Основными показателями, влияющими на характеристики насосной станции, является расход сточных вод и требуемый напор. В качестве расчетного расхода, по которому подбирается насосное оборудование, используется максимальный секундный расход сточных вод. Например, при установке двух насосных агрегатов в корпусе КНС, один из них подбирается с таким расчетом, чтобы он полностью мог справиться с максимально рассчитанным расходом сточных вод. Второй при этом является резервным и включается в работу в случае выхода из строя первого насоса либо в случае превышения расхода сточных вод над максимальным расчетным, по которому подбиралось оборудование. Марка насоса подбирается исходя из требуемых параметров по характеристикам, предоставляемым производителями насосного оборудования (Рисунок 1).

Рисунок 1 — Кривая характеристики насоса

Для точного подбора насоса строится характеристика напорного трубопровода, для чего при заданных значениях расхода вычисляются соответствующие им потери напора в трубопроводе по длине, а также местные потери, возникающие на поворотах, в установленной арматуре и т.д. Для расчета необходимо знать диаметр, длину, материал и конфигурацию напорного трубопровода.

Рисунок 2 — Совместный график работы насоса и напорного трубопровода

На пересечении этих двух характеристик получается так называемая «рабочая точка» (Рисунок 2). Эта точка показывает, какими будут фактическая подача и напор данного конкретного насоса, подключенного к данному конкретному трубопроводу.

Из вышесказанного следует, что для подбора оборудования необходимо знать не только геодезическую высоту подъема воды (разница по высоте между точкой забора воды и точкой ее излива), а  также диаметр, длину, материал, конфигурацию напорного трубопровода и требуемый напор в конечной точке трассы. К примеру, при сбросе уже очищенной сточной воды в водоем это значение может быть близким к 0, а при подаче сточных вод на очистные сооружения может достигать нескольких метров, в зависимости от состава сооружений очистки.

 Помимо максимального секундного расхода, используемого для подбора насосного оборудования, при расчете также необходимо знать максимальный часовой приток сточных вод в КНС. Это значение используется для вычисления так называемого «эффективного объема» резервуара насосной станции (Рисунок 3). Для предотвращения перегрева электродвигателя насоса,  у каждой модели существует лимит включений/выключений в течение часа, который определяется производителем насосного оборудования. Зная максимальный часовой приток сточных вод и число допустимых включений/выключений насоса, рассчитывается дополнительный объем, который необходимо предусмотреть в КНС для сточной жидкости, чтобы обеспечить требуемые  паузы между циклами работы насосов. Соответственно, при достаточно больших объемах притока сточных вод, «эффективный объем» может прибавить КНС около 2-3 метров высоты.

Рисунок 3 — Составляющие общего объема резервуара КНС

«Мертвый» объем – это объем сточной воды, который не срабатывается в процесс эксплуатации насосной станции. Он необходим для бескавитационной работы насосного оборудования (обеспечивает требуемое давление перед всасывающим патрубком насоса), а также для охлаждения электродвигателя. В насосах с охлаждающим кожухом отметка «мертвого» объема находится чуть выше уровня рабочего колеса.

Одним из самых важных параметров, влияющих на высоту резервуара насосной станции, является глубина заложения подводящего трубопровода (трубопроводов), поскольку КНС проектируется таким образом, что максимальный уровень сточных вод в ней (при котором срабатывает датчик аварийного уровня и посылается сигнал диспетчеру) не доходит до низа подводящего трубопровода 10 см, а все необходимые объемы, в том числе и «эффективный», отсчитываются от низа подводящего трубопровода. В случае, когда подводящих трубопроводов 2 и более, отсчет ведется от низа самого глубоко залегающего из них.

Из всего сказанного можно сделать вывод о том, что при расчете канализационной насосной станции, на ее конструкцию, комплектацию и габаритные размеры влияет множество параметров, которые должны быть учтены в процессе разработки проекта станции. Чем больше исходных данных будет предоставлено, тем более подходящей под требуемые условия будет насосная станция, она прослужит дольше и не потребует дополнительных расходов на эксплуатацию.

 

Автор статьи Инженер ПТО «Гермес Групп»

Абалмасов К.И.