12.pumpne stanice odpadnih i atmosverskih voda

„EUROCIP“ doo PUMPNE STANICE OTPADNIH I ATMOSFERSKIH VODA

“EUROCIP“doo 18000 Niš, E-mail: [email protected] Tel/ fax: 018/512 399; 063/472 868 www.eurocip.co.rs

1

Hg

Q2Q1P1

P1+2

C

H

P1

Q

Hg

QmQn Q

P1+2

C

H

Pumpne stanice otpadnih i atmosferskih voda

Izbor veličine i tipa pumpi direktno zavisi od količina voda koje treba prepumpati a s tim i određivanje potrebnog kapaciteta pumpi. Kapacitet određuju različiti kriterijumi kao: dotok za 24 časovni period, špic maksimalnog dotoka, dozvoljeni broj startova pumpi na sat, brzini dotoka tečnosti u rezervoare i dr. Ako nisu poznate podloge za projektovanje i određene specifične vrednosti za prepumpavanje, često se u praksi razmatra kapacitet jednak dvostrukom prosečnom dotoku za vreme maksimalnog dotoka - padavina. Pri tome se maksimalan kapacitet deli sa brojem ugrađenih pumpi. Kod protoka koji su znatni, ovakav pristup je često neekonomičan pa se uvode korekcioni faktori. Međutim, ako se smatra da dve pumpe u paralelnom radu mogu rešiti problem maksimalnog dotoka, takođe je potrebno obratiti pažnju na prečnike potisnog cevovoda. To je važno kod dugih potisnih cevovoda sa visokim gubicima gde može biti skroman porast kapaciteta pumpanja. Korisno je razmatrati i projektovati sisteme sa izborom manje vršne pumpe i veće radne pumpe.

P(1,2) = kriva karakteristike pumpi

C=kriva karakteristike cevovoda

Hg=Geodetska visina

-Dijagram karakteristika pumpi u paralelnom radu -Dijagram karakteristika pumpi u paralelnom radu sa kratkim cevovodom (mali gubici u cevovodu) da dugim cevovodom(veći gubici u cevovodu) Radna zapremina sabirnog rezervoara Mali i neadekvatni rezervoari mogu poremetiti željenu funkciju rada celog sistema za prepumpavanje i dovesti do problema plavljenja objekta i neispravnog rada sistema pa i prekida rada u trenucima kad su najpotrebniji. Radna zapremina sabirnog rezervoara „Vu“ je prostor koji obuhvata količinu tečnosti koja se transportuje između nivoa starta – uključenja pumpe i nivoa zaustavljanja pumpe. Ona se uglavnom određuje prema maksimalnom dotoku. Vu ( m3) = Qp x k1 x k2 x k3 / 1000, gde je: Qp( l/s)– kapacitet pumpe, k1 – koef startovanja, k2 – koef broja pumpi, k3 – koef sigurnosti, k1= 60 max za 15 starta/sat, K1 = 90 max za 10 starta/sat, K1 = 120 max za 7,5 start/ sat, K1 = 150 max za 6 start/ sat, k2 = 1 za 1 inst pumpu, k2 = 1,4 za 2 inst pumpe, k2 = 1,67 za 3 inst pumpe, k2= 1,89 za 4 inst pumpe, k3 = 1,1 za 10 % sigurnosti, k3 = 1,2 za 20 % sigurnosti, k3 = 1,3 za 30% sigurnosti... Preporuka je za razmatranje max broj uključenja/ sat : Za snage motora do 5 kW oko 20 za snage preko 5 kW oko 15 uključenja.



2

14

vreme rada pumpe < vreme pauziranja pumpe

0.40.0

2

4

6

0.20.1 0.3

10

8

12

Starta / cas 16

0.80.60.5 0.7

K1=150

Q / Qp1.00.9

vreme rada pumpa > vreme pauziranja pumpe

K1=120

K1=90

K1=60

Određivanje dubine šahtnog prostora

Povezanost elemenata i kapaciteta pumpi dotoka tečnosti u rezervoar, radne zapremine rezervoara, broja uključenja pumpi može se sagledati preko dijagrama 1 i odnosa: n=3.6/(Vu/Qp-q+Vu/q) n – broj uključenja pumpi na sat

Hp- dubina vode od nivoa uključenja pumpe do dna rezervoara ( sl. Pumpna stanica ) kod pravougaonih rezervoara Hp ( m ) = hr + hp = hr + Vu/ a x b x 1000. kod kružnih rezervoara Hp ( m ) = hr + Vu/ 785 Dr2, hr – visina stalne vode u rezervoaru, od dna do nivoa isključenja pumpe, podatak koji zavisi od veličine i konstrukcije pumpe, šahtnog prostora, izbora proizvođeča i dobija se od proizvođača. hp – visina vode u rezervoaru koja se crpe. a – širina, (m). b – dužina rezervoara ( m ); Dr – prečnik rezervoara (m). Prelivne – dovodve cevi se postavljaju iznad visine Hp. Veličinu i oblik rezervoara treba odrediti prema količini dotoka, broja pumpi, broja uključenja pumpi na sat i dr.

Dijagram 1: Funkcija startovanja



3

Primer dimenzionisanja pumpnog sistema za prepumpavanje otadnih atmosferskih voda Podaci koji su određeni: H = 4 m - Prosečna geodetska visina prepumpavanja, Hg= 0,5 m - Proračunski gubici u cevovodu za max kapacitet prepumpavanja jedne pumpe, Q = 120 l/s (432 m3/h) - Maksimalni dotočni kapacitet, Qd= 15.000 m3/ dan - Dnevni kapacitet, Određivanje kapaciteta pumpe/i: Aproksimativni protok radne pumpe: Qp = Q x 1,2 = 120 x 1,2 = 144 l/s = 518,4 (m3/h). Faktor rada pumpe: q= Q/ Qp , q= 432/ 518,4 = 0,83. Ako je prepumpni sistem sa dve pumpe gde je jedna radna a druga rezervna: Qp= 518,4 m3/h. Proračunska snaga jedne pumpe je: P= Q x H/ 102 x η = 144 x (4+0,5)/102 x 0,6 = 10,59 kW Ako je prepumpni sistem sa dve pumpe gde su obe radne pumpe i to u kaskadnom radu ( uključuje se jedna a kasnije druga pumpa) onda je protok jedne pumpe: Q1p = Qp/2 = 144/ 2 = 72 l/s = 259,2 (m3/h) Proračunska snaga jedne pumpe je onda: P= 72 x (4+0,5)/102 x 0,6 = 5,3 (kW).

Određivanje veličine rezervoara: Radna zapremina rezervoara Vu= Qp x k1 x k2 x k3 = 144 x 60 x 1,4 x 1,1/ 1000=13,3 (m3) Usvojene vrednosti širine i dužine šahte a= 3 m, b= 4 m, hv=0,6 m – podatak od proizvidjača pumpi Minimalna dubina vode od dna dovodne cevi do dna rezervoara: Hp= hv + hp = 0,6 + Vu/a x b = 0,6 + 13,3/3 x 4 = 1,7 (m), Broj uključenja pumpi na sat „n“ prema datom dijagramu za faktor rada q= 0,83, n= 3,6/(Vu/Qp-Q +Vu/Q) = 3,6/(13,3/ 144-120 + 13,3/120) = 5,4; n=5,4



4

200

4

0

2

100

K103 K153

6

8

H(m)10

400300

K253K203 K303

500

K403

Q(l/s)

Prepumpne stanice otpadnih i atmosferskih voda Postrojenja sa dve utopne pumpe u paralelnom radu Izbor pumpe/i zavisi od kapaciteta prepumpavanja i visine na koju treba odvesti vodu. Minimalni energetski bilans uz visok stepen korisnog dejstva predstavlja dodatni važan kriterijum pri izboru. Konstruktivni materjali moraju, pri tom, odgovarati vrsti transportovanog fluida a posebno kada se radi o otpadnim vodama. U radnom režimu pumpa koristi energiju koja je manja od nazivne. Precizni podaci se dobijaju od proizvođača pumpi ( dijagram karakteristika pumpi ). Oblast primene:

• Čista i malo zaprljana voda, atmosferske vode, • Jako zaprljana i voda sa peskom, • Kanalizacione vode sa nezapaljivim česticama

( obična otpadna i fekalna voda)

Stabilni cevovod sa mobilnim utopnim pumpama Praksa je pokazala da nakon određenog vremena eksploatacije i potrebe za opravkom veoma važan patrametar je demontaža i naknadna ugradnja pumpe. Ovaj uslov je potrebno predvideti još u fazi izbora i projektovanja. Prednosti izvođenja i ugradnje potopljenih pumpi u mobilnom izvođenju sa stabilnim cevovodom: - Nema vođica i zabravljivanja koje u praksi, zbog kamenca i taloga, onemogućavaju vađenje i zaptivanje potisa što je veliki problem demontaže, - Niži troškovi ugradnje i montaže, - Mali prostor za ugradnju, - Hlađenje motora je putem tečnosti koja se crpi, - Jednostavna montaža i demontaža pumpnih agregata, - Potisni kolektor može biti i izvan šahtnog prostora, što određuju prečnici cevovoda, broj i veličina pumpi.

Dijagram karakteristika postrojenja za prepumpavanje sa dve utopne pumpe tipa KC u paralelnom radu Redukcijom kola (skraćenjem) mogu se postići željeni parametri protoka i napora sa korekcijom snage motora.

Hidrauličke karakteristike postrojenja sa dve utopne pumpe tipa „KC“

Tip pastrojenja

Nazivna snaga postrojenja

P(kw) Pumpa 1 Pumpa 2

Napor (m) 2 3 5 7

Protok (l/s) K 73 4.4 KC 20/22 KC 20/22 70 64 50 32

K 103 6.0 KC 20/30 KC 20/30 116 105 80 50 K 153 8.5 KC 20/30 KC 40/55 160 150 125 78 K 203 11.0 KC 40/55 KC 40/55 205 190 150 120 K 253 11.0 KC 20/30 KC 60/90 280 250 180 100 K 303 14.5 KC 40/55 KC 60/90 324 290 220 140 K 403 18.0 KC 60/90 KC 60/90 440 400 280 160



5

EC

H

Du

AB

d2

F

d1Dp

d,z

Utopne pumpe tipa: KC

Konstruktivna izvođenja • Blok zaptivanje - mehanički zaptivač

vratilo se zaptiva spojem silicijum karbid otpornog na habanje i koroziju rad koji ne zavisi od smera rotacije.

• Vratilo-nerđajući čelik ( Č4580 ) • Kućište, spirala, radno kolo – Visokokvalitetan

Sivi liv, Nodularni liv. • Mogućnost izvođenja sa PTC termistorima,

kao temperaturna zaštita pumpe.

Tehničke karakteristike utopnih pumpi tip „ KC „ sa kanalnim kolima

Tip

pumpe

Napor (m) 2 3 5 7

Protok (l/s) KC 20/22 35 32 25 16 KC 20/30 58 55 40 20 KC 40/55 102 95 75 58 KC 60/90 222 195 140 80

KC 80/220 380 355 300 230

Tip pumpe A B C E F H Du Dp d1 d2 d,z KC 20/22

KC 20/30 KC 40/55

KC 60/90 KC 80/220

Tip pumpe Priključak

Portisa (DN)

Presek slobodnog

protoka (mm)

Nominalna snaga (kW)

Broj obrtaja (o/min)

Nominalna struja (A)

Struja pokretanja (A) Cos φ Kabel

(mm 2) Kriva

KC 20/22 80 76 2.2 1415 5.3 28.1 0.78 1.5 32

KC 20/30 100 55 3.0 1405 6.8 37.4 0.8 1.5 410

KC 40/55 150 75 5.5 1440 11.3 71.2 19.2 0.82 2.5 410

KC 60/90 300 102 9.0 975 19.5 112.7 35.4 0.75 6

2.5 616

KC 80/150 250 100 15.0 975 30 195 57 0.81 10

4 601

KC 80/220 300 100 22.0 990 41 237.8 73.8 0.65 16

6 624



6

4

0

2

200100

K102 K172

6

8

H(m)10

400300

K262 K302

500Q(l/s)

K502

Dijagram karakteristika postrojenja za prepumpavanje sa tri utopne pumpe tipa KC u paralelnom radu

Hidrauličke karakteristike postrojenja sa tri utopne pumpe tipa „KC“

Tip postrojenja

Nazivna snaga postrojenja

P(kW) Pumpa

Napor (m) 2 3 5 7

Protok (l/s)

K 102 6.6 3 x KC 20/22 105 96 75 48 K 172 9.0 3 x KC 20/30 170 165 120 60 K 262 16.5 3 x KC 40/55 306 285 225 175 K 302 14.0 KC 20/30 + 2xKC 40/55 262 245 190 136 K 502 21.0 KC 20/30 + 2xKC 60/90 502 445 320 180



7

Merna skica : predlog rešenja prepumpnih stanica otpadnih i atmosverskih voda sa utopnim pumpama u mobilnom izvođenju

Pumpna stanica 1. utopna pumpa

2. potisna grana 3. klapna 4. kolektor 5. potisni cevovod

12.pumpne stanice odpadnih i atmosverskih voda

Documents