Установки повышения давления

Здравствуйте, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

В рубрике «Насосы» обсудим установки повышения давления или, как их еще называют, бустерные станции. Установки повышения давления предназначены для подачи холодной технической и питьевой воды, горячей воды, воды для систем охлаждения и пожаротушения. Перекачиваемая жидкость должна быть химически не агрессивной, не содержать абразивных и длинноволокнистых включений. Установки повышения давления используются в жилых, офисных и административных зданиях, а также в гостиницах, больницах, торговых домах и промышленных системах. В установках повышения давления применяются многоступенчатые центробежные горизонтальные насосы высокого давления и вертикальные многоступенчатые  насосы высокого давления с сухим ротором или вертикальные многоступенчатые  центробежные  насосы высокого давления с мокрым ротором, а также центробежные горизонтальные и вертикальные насосы высокого давления с частотным управлением.

Устройство и конструкция

Конструктивно установки повышения давления выполнены в моноблочном исполнении. Каждая установка состоит из опорной рамы (станины), высоконапорных центробежных насосов включенных параллельно, системы управления с датчиком давления, коллекторов (трубной обвязки), гидроаккумулятора и запорной арматуры.

Опорная рама (станина) изготавливается из листового металла. Размеры станины зависят от количества серии и типа используемых насосов. Готовое изделие покрывается антикоррозионным цинковым покрытием. На опорную раму устанавливается специальные виброгасящие опоры. Количество опор зависит от типа насосов и их количества.

Установки повышения давления комплектуются от 1 до 6 параллельно подключенных насосов на рис (1). Все части насосов, контактирующие с перекачиваемой жидкостью, выполнены из коррозионно-стойких материалов.

Системы управления отличаются алгоритмом управления и управляемой мощностью в соответствии с номинальной мощностью насосов. В установках используются различные системы автоматического управления (САУ):

• ступенчатое включение насосов;
• инвертор на один насос;
• инвертор, который «перепрыгивает» с насоса основной нагрузки на пиковый насос;
• инверторы, установленные непосредственно на двигателях насосов.

В качестве датчиков обратной связи используются:

• датчик давления (8) – управляющий работой установки;
• датчик (реле) сухого хода (9) – для защиты установки от недостатка воды (сухой ход), в качестве датчика сухого хода может используется реле давления DCM-3, или поплавок, если забор воды происходит из емкости.

Также в процессе эксплуатации можно диагностировать параметры и работу установки повышения давления с помощью САУ, (ток, давление, частота, наработка насосов в моточасах, аварии) качество диагностики и количество отображаемых параметров зависит от типа САУ (см. инструкцию на систему управления). Принцип работы и схема построения установок одинаковая.

Трубная обвязка: напорный и всасывающий коллекторы изготавливаются из нержавеющей стали или обычной стали с последующим антикоррозионным покрытием (оцинковка). Присоединительные размеры и диаметры патрубков на всасывающем и напорном коллекторах соответствуют присоединительным патрубкам используемых насосов. Присоединение насосов может быть выполнено как фланцевое, так и резьбовое. Коллектора имеют диаметры, соответствующие производительности и напору установки. Вода подается во всасывающий коллектор из сети водоснабжения и распределяется по отдельным ветвям к каждому насосу. Каждый насос на входе и выходе снабжен отсечными шаровыми кранами (2) и (3) , либо задвижками в зависимости от размера подсоединительных патрубков. Между насосом и напорным коллектором в обязательном порядке устанавливается обратный клапан (7). Затем вода собирается в напорном коллекторе станции и подается по трубопроводам системы водоснабжения к потребителям. Марка, модель, количество насосов, подбираются в соответствии с технико-экономическими параметрами: необходимым напором и расходом, мощностью, особенностями применения.

Гидроаккумулятор (11) 8-20 литров устанавливается на напорной стороне над датчиком давления и используется для корректной работы датчика, а также для погашения гидравлических ударов, возникающих при включении и отключении насосов. Для удобства при техническом обслуживании датчика давления и реле сухого хода, а также для проверки давления в гидроаккумуляторе, установлена запорная арматура (4) и (5), которая при эксплуатации установки всегда должна быть открыта.

Для визуального контроля над изменением давления на всасывающем и напорном коллекторах смонтированы манометры (10) и (6). На рис. 2 показана установка в сборе и некоторые отдельные ее элементы.

Принцип работы системы управления и регулирования

 Насосы повышают давление и подают воду через общий напорный коллектор к потребителю. Аналоговый датчик давления постоянно измеряет действительное значение давления и преобразует его в ток 4-20 мА, который передается в систему автоматического управления (САУ). Система управления сравнивает преобразованный сигнал действительного давления с заданным, необходимым давлением. В зависимости от потребности и режима регулирования, САУ включает, отключает или изменяет частоту вращения одного или нескольких насосов до тех пор, пока не будут достигнуты заданные параметры (более подробное описание режимов и принципов регулирования дано в инструкции по монтажу и эксплуатации на системы управления). В зависимости от потребности воды в системе насосы последовательно подключаются или отключаются. Распределение общего объема поданной воды по нескольким небольшим насосам имеет то преимущество, что реализуется очень точное согласование мощности установки с фактической потребностью, причем в наиболее благоприятном диапазоне мощностей насосов. Благодаря такой концепции достигается высокий коэффициент полезного действия и наиболее расчетливая затрата энергии. Насос, который запускается первым, называется насосом основной нагрузки. Все другие насосы, необходимые для достижения соответствующего расхода, называются насосами пиковой нагрузки. Чтобы все насосы использовались равномерно, путем регулирования проводится их замена через определенные по длительности периоды времени, то есть регулярно изменяется последовательность включения и распределения функций: насос основной нагрузки/насос пиковой нагрузки или резервный насос. Подбором установок повышения воды занимаются проектировщики. Основные принципы подбора можно посмотреть здесь

Монтаж и электро подключение установки

 Подготовительными мероприятиями перед вводом установки повышения давления в эксплуатацию является монтаж и электрическое подключение. При монтаже установки повышения давления необходимо обратить внимание на следующие:

• Установка может монтироваться в техническом помещении или в отдельном сухом, хорошо проветриваемом и защищенном от мороза помещении. В помещении, в котором монтируется установка повышения давления, необходимо предусмотреть дренажную систему (защита от затопления – дренажный насос); не допускается проникновение в помещения вредных (агрессивных) газов или их наличие в помещении;
• Предусмотреть место для техобслуживания. К установке повышения давления должен быть открытый доступ, как минимум, с двух сторон;
• Установка должна монтироваться на ровной, горизонтальной поверхности (фундаменте);
• Установка повышения давления рассчитана на максимальную температуру окружающей среды от +0°С до 40°С; при относительной влажности воздуха 50%±20;
• Не рекомендуется устанавливать и эксплуатировать установку вблизи жилых помещений. При монтаже вблизи жилых помещений рекомендуется разработать отдельный проект по шумоизоляции (вибровставки или компенсаторы);
• При подключении коллекторов установки к сети водоснабжения следует придерживаться требований и норм местных предприятий водоснабжения;
• Присоединение коллекторов установки к трубопроводам водопроводной системы необходимо проводить без механических напряжений. Рекомендуется использовать компенсаторы или вибровставки во избежание механических напряжений и минимизировать передачу вибраций установки на конструкции дома;
• Подключение трубопроводов к коллекторам установки можно производить с двух сторон;
• Необходимо обеспечить как можно меньшее сопротивление во всасывающем трубопроводе (трубопровод должен быть минимальной длины, иметь минимальное количество поворотов, и снабжен запорной арматурой соответствующего проходного сечения). Несоблюдение этих требований при большой производительности может привести к потерям давления на входе в насосы, превышающие допустимые, что приведет к срабатыванию датчика защиты от сухого хода. При расчетах потерь давления на входе, обратить внимание на NPSH насосов для предотвращения кавитации на входе в насосы;
• Соединения труб и сваренные швы должны быть герметичными, запорная арматура, которая отсекает установку, должна быть исправная;
• Электрическое подключение установки повышения давления делать только после выполнения всех монтажных (включая сварку и пайку) работ и промывки трубопроводов, а если необходимо, после дезинфекции системы трубопроводов и насосной установки;
• Подключение электросети к САУ должно отвечать требованиям инструкции по эксплуатации на систему управления и ПУЕ. В помещении насосной обязательно предусмотреть видимый разрыв электропитания (рубильник, автомат, выключатель) для возможности обслуживания установки.

Ввод установки в эксплуатацию

Ввод в эксплуатацию проводится представителем производителя или сервисной организации в присутствии подрядчика (монтажной организации) и конечного потребителя (покупателя).

Перед тем, как включать установку повышения давления в первый раз, произвести проверку монтажа трубопроводов и электрическое подключение, заполнить установку водой, удалить воздух из насосов и проверить герметичность системы водоснабжения.

В системе управления задать рабочие параметры бустерной станции, давления включения, гистерезис, задержки времени и т. д., согласно инструкции на САУ. Включить в ручном режиме поочередно все насосы и проверить направление вращения, при необходимости поменять местами любые две фазы. Проверить работу бустерной  станции в автоматическом режиме. Проверить срабатывание автоматики при аварийных режимах эксплуатации.

При интеграции установки повышения давления в комплексы автоматизации и диспетчеризации использовать интерфейсные клеммы согласно инструкции по эксплуатации на САУ. Описание органов управления, индикаторов и положение переключателей см. инструкцию на САУ.

Эксплуатация, обслуживание и ремонт 

С момента ввода в эксплуатацию установка повышения давления не нуждается в постоянном обслуживании. В основном, необходимо проводить проверку на отсутствие неплотностей в соединениях, при необходимости, подтянуть или перепаковать соединения, отсутствие утечек на торцевых уплотнениях насосов, отсутствие посторонних шумов, срабатывание электрической защиты (реле контроля фаз, автоматов защиты двигателей и так далее), проверка журнала ошибок. Периодичность проведения  проверок зависит от рабочих условий и интенсивности использования установки в процессе эксплуатации. Внеплановое обслуживание может понадобиться в случае замены торцевых уплотнений насосов, изношенных частей, или необходимого ремонта/замены датчиков. Основная причина выхода из строя торцевых уплотнений и датчиков – это жесткая вода или вода с большим содержанием железа. Во время эксплуатации происходит постепенное наслаивание солей железа или кальция на поверхности торцевых уплотнений и датчиков. У датчиков может полностью зарастать проходное отверстие, в результате чего происходят сбои в работе системы автоматики и всей установки повышения давления в целом. Если самостоятельно устранить причину неисправности не удалось, необходимо обратится в сервисный центр для диагностики и ремонта.

Спасибо за внимание.

P.S. Не упустите возможность сделать доброе дело: нажмите на кнопки социальных сетей расположенных ниже, в которых вы зарегистрированы, чтобы и другие люди тоже получили пользу от этого поста. БОЛЬШОЕ СПАСИБО!