mosuireЯ проектирую насосные станции для городских и промышленных сетей пятнадцать лет. За указанный срок убедился, что оптимальная схема складывается из нескольких базовых модулей. Главный блок — гидравлическая часть. В неё входят насосный агрегат, клапанные группы, напорный коллектор и всасывающая трасса. Центральная труба упрощает балансировку потоков, а обратный клапан препятствует возвратному движению жидкости в режиме останова.
Второй элемент — система управления. Частотный преобразователь регулирует скорость крыльчатки, точные датчики давления передают информацию контроллеру, программная логика удерживает напор без резких пульсаций.
Третий кирпич конструкции — блок безопасности: манометр-предельщик, аварийный шибер, воздушный колпак. При отклонениях от расчётной величины узел немедленно размыкает цепь питания и предотвращает гидроудар.
Сердце системы
Промышленная практика показывает: выбор насосного агрегата определяет дальнейшую судьбу станции. Циркуляционная схема ЖКХ ценит консольный центробежный насос, способный разгонять бытовую воду с температурой до 95 °C. Ирригационно-дренажные комплексы ставят вихревые колёса, создающие высокое давление при умеренном потоке. При добыче технической жидкости с глубины свыше 30 м применяют погружные многоступенчатые насосы с коррозионностойкими рабочими колёсами из сплава 12Х18Н10Т.
Для грязных сред, насыщенных абразивом, выбираю шламовые конструкции с твердосплавным улиточным корпусом. Лопатки в таких устройствах рассчитаны на прохождение частиц диаметром до 25 мм. При корректной балансировке вибрация редко выходит за предел 2,5 мм/с.
Перед включением каждого агрегата выполняют гидростатическое испытание на 1,5-кратное рабочее давление. Контроль по методике ГОСТ 25136-2014 подтверждает герметичность соединений и отсутствие подпора по всасывающей линии.
Классификация станций
По принципу забора разделяю станции на поверхностные и погружные. Первая группа располагается выше зеркала жидкости, всасывающий рукав оснащён эжекторным наконечником. Вторая группа прячется в скважинном зумпфе или резервуаре, двигатель герметично отделён от статора гильзой из гафниевой бронзы.
По способу регулирования выделяют ступенчатые и плавные системы. Ступенчатый вариант использует пакет реле давления с фиксированными порогами — недорогая, однако шумная схема. Плавная версия базируется на частотном преобразователе, снижает износ запорной арматуры и помехи в сети.
По числу насосов встречаются моноблочные и многоканальные станции. Однонасосная рама занимает минимум места, зато теряет резервирование. Дуэт или трио заметно увеличивают габарит, но сохраняют подачу даже при плановом обслуживании одного агрегата.
Существуют компоновки с горизонтальными и вертикальными валами. Вертикальный формат экономит пространство, снижает риск кавитации благодаря минимальной длине всасывания. Горизонтальный вариант проще обслуживать — при замене подшипника достаточно сдвинуть электродвигатель без подъёмной балки.
В отдельных проектах применяю станцию-контейнер. Металлический модуль размерами 6×2,5 м поставляется на объект полностью собранным, внутри установлен дизель-генератор, кассетные фильтры, блок телеметрии GSM900.
Практические примерымеры
Сельский водопровод Рязанской области недавно требовал последовательного подключения трёх скважин. Я модернизировал узел при помощи частотно-управляемой станции на базе насосов ЭЦВ 10-63-110. Диапазон подачи расширился от 12 до 45 м³/ч, энергопотребление снизилось на 27 %.
В промышленной прачечной Санкт-Петербурга смонтировал поверхностную станцию с вихревыми рабочими колёсами. Конструктив включал гидравлический аккумулятор Membran-24, что убрало гидроудары во время цикла полоскания и продлило ресурс трубопроводов.
Для систем пожаротушения важен надёжный резерв. Обычно выбираю тройную схему: основной насос, резервный того же типоразмера, плюс двигатель-джокей малой мощности для удержания постоянного давления. Джокей запускается первым, основной включается при падении давления ниже уставки, резерв вступает при отказе основных контуров.
В муниципальном фонтане Волгограда гидравлический контур образуют два центробежных насоса с титановым ведущим валом, ультрафиолетовый стерилизатор и блок автоматической подпитки. За счёт вентури-циркуляции уровень кислорода в чаше вырос, биоплёнка исчезла уже через две недели.
При подборе станции прежде всего сверяю расчётный расход и напор с характеристикой кривой насоса. Пересечение линий не должно попадать в левую треть графика Q-H, иначе возрастает кавитационный индекс NPSH и шум. Располагаю рабочую точку ближе к середине кривой, где достигается наивысший КПД.
Энергетическая эффективность заметно зависит от диаметра труб. При сопротивлении фразеологического конуса свыше 200 Па/м добавляю один диаметр трубопровода. Такое решение снижаетснижает скорость потока, уменьшает потерю давления, стабилизирует КПД.
Материал корпуса выбираю с учётом состава перекачиваемой среды. Для хлорированной питьевой воды подходит нержавеющая сталь AISI 304, для морской — сплавы на основе никеля с добавлением молибдена. Чугун применяют там, где солесодержание не превышает 500 мг/л.
Климатический фактор отражается на выборе двигателя. В регионах с температурой воздуха ниже –25 °C применяю двигатели в исполнении УХЛ, добавляю подогрев статора и кабель с силиконовой изоляцией.
