Насосное оборудование для организации канализационных байпасов

В задачах, связанных с ремонтом, реконструкцией, обновлением, расширением канализационных магистралей, сооружений на очистных сооружениях, насосных станциях, часто приходится предусматривать временный обход – переброску так называемых нечистот через "байпас".

Канализационный байпас позволяет исключить из использования участок канализационной магистрали. При планировании канализационного байпаса важно правильно его спланировать, подобрать насосы, арматуру, элементы соединения.

Учет потерь и подбор производительности перепускных насосов

Для временных работ по обходу канализации потребности в пропускной способности могут различаться. Иногда небольших насосов достаточно, чтобы обеспечить расход в несколько м³/час, (тогда хватит даже небольших погружных насосов), в других случаях потребуются комплекты из нескольких насосов, обеспечивающие перекачку даже нескольких тысяч м³/час.

Спецификой потока сточных вод является его непостоянство в течение суток, поэтому оборудование должно быть рассчитано таким образом, чтобы выдерживать максимально возможный поток.

Одной из частых ошибок, допускаемых при выборе оборудования, является выбор насосов исключительно на основе их максимального КПД. Однако на практике следует учитывать потери, возникающие при передаче (длина, диаметр нагнетательной линии), а также весьма значительные потери из-за необходимости всасывания.

Если всасывание с глубины 2-3 метра существенно не снижает реальную эффективность насоса, то при всасывании с геометрической разностью уровней всасывание насосом с зеркала жидкостей, превышающих 6 метров, вызывает снижение эффективности практически всех типов устройств до 50% по сравнению с максимальным КПД насосного агрегата.

Поэтому для проекта следует выбирать насосы со значительным запасом мощности, а также с учетом резервных устройств, если поддержание непрерывности перекачки имеет решающее значение.

При планировании байпаса канализации всегда стоит учитывать потери, возникающие как на напорной, так и на всасывающей линии.

На потери давления в первую очередь влияют:

• геометрический перепад высот на трубе;
• диаметр и общая длина выпускной трубы, материал выпускной трубы;
• наличие дополнительной напорной арматуры (распределителей, тройников, обратных клапанов и т.п.).

Потери, возникающие во всасывающей линии, в основном состоят из:

• геометрическая разница высоты всасывания, в первую очередь между входом насоса и уровнем жидкости;
• диаметр и длина всасывающей трубы;
• наличие дополнительных фитингов на всасывающей линии – например, всасывающих корзин, сепараторов, колен.

Глубокое всасывание с большой геометрической разницей уровней между входным отверстием насоса и поверхностью жидкости может существенно снизить эффективность насосного агрегата (независимо от того, вакуумный это насос или самовсасывающий насос без вакуумной камеры).

Это связано со спецификой работы центробежных насосов и физическими ограничениями, обусловленными, среди прочего, от хода параметра NPSH центробежного насоса.

Насосные агрегаты для канализационного байпаса

По типу оборудования для меньших расходов чаще всего используют либо погружные канализационные насосы мощностью 2-15 кВт, либо агрегаты насосов с максимальной производительностью 100-200 м³/ч. Регулирование скорости насоса позволяет корректировать его характеристики при меньших расходах.

К наиболее часто используемым устройствам в сфере байпаса сточных вод относятся насосные агрегаты с максимальной производительностью примерно 300-400 м³/час, с всасывающими/нагнетательными патрубками диаметром 150 мм (так называемыми «6-дюймовыми»). Такие устройства оптимальны при реальных объемах 100-200 м³/час.

Для задач, требующих более высокого расхода, особенно при большей глубине всасывания, подходящим решением будут так называемые насосы «8 дюймов» и больше или насосные комплексы. Под «8-дюймовыми» насосами понимаются те, которые стандартно оснащены патрубками диаметром около 200 мм, с максимальной производительностью до 800 м³/ч.

Для крупных проектов, требующих глубины всасывания 4–7 м, так называемые «12-дюймовые» насосы будут вне конкуренции (патрубки диаметром 250-300 мм, максимальная производительность до 1350 м³/ч).

Этот тип насосов способен в большинстве случаев перекачивать в два раза больше жидкости за единицу времени, чем «8-дюймовый» насос при той же мощности двигателя, заменяя, для сравнения, до 4-5 «6-дюймовых» насосов одновременно.

С одной стороны, это дает реальную и существенную экономию расхода топлива, в зависимости от интенсивности использования она может достигать 350-400 литров в сутки, с другой стороны, использование одного агрегата вместо нескольких уменьшает необходимое для установки пространство.

Насосы диаметром 12 дюймов чаще всего используются в тех случаях, когда фактический расход превышает 400-500 м³/час.

При устройстве всасывающей линии канализационного байпаса, с одной стороны, следует учитывать тип и свободный проход крыльчатки насоса, чтобы она не слишком часто забивалась грязью, а с другой стороны, следует не слишком увеличивать данный параметр, чтобы фильтры во всасывающей линии можно было легко и регулярно чистить.

Если тип рабочего колеса, использованного в насосе, имеет, с одной стороны, большой свободный проход (например, 120-150 мм) и высокую устойчивость к засорению волокнистыми примесями, обычно можно позволить себе эксплуатировать его без какого-либо фильтра на всасывающей линии.

Аналогично, всасывающий фильтр можно не использовать, если свободный проход рабочего колеса немного меньше, но очень близок к диаметру всасывающей линии (например, 4-дюймовые насосы с вихревым рабочим колесом и проходом для грязи 80 мм).

Что касается материала всасывающей линии, то чаще всего используются армированные напорные шланги с дополнительными коленами под углом 45 и 90 градусов.

Всасывающую линию также можно обустроить с помощью соединительных труб с фланцами или, еще лучше, с помощью быстроразъемных соединений. На насосах установливают коробчатые сетчатые фильтры на всасывании.

Использование классической всасывающей корзины, погружаемой в канализационные стоки и установленной в начале всасывающего шланга, обычно не является хорошей идеей, поскольку каждый раз при засорении фильтра придется поднимать всасывающий шланг, что во многих случаях технически возможно.

Поэтому для байпасов, требующих всасывающих фильтров, обычно рекомендуются внешние коробчатые корзины, которые монтируются перед входом насоса и позволяют после снятия крышки периодически очищать решетку, блокирующую слишком крупные твердые частицы.