Тема: Конструкции насосов: динамических, объемных

Конструкции насосов, применяемых для водоснабжения и канализации.

Центробежные консольные насосы типа К предназначены для воды с рН = 6,5-8,0, температурой до 85°С и содержанием твердых включений раз­мерами до 0,2 мм, не превышающих 0,1% по массе, а так же других неагрес­сивных жидкостей, подобных воде по плотности и химической активности.

Насосы горизонтальные консольные с односторонним подводом воды и рабочему колесу (рис. 1). Насосы изготавливаются с подачей 5-400 м³/ч напором 10-90 м, их КПД находятся в пределах 0,5-0,84, допустимый кавитационный запас 4-5,5 м, коэффициент быстроходности n _s; = 60-250.

Конструктивно насосы имеют следующие исполнения:

• К - (основное исполнение) горизонтальные консольные с опорой на корпусе, с подводом от двигателя через упругую муфту;

• КМ - консольные моноблочные, рабочее колесо установлено на конце удлиненного вала электродвигателя;

• КМП - повысительные, для установки в жилых зданиях;

• КМЛ - линейные, с расположением осей всасывающего и напорного патрубков в линию, с вертикальной осью вращения.

В нормальном исполнении у консольных насосов напорный патрубок направлен вертикально вверх. В зависимости от компоновочных решений всасывающих и напорных трубопроводов он, может быть, повернут вокруг оси насосов на 90°, 180° и 270°.

Наибольшее допустимое избыточное давления перекачиваемой жид­кости на входе: для насосов с опорой на корпусе и повысительных -6 кгс/см², для моноблочных и линейных - 3,5 кгс/см².

Пример обозначения типоразмера: К (КМ) 80-65-160 - (К - консоль­ный, КМ - консольный моноблочный, 80 - диаметр всасывающего патруб­ка (мм), 65 - то же напорного (мм), 160 - диаметр рабочего колеса).

Центробежные насосы двустороннего входа. Насосы с двусторонним подводом воды на рабочее колесо типа Д предназначены для перекачива­ния воды и иных жидкостей, сходных с водой по вязкости и химической активности, с температурой до 85°С и содержанием твердых включений размерами до 0,2 мм не превышающих 0,05% по массе.

Насосы типа Д имеют подачу 100-12500 м³/ч напор 14-125 м и до­пустимый кавитационный запас для рабочей части характеристики 3-7,5 м. Их КПД находится в пределах 0,73-0,88, коэффициент быстроходности n _s = 60-90 (8 лопастей) и n _s = 130-190 (6-8 лопастей).

Центробежные насосы типа Д (рис. 5.13) - горизонтальные с осевым горизонтальным разъемом корпуса, с полуспиральным подводом жидкости к рабочему колесу имеют ряд преимуществ с другими типами насосов. Они имеют хорошую всасывающую способность. Рабочее колесо с двусторон­ним подводом жидкости обладает по сравнению с колесом одностороннего подвода (при одинаковых значениях напора, подачи и частоты вращения) существенно лучшими кавитационными качествами.

Насосы типа Д применяются на насосных станциях первого и второго подъемов, в циркуляционных системах промышленного водоснабжения.

Пример обозначения типоразмера - Д 1600-90 (Д - двустороннего вхо­да, 1600 - номинальная подача (м ³/ч) при наибольшем значении КПД, 90 - номинальный напор, м).

Центробежные вертикальные насосы типа ВЦ предназначены для пе­рекачивания воды с рН = 6-8, температурой до 45°С и массовой концен­трацией взвешенных веществ не более 0,3%, размером до 0,1 мм, из кото­рых абразивных частиц не более 2%, а так же других жидкостей, аналогич­ных воде по вязкости и химической активности.

Насосы изготавливают с подачей от 1 до 35,0 м ³/ч и напором от 22 до 110м. Их КПД находится в пределах 0,87-0,89. допустимый кавитацион­ный запас 11,5-14м.

Эти насосы изготавливают с односторонним осевым подводом воды к рабочему колесу (рис. 2). Вал насоса кованый стальной с фланцами на кон­цах для крепления рабочего колеса и соединения с трансмиссионным валом.

Регулирование параметров насоса осуществляется направляющим ап­паратом. Привод насосов типа ВЦ осуществляется вертикальным электро­двигателем. Соединение валов двигателя и насоса жесткое фланцевое.

Не рекомендуется применять центробежные вертикальные насосы с длинным валом, так как это требует установки нескольких валов - проставок и дополнительных направляющих подшипников. Расстояние между фланцами вала электродвигателя и вала насоса регламентируется заводом -изготовителем из расчета установки одного вала-проставки.

Пример, обозначения типоразмера - 1000 ВЦ - 16/63 (1000 - диаметр напорного патрубка (мм), ВЦ - вертикальный центробежный, 16 - номи­нальная подача (м ³/ч), 63 - номинальный напор, м).

Насосы типа В выпускаются 28 типоразмеров. Насосы 60 0В - 1,6/100 и 800В - 2,5/40 изготавливают серийно, остальные - по индивидуальным заказам.

Многоступенчатые центробежные насосы

В этих насосах механическая энергия двигателя передается потоку пе­рекачиваемой жидкости последовательно несколькими рабочими колесами, смонтированными на одном валу, в одном секционном корпусе. Напор этих насосов равен сумме напоров, создаваемых каждым установленным рабо­чим колесом (рис. 5.15).

Многоступенчатые насосы предназначены для перекачивания чистой воды с температурой до 60°С или 105°С, разделяются на нормальные и вы­сокооборотные.

Корпус многоступенчатого насоса состоит из отдельных секций, число которых, равно числу ступеней, минус единица, так как одно колесо распо­ложено в переднее крышке. Секционная конструкция корпуса насоса по­зволяет увеличивать или уменьшать напор, не изменяя подачи.

Многоступенчатые насосы типа ЦНС выпускают с числом рабочих ко­лес от 2 до 10. Нормальные насосы изготавливают одного типа - секцион­ные с рабочими колесами осевого входа. Подача этих насосов 8-850 м ³/ч, напор 40-1440 м, Н =4-7 м, КПД = 0,67-0,77.

Высокооборотные насосы имеют подачу 38-1000 м ³/ч при напоре 136-2000 м. Насосы устанавливают с подпором на 2-6 м, их КПД 0,72-0,8.

Условные обозначения насоса (например, ЦНС 38-44): центробежный насос секционный, подача 38 м ³/ч, напор 44 м.

¸Скважинные насосы

По принципу перекачивания жидкости скважинные насосы относятся к группе многоступенчатых вертикальных насосов. Установка скважинных насосов в трубчатых колодцах и буровых скважинах предопределяет осо­бенность их конструкции. Эти насосы имеют минимальные поперечные размеры, а их внешняя форма соответствует форме круглых обсадных труб, внутри которых их устанавливают.

Скважинные насосы изготавливают двух типов: насосы с трансмиссионным валом (артезианские типа А и АТН, рис. 5.16) и погружные (типа ЭЦВ,рис.5.17).

Насосы типа ЭЦВ представляют собой агрегат, состоящий из цен­тробежного насоса и погружного электродвигателя с жестким соединени­ем их валов. Они предназначены для подъема воды общей минерализаци­ей не более 1500 мг/л, рН = 6,5-9,5, температурой 25°С и с массовой до­лей твердых механических примесей не более 0,01%, содержание хлоридов не более 350 мг/л, сульфатов не более 500 мг/л, сероводорода не более 1,5 мг/л.

Условное обозначения агрегата (ЭЦВ 8-40-65):

Э - с приводом от погружного электродвигателя;

Ц - центробежный;

В - для подачи воды;

8 - максимально допустимый для данного типоразмера диаметр об­садной колоны (скважины) мм, уменьшенный в 25 раз;

40 - номинальная подача, м³ /ч;

65 - номинальный напор, м.

Насосный агрегат подвешивается на колонне водоподъемных труб и спускается в воду на такую глубину, чтобы верхний фланец клапанной ко­робки находился ниже динамического уровня в скважине не менее чем на 1,5 м. Подшипники насоса смазываются и охлаждаются откачиваемой водой.

Отличительной конструктивной чертой артезианских насосов типа А и АТН (рис. 5.16) является то, что приводной электродвигатель устанавлива­ется над устьем скважины и соединяется с насосом промежуточным транс­миссионным валом. Эти насосы состоят из трех основных узлов: насосного узла, напорного трубопровода с трансмиссионным валом, приводной головки.

Насосный узел представляет собой группу, соединенных шпильками секций, корпусов, внутри которых находится вал с насаженными на нем рабочими колесами.

Условное обозначение насосов типа АТН:

А - артезианский,

Т - турбинный,

Н - насос.

Первые цифры за буквами - наименьший внутренний диаметр обсад­ной колонны (мм), уменьшенный в 25 раз, последующие - индекс рабочего колеса, а последние цифры - количество ступеней насоса.

Условные обозначения насосов типа А (например: 24А - 18х1): пер­вые цифры до букв - наименьший внутренний диаметр обсадной скважины (мм), уменьшенный в 25 раз, последующие - индекс рабочего колеса, а по­следние цифры - количество ступеней насоса.

Условные обозначения насосов типа А (например: 24А-18х1): первые цифры до букв - наименьший внутренний диаметр обсадной колонны (мм), уменьшенный в 25 раз; А - артезианский; следующие цифры - коэффици­ент быстроходности, уменьшенный в 10 раз; последняя цифра - количество ступеней насоса.

¸Динамические насосы для сточных жидкостей

Предназначены для перекачивания бытовых и промышленных вод с рН от 6 до 8,5, плотностью 1100 кг/м³, с температурой до 90°С, с содержа­нием абразивных частиц не более 10% по объему, размером частиц до 5 мм.

Состав сточной жидкости обусловливает особенности насосов для сточных вод, а именно:

- рабочее колесо закрытого типа значительно шире и имеет меньшее число лопастей, чем колесо насосов, перекачивающих чистую воду;

- лопастям придается более обтекаемая форма;

- на корпусе насоса и на входном патрубке имеются люки - ревизии;

- в зону сальникового устройства подается чистая вода;

- внутренняя полость корпуса защищена сменными дисками.

Насосы выпускаются на подачу 1,9 - 3000 л/с при напоре 5,5 - 110 м и КПД = 0,45-0,83.

Насосы типа СД - горизонтальные (рис. 5.18), СДВ - вертикальные (рис. 5.19).

Их корпуса имеют спиральный отвод упрощенной формы, без высту­пающих частей рабочего колеса одностороннего входа закрытого типа име­ет от двух до пяти лопастей. Вход в насос осевой, для вертикальных насо­сов - через плавно изогнутое расширяющееся колено.

Напорный патрубок у горизонтальных насосов, как правило, устанавливают вертикально вверх;

при необходимости он, может быть, повернут вокруг оси насоса на 90°, 180°, 270°.

Напорный патрубок насоса типа СДВ расположен горизонтально. К подшипникам скольжения крупногабаритных насосов подводится от сис­темы технического водоснабжения чистая вода для их охлаждения и смазки.

Насосы типа СД применяют на малых и средних, а типа СДВ - на крупных канализационных насосных станциях.

Пример обозначения типоразмера - СДВ 24000-28 (СДВ - динамиче­ский для сточных жидкостей, вертикальный; 24000 - номинальная подача (м ³ /ч); 28 - номинальный напор, м).

¸Погружные насосы для перекачивания сточных вод

В настоящее время наибольшее распространение для перекачивания сточных вод нашли погружные насосы различных фирм - производителей (ФЛИГТ, АВ8, К8В, ОКиNР05 и др.).

Погружные насосы в первую очередь предназначены для перекачки бытовых сточных вод, ливневых вод и осадка.

Один из типов погружного насоса приве­ден на рис. 5.20.

Основное достоинство погружных насосов - они не нуждаются в доро­гостоящем большом и сухом пространстве и не требуют монтажа всасы­вающих коммуникаций насоса. Диапазон производительности погружных насосов от 2 до 3000 л/с при создаваемом напоре от 3 до 100 м.

Погружные насосы ФЛИГТ имеют обозначения, состоящие из двух букв с последующими четырьмя цифрами, например, СР 3201. Первая бук­ва характеризует гидравлическую часть насоса, т.е. рабочее колесо и кор­пус и обозначается буквами С, В, М, Н и т.д., всего 12 различных конст­рукций. Вторая буква определяет способ установки насоса: стационарный мокрый Р, переносной мокрый S, стационарный сухой Т и т.д., всего 8 спо­собов.

Насосы, типа С, снабжены закрытым канальным рабочим колесом, конструкция которого сводит к минимуму его забивание, и поэтому являет­ся идеальным для перекачки сточных вод с крупными твердыми частицами или длинноволокнистыми включениями.

Примеры установки насосов типа С приведены на рис. 5.21 и 5.22.

Для закрепления соединительных лап фундаментные болты вставляются в днище шахты. Соединительные лапы укладываются на днище, после чего в них вставляются направляющие трубы, которые затем закрепляются сверху во входном пространстве шахты посредством державок направляющих труб.

Погружные насосы благодаря своей компактности, высокому КПД, значительному допустимому числу включений в час, равному 15, при любой мощности двигателя, позволяют уменьшить размеры насосной станции.

Регламент эксплуатации погружных насосов прост и предусматривает следующее: один раз в год внешний осмотр агрегата и замена при необхо­димости масла; один раз в 3 года разборка с возможной заменой износив­шихся деталей. Насосы не требуют постоянного обслуживающего персона­ла на станциях любой производительности.

¸Шнековые насосы

Шнековые насосы (рис. 5.23) предназначены для перекачки сточных вод при подъеме их на небольшую высоту (2-7 м). Насосы отличают про­стота конструкции и эксплуатации, а также незначительный объем строи­тельных работ при их установки. На насосных станциях не требуется уста­новка арматуры, которая заменяется простыми плоскими щитами.

Насосы могут работать без предварительной очистки сточных вод на решетках, крупность перекачиваемых включений обуславливается диамет­ром шнека и трубы шнека, а также его шагом.

¸Вспомогательные насосы

В системах водоснабжения и водоотведения используются также насо­сы, выполняющие ряд вспомогательных функций: водокольцевые вакуум-насосы применяются для создания вакуума при заливке основных центро­бежных насосов на водопроводных и канализационных насосных станциях. Они могут быть также использованы как воздуходувки для создания невы­сокого напора при использовании сжатого воздуха в технических процес­сах водоснабжения и водоотведения.

Подача насосов составляет 6-450 л/с при температуре воздуха перед всасывающим патрубком 20°С и при температуре воды, поступающий в водокольцевой насос 15°С, максимальный вакуум - 80-97%, максималь­ный напор 3-22 м, напор перед всасывающим патрубком -10м.

На станциях водоподготовки и очистки воды для дозирования реаген­тов применяют насосы дозировочные типа НД.

Насосы типа НД приводные, горизонтальные (или вертикальные), од­ноплунжерные, одинарного действия - применяют для перекачивания чис­тых нейтральных или агрессивных жидкостей, эмульсий и суспензий с температурой не более 85°С. Подача насоса регулируется от 0 до максиму­ма изменением длинны хода штока и плунжера.

Насосы-дозаторы с помощью переходных фонарей и муфт можно объ­единить в двухплунжерные и многоплунжерные агрегаты, присоединяемые к одному электродвигателю. Такие дозаторные агрегаты (ДА) выпускают двух и трехцилиндровыми, и они могут дозировать одновременно два или три реагента. Например, на станции очистки воды можно одновременно дозировать коагулянт, полиакриламид и известковое молоко. Насосы дозаторы выпускают с подачей 0,04-2500 л/ч и развиваемым напором 100-4000 м.

Насосы для взвешенных веществ широко применяют для откачки гравийно-глинистых и грунтовых вод из котлованов и траншей, а также быто­вых и сточных вод, при ремонтных работах на водопроводных и водоотводящих сетях и сооружениях. Наибольшее распространение для этих целей нашли насосы ГНОМ (грязевой насос одноступенчатый моноблочный). Насосы ГНОМ устанавливают вертикально на дно котлованов, траншей, колодцев и камер. Они могут работать при полном или частичном погружении в откачи­ваемую жидкость. Насосы не могут работать «всухую», без охлаждения откачиваемой жидкости.

¸Водоструйные насосы

К ним относятся водоструйные насосы, работающие на воде, эжекто­ры - на газе или на воздухе, инжекторы - на паре, гидроэлеваторы - на горячей воде.

Действие струйных насосов основано на принципе передачи кинетиче­ской энергии от одного потока к другому, обладающей меньшей кинетиче­ской энергией. Создание напора у насосов этого типа происходит путем непосредственного смешения обоих потоков, без каких либо промежуточ­ных механизмов.

Основные достоинства струйных насосов:

- легкость изготовления (основные элементы - насадки, камера смеше­ния и диффузор, легко изготавливается из труб);

- отсутствие движущихся частей;

- возможность установки электродвигателя отдельно от насоса;

- возможность перекачивания гравийно-песчаных смесей крупных фрак­ций;

- бесшумность работы. Основной недостаток - низкий КПД (15-27%).

В водопроводном и канализационном хозяйстве струйные насосы на­ходят применение для:

- заливки основных насосов перед пуском их в работу;

- загрузке и выгрузке фильтрующих материалов на очистных сооруже­ниях;

- выгрузки песка из песколовок;

- перемешивание осадка в метантенках;

- откачивания воды из трубчатых колодцев и скважин.

Лекция №10

Тема: Насосные станции. Определения. Состав оборудования. Классификация.

Насосные станции представляют собой сложный комплекс сооруже­ний и оборудования, обеспечивающих подачу воды и водоотведение в со­ответствии с нуждами потребителей.

По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения насосные станции подразделяются на насосные станции I подъема, II подъ­ема, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции I подъема забирают воду из источников водо­снабжения и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется ее очистка непосредственно в резервуары чистой воды, сеть, водонапорную башню.

Насосные станции II подъема служат для подачи очищенной воды по­требителям, обычно из резервуаров чистой воды. Насосные станции I и II подъемов в некоторых случаях размещаются в одном помещении, что по­зволяет сократить расходы на строительство и эксплуатацию.

Повысительные насосные станции (станции подкачки) предназначены для повышения напора в водопроводной сети или водоводе. Вода забирается из одной сети (участка водовода) и под увеличенным на­пором подается в другие сети (района, города, отдельные здания и др.) или в последующий участок водовода.

Циркуляционные насосные станции входят в схемы технического во­доснабжения промышленных предприятий, ТЭЦ. На этих станциях одни насосы подают отработанную воду на охлаждающие или очистные устрой­ства, а другие насосы возвращают подготовленную воду снова к производ­ственным установкам.

Назначение канализационных насосных станций (КНС) заключается в подъеме сточной воды на очистные сооружения, если рельеф местности не позволяет подавать сточные воды самотеком, КНС устраивают для того, чтобы избежать большого заглубления самотечных коллекторов. В этом случае сточные воды из заглубленного коллектора подаются в дру­гой коллектор, расположенный выше. По расположению в общей схеме водоотведения насосные станции подразделяются на главные, которые служат для перекачивания сточных вод со всей территории населенного пункта или промышленного предприятия, и районные, предназначенные для перекачивания сточных вод только с части территории населенного пункта или промышленного предприятия. Районные насосные станции перекачивают воду или непосредственно на очистные сооружения, или в близлежащий коллектор.

Большое разнообразие природных условий, различие технологических требований и особенности эксплуатации обуславливают обилие методов решения задач водоснабжения и водоотведения. В связи с этим установив­шейся общепринятой классификации насосных станций в настоящее время не существует.

Тип водопроводной насосной станции определяется ее назначением и подачей, а так же зависит от вида и режима источника водоснабжения, рас­положения здания насосной станции по отношению к водозаборному со­оружению, типа и характеристик основного оборудования и систем приво­да, климатических условий и гидрогеологии местности (рис. 5.25).

Тип насосной станции водоотведения диктуется главным образом глу­биной заложения подводящего коллектора, объемом сточных вод и регу­лярностью их поступления, гидрогеологическими условиями (в частности наличием грунтовых вод, типом установленных насосов и двигателей (рис. 5.26)).

В значительной степени тип насосной станции зависит от способа управления агрегатами.

Возможные сочетания указанных условий предопределили наличие большого числа признаков, по которым могут быть классифицированы типы и конструкции насосных станций систем водоснабжения и водоотведения.

По характеру основного оборудования насосные станции могут быть:

- с центробежными горизонтальными или вертикальными насосами;

- с осевыми и диагональными горизонтальными, наклонными или вер­тикальными насосами;

- с объемными насосами;

- с водоподъемниками различных типов.

По расположению лопастных насосов относительно уровня воды в приемном резервуаре:

- с положительной высотой всасывания;

- с отрицательной высотой всасывания (под заливом);

По расположению относительно поверхности земли:

- заглубленными (шахтного типа);

- частично заглубленными;

- наземными. По характеру управления:

- с ручным управлением;

- автоматическими;

- дистанционными. По форме здания:

- круглые в плане;

- прямоугольные. По надежности: I, II и III категории надежности.

¸Состав оборудования насосных станций

Для осуществления главной функции насосной станции - подачи воды -предназначено различное оборудование, от которого зависят эффектив­ность и надежность эксплуатации станции.

Основное энергетическое оборудование включает насосы и приводные двигатели. Привод насосов обычно осуществляется с помощью электро­двигателей.

Механическое оборудования включает в себя сороудерживающие уст­ройства, затворы, подъемно-транспортные механизмы.

Вспомогательное оборудование включает в себя:

Систему технического водоснабжения (СТВ). Она предназначена для подачи технически чистой воды к устройствам для водяной смазки направ­ляющих подшипников и сальниковых уплотнений насосов.

Дренажно-осушительную систему (ДОС). Она предназначена для от­качивания воды из камер, самотечных и всасывающих труб насосов, удале­ния дренажной воды из подземных помещений.

Систему маслоснабжения (СМС), служащую для обеспечения маслами соответствующих марок масляных ванн и подшипников электродвигате­лей, силовых трансформаторов.

Систему пневматического хозяйства (СПХ). Вакуум-система, предна­значенная для заливки водой насосов, установленных выше уровня воды в приемном резервуаре.

Контрольно-измерительные приборы и системы автоматизации (ком­плекс КИПиА) включают в себя устройства контроля за состоянием основ­ных агрегатов и другого оборудования.

Трубы и фасонные части, обеспечивающие присоединение насосов к всасывающим и напорным трубопроводам.

Электрические устройства включают в себя силовые трансформаторы, выводы высокого и низкого напряжения, распределительные устройства, токопроводы к электродвигателям, системы контроля.

Противопожарные и санитарно-технические устройства.

2.3. Требования к выбору расчетных режимов работы насосных станций

Выбор насосных агрегатов осуществляется на основании требуемых по­дачи Q и напора Н, устанавливаемых гидравлическим расчетом системы пере­качиваемой жидкости, для которого требуется следующие исходные данные:

- расход воды (приток) в сутки максимального водопотребления (притока);

-расход (приток) воды в часы максимального, среднего и минимального водопотребления (притока) в сутки максимального водопотребления;

- расход воды на нужды пожаротушения;

- отметка расчетных уровней воды в источнике (река, резервуар и т.д.);

- отметки уровня воды в напорной емкости или у потребителя, в прием­ной камере или точке приема жидкости;

- характеристики Н –Q насосов и трубопроводов.

На основании графика водопотребления (притока) устанавливается режим работы и подача насосной станции. Насосная станция должна пода­вать (или откачивать) за сутки полный расчетный суточный расход при обеспечении требуемой высоты подъема жидкости. Расчетная подача на­сосной станции определяется по суткам максимального водопотребления (или притока), в час максимального водопотребления или притока, в час максимального водопотребления - на основании сводной ведомости расхо­да воды потребителями в системе водоснабжения или принятого коэффи­циента неравномерности. Подача канализационных насосных станций ха­рактеризуется максимальным расчетным секундным расходом в подводя­щем коллекторе на участке, примыкающем к насосной станции.

При выборе режима работы насосных станций следует учитывать их назначение, место расположения в общей схеме системы водоснабжения или водоотведения, наличие и объем регулирующих емкостей и развития насосных станций.

¸Расчет, особенности проектирования насосных станций

Насосные станции первого подъема, подающие воду на очистные сооружения, работают равномерно в течении суток. При этом расчетную часовую подачу насосной станции в сутки наибольшего водопотребления определяют по формуле

Если в системе водоснабжения предусматриваются аварийные резервуары или пополнение противопожарного запаса резервуаров чистой воды за счет снижения подачи воды потребителю не допустим, то

Q _р = + Q_доп,

где Q_доп = - дополнительный расход воды на пополнение резервуаров, м³/час;

t - время пополнения запаса воды, ч;

W- пополняемый объем воды, м³.

Количество рабочих насосов определяют в зависимости от Q, при обеспечении требований по обеспечению минимума капитальных и эксплуатационных затрат. На насосной станции кроме рабочих насосных агрегатов предусматривают установку и ре­зервных. Количество резервных насосных агрегатов принимается следующим

Количество рабочих агрегатов одной группы	Количество резервных агрегатов в насосных станциях для категории
I	II	III
До 6
Св.6 до 9			-
Св.9			-

Насосные станции второго подъема. Ввиду того, что насосная стан­ция II подъема подает воду непосредственно в сеть потребителя, режим работы ее стараются максимально приблизить к режиму водопотребления.

При этом сочетают различные способы регулирования работы насос­ной станции - изменение числа работающих насосных агрегатов и регули­рование работы одного или нескольких насосов. Выбранному режиму ра­боты насосной станции должен соответствовать минимум затрат на строи­тельство и эксплуатацию устройств, связанных с регулированием.

На практике указанным требованиям, как правило, отвечает двух-, реже трехступенчатый режим работы насосной станции с водонапорной башней в системе водоснабжения. В таком случае задача сводится к определению та­кого ступенчатого режима, при котором вместимость бака водонапорной башни минимальна, а значит, минимальны и затраты на ее строительство.

Обеспечение нужного режима работы можно путем установки в на­сосной станции различного количества одинаковых или разных рабочих насосов следующие:

- необходимо стремится к установке однотипных насосов. Это обеспе­чивает благоприятные условия эксплуатации, минимальную номенк­латуру запасных частей и, что очень важно, возможность устройства скользящего резервирования насосов;

- стремиться к минимальному количеству рабочих и резервных агрега­тов, обеспечивая при этом требуемые режимы работы;

- принятые к установке насосы должны обеспечивать максимальные по­дачи и при всех возможных режимах работы должны работать в облас­ти максимальных КПД.

Канализационные насосные станции. Режим работы канализацион­ной насосной станции назначают в зависимости от режима притока сточ­ных вод в течение суток. Режим притока сточных вод характеризуется и определяется общим коэффициентом неравномерности водоотведения К_общ. Для каждого значения К_общ существуют типовые распределения притока сточных вод по часам суток.

Максимальную подачу насосной станции принимают равной наи­большему часовому притоку сточных вод или несколько превышающей его. В остальные часы суток, когда приток меньше максимального, расчет­ное значение откачки должно быть близким (равно или чуть больше) зна­чению притока стоков в эти часы.

График режима откачки стремятся приблизить к графику притока сточ­ных вод, с тем чтобы получить минимальную вместимость приемного резервуара и тем самым уменьшить стоимость насосной станции. Однако макси­мальное приближение режима откачки к режиму притока сточной жидкости может быть обеспеченно путем установки большего количества рабочих на­сосов, что в свою очередь, увеличивает стоимость насосной станции.

Принципы выбора числа рабочих насосов в канализационных насос­ных станциях такие же, как и для водопроводных насосных станций.

¸ Напор насосной станции. Выбор энергетического оборудования

Насосные станции I подъема. Напор, который должны развивать на­сосы I подъема, рассчитывают для конкретной схемы размещения станции в системе водоснабжения. При подаче воды на очистные сооружения (рис. 5.27) требуемый напор определяется по формуле:

Насосные станции II подъема. Полный напор, который должны раз­вивать насосы второго подъема, зависит от принятой схемы водоснабжения.

На рис. 5.28 показана расчетная схема для определения напора насосной станции Ц подъема при расположении водонапорной башни в начале сети.

Требуемый напор насосов второго подъема в оп­ределяется по формуле:

Канализационные насосные станции. Напор, м, насосов (рис. 5.30) определяют по формуле:

Выбор типоразмеров насосов. По вычисленным значениям Q и Н на­сосов с помощью сводных полей Н-Q для соответствующих типов насосов подбирают их типоразмер.

На водопроводных насосных станциях применяют центробежные на­сосы (типы К, КМ, Д, В, ЦНС) диагональные и осевые.,

На насосных станциях I подъема, как правило, заглубленных, реко­мендуется применять вертикальные центробежные или осевые, для которых требуется меньшая площадь здания. Однако эти насосы имеют весьма большую подачу, используют их только на крупных насосных станциях. На насосных станциях малой и средней производительности в основном используют горизонтальные центробежные насосы и иногда скважинные насосы с трансмиссионным валом, что позволяет значительно уменьшить строи­тельные объемы зданий.

На насосных станциях II подъема в основном применяют центробеж­ные горизонтальные насосы.

На канализационных насосных станциях устанавливают насосы типов СД и СДВ. В последнее время на канализационных насосных станциях ис­пользуют погружные насосы, что позволяет уменьшить строительные объ­емы станций и улучшить условия эксплуатации.

¸ Всасывающие и напорные трубопроводы

Количество всасывающих трубопроводов зависит от типа и принципи­альной схемы насосной станции, ее категории надежности, количества ра­бочих и резервных насосов. Выполняют их, как правило, из стальных труб.

В насосных станциях I подъема, совмещенных с водозаборными со­оружениями, и в канализационных насосных станциях (совмещенных и разделенных) всасывающие линии устраивают для каждого насоса.

Обособленные всасывающие водоводы устраивают в насосных стан­циях I подъема раздельного типа и в насосных станциях II подъема при малых их длинах (до 50 м). В противном случае устраивают общие всасы­вающие водоводы: для насосных станций I и II категорий (не зависимо от числа и групп установленных насосов) - не менее двух линий.

Диаметр труб всасывающих линий, арматуры и фасонных частей, ус­танавливаемых на них, определяют из скорости движения воды в них, м/с: при диаметре до 250 мм - 0,8-1,0; от 300 до 800 мм - 1,0-1,5; свыше 800 мм-1,2-2,0. Диаметр труб напорных трубопроводов, фасонных частей и арматуры, устанавливаемой на них, принимают с учетом значений экономического фактора в следующих пределах, м/с: при диаметре до 250 мм - 0,8-2,0; от 250 до 800 мм - 1,0-3,0; свыше 800 мм - 1,5-4,0. Потери напора во всасывающих и напорных коммуникациях и водово­дах определяют как сумму потерь по длине Sh и местных сопротивлений h_м.

Потери напора по длине могут быть определены по таблицfv для гид­равлического расчета водоприводных труб Ф. А. Шевелева. По ним можно определить диаметры всасывающих и напорных трубопроводов, соблюдая рекомендуемые скорости движения воды.

Расчет потерь напора на всасывающих и напорных сторонах насосной станции до подбора конкретных насосов, определения схемы обвязки их трубопроводами и расстановки запорно-регулирующей арматуры всегда ориентировочный. Поэтому предварительно величину потерь на местные сопротивления в наружных всасывающих и напорных водоводах можно принять в размере 10% от потерь напора по длине. Потери напора в коммуникациях внутри насосной станции ориентиро­вочно могут быть приняты: на всасывающей стороне 0,5-1,5 м; на напорной 1,5-5,0 м. Эти значения уточняют в ходе проектирования.

После подбора типоразмеров насосов и определения технологической части насосной станции уточняют расчет всасывающих и напорных ком­муникаций. Еще одно уточнение (при необходимости) может быть сделано после определения действительных подач насосов, то есть после построе­ния графиков совместной работы насосов и водоводов.

Местные сопротивления при назначении фасонных частей и запорно -регулирующей арматуры определяют по формуле:

¸ Определение мощности двигателя

Исходными данными для определения требуемой мощности электро­двигателя является подача Q, м³/с, и напор Н, м. Подачу и напор принимают по режимной точке рабочей системы «насосы - водоводы -сеть» или «насосы-водоводы». По этой режимной точке определяется КПД насоса (h_нас).

Мощность насоса, кВт, определяется по формуле:

Мощность приводного двигателя принимают больше мощности, по­требляемой насосом, на случай перегрузок:

где k - коэффициент запаса, зависящий от мощности насоса.

По расчетной мощности подбирается серийный электродвигатель, от­вечающий полученным параметрам.

¸Компоновка насосной станции

Расположение насосных агрегатов и трубопроводов в здании насосной станции должно обеспечивать надежность действия основного и вспомога­тельного оборудования, а также удобство, простоту и безопасность его об­служивания, минимальные площадь и глубину машинного зала, макси­мальную простоту всасывающих коммуникаций с целью уменьшения потерь напора в них, возможность расширения насосной станции в перспективе.

Схема расположения насосных агрегатов в плане определяется специ­фикой конструкций выбранных насосов, в частности взаимным расположе­нием всасывающего и напорного патрубков относительно друг друга и от­носительно оси вращения вала. На компоновку насосных агрегатов оказы­вает влияние также форма насосной станции в плане и расположение пола машинного зала относительно поверхности земли (заглубленная или неза­глубленная насосная станция).

В насосных станциях прямоугольных в плане и незаглубленных и по­лузаглубленных (насосные станции I подъема раздельного типа и насосные станции II подъема) применяют (рис. 5.31) однорядную (а—е) и двухрядную (ж, з) схемы компоновки насосных агрегатов.

Схемы а, б, в, ж, з применяют для насосов типа Д, причем в схемах ж и з с целью уменьшения площади машинного зала используется такая кон­структивная особенность насосов типа Д, как возможность присоединения электродвигателя как с одной, так и с другой стороны.

Схемы гид характерны при использовании горизонтальных насосов с осевым подводом воды (насосы типов К, КМ, СД). По схеме д улитка насо­са установлена таким образом, что напорный патрубок направлен верти­кально вверх, а по схеме г - горизонтально.

Схему е применяют при установке в насосной станции вертикальных (типа В) или осевых насосов.

На рис. 5.32 представлены схемы компоновок насосов в насосных станциях круглых в плане и, как правило, заглубленных (насосные станции I подъема совмещенного типа (а—г) и канализационные - схема д, е).

По схемам а, в, г, д, е в насосных станциях устанавливают горизон­тальные насосы типа Д, по схеме б - вертикальные типа В.

На канализационных насосных станциях с горизонтальными (рис.5.31д), так и с вертикальными (рис.5.32е) насосами преимуществен­ное распространение получила однорядная схема. При использовании го­ризонтальных насосов их располагают таким образом, чтобы ось вращения вала была расположена перпендикулярно стенке, отделяющий приемный резервуар от машинного зала. Такая схема расположения насосов позволя­ет прокладывать прямолинейно всасывающие трубопроводы, что уменьша­ет число фасонных частей, а следовательно уменьшает гидравлическое со­противление всасывающих водоводов. Кроме того, однорядное расположе­ние насосных агрегатов обеспечивает более равномерные гидравлические условия работы насосов, а также упрощает применение подъемно - транс­портного оборудования.

Всасывающие и напорные коллекторы - перемычки с запорной арма­турой следует располагать в здании насосной станции, если это не вызыва­ет увеличения пролета машинного зала. В противном случае коллекторы и

задвижки на всасывающих и напорных водоводах устанавливают в камерах переключений, расположенных рядом с насосными станциями.

В машинных залах предусматривают монтажную площадку для на­сосных агрегатов. Она должна быть расположена таким образом, чтобы с помощью подъемно - транспортных механизмов любой насосный агрегат мог быть демонтирован и перемещен на данную площадку. Монтажную площадку обычно устраивают в торце здания на уровне поверхности зем­ли. Размеры площадки в плане определяются габаритами насосов, элек­тродвигателей и транспортных средств, а также расстоянием максималь­ного приближения крюка грузоподъемного механизма к боковым и тор­цовой стенам здания.

¸Всасывающие трубопроводы

Всасывающие трубопроводы являются одним из наиболее ответствен­ных элементов насосной станции. Предназначены для надежного, беспере­бойного и с наименьшими потерями энергии подвода воды к насосам.

Основным требованием, предъявляемым к всасывающим трубопрово­дам центробежных насосов, является их воздухонепроницаемость, так как, по данным многочисленных опытов и наблюдений, попадание воздуха в межлопастные каналы рабочего колеса весьма отрицательно сказывается на его характеристиках. Даже небольшое (до 1% по объему) наличие нерас­творимого воздуха уменьшает подачу насоса на 5-10%, а при увеличении содержания воздуха до 10-15% насос теряет всасывающую способность и происходит срыв его работы.

В связи с этим все стыки деталей трубопроводов выполняют герме­тичными. Наиболее предпочтительными являются сварные соединения, В случае применения болтовых соединений ко всем фланцам всасывающего трубопровода должен быть обеспечен доступ, с тем, чтобы можно было контролировать их состояние и систематически подтягивать болты.

Во избежание попадания воздуха во всасывающий трубопровод через свободную поверхность воды в водоприемном сооружении входные отвер­стия трубопровода заглубляют на 0,5-1,5 м ниже самого низкого уровня. Если нельзя обеспечить необходимое заглубление, следует установить на концах всасывающих труб экраны, предотвращающие образование воронок вокруг труб и попадание в них воздуха.

Для предотвращения образования во всасывающем трубопроводе воз­душных мешков трубопровод прокладывают с подъемом в сторону насоса (уклон не менее 0,005), чтобы воздух, выделившейся из воды в зонах с по­ниженным давлением, мог свободно двигаться вместе с водой к насосу. По этой же причине при переходе с одного диаметра на другой на горизон­тальных участках трубопровода применяют только «косые» переходы с горизонтальной верхней образующей. На рис. 5.33 показаны примеры не­правильного и правильного расположения всасывающего трубопровода и присоединения его к насосу.

¸ Определение отметки расположения оси насосов

В водопроводных насосных станциях I категории надежности и во всех канализационных насосных станциях, как правило, устанавливают «под залив» то есть ниже уровня воды в нижнем бассейне. В водопровод­ных насосных станциях II и III категории допускается установка насосов выше максимального уровня воды в нижнем бассейне. При этом должна быть предусмотрена система для заливки насосов перед их пуском.

В насосных станциях I подъема (рис. 5.34) отметку оси насоса 2о„ оп­ределяют из условия установки корпуса насоса под минимальным уровнем воды в береговом колодце после сеток:

В совмещенных насосных станциях I подъема часто пол машинного зала и дна их сеточного отделения насосной станции по конструктивным соображениям располагают на одном уровне (рис.5.34в), в таком случае отметка оси насоса определяется отметкой пола машинного зала 2дн, высо­той фундамента а) и расстоянием от низа лап насоса до его оси Ь:

В канализационных насосных станциях отметку оси насоса определя­ют из условия размещения корпуса насоса под средним уровнем воды в приемном резервуаре (рис. 5.34е):

вычисленные отметки оси насосов должны быть проверены на обес­печение допустимой вакуумметрической высоты всасывания Н_вак или до­пустимого кавитационного запаса _D h _доп, приведенных в каталогах или пас­портах насосов.

Для этого сравнивают максимальную геометрическую высоту всасы­вания насоса при максимальном расчетном уровне воды в нижнем бассейне (береговом колодце, резервуарах чистой воды, приемном резервуаре КНС) с максимально допустимой высотой всасывания.

Отметка фундаментной плиты (пол нижнего строения) располагается ниже отметки фундамента насосов на 20-50 см.

Высота верхнего строения (наземной части насосной станции) в зда­ниях, оборудованных стандартными грузоподъемными механизмами, оп­ределяется (рис. 5.35) по формуле:

Если при транспортировании груза на монтажную площадку его необ­ходимо проносить над установленным оборудованием (рис. 5.35 б), то в формулу вводится дополнительно высота этого оборудования Ьцб.

Если груз (насос, электродвигатель и т.д.) доставляется непосредст­венно на монтажную площадку насосной станции, то для возможности его погрузки и выгрузки высота верхнего строения должна быть увеличена на высоту от пола до грузовой платформы.

2.11. Определение размеров машинного зала

Машинный зал насосной станции служит для размещения основного и вспомогательного оборудования, коммуникаций трубопроводов и создания нормальных условий для их эксплуатации.

Размеры машинного зала зависят в основном от типа и количества ос­новного насосного оборудования.

Определение размеров машинного зала сводится к установлению ши­рины (пролета), высоты и длины машинного зала.

При этом следует учитывать следующие рекомендации.

1. В машинном зале применять однорядную компоновку основных аг­регатов.

2. Пролеты зданий назначают равными 6, 9, 12, 18, 24...м. при шаге ко­лонн 3, 6, 12 м.

3. При компоновке вертикальных агрегатов электродвигатели устанав­ливать на незатопляемых отметках.

4. Подземную часть здания проектируют из монолитного железобето­на; толщину стен и днища принимают равной 0,1Ндт, где Ндт- максимально возможный напор воды на конструкцию.

5. В здании должны быть обеспечены следующие минимально допус­тимые проходы:

- между горизонтальными насосными агрегатами или их фундаментами с электродвигателями напряжением: до 1000 В - 1,0 м, свыше 1000 В -1,2м;

- между стеной и горизонтальным насосным агрегатом в зависимости от напряжения электродвигателя соответственно - 1 -1,2 м;

- между вертикальными агрегатами в зависимости от подачи насоса (2-10 м³/с) соответственно - 1,5-2,5 м;

- от стены до фланцевого соединения 0,3-0,4 м;

- высота между проносимыми с помощью гибких строп грузов и оборудования - 0,5-0,7 м;

- между проносимым оборудованием и выступающими частями здания - 0,3-0,5 м;

- ширина служебных мостков - 0,8 м.

6. Верх фундамента под оборудование должен возвышаться над уров­нем чистого пола не менее, чем на 0,1 м.

7. Превышение уровня чистого пола над уровнем пристанционной площадки равно 0,15-0,2 м.

8. Превышение уровня фундамента насосного агрегата над уровнем пола в полузаглубленных и заглубленных насосных станциях должен составлять не менее 0,5 м.

С учетом вышесказанных рекомендаций расчетный пролет здания оп­ределяется по следующей формуле:

В=2 f +2 l _мв+ b _нас+ l _обр.кл+4 l _з +2 l _зап

где f - минимально допустимое расстояние между стеной и насосным агрегатом (или выступающей части оборудования), f = (1000-1200)мм;

l _зап – запас на обеспечение минимального расстояния между фланцами и выступающими частями оборудования, труб, размещения коллекторов, l _зап = (1,5 ¸3) м;

Определив расчетный пролет «В», получаем минимально допустимую ширину машинного зала. Искомый пролет здания «В» принимаем по бли­жайшему большему размеру унифицированных пролетов. Расчетный про­лет здания редко совпадает со стандартным. Поэтому проводят его коррек­тировку, обычно варьируя размером «В»

Длина машинного зала определяется по уравнению:

¸Приемные резервуары канализационных насосных станций

В помещении приемного резервуара насосной станции сточная жид­кость освобождается от части загрязнений с помощью решеток, устанавли­ваемых в подводящем канале.

Вместимость приемного резервуара выбирается по требованиям СНиП (минимальная вместимость приемного резервуара должна быть не менее 5 мин подачи самого крупного из установленных насосов) по графику притока и откачки сточной жидкости и по конструктивным соображениям размеще­ния насосного оборудования, безопасности и удобства его обслуживания.

Малая вместимость приемного резервуара уменьшает строительные объемы насосной станции, предотвращает выпадение осадка и его загнива­ния. Большая вместимость резервуара неприемлима вследствие того, что поступающие сточные воды содержат значительное количество загрязне­ний, которые, осаждаясь в резервуарах, будут загнивать.

Оптимальную вместимость приемного резервуара определяют на ос­новании технико-экономических расчетов для каждого конкретного случая,

где могут быть самые разнообразные сочетания технических и экономиче­ских факторов и условий.

Приемные резервуары насосных станций конструируют исходя из вы­численной и принятой их вместимости. Рабочая вместимость резервуаров отсчитывается от лотка подводящего коллектора. Размеры рабочей части приемного резервуара должны обеспечивать требуемую регулирующую вместимость с учетом стеснения ее конструкции резервуаров, всасываю­щим линиям и другим оборудованием, расположенным в резервуаре (рис. 5.35).

Глубину рабочей части приемного резервуара следует принимать не менее 1,5-2,0 м для малых и средних станций и 2,5 м в более крупных.

В приемных резервуарах насосных станций с подачей более 100 тыс. м^сут необходимо предусматривать два отделения без увеличения общего объема. Это обеспечивает возможность выполнять осмотр, очистку и ре­монт приемного резервуара на ходу, то есть без полного отключения на­сосной станции.

Дно приемных резервуаров выполняют с уклоном не менее 0,01 в сто­рону приямка.

Перекрытие резервуаров устраивают на 0,5 м выше максимально до­пустимого уровня воды в канале. Максимальный уровень воды в резервуа­ре принимается равным отметке лотка подводящего коллектора.

В перекрытии устраивают два смотровых люка для спуска в резерву­ар. Располагают их у стен резервуара в местах крепления ходовых скоб (лестниц).

Приемные резервуары оборудуют решетками, устройствами для взму­чивания и смыва осадков, шиберными затворами, аварийными выпусками.

Ориентировочно размер (диаметр) насосной станции и вместимость типового приемного резервуара приведены в нижеследующей таблице.

Подача насосной станции Q, м3 /ч	Размер (диаметр) станции, м	Емкость резервуара W, м3
380-2200
1800-3800
5400-10800

При установке на станции погружных насосов для перекачки сточ­ных вод размеры насосной станции могут быть значительно уменьшены.

Толщина стен насосной станции принимается по расчету на опуска­ние, всплытие и прочность может быть принята в зависимости от ее вы­соты.

Нст, м	До 4 м	4-6 м	6-10 м
Д, см

Лекция №

Тема: Технико-экономические показатели работы насосной станции

Основными экономическими показателями работы насосной станции является Коэффициент полезного действия и удельный расход электро­энергии.

КПД насосной станции называется отношение полезной энергии, переда­ваемой перекачиваемой жидкости, к полной энергии, потребляемой агрегатов.

При большем числе ступеней работы насосной станции и при большем количестве насосных агрегатов (одинаковых или разнотипных) в формулы добавляют соответствующие члены.

Теоретической удельной нормой расхода электроэнергии является рас­ход электроэнергии кВт · ч. на подачу 1000 т перекачиваемой жидкости на вы­соту 1 м при режиме работы насоса и электродвигателя с максимальным КПД.

Удельную норму расхода электроэнергии для насосного агрегата мож­но определить по формуле:

N _уд = 2,724/ h _{нас. ст.}

N _уд = 2,724/ h _нh_дв

паспортные значения h _н и h_дв можно получить идеальную теоретическую норму расхода электроэнергии для насосного агрегата. Сравнение фактического удельного расхода электроэнергии в данных ус­ловиях работы агрегата с теоретической позволяет судить экономическом эффекте работы агрегата.

Лекция № 12

Тема: Воздуходувные станции

В целях создания аэробных условий при биологической очистке или химическом окислении органических и минеральных компонентов, содер­жащихся в сточных водах, а также удаления летучих компонентов из сточ­ных вод, проводится насыщение их кислородом воздуха.

Сточные воды аэрируются посредством продувки их воздухом в очи­стных сооружениях.

Пневматическая аэрация сточных вод - насыщение последних кисло­родом воздуха, забираемого из атмосферы и под давлением подаваемого в аэрационный бассейн по магистральным и распределительным трубопро­водом и каналам.

Воздуходувные станции предназначены для подачи сжатого воздуха к основным потребителям станции аэрации: аэротенкам, преаэраторам, сме­сителям, аэробным минерализаторам ила, реагентному хозяйству, вакуум -фильтрам, аэрируемым прудам и другим объектам.

Комплекс сооружений воздуходувной станции включает:

- главное здание;

- водоохлаждающие сооружения (градирня, бассейн) для оборотной во­ды от охлаждения оборудования;

- воздушные магистрали и основные ответвления.

В главном здании размещается основное оборудование (воздуходув­ные машины), насосы для подачи технической воды, устройства для очист­ки воздуха от пыли, насосы для перекачки циркулирующего активного ила или для опорожнения емкостных сооружений, центральный диспетчерский пункт, электрораспределительные устройства, трансформаторная, вспомо­гательные и бытовые помещения.

Воздухоочистительные устройства, а также насосные станции могут располагаться вне главного здания. В случае применения на станции аэра­ции флотационного илоразделения в главном здании дополнительно уста­навливаются компрессоры и напорные емкости рабочей жидкости.

Для подачи воздуха используются, в основном, воздуходувки, т.е. аэ­родинамические машины, предназначенные для создания высокого давле­ния (или разрежения) в составе пневматического транспорта используются воздуходувки различных типов.Атмосферный воздух перед поступлением в воздуходувки подвергает­ся очистке на стационарных или вращающихся фильтрах.

Воздухоприемники для забора атмосферного воздуха располагают на высоте 4м от поверхности земли.

На станциях аэрации и на сооружениях, где требуются большие расхо­ды сжатого воздуха с напором до 10 м применяются турбовоздуходувки (ТВ) и нагнетатели.

При напорах свыше 10 м применяют многоступенчатые турбовоздухо­дувки (до 30 м) или турбокомпрессоры (30-100 м).

Турбовоздуходувки, турбокомпрессоры и нагнетатели работают по тому же принципу, что и центробежные насосы. Сжатие и нагнетание воз­духа в них происходит под действием центробежной силы, которая возни­кает при вращении рабочего колеса. Воздух из рабочего колеса попадает в неподвижный кольцевой диффузор, который служит для превращения ки­нетической энергии воздуха, полученной им в рабочем колесе в потенци­альную энергию (напор). Для этого диффузор снабжен лопатками, обра­зующими вместе с диффузором направляющий аппарат.

Турбовоздуходувки бывают одно- и многоступенчатыми. Одноступен­чатые турбовоздуходувки развивают напор 3-6 м, многоступенчатые -6-30 м. Многоступенчатые турбовоздуходувки изготавливают с числом ступеней не более четырех, с односторонним и двусторонним всасыва­нием.

Турбовоздуходувки работают без охлаждения сжижаемого воздуха, так как при развиваемых давлениях температура воздуха повышается толь­ко до 170-200°С. Для турбокомпрессоров применение охлаждения являет­ся обязательным. В системах воздухоподачи может возникнуть неустойчивая работа (явление помпажа), так как характеристика турбовоздуходувки имеет запа­дающий участок - зону неустойчивой работы.

Явление помпажа обусловлено рядом причин и крайне нежелательно при параллельной работе нескольких турбовоздуходувок. Нарушение по­стоянства рабочего режима системы особенно опасно ввиду резкого скач­кообразного повышения давления в потоке и как следствие увеличения давления в воздухопроводе и в рабочих узлах установки.

Для защиты установок от помпажа заводы-изготовители поставляют противопомпажные устройства, обеспечивающие автоматический сброс избыточного количества воздуха при достижении нагнетателем критиче­ской подачи.

Опыт эксплуатации турбовоздуходувок и нагнетателей показывает, что при постоянстве режима работы установок - потребителей воздуха помпаж не наблюдается. Например, уровень воды в аэротенках, куда пода­ется воздух, сравнительно постоянный, и поэтому объем и давление пода­ваемого воздуха не изменяются в больших пределах. Это дает для турбо­воздуходувки или нагнетателя постоянный режим работы системы и при надлежащем выборе режимной точки работы исключает возможность воз­никновения помпажа.

Отечественная промышленность изготавливает турбовоздуходувки с подачей 6 000-30 000 м³/ч при напоре 1-3 м и нагнетатели с подачей 1 500-69 000 м³/ч при напоре 1,3-23,5 м; мощность электродвигателя 15-2350 кВт.

Выбор воздуходувных машин определяется количеством воздуха, по­требляемого на станции аэрации и давлением нагнетания воздуха, которое устанавливается при расчете системы воздуховодов. Установленная мощ­ность электродвигателя воздуходувных машин кВт:

Для крупных и средних воздуходувных станций рекомендуется прове­рять работу воздуходувок и воздухопровода, для чего используют характе­ристики 0-Н и определяют рабочую точку подачи воздуха аналогично ее определения для насосов.

При определении габаритов машинного зала проходы между высту­пающими частями агрегатов и расстояние от воздуходувки до продольной стены принимают не менее 1,5 м (со стороны электродвигателя это рас­стояние должно обеспечивать возможность демонтажа его ротора).

Расчетное давление воздуха Н_общ, необходимое при подаче его в воз­духопроводную станцию, равно:

Турбовоздуходувки монтируют на бетонных фундаментах в отапли­ваемых помещениях. Их электродвигатели имеют закрытое исполнение, чтобы исключить попадание в них пыли.