходя из размеров насоса в плане и количества агрегатов (см. выше). Также необходимо, чтобы было место для размещения лестницы, корзины для сбора крупного мусора (если нужно), задвижек со штурвалами либо с электроприводами. При этом нельзя забывать о том, что любая насосная станция требует регулярного технического обслуживания, поэтому внутри должно быть достаточно места для относительно свободного перемещения человека и его размещения около основных узлов. Рекомендуется использовать площадку обслуживания, т. к. с лестницы дотянуться до отдельных узлов достаточно сложно.
Рассчитаем глубину резервуара Hрез.
• Глубину заложения нижней подводящей трубы от поверхности земли назовем H2.
• Минимальная высота приямка определяется необходимым объемом (V), который обеспечивает соответствующее или меньшее количество включений в час насоса. Максимальное количество включений в час (параметр n) указывается в технических характеристиках агрегата. Объем приямка рассчитывается по формуле V=Q/(4n) (различные источники дают различные формулы для расчета приямка).
• Из формулы объема цилиндра (V) выводим формулу высоты h=V/πr². Зная эту формулу, находим минимально допустимую высоту приямка. При этом диаметр корпуса берем исходя из описанных выше требований к габаритам.
• При минимально допустимой высоте приямка количество включений – максимально. Желательно сделать работу насоса более «комфортной», поэтому увеличиваем размер приямка в несколько раз, это позволит уменьшить частоту пусков, и соответственно продлит «жизнь» насосным агрегатам.
• Также необходимо учесть, что насосные агрегаты не выкачивают жидкость из корпуса полностью. Они должны оставаться погруженными в жидкость на определенную глубину. Данная величина берется из технических параметров насосов. Обозначим данную величину h2.
• Таким образом глубина нашего резервуара Hрез= H2+h+h2.
Верхняя часть корпуса канализационной насосной станции может иметь горловину с закрепленным на ней люком. Сама горловина может быть дополнительно увеличена по высоте. Делается это для того, чтобы грунтовые воды не затекали внутрь КНС сверху. Поэтому вопрос места установки станции важен. Если место установки - газон, то лучше сделать небольшой выпуск горловины на 10-20 сантиметров, этого будет достаточно.
Эти 10-20 сантиметров добавляются к уже рассчитанной нами Hрез.
Желательно выступающую верхнюю часть окрасить для защиты стеклопластика от прямых солнечных лучей. Компания «Наш Город» может предложить Вам любые цветовые решения для Ваших канализационных насосных станций.
Если установка производится под чугунный люк, то горловина подгоняется под обечайку люка. Такая установка распространена на проезжей части, либо территории с асфальтовым (бетонным) покрытием. При такой установке обязательно устанавливается дополнительная железобетонная плита над горловиной, под обечайку люка. Эта плита распределяет нагрузку равномерно, не создавая точечных нагрузок на корпус КНС.
Крепление обычного люка КНС выполняется петлями. Варианты исполнения люка будут описаны ниже.
Возможна установка надземного павильона. Подробнее об этом читайте здесь.
Остается добавить, что корпус КНС должен быть прочным и иметь возможность выдерживать деформации грунта, а также небольшую вибрацию от насосных агрегатов, расположенных внутри него.
Монтаж (и демонтаж ) насосных агрегатов производится с помощью специальной системы крепления (система автоматического соединения). Она представляет собой направляющие из труб необходимого диаметра или тросов, которые сверху закрепляются специальным креплением (кронштейном), а снизу крепятся на опорах насосов (пьедесталах).
Для того, чтобы по этим направляющим опустить насосный агрегат вниз, необходим специальный ответный фланец, имеющий с одной стороны возможность присоединения к насосному агрегату, а с другой- специальный захват, фиксирующий в горизонтальной плоскости насос на направляющих. Данный фланец прикручивается к насосному агрегату, далее можно опускать насос по направляющим вниз до момента, пока фланец не встанет в жесткий зацеп с опорой. Насос висит на опоре под тяжестью собственного веса.
Между опорой насоса и ответным фланцем находится резиновая уплотнительная прокладка. Для удобства подъема насосных агрегатов к ним крепится цепь, второй конец которой закрепляется у горловины корпуса КНС.
Автоматика КНС, особенности подбора
Под автоматикой КНС понимается, прежде всего, устройство управления (щит управления ЩУ КНС), также датчики контроля уровня жидкости, электроприводы задвижек, датчики, установленные в насосных агрегатах.
Устройство управления (щит) является "мозгом" КНС. От его правильной работы во многом зависит продолжительность бесперебойной работы КНС, удобство обслуживания и ремонта оборудования, надежность сооружения в целом, затраты на электроэнергию, а в конечном итоге – общие затраты на содержание КНС.
Щит "собирает" информацию с датчиков уровня, датчиков в насосных агрегатах (при наличии) и прочих, на основании заложенного в него алгоритма обрабатывает эту информацию и выдает управляющие команды на насосы, электроприводы запорных устройств (при наличии), устройства индикации на передней панели, звуковые сигналы (сирена,при наличии), сигналы на диспетчерский пульт и т. п.
Основными параметрами, определяющими стоимость и размер ЩУ КНС, являются мощность насосных агрегатов, их количество и тип запуска двигателей (прямой, звезда-треугольник, плавный пуск), а также требования к системе автоматики и диспетчеризации.
Минимальная комплектация щита управления:
• шкаф, в котором размещаются все компоненты (по умолчанию, как правило, используется шкаф для установки на улице – класс защиты IP 44 - IP 65)
• вводной автомат (рубильник)
• автоматы защиты двигателей
• автомат защиты цепи управления
• магнитные пускатели;
• программируемое реле или микроконтроллер
• клеммные колодки и шины
• органы управления (переключатели и кнопки) и индикации (светодиодные лампы), размещаемые на дверце шкафа
Существует возможность подключения дополнительных опций в устройствах управления. Подробнее о этом читайте здесь.
Отдельное внимание следует уделить датчикам контроля уровня жидкости. Самыми популярными и простыми являются поплавковые датчики уровня. Датчик уровня такого типа представляет собой пластиковый цилиндр или сферу, внутри которой находится механический или герконовый переключатель и металлический шарик. Такой датчик уровня крепится за кабель на нужной глубине.
Когда уровень жидкости достигает поплавка, он переворачивается и металлический шарик внутри него активирует геркон или механический переключатель. Они просты в настройке и подключении, имеют малую стоимость. Но при перекачивании агрессивных стоков (высокие химические, термические, механические нагрузки) их использовать не стоит. Также стоит задуматься об альтернативе при содержании в перекачиваемой среде липких примесей (эти примеси могут налипать на датчики, что в свою очередь может не позволить датчику всплыть). В этих случаях возможно использовать другого типа датчиков.
Сигнал на включение/отключение насосов поступает от датчиков уровня, подвешенных внутри корпуса. В зависимости от объема поступающих стоков, канализационная насосная станция может работать в нескольких режимах работы. Подробнее об этом читайте здесь.
Трубопроводы и арматура используемые в КНС
К трубопроводам и арматуре, применяемым при изготовлении канализационной насосной станции, есть ряд требований.
Одно из главных - это коррозийная стойкость к агрессивным стокам, долгий срок службы. Если мы говорим о корпусе из стеклопластика, имеющем расчетный срок службы при правильной эксплуатации более 50 лет, то и «начинка» должна иметь достаточно продолжительный срок службы.
Трубопроводы КНС обычно изготавливают из нержавеющей стали либо ПНД. При этом конструктивное исполнение внутренних компонентов должно, прежде всего, обеспечивать требуемые характеристики насосной станции, а также представлять возможность обслуживать оборудование. В канализационной насосной станции применяют задвижки и обратные клапаны.
При подборе арматуры для хозяйственно-бытовой КНС необходимо помнить, что мы имеем дело с загрязненной жидкостью. Применение арматуры, используемой для чистой воды, здесь не всегда допустимо.
Главным типом запорной арматуры является обратный клапан, устанавливаемый на напорных трубопроводах внутри КНС.
Он предотвращает обратный поток жидкости в КНС, уменьшая тем самым общую длительность работы насосных агрегатов, количество их включений и, как следствие, сокращает затраты на электроэнергию и ремонтно-восстановительные работы.
Более того, при наличии обратного потока жидкости возможно раскручивание рабочего колеса насоса в обратную сторону. Если в этот момент произойдет включение электродвигателя, то возможны крайне негативные последствия, вплоть до перегорания обмоток статора. А это влечет за собой, во-первых, длительный и достаточно дорогой ремонт насоса, во-вторых, значительно повышает вероятность затопления и заиливания канализационной системы и канализуемого объекта в целом.
Поэтому выбор обратного клапана – крайне важный шаг при подборе оборудования для КНС. Обратные клапаны типа «захлопка» или «бабочка» использовать крайне нежелательно, поскольку эти типы обратных клапанов легко могут выйти из строя из-за налипших (намотавшихся) частиц. Лучше использовать шаровый обратный клапан, который гораздо меньше подвержен засорению.
Также шаровые обратные клапаны удобны тем, что имеют «ревизию» - это отверстие сбоку клапана, закрытое небольшим лючком на болтах. Ревизия позволяет в некоторых случаях произвести прочистку напорного трубопровода не разбирая его, экономя таким образом время и силы при восстановлении работоспособности КНС.
Задвижка на напорном трубопроводе выполняет вспомогательную функцию - это запирающий элемент. Она ставится после обратного клапана, если смотреть по ходу движения жидкости.
Задвижка нужна при ремонте части внутреннего напорного трубопровода КНС от насоса до обратного клапана включительно. Закрыв ее Вы полностью исключаете возможность излива жидкости из напорной трассы, что позволяет производить ремонтные и профилактические работы с одним из трубопроводов не останавливая КНС в целом (конечно если в КНС установлены два или более насосных агрегатов). Здесь возможно использование задвижек с обрезиненным клином, но необходимо удостовериться, что заказчик, принимающие и контролирующие организации, разрешают их использование в данной КНС.
Иногда задвижка ставится на подводящем трубопроводе (возможна установка как в колодце перед КНС, так и непосредственно внутри КНС). Это делается для того, чтобы избежать затопления КНС в ситуации, когда работа насосов невозможна (авария на напорной трассе, отключение электропитания, повреждение устройства управления КНС или кабельных линий и т.п.). В этом случае рекомендуется ставить задвижку ножевого типа, специально предназначенную для сетей канализации, поскольку даже небольшая её не герметичность может привести к затоплению КНС при длительном простое насосов.
Дополнительные опции
О всех возможных дополнительных опциях корпуса, насосов, устройства управления и контроля читайте здесь.
Транспортировка
Транспортировка канализационных насосных станций может осуществляться любым видом транспорта. Компания «Наш Город» может организовать для Вас доставку в любой регион РФ и за её пределы. При этом мы не осуществляем торговую наценку за организацию перевозки оборудования, поставляемого нами.
Если мы говорим о готовой КНС, например, в стеклопластиковом корпусе, либо металлическом, то необходимо тщательно закрепить оборудование на платформе (кузове) транспортного средства. Могут быть изготовлены специальные подпоры из древесины, которые устанавливаются под круглый корпус КНС и предотвращают качение оборудования. Должно производиться ременное крепление сверху с затяжкой, достаточной для транспортировки оборудования.
Необходимо помнить, что некоторые элементы канализационной насосной станции (напорные трубопроводы, впускные патрубки, вентиляционные отверстия) могут существенно выступать за габариты корпуса. Поэтому необходимо перевозить оборудование на ТС, позволяющем вместить полные габариты КНС, а также разместить оборудование таким образом, чтобы не испортить готовую конструкцию.
Дополнительные требования для перевозки можно узнать у компаний, осуществляющих перевозку различного оборудования.
Монтаж
Монтаж должен осуществляться силами специализированной организации, имеющей необходимые разрешения. Подробнее читайте здесь.
Существует разновидность монтажа - "шефмонтаж". Подробнее об этом читайте здесь.
Пусконаладка, пуск
Под пусконаладкой понимается процесс проверки работоспособности и отладки оборудования. Он является продолжением монтажных работ.
В период пусконаладки инженеры компании «Наш Город» проверяют работоспособность всех элементов канализационной насосной станции и выполнение всех возможных режимов работы. Также проверяется правильность подключения всей электрической части. В случае выявления дефектов происходит их устранение.
После окончания пусконаладочных работ происходит сдача оборудования заказчику и ввод оборудования в эксплуатацию.
1. Описание производственных стоков, особенности
2. Описание КНС, принцип подбора
2.1 Насосы КНС, принцип подбора
2.2 Корпус КНС, особенности подбора
2.3 Автоматика КНС, особенности подбора
2.4 Трубопроводы и арматура, используемые в КНС
2.5 Прочее оборудование
2.6 Дополнительные опции
3. Транспортировка
4. Монтаж
5. Пусконаладка, Пуск
Введение
К хозяйственно-бытовым сточным водам относят воды, удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц. Они загрязнены в основном физиологическими отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами.
Основная особенность хозяйственно-бытовых стоков – большое количество разнообразных загрязняющих веществ. Это пищевые отходы, фекалии, различные жиры и прочие включения(часто встречаются мелкие металлические и пластиковые предметы, бумага, кусочки ткани). Вообще это все то, что мы ежедневно сливаем в раковину и унитаз.
Все эти стоки по канализационным трубам стекают в коллектор, уходящий на очистные сооружения. В идеале все стоки двигаются самотёком за счет перепада высот точек сброса и точек выпуска.
Но часто встречаются случаи, когда нет возможности перебросить стоки самотеком. Такое происходит в основном из-за рельефа местности. Также возможны случаи, когда самотечной скорости движения жидкости в трубах недостаточно. Нормы скорости жидкости в трубах описаны в соответствующих СНиПах. Недостаточная скорость движения жидкости в трубах может привести к их засорению (заиливанию), и в дальнейшем приведет систему трубопроводов в нерабочее состояние. Другими словами, жидкость не будет уходить из раковин, унитазов, ванн, душей и т.п.
Поэтому используется специальное оборудование для перекачки канализационных стоков. Такое оборудование, во-первых, может «поднять» жидкость на требуемую высоту, во-вторых, создать необходимую скорость потока, предотвращающую загрязнение.
Здесь и далее речь пойдет о насосных станциях на базе погружных насосов.
Описание КНС, принцип подбора
Современная канализационная насосная станция состоит из следующих элементов:
Корпус – представляет собой резервуар прямоугольной, цилиндрической, либо другой формы, полностью герметичный. Резервуар должен иметь возможность установки и крепления оборудования. Он должен иметь технологические отверстия, а также устройства, позволяющие крепить данную конструкцию к основанию (в случае относительно малой массы резервуара). Корпуса для насосных станций чаще всего изготавливают из:
• Железобетона
o Готовые ж/б кольца
o Непосредственное изготовление резервуара на объекте (монолит)
• Металла
• Стеклопластика
• Полипропилена
• Полиэтилена
Насосные агрегаты – устройства, состоящие из моторной части и гидравлической части ("улитка"). Чаще всего применяется электрический привод насоса. Вращение колеса, расположенного внутри улитки, создает разность давлений жидкости, за счет этого создается напор и она движется. Существует большое количество насосов различного устройства и назначения.
Устройства управления – необходимы для управления насосными агрегатами и другим оборудованием, установленным в КНС, согласно заложенному алгоритму работы. Устройства управления КНС состоят из двух частей – силовой и управляющей.
Элементарная схема работы канализационной насосной станции выглядит следующим образом:
Хозяйственно – бытовые стоки поступают в КНС через входной коллектор. Таким образом, резервуар постепенно наполняется жидкостью. На дне резервуара, при помощи специальных опор и трубных муфт (система «скользящих» труб) закреплены насосы (либо насос). Внутри резервуара располагаются датчики уровня жидкости. При достаточном затоплении резервуара датчик срабатывает. Сигнал с него поступает в щит управления, который включает насос. Перекачиваемая жидкость выходит из насоса под давлением, достаточным для преодоления всей напорной трассы от КНС до точки сброса. Уровень жидкости в резервуаре падает, снова срабатывает датчик уровня жидкости, щит управления отключает насос.
Оборудование КНС подбирается исходя из ряда требований. Первое и самое важное требование - это категория надежности насосной станции, то есть характеристика допустимых перерывов в работе КНС. Ниже приведена таблица категорий согласно СНиП 2.04.03-85.
Согласно этих категорий проектируется и монтируется насосная станция.
Насосы, оборудование и трубопроводы следует выбирать в зависимости от расчетного притока и физико-химических свойств сточных вод и осадков, высоты подъема и с учетом характеристик насосов и напорных трубопроводов, а также очередности ввода в действие объекта канализования.
Насосы КНС, принцип подбора
Применение насосного агрегата определяется следующим образом:
Исходя из расхода (Q) и потребного на выходе из насоса напора (H) подбирается насос. Подбор осуществляется по каталогам производителей или с помощью специальных программ подбора насосного оборудования (HOPSEL для насосов HOMA, WinCAPS для насосов Grundfos, Wilo-EMU Select для насосов Wilo и EMU, ABSEL для насосов ABS, PEP для насосов Jung Pumpen и т.д.). Выбор производителя производится на основании предпочтений заказчика.
Если у Вас возникают вопросы по поводу подбора и применения насосных агрегатов, Вы можете задать вопрос нам, используя нашу форму для запросов.
Исходя из требований по категории надежности КНС нужно определить количество резервных и рабочих насосных агрегатов, которые будут применяться при изготовлении станции.
Согласно СНиП 2.04.03-85
Таким образом, минимальное количество насосных агрегатов равно одному, а максимальное - не ограничено. При этом не обязательно все насосные агрегаты устанавливать внутри резервуара, возможно размещение запасных насосов на складе рядом с КНС – для быстрой замены.
Подбирая насос нужно обращать внимание на единицы измерения по осям абсцисс и ординат на диаграмме Q-H, т. к. расход может измеряться в литрах в секунду (л/с, l/s), литрах в минуту (л/мин, l/min), кубических метрах в час (куб.м/час, m3/h, mi/h) При подборе насоса для хозяйственно-бытовых стоков желательно использовать агрегат с режущей системой (серия BARRACUDA (GRP) у HOMA, серия SEG у Grundfos'а, серия GRINDER (GR) у Zenit'а, серия MultiCut у Jung Pumpen, насосы с рабочим колесом "M" у EMU, серия Piranha у ABS, серия MTS у Wilo и т.д.) или с вихревым рабочим колесом. В настоящее время перекачивая хозяйственно - бытовые сточные воды средних и больших объёмов участились случаи засорения насосных агрегатов твердыми включениями и мусором попадающим в такие стоки. В таких случаях целесообразна установка канализационной дробилки или решетки - дробилки. Это устройство измельчает весь мусор в стоках поступающих на перекачку и защищает таким образом насосные агрегаты.
Режущая система измельчает крупные включения, что позволяет перекачивать хозяйственно-бытовые стоки через трубопроводы малого диаметра (от 32 мм) не боясь их засорения. Что в свою очередь может сэкономить деньги на строительстве трубопровода.
Но необходимо помнить, что ни один насос с режущей системой не позволяет перекачать более 25 куб.м/час в силу конструктивных особенностей. Также режущую систему нельзя использовать, если есть вероятность попадания в нее высокотвердых частиц, так как они могут повредить и(или) заклинить режущий механизм. В этом смысле опасны саморезы, гвозди, болты, камни, песок, которые могут оказаться в насосной станции, например, при выливании в унитаз воды после мытья пола в строительном магазине.
Вместо режущих насосов и при расходе более 25 куб.м/час для хозяйственно-бытовых стоков подходят насосы с вихревым рабочим колесом (серия MultiFree у Jung Pumpen, насосы с рабочим колесом W у EMU, серия AS у ABS, насосы серии AFP типа XX3X у ABS, серия SEV у Grundfos'а, серия DRAGA (DG) у Zenit'а). Вихревое рабочее колесо хорошо тем, что контактирует с перекачиваемой средой гораздо меньше канальных колес. Это происходит за счет того, что перекачивание жидкости происходит не самим колесом, а вихрем, который оно создает. Поэтому вероятность заклинивания вихревого рабочего колеса значительно ниже, чем канального. Свободный проход насоса с вихревым колесом, как правило, равен диаметру напорного патрубка. Также вихревое рабочее колесо хорошо подходит для перекачивания жидкостей с большим количеством песка (стройплощадки), волокнистых включений (прачечные) и прочих сильнозагрязненных сред. Главным минусом насоса с вихревым рабочим колесом является относительно низкий КПД.
Насосы с вихревым колесом имеют максимальный диаметр напорного патрубка 150 мм. Большие насосы оснащаются только канальными колесами.
Также при подборе насосов необходимо учитывать параметр NPSH (Net Positive Suction Head – высота столба жидкости над всасывающим патрубком).
Подбирая насос нужно стараться, чтобы кривая системы пересекалась с кривой насоса в средней трети последней, поскольку отклонение в правую сторону может вызвать перегрузку двигателя и повышенную кавитацию, отклонение в левую – перегрев торцевых уплотнений.
Компания «Наш Город» осуществляет подбор, комплектацию и поставку оборудования. А также оказывает консультационные услуги по подбору и применению КНС.
Корпус КНС, особенности подбора
Чаще всего выбирают корпус цилиндрической или прямоугольной формы. Заметим, что для таких корпусов проще считать требуемые габариты под параметры КНС, так как данные фигуры описываются простыми геометрическими величинами: объем, высота, радиус и т.д. Это упрощает расчеты. Мы в дальнейшем будем ориентироваться на корпуса цилиндрической формулами.
Сначала определяем диаметр корпуса. Он определяется исходя из размеров насоса в плане и количества агрегатов (см. выше). Также необходимо, чтобы было место для размещения лестницы, корзины для сбора крупного мусора (если нужно), задвижек со штурвалами либо с электроприводами. При этом нельзя забывать о том, что любая насосная станция требует регулярного технического обслуживания, поэтому внутри должно быть достаточно места для относительно свободного перемещения человека и его размещения около основных узлов. Рекомендуется использовать площадку обслуживания, т. к. с лестницы дотянуться до отдельных узлов достаточно сложно.
Рассчитаем глубину резервуара Hрез.
• Глубину заложения нижней подводящей трубы от поверхности земли назовем H2.
• Минимальная высота приямка определяется необходимым объемом (V), который обеспечивает соответствующее или меньшее количество включений в час насоса. Максимальное количество включений в час (параметр n) указывается в технических характеристиках агрегата. Объем приямка рассчитывается по формуле V=Q/(4n) (различные источники дают различные формулы для расчета приямка).
• Из формулы объема цилиндра (V) выводим формулу высоты h=V/πr². Зная эту формулу, находим минимально допустимую высоту приямка. При этом диаметр корпуса берем исходя из описанных выше требований к габаритам.
• При минимально допустимой высоте приямка количество включений – максимально. Желательно сделать работу насоса более «комфортной», поэтому увеличиваем размер приямка в несколько раз, это позволит уменьшить частоту пусков, и соответственно продлит «жизнь» насосным агрегатам.
• Также необходимо учесть, что насосные агрегаты не выкачивают жидкость из корпуса полностью. Они должны оставаться погруженными в жидкость на определенную глубину. Данная величина берется из технических параметров насосов. Обозначим данную величину h2.
• Таким образом глубина нашего резервуара Hрез= H2+h+h2.
Верхняя часть корпуса канализационной насосной станции может иметь горловину с закрепленным на ней люком. Сама горловина может быть дополнительно увеличена по высоте. Делается это для того, чтобы грунтовые воды не затекали внутрь КНС сверху. Поэтому вопрос места установки станции важен. Если место установки - газон, то лучше сделать небольшой выпуск горловины на 10-20 сантиметров, этого будет достаточно.
Эти 10-20 сантиметров добавляются к уже рассчитанной нами Hрез.
Желательно выступающую верхнюю часть окрасить для защиты стеклопластика от прямых солнечных лучей. Компания «Наш Город» может предложить Вам любые цветовые решения для Ваших канализационных насосных станций.
Если установка производится под чугунный люк, то горловина подгоняется под обечайку люка. Такая установка распространена на проезжей части, либо территории с асфальтовым (бетонным) покрытием. При такой установке обязательно устанавливается дополнительная железобетонная плита над горловиной, под обечайку люка. Эта плита распределяет нагрузку равномерно, не создавая точечных нагрузок на корпус КНС.
Крепление обычного люка КНС выполняется петлями. Варианты исполнения люка будут описаны ниже.
Возможна установка надземного павильона. Подробнее об этом читайте здесь.
Остается добавить, что корпус КНС должен быть прочным и иметь возможность выдерживать деформации грунта, а также небольшую вибрацию от насосных агрегатов, расположенных внутри него.
Монтаж (и демонтаж ) насосных агрегатов производится с помощью специальной системы крепления (система автоматического соединения). Она представляет собой направляющие из труб необходимого диаметра или тросов, которые сверху закрепляются специальным креплением (кронштейном), а снизу крепятся на опорах насосов (пьедесталах).
Для того, чтобы по этим направляющим опустить насосный агрегат вниз, необходим специальный ответный фланец, имеющий с одной стороны возможность присоединения к насосному агрегату, а с другой- специальный захват, фиксирующий в горизонтальной плоскости насос на направляющих. Данный фланец прикручивается к насосному агрегату, далее можно опускать насос по направляющим вниз до момента, пока фланец не встанет в жесткий зацеп с опорой. Насос висит на опоре под тяжестью собственного веса.
Между опорой насоса и ответным фланцем находится резиновая уплотнительная прокладка. Для удобства подъема насосных агрегатов к ним крепится цепь, второй конец которой закрепляется у горловины корпуса КНС.
Автоматика КНС, особенности подбора
Под автоматикой КНС понимается, прежде всего, устройство управления (щит управления ЩУ КНС), также датчики контроля уровня жидкости, электроприводы задвижек, датчики, установленные в насосных агрегатах.
Устройство управления (щит) является "мозгом" КНС. От его правильной работы во многом зависит продолжительность бесперебойной работы КНС, удобство обслуживания и ремонта оборудования, надежность сооружения в целом, затраты на электроэнергию, а в конечном итоге – общие затраты на содержание КНС.
Щит "собирает" информацию с датчиков уровня, датчиков в насосных агрегатах (при наличии) и прочих, на основании заложенного в него алгоритма обрабатывает эту информацию и выдает управляющие команды на насосы, электроприводы запорных устройств (при наличии), устройства индикации на передней панели, звуковые сигналы (сирена,при наличии), сигналы на диспетчерский пульт и т. п.
Основными параметрами, определяющими стоимость и размер ЩУ КНС, являются мощность насосных агрегатов, их количество и тип запуска двигателей (прямой, звезда-треугольник, плавный пуск), а также требования к системе автоматики и диспетчеризации.
Минимальная комплектация щита управления:
• шкаф, в котором размещаются все компоненты (по умолчанию, как правило, используется шкаф для установки на улице – класс защиты IP 44 - IP 65)
• вводной автомат (рубильник)
• автоматы защиты двигателей
• автомат защиты цепи управления
• магнитные пускатели;
• программируемое реле или микроконтроллер
• клеммные колодки и шины
• органы управления (переключатели и кнопки) и индикации (светодиодные лампы), размещаемые на дверце шкафа
Существует возможность подключения дополнительных опций в устройствах управления. Подробнее о этом читайте здесь.
Отдельное внимание следует уделить датчикам контроля уровня жидкости. Самыми популярными и простыми являются поплавковые датчики уровня. Датчик уровня такого типа представляет собой пластиковый цилиндр или сферу, внутри которой находится механический или герконовый переключатель и металлический шарик. Такой датчик уровня крепится за кабель на нужной глубине.
Когда уровень жидкости достигает поплавка, он переворачивается и металлический шарик внутри него активирует геркон или механический переключатель. Они просты в настройке и подключении, имеют малую стоимость. Но при перекачивании агрессивных стоков (высокие химические, термические, механические нагрузки) их использовать не стоит. Также стоит задуматься об альтернативе при содержании в перекачиваемой среде липких примесей (эти примеси могут налипать на датчики, что в свою очередь может не позволить датчику всплыть). В этих случаях возможно использовать другого типа датчиков.
Сигнал на включение/отключение насосов поступает от датчиков уровня, подвешенных внутри корпуса. В зависимости от объема поступающих стоков, канализационная насосная станция может работать в нескольких режимах работы. Подробнее об этом читайте здесь.
Трубопроводы и арматура используемые в КНС
К трубопроводам и арматуре, применяемым при изготовлении канализационной насосной станции, есть ряд требований.
Одно из главных - это коррозийная стойкость к агрессивным стокам, долгий срок службы. Если мы говорим о корпусе из стеклопластика, имеющем расчетный срок службы при правильной эксплуатации более 50 лет, то и «начинка» должна иметь достаточно продолжительный срок службы.
Трубопроводы КНС обычно изготавливают из нержавеющей стали либо ПНД. При этом конструктивное исполнение внутренних компонентов должно, прежде всего, обеспечивать требуемые характеристики насосной станции, а также представлять возможность обслуживать оборудование. В канализационной насосной станции применяют задвижки и обратные клапаны.
При подборе арматуры для хозяйственно-бытовой КНС необходимо помнить, что мы имеем дело с загрязненной жидкостью. Применение арматуры, используемой для чистой воды, здесь не всегда допустимо.
Главным типом запорной арматуры является обратный клапан, устанавливаемый на напорных трубопроводах внутри КНС.
Он предотвращает обратный поток жидкости в КНС, уменьшая тем самым общую длительность работы насосных агрегатов, количество их включений и, как следствие, сокращает затраты на электроэнергию и ремонтно-восстановительные работы.
Более того, при наличии обратного потока жидкости возможно раскручивание рабочего колеса насоса в обратную сторону. Если в этот момент произойдет включение электродвигателя, то возможны крайне негативные последствия, вплоть до перегорания обмоток статора. А это влечет за собой, во-первых, длительный и достаточно дорогой ремонт насоса, во-вторых, значительно повышает вероятность затопления и заиливания канализационной системы и канализуемого объекта в целом.
Поэтому выбор обратного клапана – крайне важный шаг при подборе оборудования для КНС. Обратные клапаны типа «захлопка» или «бабочка» использовать крайне нежелательно, поскольку эти типы обратных клапанов легко могут выйти из строя из-за налипших (намотавшихся) частиц. Лучше использовать шаровый обратный клапан, который гораздо меньше подвержен засорению.
Также шаровые обратные клапаны удобны тем, что имеют «ревизию» - это отверстие сбоку клапана, закрытое небольшим лючком на болтах. Ревизия позволяет в некоторых случаях произвести прочистку напорного трубопровода не разбирая его, экономя таким образом время и силы при восстановлении работоспособности КНС.
Задвижка на напорном трубопроводе выполняет вспомогательную функцию - это запирающий элемент. Она ставится после обратного клапана, если смотреть по ходу движения жидкости.
Задвижка нужна при ремонте части внутреннего напорного трубопровода КНС от насоса до обратного клапана включительно. Закрыв ее Вы полностью исключаете возможность излива жидкости из напорной трассы, что позволяет производить ремонтные и профилактические работы с одним из трубопроводов не останавливая КНС в целом (конечно если в КНС установлены два или более насосных агрегатов). Здесь возможно использование задвижек с обрезиненным клином, но необходимо удостовериться, что заказчик, принимающие и контролирующие организации, разрешают их использование в данной КНС.
Иногда задвижка ставится на подводящем трубопроводе (возможна установка как в колодце перед КНС, так и непосредственно внутри КНС). Это делается для того, чтобы избежать затопления КНС в ситуации, когда работа насосов невозможна (авария на напорной трассе, отключение электропитания, повреждение устройства управления КНС или кабельных линий и т.п.). В этом случае рекомендуется ставить задвижку ножевого типа, специально предназначенную для сетей канализации, поскольку даже небольшая её не герметичность может привести к затоплению КНС при длительном простое насосов.
Дополнительные опции
О всех возможных дополнительных опциях корпуса, насосов, устройства управления и контроля читайте здесь.
Транспортировка
Транспортировка канализационных насосных станций может осуществляться любым видом транспорта. Компания «Наш Город» может организовать для Вас доставку в любой регион РФ и за её пределы. При этом мы не осуществляем торговую наценку за организацию перевозки оборудования, поставляемого нами.
Если мы говорим о готовой КНС, например, в стеклопластиковом корпусе, либо металлическом, то необходимо тщательно закрепить оборудование на платформе (кузове) транспортного средства. Могут быть изготовлены специальные подпоры из древесины, которые устанавливаются под круглый корпус КНС и предотвращают качение оборудования. Должно производиться ременное крепление сверху с затяжкой, достаточной для транспортировки оборудования.
Необходимо помнить, что некоторые элементы канализационной насосной станции (напорные трубопроводы, впускные патрубки, вентиляционные отверстия) могут существенно выступать за габариты корпуса. Поэтому необходимо перевозить оборудование на ТС, позволяющем вместить полные габариты КНС, а также разместить оборудование таким образом, чтобы не испортить готовую конструкцию.
Дополнительные требования для перевозки можно узнать у компаний, осуществляющих перевозку различного оборудования.
Монтаж
Монтаж должен осуществляться силами специализированной организации, имеющей необходимые разрешения. Подробнее читайте здесь.
Существует разновидность монтажа - "шефмонтаж". Подробнее об этом читайте здесь.
Пусконаладка, пуск
Под пусконаладкой понимается процесс проверки работоспособности и отладки оборудования. Он является продолжением монтажных работ.
В период пусконаладки инженеры компании «Наш Город» проверяют работоспособность всех элементов канализационной насосной станции и выполнение всех возможных режимов работы. Также проверяется правильность подключения всей электрической части. В случае выявления дефектов происходит их устранение.
После окончания пусконаладочных работ происходит сдача оборудования заказчику и ввод оборудования в эксплуатацию.