Устройство насосных станций системы «Белэкполь»

НП "Белэкполь" разработало и использует в своих проектах новые конструкции насосных станций для инженерного обеспечения городов, промпредприятий, городских очистных сооружений, а также производит реконструкцию существующих насосных станций с увеличением их производительности и одновременным значительным снижением инвестиционных и эксплуатационных затрат.

"Белэкполем" принята принципиально новая концепция проектирования, изготовления и строительства насосных станций с установкой в них надежных и экономичных погружных насосов, работающих в автоматическом режиме с большим КПД и меньшим энергопотреблением. Стоимость таких насосных в 2-3 раза дешевле, а сроки строительства меньше в десятки раз. Такие насосные станции построены в Волковыске, Березовке и Крупках.

Применяемые до настоящего времени типовые насосные станции ориентированы на установку в них горизонтальных или вертикальных фекальных насосов типа СМ, СД, БМ, морально устаревших в настоящее время.

Данные насосы не могут эксплуатироваться в погруженном в сточную жидкость положении и требуют устройства незатапливаемого машинного зала, что практически невозможно выполнить. Размеры машинного зала диктуются габаритами насосных агрегатов и нормативными расстояниями между агрегатами и строительными конструкциями. Необходимо также устанавливать и резервные насосные агрегаты.

Применяемые насосы имеют малые размеры проходного сечения проточного тракта, что усложняет эксплуатацию и надежность работы насосных станций (для насосов типа СМ мощностью от 4 до 37 кВт оно составляет 30-40 мм), для защиты насосов приходится устанавливать дополнительное оборудование, дробилки-решетки и др. В свою очередь установка данных типов решеток требует устройства в насосной станции приемного отделения. А так как СНиП 2.04.03-85 предусматривается установка и резервной решетки, то размеры приемного отделения получаются внушительными.

Под приемным отделением обычно располагается приемный резервуар, емкость которого принимается исходя из притока сточных вод, производительности насосов и допустимой частоты включения электропривода насосов.

Для насосов типа СМ, СД, БМ данная частота равна не более 5 включений в час. Для примера: насосные агрегаты фирмы "SARLIN" (Финляндия) работают с частотой включения в зависимости от мощности электродвигателя от 15 до 25 включений в час. Это дает возможность частично усреднить расход перекачиваемой жидкости и уменьшить объем приемного резервуара.

Диаметр станций с погружными насосами зарубежных фирм в основном колеблется от 1 до 4 м, а диаметр станций отечественного производства находится в пределах 6-15 м.

Кроме вышеперечисленного, выделим следующие недостатки при устройстве типовых насосных станций:

1. Необходимость устройства приточно-вытяжной вентиляции машзала и приемного отделения.
2. Требуется устройство наземного павильона с бытовыми служебными помещениями и помещениями для установки электрооборудования и автоматики.
3. Обязательна система отопления.
4. Установка системы подачи воды в сальники рабочих насосов.
5. Подвод водопровода на технологические и бытовые нужды.
6. Необходима установка дренажного насоса.
7. Обязательное присутствие при эксплуатации обслуживающего персонала.

Строительство подземной части таких насосных станций осуществляется в основном из монолитного ж/бетона открытым или опускным методом, что всегда сопряжено с проблемами ее герметичности, к тому же насосные станции почти всегда строятся в пониженных водонасыщенных грунтах, не редко агрессивных к бетону, учитывая большую глубину заложения стаканов насосных станций, нередки случаи некачественного выполнения строительных работ.

Проанализировав состояние дел в строительстве насосных станций, предприятие разработало серию максимально упрощенных и надежных в работе насосных станций с использованием погружных насосов, работающих в перекачиваемой среде.

Разработанная серия насосных станций включает в себя насосные станции со стаканом из сборных железобетонных элементов; железобетонных труб с диаметром 1,0-3,0 м; насосные станции со стаканом из нержавеющей стали (1,0-4,0 м); насосные станции из стеклопластика (1,0-3,0 м).

Конструкция стакана принимается в зависимости от грунтовых условий, метода производства строительно-монтажных работ, финансовых возможностей заказчика.

Устройство машинного зала, вентиляции, теплоснабжения, водоснабжения, присутствия обслуживающего персонала при таком решении не требуется. Сигнализация о работе насосного оборудования и аварийных ситуациях передается с помощью радиостанции на пульт или компьютер диспетчера эксплуатирующей организации.

В некоторых случаях над стаканом КНС устраивается павильон из легких металлоконструкций или кирпича для установки контейнера для сбора отбросов, подъемного оборудования, электрощитов, камеры переключения водоводов.

На дне стакана установлены погружные диафрагменные соединители, которые входят в комплект поставки насосов. По направляющим трубам насосы опускаются к диафрагменным соединителям и автоматически подключаются к отводным трубопроводам.

Автоматическое включение и выключение насосов регулируется поплавковыми датчиками уровней.

Корзина с отбросами поднимается по направляющим и опорожняется в контейнер.

Для обслуживания насосных станций не требуется спускаться в стакан станции - запорная арматура установлена так, что обслуживается с пола насосной станции, насосы достаются грузоподъемным устройством, автоматически отсоединяясь от диафрагменного соединителя, осадок перемешивается при работе насосного оборудования.

Стакан снабжен герметичным закрывающимся люком, вентиляционным трубопроводом, лестницей.

Как уже указывалось, благодаря высокой частоте пуска насосных агрегатов - 15-25 пусков в час - удалось значительно уменьшить объем приемного резервуара. Так, в выше приведенном примере, для работы насоса СМ с производительностью 100 м 3/ч требуется регулирующий объем, равный 9,0 м 3, для насоса SARLIN той же производительности требуется объем 1,5 м 3. Приведенные выше типоразмеры наших насосных станций соответствуют номиналам производительности подачи стоков, т.е. насосные станции "Белэкполь" диаметром 1,0-3,0 м заменяют применяемые в настоящее время насосные станции с диаметром 6-12 и более метров.

Приведем некоторые примеры.

По нашему проекту и с нашим участием в г. Волковыске смонтирована насосная станция, для которой стаканом служит вертикально стоящая железобетонная труба с диаметром 1400 мм длиной 5,0 м, установленная на железобетонной плите основания.

В настоящее время предприятием запроектированы КНС, где погружные насосы мощностью 17-28 кВт устанавливаются в железобетонных стаканах или в стаканах из нержавеющей стали с диаметром 1,4-3,0 м для систем канализации городов Шарковщина и Верхнедвинск. Они заменяют запроектированные ранее насосные станции с диаметром 9-12 мм.

При аварийном состоянии существующих КНС - затоплении машзалов насосных станций грунтовыми водами, протекании перегородки между приемным отделением и машзалом нами освоен метод установки в машзале или приемном отделении стакана из железобетонной трубы или нержавеющей стали с установленными погружными насосами с переключением на подающий и напорные трубопроводы. Данное решение нами реализовано в канализационных насосных станциях городов Крупки, Березовка, Шарковщина.

Для увеличения производительности существующих насосных станций или замены устаревшего и находящегося в аварийном состоянии насосного оборудования мы производим подбор необходимого экономичного насосного оборудования с учетом реального притока на КНС, графика работы насосов на водоводы с учетом работы очистных сооружений.

Для существующей главной канализационной насосной станции г. Крупки подобран и установлен в машзале КНС насос в горизонтальном исполнении, допускающий затопление машзала, фирмы "SARLIN" S1 174 H6 с электродвигателем мощностью 18 кВт вместо насоса ФГ 450/25,5 мощностью 75 кВт. Реальная экономия очевидна.

Нами разработаны обоснования модернизации и технического перевооружения канализационных насосных станций Молодечно, Барановичи, Логойска, Слонима и других городов республики.

Экономическая эффективность применения погружных насосов в приведенных таблицах.

Наиболее современными и экономичными, на наш взгляд, являются насосы финской фирмы "SARLIN", предназначенные преимущественно (о чем будет сказано ниже) для перекачки коммунальных сточных вод. Номенклатура выпускаемых насосов охватывает практически все величины расходов и напоров городских сточных вод.

Применение насосов SARLIN с более высокой частотой пуска позволяет сгладить пики максимальных расходов, т.е. уменьшить неравномерность поступления стоков на очистные сооружения, что обычно достигается строительством резервуаров-усреднителей. Это увеличивает пропускную способность очистных сооружений, создает благоприятный режим для протекания процессов механической и биологической очистки сточных вод.

Насосы не требуют подвода технической воды, их пропускное сечение 80-145 мм, насосы не засоряются. При работе потребляют электроэнергии на 30-40% меньше чем отечественные, что значительно выше шведских и немецких аналогов.

С течением времени насосы не уменьшают свою производительность за счет применения запатентованного самоочищающегося аксиального уплотнительного зазора между рабочим колесом и корпусом насоса. В отличие от конструкции насосов других фирм (FLYGT, KSB, EMU, производимые в Бобруйске и Рыбнице), где при увеличении зазора приходится разбирать насос и ремонтировать рабочее колесо, величина уплотнительного зазора насосов SARLIN регулируется тремя регулировочными винтами быстро и легко. Запасные части не требуются.

В насосах типа SV СуперВортекс перекачка жидкости происходит под воздействием создаваемого рабочим насосом разряжения. Частицы взвеси не вступают в контакт с рабочим колесом, что сводит к минимуму износ и засорение насоса.

Насосы имеют запатентованные влаго- и термозащиту, изоляцию класса F, надежное двойное уплотнение при защите от утечки между частями двигателя и насоса, изготовленное из карбида кремния, что означает долгий срок службы.

По желанию заказчика насосы комплектуются системой автоматизации, включающей поплавковые датчики уровней, щита управления и сигнализации.

Применение аппаратуры "плавного пуска" позволяет снизить механическую и электрическую нагрузки на насосное оборудование, чем продлевается срок службы насоса, максимально стабилизировать работу системы насос-водовод.

Одним из интересных решений является пример использования насосной станции в качестве станции биологической очистки сточных вод.

Традиционно сложившиеся схемы канализования малых населенных пунктов обычно предусматривают перекачку сточных вод насосами на площадку очистных сооружений.

Типовые насосные станции с горизонтальным расположением насосных агрегатов и традиционной схемой сбора и удаления отбросов с решеток крайне неэффективно используют строительный объем, что приводит к значительному увеличению затрат на строительство и эксплуатацию. Это заставляет искать пути более полного и рационального использования действующих насосных станций.

Опыт ряда объектов показал возможность исключить напорный тракт и объединить очистные сооружения и насосы в одном сооружении, используя для этой цели существующее здание насосной станции.

Этот принцип целесообразно применять и при новом строительстве, а также в случае изменения схем канализования населенных пунктов, связанных с широким развитием частного и кооперативного строительства жилья и объектов инфраструктуры.

Проведенный экономический анализ показал, что затраты электроэнергии только на перекачку стока составляют от 100 до 500% и более по сравнению с затратами на его очистку.

Кроме того, значительно снижаются капитальные затраты на строительство и эксплуатацию системы в целом.

Эти и другие преимущества подтверждаются исследованиями зарубежных авторов, где децентрализованные системы канализования широко и с успехом применяются.

Предлагаемая схема очистки предусматривает использование приемного отделения канализационной насосной станции для механической обработки стока, сбора и утилизации осадка, а также как усреднителя количественного и качественного состава сточных вод.

Механическая очистка осуществляется тонкослойной решеткой-процеживателем с прозорами от 2 до 4 мм в зависимости от характера загрязнений. Собранные отбросы обезвоживаются и подаются в герметичные контейнеры с помощью гидравлического или шнекового пресс-транспортера.

Погружной насос, установленный в усреднителе, подает стоки непосредственно в аэротенк. Интенсивность процесса биологической очистки обеспечивается при помощи использования как свободноплавающей, так и закрепленной на плоской или объемной загрузке микрофлоры. Благодаря запасам биомассы и высокой дозе ила в реакционном объеме резко снижается время очистки и повышается надежность и устойчивость процесса. Далее сток осветляется во вторичном отстойнике и поступает в биореактор глубокой очистки, где в качестве загрузки используется специальный волокнистый заполнитель. Очищенная вода отводится в водоток, систему дождевой канализации или может использоваться для полива, пополнения искусственных водоемов и других целей.

Избыточная и аэробностабилизированная биомасса обезвоживается безреагентным вакуумным методом и совместно с отбросами вывозится автотранспортом в разрешенные для захоронения места.

Качественная характеристика очищенных сточных вод удовлетворяет санитарным требованиям к рыбохозяйственным водоемам, а именно:

БПКполн - 3,0 мг/л; взвешенные вещества - 3 мг/л; азот аммонийный - 0,5-1,0 мг/л; фосфаты - менее 1,0 мг/л.

Работа очистной станции автоматизирована и не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Зона санитарной охраны составляет всего 50 м. Технология без первичного отстаивания и аэробная стабилизация и утилизация ила значительно снижают неприятные запахи, не нарушают санитарного состояния прилегающей застройки.

Предлагаемая схема и конструктивные решения позволяют сократить стоимость строительства и расход строительных материалов в 2,5 4 раза; сократить площадь застройки в 3 и более раз; уменьшить потребляемый расход электроэнергии в 2 5 раз; уменьшить эксплуатационные расходы в 2 3,5 раза.

© Строительство и недвижимость

стройматериалы:
услуги
аренда техники:
коммунальная техника в аренду
гидроманипуляторы в аренду
экскаваторы-планировщики в аренду в России
измерительные приборы в аренду в России

полезные ссылки
Биологическая очистка сточных вод для крупных систем автономной канализации
Локальная канализация, очистные сооружения для коттеджей