Автоматический запуск насосов при установке выше уровня воды: принципы, нормы и практические решения

Автоматический запуск насосов при установке выше уровня воды — это типовая задача в системах водоснабжения и канализации, где оборудование не может быть размещено ниже водозабора или резервуара. В таких случаях критически важно обеспечить стабильную работу насосов и защиту от «сухого хода».

Основы монтажа

Автоматический запуск насосов, установленных выше уровня воды, невозможен без грамотной инженерной подготовки: герметичной всасывающей линии, обратного клапана, датчиков уровня и логичной автоматики. Современные насосные станции оснащаются этими системами по умолчанию.

Условия запуска центробежных насосов

Для нормальной работы нормальновсасывающих насосов требуется полное заполнение как корпуса, так и всасывающего трубопровода. Эти насосы не могут самостоятельно затягивать жидкость, и без полного заполнения системы они не смогут начать работать, что может привести к повреждениям.

В отличие от нормальновсасывающих, самовсасывающие насосы могут захватывать жидкость через всасывающий трубопровод, даже если система не заполнена полностью. Однако, перед первым запуском необходимо заполнить только корпус насоса. После этого насос будет сам обеспечивать всасывание жидкости.

схема 1 схема 2

Нормативная документация является основой для проектирования, установки, эксплуатации и обслуживания насосных систем, а также для обеспечения их безопасности и эффективности. Эти документы включают в себя стандарты, технические условия, строительные нормы и правила, а также международные стандарты, которые регулируют качество, безопасность и устойчивость оборудования.

схема 1 схема 2 схема 3

Существует несколько способов заливки насосов перед их запуском, в зависимости от типа насоса и его назначения. Рассмотрим основные методы

Заливка из напорного трубопровода (емкости)

1. Всасывающий трубопровод должен быть оснащён приемным клапаном
   Приемный клапан в всасывающем трубопроводе необходим для предотвращения обратного потока жидкости в случае отключения насоса. Этот элемент обеспечивает герметичность системы и помогает поддерживать необходимое давление в трубопроводе. Также клапан служит защитой от попадания загрязняющих частиц в насос и помогает избежать потерь жидкости при остановке системы.
2. Напорный трубопровод (или бак) должен иметь достаточный объем
   Напорный трубопровод или бак, в зависимости от типа установки, должен иметь достаточную вместимость для эффективной работы насосной системы. Неправильный расчет объема может привести к переполнению системы или, наоборот, к недостаточному давлению, что сказывается на производительности насосов и повышает риски их поломки. Правильный объем также влияет на стабильность работы насосной системы и позволяет эффективно управлять нагрузкой на оборудование.
3. Первоначальное заполнение системы вручную или с использованием вспомогательных насосов
   Для запуска насосов необходимо провести первоначальное заполнение системы жидкостью. Это можно осуществить двумя способами: вручную или с использованием вспомогательных насосов. Вручную процесс заполнения выполняется через заливные патрубки и люки, что подходит для небольших установок. В крупных системах или для более быстрой заливки применяется вспомогательное насосное оборудование, которое заполняет систему жидкостью до необходимого уровня. Этот этап критичен для нормального функционирования насосов, так как отсутствие жидкости в системе может привести к поломке оборудования, перегреву или нарушению рабочих параметров.

схема 1 схема 2

Пожаротушение из подземных резервуаров

1. Заполнение всасывающей линии из водопровода
   Обеспечивает необходимый уровень жидкости для нормальной работы насосной системы. Это важный этап при запуске насосов, особенно для тех систем, где насосы должны быть установлены выше уровня воды или когда необходимо избежать попадания воздуха в систему. Для этого в водопроводной линии создается подача жидкости до требуемого уровня, что позволяет избежать «сухого хода» насоса.
2. Обратные клапаны на всасывающих трубопроводах
   Устанавливаются на всасывающих трубопроводах для предотвращения обратного потока жидкости при остановке насоса. Эти клапаны сохраняют герметичность системы, не позволяя жидкости возвращаться в источник или систему после завершения работы насоса. Это также помогает поддерживать нужное давление в трубопроводе, предотвращая возможные потери и снижение эффективности работы насосной системы.
3. Автоматические воздухоотводчики на напорной линии
   Устанавливаются на напорных трубопроводах для удаления воздуха, который может попасть в систему во время её работы. Воздух в трубопроводах может привести к образованию воздушных пробок, что снижает эффективность работы насосов и может повредить их. Автоматика воздухоотводчиков позволяет исключить этот риск, автоматически удаляя накопившийся воздух и обеспечивая бесперебойную работу системы.
4. Поддержание постоянного давления во всасывающих линиях
   Для эффективной работы насосной системы важно поддерживать стабильное давление во всасывающих линиях. Колебания давления могут привести к нестабильной работе насоса, снижению его производительности и даже поломке. Поэтому система оснащается контроллерами давления, которые поддерживают нужный уровень и обеспечивают оптимальные условия работы для насоса. Это также помогает предотвратить кавитацию, которая может возникнуть при слишком низком давлении, повреждая насос и снижая его срок службы.

схема 1

Заливка вспомогательным насосом

Погружной насос, самовсасывающий насос и насос, установленный под залив, представляют собой различные типы насосов, каждый из которых имеет свои особенности эксплуатации и применения. Погружной насос полностью погружается в жидкость, что позволяет ему эффективно работать при глубоком заливе.

Самовсасывающий насос, с другой стороны, способен забирать жидкость даже при условии, что его корпус не полностью находится в жидкости, но перед первым запуском требуется его заполнение.

Насос, установленный под залив, требует, чтобы его корпус находился ниже уровня жидкости, что позволяет обеспечить нормальную работу и избежать повреждений при запуске.

Порядок запуска

1. Закрыть задвижку на напорной линии основного насоса
2. Открыть воздушный кран
3. Включить вспомогательный насос
4. Заполнить насос и всасывающую линию (до срабатывания датчика заполнения + задержка по времени)
5. Закрыть воздушный кран
6. Отключить вспомогательный насос
7. Запустить основной насос, проверить давление на выходе
8. Открыть задвижку на напорной линии основного насоса

Металлургический комбинат, Свердловская обл., станция 1-го подъема

Самовсасывающие насосы Drain SP (рабочий + резервный) Система включает два самовсасывающих насоса Drain SP — основной и резервный. Такая конфигурация гарантирует непрерывную работу системы, даже в случае выхода из строя одного из насосов.

Бак подпиточной воды с датчиками уровня Для поддержания необходимого уровня воды используется бак подпиточной воды, оснащённый датчиками уровня. Эти датчики отслеживают изменение уровня воды в баке и автоматически управляют запуском и остановкой насосов, что обеспечивает стабильную работу системы.

Самостоятельные всасывающие линии к насосам SP с приемными клапанами Каждый насос подключен к системе через самостоятельные всасывающие линии, оснащённые приемными клапанами. Это предотвращает обратный поток воды и обеспечивает эффективное всасывание, что способствует бесперебойной работе насосов и улучшает их производительность.

Заполнение бака

Заполнение бака происходит следующим образом:

1. Когда уровень воды в баке падает ниже установленного значения, срабатывает датчик уровня, который автоматически включает насос для подачи воды.
2. После достижения необходимого уровня воды в баке насос отключается, предотвращая избыточное наполнение.

Интеграция в систему автоматизации

Все оборудование, включая насосы и баки с датчиками уровня, полностью интегрировано в систему автоматизации, что позволяет эффективно управлять процессами без вмешательства оператора. Автоматизация обеспечивает стабильность и точность работы системы, минимизируя риски ошибок и повышая её эффективность.

Процесс

1. Основные насосы SCP заполняются из бака насосами подпитки MHI
2. Подпитка врезана перед всасывающим патрубком насоса
3. Отвод воздуха через автоматический воздухоотводчик в корпусе насоса и через воздушную линию с электромагнитным клапаном на напорной линии
4. Самостоятельные всасывающие линии к насосам SP с приемными клапанами

Заполнение и запуск насосов SCP:

1. Закрывается задвижка на напорной линии
2. Запускается насос MHI (при наличии воды в баке)
3. Открывается клапан на воздушной линии в периодическом режиме
4. При достижении давления в напорной линии 1 бар по соответствующему датчику запускается насос SCP
5. Постепенно приоткрывается задвижка на напорном трубопроводе, производится контроль давления
6. При падении давления задвижка вновь закрывается, и продолжается заполнение
7. После полного открытия задвижки закрывается воздушная линия
8. Насос подпитки MHI отключается

Для удаления воздуха из насоса могут быть использованы различные методы:

1. Эжектор — устройство, использующее принцип подачи жидкости с высокой скоростью для создания вакуума, что способствует удалению воздуха из насоса. Это эффективный метод, который позволяет быстро и надежно освободить систему от воздушных пробок
2. Вакуум-насос — специализированное оборудование, предназначенное для создания разряжения в системе, что позволяет отсасывать воздух. Вакуумные насосы обеспечивают более стабильную работу системы, предотвращая возможные повреждения от воздушных пробок
3. Самовсасывающий насос — насос, который может захватывать жидкость из источника даже при наличии воздуха в трубопроводе. Этот тип насоса оснащен механизмом, который помогает извлекать воздух из системы.

Важно отметить, что для всех этих методов требуется тщательная регулировка сальниковых уплотнений, чтобы предотвратить утечку жидкости и обеспечить долгосрочную и эффективную работу насосной системы. Правильная настройка уплотнений помогает избежать потерь и повышает производительность оборудования.

схема 1 схема 2 схема вакуумной установки

Это устройства, предназначенные для создания разряжения или вакуума в системе. Они широко используются в различных отраслях промышленности, включая химическую, нефтехимическую, пищевую и фармацевтическую, для удаления воздуха или других газов из замкнутых пространств, резервуаров, трубопроводов и различных систем.

Пластинчатый

Конструкция с несколькими пластинами, которые вращаются в корпусе и перемещают жидкость или газ в процессе работы. Пластинчатые насосы применяются для перекачки различных жидкостей в промышленных и бытовых системах.

Водокольцевой

Использующий водяное кольцо для герметизации рабочей камеры и создания вакуума. Он часто применяется в системах, где требуется откачка воздуха или газа с добавлением жидкости, как, например, в некоторых насосных установках и вакуумных системах.

Фактическая ситуация

• Отказ от вакуумных котлов
• Откачка воздуха только из верхней части насоса
• Контроль заполнения насоса с помощью датчика наличия воды

НС 1-го подъема (Волгоград) водозабор из реки Кубань водозабор из реки Кубань (2) КНС, бытовые стоки (Голландия)

Порядок запуска

1. Закрыть задвижку на напорной линии
2. Открыть вакуумный затвор
3. Включить вакуумный насос
4. Включить заполняемый насос на средних оборотах!
5. Дождаться заполнения насоса (роста давления на выходе)
6. При фиксации определенного давления на выходе закрыть вакуумный затвор, открыть напорную задвижку
7. Через 2-3 с отключить вакуум-насос (после удаления воды и подачи смазки)
8. При срыве подачи повторно запустить вакуумную систему не закрывая напорный трубопровод

Это процесс, в котором используется система баков для создания оптимальных условий для работы насосов. Баковая система позволяет обеспечить стабильную подачу жидкости в насос, предотвращая его повреждения и обеспечивая эффективную работу.

Порядок запуска

Объем баков каждой группы составляет примерно в три раза больше объема всасывающего трубопровода и корпуса насоса. Это позволяет системе эффективно функционировать, поддерживая необходимый уровень воды для работы насосов.

1. Заполнение напорного бака
   Перед первым запуском системы необходимо заполнить напорный бак водой из водопровода. Для этого используется трехходовой кран (кран 2), который обеспечивает подачу воды в бак. Это важный этап, так как правильное наполнение напорного бака гарантирует нормальную работу всей системы и предотвращает повреждения насосного оборудования.
2. Заполнение всасывающего бака
   После того как напорный бак заполнен, вода начинает поступать в всасывающий бак через трубопровод 7. Заполнение всасывающего бака происходит до уровня, превышающего уровень корпуса насоса. Это важно, чтобы система могла начать работу без риска «сухого хода» насоса.
3. Запуск насоса
   После заполнения всасывающего бака, можно запускать основной насос. В процессе работы насоса уровень воды во всасывающем баке будет снижаться, так как насос начнет перекачивать воду в систему.
4. Пополнение воды в всасывающем баке
   В процессе работы насоса в всасывающем баке создается разряжение, что позволяет воде поступать в бак из внешнего водоисточника. Это автоматически компенсирует снижение уровня воды в баке и поддерживает стабильную работу насосной системы.
5. Завершение работы и подготовка к следующему запуску
   После завершения работы насоса, когда насос отключается, вода из напорного бака снова заполняет всасывающий бак, восстанавливая необходимый уровень воды. Теперь система готова к следующему запуску насоса, обеспечивая стабильную работу и предотвращая потерю производительности.

Таким образом, весь процесс включает в себя несколько этапов, которые должны выполняться последовательно для обеспечения бесперебойной работы насосной системы, предотвращения сбоев и повышения долговечности оборудования.

Вывод

Автоматический запуск насосов при установке выше уровня воды представляет собой эффективную технологию, обеспечивающую бесперебойную работу насосных систем в условиях, когда оборудование не может быть размещено ниже водозабора или резервуара. Важно отметить, что для нормальной работы таких насосов необходимо обеспечить корректное заполнение системы и предотвращение попадания воздуха в насос.

В конечном итоге, автоматический запуск насосов при установке выше уровня воды является важной частью в поддержании работоспособности насосных установок в различных инженерных системах, и правильная настройка и обслуживание этих систем позволяют эффективно управлять насосами и предотвращать их повреждения.