Трубопроводы напорные и всасывающие: особенности проектирования

Удобство обслуживания и надежность функционирования насосных станций обусловлены особенностями расположения отдельных элементов коммуникационных схем и возможностью их переключения.

Всасывающие линии

В качестве значимых составляющих насосных станций позиционируются трубопроводы всасывающего типа. Они обеспечивают бесперебойное подведение водных масс к насосному оборудованию при минимальных потерях жидкости. Для удовлетворения нужд потребителей к специализированному пункту должны подходить два и более всасывающих водовода (вне зависимости от количества и категории смонтированных насосных установок, включая пожарное оборудование). В случае выключения одной из линий на оставшиеся возлагается обязанность обеспечения пропуска расчетного расхода. Это требование актуально для насосных станций категорий 1 и 2. Для станций, отнесенных к категории 3, допустима одна всасывающая линия (расчетный расход может не превышать 70%).

У преобладающей части станций 1-го подъема на каждый насос (при их ограниченном количестве) приходится собственный всасывающий трубопровод. Это условие соблюдается и при внушительной высоте всасывания. Наличие значительного количества насосных устройств (включая резервные экземпляры) предполагает обустройство коллектора, который объединяет всасывающие патрубки насосов.

Непроницаемость для воздуха — важное условие нормальной работы трубопроводов, образующих всасывающие линии. При невыполнении данного требования оборудование может работать с перебоями.

Рекомендовано использование коротких всасывающих трубопроводов. При таком подходе снижается число используемых фасонных частей - тройники, отводы и колена. Данная тактика позволяет снизить показатель геометрической высоты всасывания и свести к минимуму потери напора. На участках стыковки отрезков трубопровода отличных друг от друга сечений целесообразно задействование эксцентрических переходов.

Для всасывающего трубопровода характерна непрерывность подъема к насосному оборудованию. В качестве нижней границы определен показатель в 0,005. Уклон обеспечивает свободное движение к насосу воздуха, присутствующего в водной среде. Образующиеся внутри всасывающих трубопроводов воздушные пустоты негативно сказываются на работе оборудования.

Насосы, размещенные «под заливом», либо подсоединенные к всасывающему коллектору, оснащены запорной арматурой. Для низ реализована возможность проведения демонтажных работ при любых условиях эксплуатации. Для установок категории 3 допустим монтаж на всасывающем водоводе приемных клапанов с сечением, не превышающим 20 см.

Входной сегмент приемной воронки следует заглубить ниже уровня, принятого в качестве минимума для колодца/камеры, на величину, идентичную либо превышающую 1,5 диаметра расположенного на входе отверстия. Такая мера призвана исключить проникновение воздуха на входном участке всасывающего трубопровода в случае появления вихревых воронок.

По всасывающим трубопроводам с диаметром до 25 см водные массы перемещаются со скоростью 1-2 м/с. Для остальных - этот показатель варьируется в границах 1,2-1,6 м/с.

Трубопроводы напорного типа

Насосные станции категорий 1 и 2 оснащены как минимум двумя напорными водоводами. Станции, отнесенные к категории 3, могут иметь одну напорную линию. В качестве традиционного варианта позиционируется прокладка двух напорных линий. Наличием трех (иногда и более) трубопроводов напорного типа могут похвастать мощные насосные станции.

Функция подачи воды в водоводы закреплена за коллектором. Задвижки позволяют регулировать перемещение воды в насосах, при необходимости отключать либо переключать оборудование на подачу в другую напорную линию при повреждении основной. Перечень полезных элементов дополнен обратными/предохранительными клапанами, манометрами и водомерами.

Обратные клапаны принято располагать между запорной арматурой и насосным оборудованием. К ремонту данных элементов можно приступать после их отключения от напорного трубопровода (задействуется задвижка). Целесообразно оснащать обратными клапанами напорные водоводы, смонтированные в специальных камерах/колодцах. Последние обычно размещаются вне пределов насосного пункта. При таком подходе отпадает необходимость возведения сооружений внушительного размера и повышается эксплуатационная надежность.

В расположенных внутри станций напорных водоводах, диаметр которых не превышает 25 см, вода движется со скоростью 1,5-2 м/с. Для других труб этот показатель выше (2-2,5 м/с).

Запорная арматура, устанавливаемая на напорных/всасывающих трубопроводах, позволяет ремонтировать/заменять любой насос, обратные клапаны либо основную запорную арматуру. Также реализована возможность уточнения характеристик насосного оборудования без необходимости прекращения либо сокращения объемов подаваемой потребителям воды. Оснащенные запорной арматурой всасывающие/напорные коллекторы могут быть установлены во внутренней части насосной станции (при условии достаточной площади зала, отведенного для оборудования).

Особенности прокладывания трубопроводов

Располагаемые в насосных станциях трубопроводы и размещенные за границами машинного зала всасывающие водоводы по сути являются сваренными трубами, изготовленными из стали. Фланцы используются для присоединения к насосным устройствам и арматуре.

В отведенном под насосную станцию здании трубы прокладывают в каналах. В комнатах подвального типа работы по укладке ведутся над полом насосной станции и под полом машинного зала. Для верхней части помещений предусмотрена прокладка над оборудованием. Этот метод применяется редко. Для всасывающих/напорных трубопроводов, смонтированных внутри насосной станции, типично прокладывание над полом.

Для незаглубленных станций допустима прокладка над поверхностью пола машинного зала в случае использования труб с сечением, превышающим 30 см. Для насосных станций заглубленного типа этот показатель не критичен.

Для труб, диаметр которых не превышает 40 см, расстояние между низом трубы и полом должно равняться 30 см. Для аналогов, диаметр которых стартует от 50 см, этот показатель должен составлять 50 см. Прокладывание труб над поверхностью пола предполагает необходимость обустройства лестниц, настилов, переходных мостиков. Каналы могут задействоваться при необходимости прокладывания труб, диаметр которых не превышает 30 см.

В заглубленных на 5 м и более насосных станциях разрешено прокладывание труб в машинном зале с помощью кронштейнов и подвесок. Трубы должны подвешиваться с учетом обеспечения свободного прохода.

По окончании монтажных работ проводят проверку трубопроводов. Подтвердить прочность и плотность элементов призвано гидравлическое давление.

Изоляция позволяет защитить проложенные в грунте и размещенные в здании насосной станции трубопроводы от коррозии.