Форма и размеры корпуса КНС

15 октября 2012 г

Комплектные насосные станции

Большое число фирм производителей насосного оборудования изготавливают готовые решения — комплектные насосные станции. В пример можно поставить компанию Аргель, выпускающую КНС Армопласт - одного из лидеров на российском рынке. Такой подход в производстве позволяет стандартизировать проекты в зависимости от требуемой мощности и производительности, и, таким образом, предлагать готовые линейки продуктов — малых насосных станций. Комплектные КНС пользуются хорошим спросом у покупателей и позволяют увеличить сбыт продукции.

Корпусы малых насосных станций производят из прочного материала

  • бетона,
  • армированного стеклопластика,
  • бетона с полимерными добавками,
  • коррозионностойкой или защищенной стали.
На практике наиболее популярны малые насосные станции с корпусами из стекловолокнистого пластика.

Насосные станции большой мощности также могут быть сформированы в виде готового комплекта. Это оправдано, когда насосная станция монтируется в оперативном режиме, в стесненных условиях или на площадке с близким расположением грунтовых вод.

В сложных условиях имеет смысл предусмотреть две или три параллельно подсоединенные комплектные насосные станции, что в итоге оказывается выгоднее, чем проектировать одну мощную станцию из железобетона типа опускного колодца или «стены в грунте».

Скомплектованные на заводе-изготовителе насосные станции часто применяются в системах канализации. Проектирование комплектных насосных станций для канализационных систем ведется с учетом множества нюансов, поэтому применяемые в них инженерные решения заслуживают детального рассмотрения.

Канализационные стоки поступают в станцию КНС не постоянно, а периодически, причем их объем тоже значительно различается по времени. Так как насосная станция работает лишь периодически, то большую часть времени она выполняет функцию отстойника. Тяжелый осадок опускается к днищу резервуара и скапливается в застойных зонах. Процесс осаждения сопровождается выделением неприятно пахнущих и опасных газов. Осадок, попавший в зону действия насоса, вместе с перекачиваемой жидкостью попадает через всасывающий патрубок внутрь насоса.

Приемный резервуар канализационной насосной станции выполняет несколько важных функций:

  • поддерживает необходимую для насосов рабочую среду,
  • усредняет объемный расход поступающих в резервуар канализационных стоков.

Конструкция приемного резервуара должна предусматривать, чтобы из сточной воды производилось отделение твердого осадка и взвешенных веществ. Частая ошибка проектирования — завышение рабочего объема резервуара вследствие недостатка информации о работе насоса и гидравлических характеристиках потока сточной воды. А при увеличении объема резервуара для него возрастает риск стать отстойником для осадка. По этой причине возрастают эксплуатационные расходы на очистку и удаление осадка из приемного резервуара малой насосной станции.

Взвешенные вещества, находящиеся на поверхности сточной воды, тоже затрудняют работу оборудования насосной станции. Частицы жиров, мелких волокон и других загрязнителей прилипают друг к другу и образуют пленку, ухудшающую функционирование насосов и датчиков уровня. Свободно плавающие взвеси можно убрать, если снизить уровень жидкости в резервуаре. Пониженный уровень воды позволит перевести взвешенные вещества в зону всасывания насоса и удалить их из премного резервуара.

Оптимизация приемных резервуаров КНС

Исследования, проводимые для подбора оптимальных форм и пропорций комплектных насосных станций с учетом имеющихся ограничений по гидравлике и энергетике, показали следующее.

  • Увеличение частоты дискретных режимов пуска/остановки малых погружных насосов (до 100 м³/ч, марки Grundfos) с 15 до 60 не оказало значительного влияния на повышение температуры статора. Она оставалась в пределах 80 °С, что при изоляции классов F и H не представляет опасности для двигателя насоса.
  • Форсированные испытания двенадцати насосов (по 180 тысяч пусков) не обнаружили механических повреждений узла вала и рабочего колеса насоса.
  • Сокращение расстояния между насосами и стенками приемного резервуара насосной станции (вплоть до соприкасания корпусов насосов) не выявило ухудшения их работы или снижения КПД.
  • Существенное сокращение зазора между днищем приемного резервуара и входным отверстием насоса (до 0,12 от размера диаметра входного патрубка) не ухудшило режима работы и КПД насоса.

Проведенное исследование позволило выявить важные принципы проектирования малых насосных станций современного типа.

  • Горизонтальную зону днища приёмного резервуара имеет смысл проектировать минимального размера и располагать прямо под входным отверстием патрубка насоса.
  • Вертикальные стенки должны сопрягаться с днищем резервуара через наклонную поверхность с углом в 60° к горизонтали для шероховатых (бетонных) поверхностей, и не менее 45° для гладких (пластиковых).
  • Расстояние между днищем и входным отверстием насосных патрубков следует предусматривать не более чем на половину диаметра входного отверстия патрубка.

Примером хорошей реализации может послужить насосно-приёмный резервуар TOP фирмы Flygt, показавший отличные результаты эксплуатации на практике. Flygt первые в Мире предложили конструкцию с самоочищающимся приемным резервуаром.

Были проведены сравнительные исследования комплектной КНС TOP и насосно-приемного резервуара традиционной формы с овальным днищем. В результате замеров оказалось, что традиционный резервуар накапливает в десятки раз больше взвешенных веществ и осадков, чем резервуар ТОР с запатентованной формой днища и расположения насосных патрубков.