Работа насосной станции 

Работа насосной станции на распределительную сеть с напорным резервуаром 

Работа насосной станции улучшается при наличии напорного резервуара или башни емкостью около 20—25% среднего суточного расхода. Емкость наземных напорных резервуаров доводят до полусуточного и суточного расхода. Мотивируется это необходимостью-запаса на случай аварий. Все часовые колебания выравниваются резервуаром, то накопляющим воду в часы малого расхода, то подающим ее в сеть в часы большого расхода. На долю станции в этом случае остаются только суточные колебания с максимальным расходом примерно 1,3—1,5 Q. 

Благодаря этому мощность насосной станции уменьшается, например, при коэффициенте часовой неравномерности 1,5 в 1,5 раза. Какими насосами оборудовать такие станции? Можно поставить один насос на максимальную суточную подачу. При любом коэффициенте суточной 'Неравномерности такой насос во время максимального расхода будет работать круглые сутки. 

Поршневой насос подавал бы в таком случае совершенно одинаковые часовые расходы. Центробежный насос не может этого сделать, так как подаваемый им расход меняется с изменением напора. Ночью напор будет наибольший (рис. 100), а подача — наименьшей. При максимальном водоразборе напор его будет наименьший, а подача — наибольшей. 

При пологой кривой Q — H напор будет меняться мало, ,зато расход изменится сильно; наоборот, при крутой характеристике Q —H будет больше меняться напор и меньше — расход, а так как в этом случае нужна равномерная подача насосом, то последняя характеристика больше подходит к условиям работы при большом напорном резервуаре, когда колебания к. п. д. будут наименьшими. 

Однако разница напоров на станции в ночное и в дневное время может быть чрезмерно велика. Если городскую водопроводную сеть заменить эквивалентным ей водоводом, то потерю напора в ночное время, принимая ночной расход города равным половине среднесуточного — 0,5 Q, можно выразить формулой (при Ссут = 1,5) . 

A днем потеря напора будет , причем L' значительно меньше L; так как весь расход путевой, то появляется множитель 1/3, благодаря чему дневные потери получаются значительно меньше ночных. Кроме того, глубина напорного резервуара (4—6 м) тоже увеличивает разницу между крайними дневными и ночными напорами. 

Экономную работу в таком случае можно обеспечить применением второго насоса, рассчитанного примерно на ту же подачу 1,5 Q, но на меньший напор — для дневной работы. Возможна и другая комбинация. Дневные насосы работают с меньшим напором, а ночью напор повышается благодаря последовательной работе дневного и повысительного насоса. Повысительных насосов два, один из них резервный. 

При среднем суточном расходе насос на максимальный расход будет работать более равномерно, так как попутные расходы будут меньше, а транзитные больше. За 16 часов работы при коэффициенте неравномерности 1,5 и за 18,5 часа при коэффициенте 1,3 насос подает весь суточный расход, затем он должен быть остановлен, чтобы не допустить бесполезного перелива в сигнальную трубу резервуара. Ночью город должен получать воду из напорных резервуаров, которые обычно стоят на высоких местах, что обеспечивает сохранение необходимых напоров. На насосной станции, кроме одного или двух рабочих насосов, необходима установка двух резервных. 

Загородные насосные станции, подающие воду в большой напорный резервуар, при расходах менее 1000 м\1час должны оборудоваться одним рабочим насосом и двумя запасными. Регулирование подачи производится путем остановки насоса при наполнении резервуара и пуска его в работу при некотором опорожнении резервуара. При работе же станции на сеть без резервуара она должна быть оборудована так же, как и городская станция, работающая при тех же условиях. 

Распределительная сеть с башней 

Если водопровод имеет башню с малым напорным баком 5—10% среднесуточного расхода, тогда бак наполняется и опорожняется в течение суток несколько раз. При наполнении бака напор повышается, а при опорожнении понижается так, как показано на рис. 100. И при малых напорных баках также необходимы насосы на два разных напора, которые определяются расчетом сети. 

Что касается производительности насосов, то она должна определяться примерно средним часовым расходом в максимальные сутки для насоса низкого давления и максимальным часовым расходом в максимальные сутки для насоса высокого давления. При больших напорных резервуарах насос с большим напором работает только в часы малого водопотребления ночью. Днем водопотребление удовлетворяется насосной станцией и напорным резервуаром. 

При малых напорных баках опорожнение резервуара производится днем, в часы максимального расхода два-три раза. Для наполнения бака в это время необходимо, чтобы насос с повышенным давлением подавал максимальный часовой расход. И пока в городе поддерживается этот расход, в бак вода не попадает, она вся идет на питание города. Только при понижении максимального расхода в городе избыток воды начнет изливаться в бак. 

Работа насоса повышенного напора будет продолжаться до наполнения бака. После этого насос выключается и вводится в работу насос пониженного давления, который вместе с баком питает город. Производительность насоса с пониженным давлением должна быть рассчитана на подачу среднесуточного расхода в максимальные сутки. Таким образом, производительность насоса повышенного давления больше производительности насоса пониженного давления в отношении максимального часового расхода к среднему часовому расходу (в максимальные сутки). 

Так, работа станции и напорных баков должна идти в часы максимального расчетного расхода. Но расчетный расход относится к последнему году расчетного периода. Все же остальное время станция работает Менее напряженно, но при наполнении напорных баков необходимо переходить с работы насоса пониженного давления на насос повышенного давления и расхода. Чем больше объем напорного бака водонапорной башни, тем реже придется включать и выключать насосы. 

Резервные насосы 

На практике часто нарушают принцип полного обеспечения мощности станции при ремонте одного насоса и аварии другого и ставят из соображений экономии вместо четырех насосов три и вместо пяти — четыре. Стоимость насосного агрегата настолько мала по сравнению со стоимостью всего водопровода, что экономия на насосах нецелесообразна, в особенности, если принять во внимание важность непрерывности водоснабжения. 

Дальнейшее расширение мощности станции по истечении расчетного периода легко производить путем постепенной замены старых насосов более мощными, так как размер вдвое более мощного агрегата немного превосходит размер прежнего. Имея в виду такую замену в будущем, следует во время постройки соответственно увеличить размера фундаментов зданий. Кроме этого, при проектировании зданий станции следует предусматривать и возможность расширения здания в будущем. 

В этом отношении неудобна круглая форма станции, так как она не лает возможности расширять здание. При круглой форме здания необходимо предусмотреть запас площади для установки более мощных насосов при дальнейшем развитии водоснабжения. Для небольших и средних расходов можно применять трехцилиндровый поршневой насос простого действия (рис. 101). 

Он дает почти такой же равномерный расход, как и центробежные насосы, обладает высоким к. п. д. и в вертикальном исполнении занимает так же мало места, как и центробежный агрегат, в особенности если электродвигатель помещается сверху на корпусе насоса. Главное преимущество такого насоса заключается в том, что подача не зависит от напора. Он может подавать одно и то же количество воды при разных напорах. Но для пускового периода этот насос нуждается в воздушном котле на напорном водоводе.