Типовая компоновка насосной станции

Компоновка оборудования должна обес­печивать удобное и безопасное обслужива­ние этого оборудования при минимальных габаритах помещения. Применяются следую­щие схемы размещения насосных агрегатов в машинном зале (рис. 4.71а —г):

· однорядное с расположением оси агрега­тов параллельно продольной оси здания;

· однорядное с направлением оси агрега­тов, перпендикулярным продольной оси зда­ния;

· двухрядное шахматное;

· двухрядное симметричное.

Рис. 4.71. Схемы размещения насосных агрегатов в машинном зале

Первая схема позволяет уменьшить поперечные размеры здания; одновременно она увеличивает его длину. Эта схема целесооб­разна при малом числе крупных агрегатов (с насосами типа Д, СЭ и др.). Вторая схема дает возможность сократить длину зда­ния. Эта схема наиболее распространена; рекомендуется при увеличенном числе круп­ных агрегатов и при установке насосов консольного типа (типа К).

В случае большого числа крупных агрегатов применяются схемы с двухряд­ным шахматным или симметричным располо­жением этих агрегатов.

Подпиточные и дренажные насосы реко­мендуется располагать на свободных участках машинного зала с тем, чтобы они не увеличивали габаритов помещения.

В случае насосных агрегатов с электро­двигателями напряжением до 1000 В при диаметре напорного патрубка до 100 мм до­пускается установка двух агрегатов на общем фундаменте без прохода между ними, а также размещение агрегата у стены без прохода между стеной и агрегатом.

Для осуществления монтажа и выполне­ния ремонта насосных агрегатов, вспомо­гательного оборудования, трубопроводов и арматуры в помещении машинного зала пре­дусматривается монтажная площадка. При определении ее размеров учитываются раз­меры наибольшего из насосных агрегатов, размеры транспорта для перевозки груза, ширина прохода вокруг агрегата либо транс­порта, расположенных на монтажной площад­ке (не менее 0,7 м), возможность прибли­жения крюка грузоподъемного устройства к разгружаемому оборудованию.

Рис. 4.72. Определение минимальной высоты насосной станции:

Нн — высота насосной станции; Нуст — высота уста­новленного оборудования; Ну — расстояние от ни­за транспортируемого узла до точки закрепления строп (либо до верха узла); Нс — вертикальная проекция длины строп; Нк — высота от крюка до низа строительной конструкции перекрытия; Нкр — высота крана; hр — высота подкрановых рельсов; hстр — расстояние от верха подкрановых рельсов до низа строительных конструкций перекрытия; h3 — зазор между установленным оборудованием и транспортируемым узлом

Высота надземной части машинного зала (рис. 4.72) определяется с учетом высоты платформы транспортных средств для пере­возки оборудования и наибольших размеров транспортируемого узла в собранном виде (насосного агрегата, насоса или электродвига­теля). При этом следует учитывать длину строп (не менее 0,5 — 1 м), условия транспор­та перемещаемого узла (над полом либо над установленным оборудованием).

Минимальное расстояние от перемещае­мого узла до пола либо установленного оборудования рекомендуется принимать не менее 0,3 — 0,5 м. Следует также учитывать расстояние от крюка грузоподъемного устройства до низа подкрановой балки.

Надземная часть машинного зала вы­полняется высотой не менее 3 м.

Размеры ворот (или дверей) для въезда транспорта определяются по наибольшим габаритным размерам оборудования либо транспорта. Минимальная ширина ворот (две­рей) для выезда транспорта — 2 м.

Для проведения монтажа крупных бло­ков в стенах либо в перекрытиях насосной станции предусматриваются монтажные прое­мы. Монтажные проемы выполняются в тор­цевой стене, со стороны возможного расши­рения насосной станции. Размеры монтажных проемов определяются габаритами наиболь­шего из блоков (узлов) оборудования и трубопроводов.

Рис. 4.73. Пример компоновки подкачивающей насосной станции:

а — машинный зал; 6 — помещение распределительных устройств; в — трансформаторная; г — сан­узел; 1 — подкачивающий насос; 2 — электродвигатель подкачивающего насоса; 3 — подпиточный насос; 4 — электродвигатель подпиточного насоса; 5 — грязевик; 6 — подвесной однобалочный кран; 7 — щит управления; 8 — сборка насосной; 9 — шкаф питания цепей управления; 10 — шкаф управ­ления подпиточным насосом; 11 - шкаф КРУ; 12 - силовой трансформатор; 13 – конденсаторная установка

Соединения трубопроводов выполняются сварными. В местах присоединения трубо­проводов к насосам и фланцевой арматуре применяются фланцевые соединения.

Расположение трубопроводов в насосной станции должно обеспечивать возможность свободного доступа к оборудованию и арма­туре, удобство обслуживания их и ремонта.

При прокладке трубопроводов над по­верхностью пола для возможности прохода над трубопроводами предусматриваются перекидные мостики.

Прокладка в подпольных каналах при­меняется в случаях, когда размещение трубопроводов над полом вызывает большие осложнения.

При прокладке над полом и в каналах подвижные опоры трубопроводов должны устанавливаться на железобетонных опор­ных подушках.

Размещение подвижных и неподвижных опор следует выполнять с учетом необходи­мости разгрузки насосов от усилий, возни­кающих при температурных деформациях трубопроводов, а также от весовых нагрузок.

В местах присоединения трубопроводов к насосам (при диаметрах трубопроводов, превышающих диаметры патрубков насосов) должны предусматриваться переходные патрубки, обеспечивающие плавное изменение скорости воды.

Длину L переходных патрубков рекомен­дуется принимать равной

L = a(D1 -D2), (4.14)

где D1 - диаметр трубопровода; D2 — диа­метр патрубка насоса; а — постоянный коэф­фициент, а = 5 ÷ 6.

Патрубки следует устанавливать таким образом, чтобы исключить образование воздушных мешков.

Все трубопроводы сетевой воды в здании насосной станции изолируются. При этом температура на поверхности изоляции не должна быть выше 45°.

В нижних точках трубопроводов устанав­ливается дренажная арматура, в верхних — арматура для выпуска воздуха.

Арматура должна располагаться в местах, удобных для обслуживания. При размещении арматуры на высоте 1,4 м и более от пола следует предусматривать площадки и мостики.

При проектировании площадок и мости­ков должна учитываться высота над полом ручных и электрических приводов задвижек и другой арматуры.

Все задвижки диаметром 500 мм и выше должны иметь электрический привод. В случае дистанционного управления запорной армату­рой электрический привод следует устанав­ливать на этой арматуре независимо от ее диаметра.

Для применения индустриальных мето­дов изготовления трубопроводов на заводе либо в заготовительных мастерских следует предусматривать разбивку трубопроводов на отдельные узлы (блоки).

Разбивка трубопроводов на блоки вы­полняется с учетом габаритов платформы железнодорожного либо автомобильного транспорта; максимальной массы груза, пере­мещаемого подъемно-транспортным обору­дованием насосных станций; габаритов мон­тажных и дверных проемов; необходи­мости обеспечения достаточной жесткости конструкции блоков; условий выполнения сва­рочных работ в местах стыковки блоков.

Для выполнения монтажа оборудования, арматуры и трубопроводов после возведения строительных конструкций, и проведения ре­монтных работ на перекачивающих насос­ных станциях устанавливается подъемно-транспортное оборудование.

При выборе подъемно-транспортного оборудования учитывается в зависимости от условий поставки максимальная масса уста­навливаемого оборудования (насоса, электро­двигателя) либо масса агрегата в собран­ном состоянии. Следует также, учитывать возможность увеличения массы груза в слу­чае замены установленного оборудования на более мощное.

При длине машинного зала до 18 м и подъеме груза на высоту до 6 м рекомен­дуются следующие виды подъемно-транс­портного оборудования с ручным управ­лением: при массе груза до 1 т — непод­вижная балка с кошками либо подвесной однобалочный кран; при массе груза до 5 т — подвесной однобалочный кран; при массе гру­за более 5т — мостовой кран.

В тех случаях, когда длина машинного зала превышает 18 м, а высота более 6 м, следует использовать подъемно-транспорт­ное оборудование с электрическим приво­дом.

Для монтажа оборудования массой до 500 кг могут также применяться переносные треноги с талями.

Компрессоры

Компрессорами называют устройства для сжатия и подачи воздуха и других газов под давлением. Аналогичные функции способны выполнять еще два типа аэромашин – газодувки и вентиляторы, поэтому следует обозначить разницу между ними.

Как уже указывалось в статье о вентиляторах, эти устройства могут повышать давление рабочего вещества (газа, воздуха и т. п.) до величины 1,5×105 Па (0,15 МПа или 1000 мм вод. ст.).

Газодувки являются более эффективным средством сжатия газов, их возможности в этом плане занимают интервал от 0,15 до 0,3 МПа.

Аэроустройства, способные сжимать газ до давления свыше 0,3 МПа называют компрессорами.

Классификация компрессоров

Компрессоры классифицируют по принципу действия, по назначению, по роду сжимаемого газа, по развиваемому давлению, по способу охлаждения, по количеству ступеней и по типу привода.

· По принципу действия, т. е. по особенности процесса увеличения давления газов, связанного с конструкцией этих машин, все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные. Аналогичная классификация применяется и для гидравлических машин – насосов.

· По назначению компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, холодильные, энергетические, общего назначения и т. д.).

· По роду сжимаемого газа компрессоры бывают воздушные, кислородные, азотные, гелиевые, фреоновые, углекислотные и т. д.

· По способу отвода теплоты - без охлаждения, с жидкостным или воздушным охлаждением.

· По типу привода различают компрессоры с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины, а также с ручным приводом.

· По количеству ступеней сжатия компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

· По создаваемому давлению различают:

ü вакуум-компрессоры и вакуум-газодувки - машины, создающие разрежение, отсасывая газ или воздух из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивают возможность достижения более высокого избыточного давления. В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение, как правило, 10...50 кПа (в отдельных случаях до 90 кПа) и работать как вакуумный насос низкого вакуума;

ü компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа (по определению этот тип аэромашин может относиться и к газодувкам);

ü компрессоры среднего давления - от 1,2 до 10 МПа;

ü компрессоры высокого давления - от 10 до 100 МПа.

ü компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Объёмные компрессоры

В компрессорах объёмного типа рабочий процесс осуществляется в результате вытеснения рабочего вещества (газа, воздуха) посредством изменения объёма рабочей камеры. Существуют десятки разнообразных конструкций машин данного типа, среди которых можно выделить наиболее распространенные: поршневые, винтовые, ротационные, роторно-шестерёнчатые, мембранные, жидкостно-кольцевые, воздуходувки Рутса (суперчарджеры), спиральные, компрессор с катящимся ротором.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры работают по принципу сжатия и вытеснения газа из цилиндра посредством перемещения поршня. Конструкция этих насосов аналогична конструкциям поршневых двигателей внутреннего сгорания и поршневым гидронасосов.