Насосная станция
Насосные станции , называемые также насосными станциями , [ 1 ] представляют собой общественные здания, содержащие насосы и оборудование для перекачки жидкостей из одного места в другое. Они имеют решающее значение в различных инфраструктурных системах, таких как водоснабжение, осушение низменных земель , каналы и отвод сточных вод на места переработки. Насосная станция является неотъемлемой частью гидроаккумулирующей установки.
Насосные станции предназначены для перемещения воды или сточных вод из одного места в другое, преодолевая гравитационные препятствия, и необходимы для поддержания уровня судоходных каналов, подачи воды и управления сточными и паводковыми водами. В системах каналов насосные станции помогают пополнять воду, потерянную из-за использования шлюзов и утечек, обеспечивая судоходство. Аналогичным образом, при осушении земель станции перекачивают воду, чтобы предотвратить наводнения в районах ниже уровня моря. Эта концепция была впервые использована в викторианскую эпоху в таких местах, как Фенс в Великобритании. Внедрение «пакетных насосных станций» позволило модернизировать дренажные системы, что позволило найти компактное и эффективное решение для территорий, где самотечный дренаж нецелесообразен.
Водонасосные станции различаются по своему назначению, например, подача воды из скважин, перекачивание сырой воды и высокопроизводительные насосные станции, каждая из которых предназначена для удовлетворения конкретных прогнозов спроса и потребностей клиентов. С другой стороны, насосные станции для сточных вод предназначены для перекачивания сточных вод и имеют конструкцию, обеспечивающую надежность и безопасность, сводящую к минимуму воздействие на окружающую среду из-за переливов. Инновации в технологии насосов и конструкции станций привели к разработке погружных насосных станций, которые более компактны и безопасны, эффективно уменьшая занимаемую площадь и видимость инфраструктуры управления сточными водами. Электронные контроллеры повысили эффективность и возможности мониторинга насосных станций, что крайне важно для современных систем. Схемы гидроаккумулирования представляют собой критически важное использование насосных станций, обеспечивая метод хранения и производства энергии путем перемещения воды между резервуарами на разных высотах, что подчеркивает универсальность и важность насосных станций в разных секторах.
Некоторые насосные станции были признаны за свое архитектурное и историческое значение, например, насосные станции Клавертон и Крофтон сохранились как музейные достопримечательности. Такие примеры, как осушение земель в Нидерландах, водоснабжение в Гонконге и дренаж сельскохозяйственных земель в Ираке, подчеркивают жизненно важную роль, которую эти объекты играют в поддержке современной инфраструктуры, управления окружающей средой и хранения энергии.
Водоснабжение канала
[ редактировать ]В странах с системами каналов также часто встречаются насосные станции. Из-за особенностей работы системы шлюзов вода теряется из верхней части канала каждый раз, когда через него проходит судно. Кроме того, большинство шлюзовых ворот не являются водонепроницаемыми, поэтому часть воды просачивается с верхних уровней канала на нижние. Воду необходимо заменить, иначе в конечном итоге верхние уровни канала перестанут содержать достаточно воды для судоходства.
Питание каналов обычно осуществляется путем отвода воды из ручьев и рек в верхние части канала, но если подходящего источника нет, для поддержания уровня воды можно использовать насосную станцию. Примером насосной станции канала является насосная станция Клавертон на канале Кеннет и Эйвон на юге Англии, Соединенное Королевство. Он перекачивает воду из близлежащей реки Эйвон в канал с помощью насосов, приводимых в движение водяным колесом, приводящимся в движение рекой. [ 2 ]
При отсутствии внешнего водоснабжения можно использовать системы обратной откачки. Вода забирается из канала под самым нижним шлюзом пролета и перекачивается обратно в верхнюю часть пролета, готовая к прохождению следующей лодки. Такие установки обычно небольшие.
Дренаж земель
[ редактировать ]
При осушении низменных участков земли общий метод заключается в рытье дренажных канав . Однако, если территория находится ниже уровня моря , необходимо закачивать воду вверх в водные каналы, которые в конечном итоге стекают в море.
Викторианцы водяными в Соединенном Королевстве они построили насосные станции с насосами , приводимыми в действие паровыми двигателями поняли эту концепцию, и для выполнения этой задачи . В Линкольншире большие площади водно-болотных угодий на уровне моря, называемые Болотами , были превращены в богатые пахотные угодья с помощью этого метода . Земля полна питательных веществ из-за накопления осадочной грязи, из которой изначально образовалась земля.
В других местах насосные станции используются для отвода воды, попавшей в низменные районы в результате протечек или наводнений ( в Новом Орлеане например, ).
Комплексная насосная станция
[ редактировать ]В последнее время «пакетная насосная станция» обеспечивает эффективный и экономичный способ установки дренажной системы. Они подходят для сбора и перекачивания жидкостей, таких как поверхностные воды, сточные воды или сточные воды, из мест, где дренаж самотеком невозможен.
Комплексная насосная станция представляет собой комплексную систему, встроенную в корпус, изготовленный из прочных, ударопрочных материалов, таких как сборный железобетон , полиэтилен или стеклопластик . Установка поставляется с установленными внутренними трубопроводами, предварительно собранными и готовыми к установке в землю, после чего монтируются погружные насосы и аппаратура управления. Функции могут включать элементы управления для полностью автоматической работы; индикация тревоги высокого уровня в случае отказа насоса; и, возможно, систему направляющих/автоматического соединения/подставки, позволяющую легко снимать насосы для технического обслуживания.
В традиционных системах, построенных на месте, компоненты клапанного хранилища устанавливаются в отдельной конструкции. Наличие двух конструктивных компонентов может привести к потенциально серьезным проблемам на объекте, таким как неравномерная осадка между компонентами, что приводит к нагрузке и выходу из строя труб и соединений между компонентами. Разработка комплексной системы насосной станции объединила все компоненты в едином корпусе, что не только устраняет проблемы неравномерной осадки, но и предварительная сантехника и оснащение каждого блока перед установкой может сократить затраты и время, затрачиваемые на строительные работы и рабочую силу на объекте.
Водонасосные станции
[ редактировать ]Водонасосные станции отличаются от насосных станций для сточных вод тем, что их размер не требует расчета на высокие пиковые скорости потока. У них есть пять общих категорий: [ 3 ]
- Источник (например, скважинный) насос, сбрасывающий воду в приподнятый резервуар.
- Перекачка сырой воды из реки или озера
- Поточная дожимная перекачка в приподнятый резервуар
- Высокопроизводительная перекачка готовой воды под высоким давлением
- Распределенная система повышения давления без накопительного бака в системе трубопроводов
Водонасосные станции строятся в районах, где спрос или прогнозируемый спрос разумно определен и зависит от сочетания потребностей клиентов и требований к противопожарным потокам. Среднегодовое потребление воды на душу населения, часы пик и максимум в день могут сильно различаться в зависимости от таких факторов, как климат, уровень доходов, численность населения и доля бытовых, коммерческих и промышленных пользователей. [ 3 ]
Насосные станции сточных вод
[ редактировать ]
Насосные станции в системах сбора сточных вод обычно предназначены для перекачивания неочищенных сточных вод, которые подаются из подземных самотечных трубопроводов (труб, которые имеют наклон, так что жидкость может течь в одном направлении под действием силы тяжести). Сточные воды подаются и хранятся в яме, широко известной как мокрый колодец . Колодец оборудован электрическими приборами для определения уровня сточных вод. Когда уровень сточных вод поднимается до заданной точки, запускается насос, поднимающий сточные воды вверх через систему труб под давлением, называемую канализационной магистралью , если сточные воды транспортируются на значительное расстояние. Насосную станцию можно назвать подъемной станцией, если насос просто сбрасывает воду в ближайший гравитационный люк. [ 4 ] Отсюда цикл начинается снова, пока сточные воды не достигнут пункта назначения — обычно очистного сооружения. С помощью этого метода насосные станции используются для перемещения отходов на возвышенность. В случае большого притока сточных вод в колодец (например, в периоды пикового расхода и влажную погоду) будут использоваться дополнительные насосы. При недостаточности этого количества или в случае выхода из строя насосной станции может возникнуть резерв в канализационной системе, приводящий к переливу бытовой канализации — сбросу неочищенных сточных вод в окружающую среду.
Канализационные насосные станции обычно проектируются таким образом, чтобы один насос или один комплект насосов справлялись с нормальными условиями пикового расхода. В систему встроено резервирование, поэтому в случае выхода из строя какого-либо насоса оставшийся насос или насосы будут обеспечивать расчетный расход. Объем хранения мокрого колодца между настройками «насос включен» и «откачивается» предназначен для минимизации запусков и остановок насоса, но не является настолько длительным временем удерживания, чтобы позволить сточным водам в мокром колодце стать септическими .
с торцевым всасыванием Канализационные насосы почти всегда представляют собой центробежные насосы и открытыми рабочими колесами , которые специально разработаны с большим открытым каналом, чтобы избежать засорения мусором или наматывания волокнистого мусора на рабочее колесо. Обычно насос приводится в действие четырехполюсным или шестиполюсным асинхронным двигателем переменного тока. Вместо того, чтобы обеспечивать большие открытые проходы, некоторые насосы, обычно меньшие по размеру канализационные насосы, также размачивают любые твердые частицы в сточных водах, разбивая их на более мелкие части, которые могут легче пройти через рабочее колесо.
Внутреннее пространство канализационной насосной станции — очень опасное место. ядовитые газы, такие как метан и сероводород В мокрой скважине могут скапливаться ; плохо экипированный человек, входящий в колодец, очень быстро задохнется от дыма. Любой вход в мокрый колодец требует правильного метода входа в замкнутое пространство в опасной среде. Чтобы свести к минимуму необходимость входа, объект обычно проектируется так, чтобы насосы и другое оборудование можно было демонтировать снаружи мокрой скважины.
Традиционные канализационные насосные станции включают в себя как мокрый, так и «сухой» колодец. Часто это одна и та же структура, разделенная внутренним разделением. В этой конфигурации насосы устанавливаются ниже уровня земли в основании сухой скважины так, чтобы их впускные отверстия находились ниже уровня воды при запуске насоса, заливая насос, а также максимально увеличивая доступный NPSH . Хотя номинально сухие колодцы изолированы от сточных вод в мокром колодце, они представляют собой подземные замкнутые пространства и требуют соответствующих мер предосторожности при входе в них. Кроме того, любой отказ или утечка насосов или трубопроводов может привести к попаданию сточных вод прямо в сухой колодец, при этом полное затопление не является редкостью. В результате электродвигатели обычно устанавливаются над переливом, верхним уровнем воды мокрого колодца, обычно над уровнем земли, и приводят в движение канализационные насосы через удлиненный вертикальный вал. Для защиты надземных двигателей от погодных условий обычно строят небольшие насосные станции, которые также включают в себя электрическое распределительное устройство и управляющую электронику. Это видимые части традиционной канализационной насосной станции, хотя они обычно меньше, чем подземные влажные и сухие колодцы.
Более современные насосные станции не требуют сухого колодца или насосной станции и обычно состоят только из мокрого колодца. В этой конфигурации погружные канализационные насосы с тесно связанным электродвигателем монтируются внутри самого мокрого колодца, погруженного в канализационные стоки. Погружные насосы монтируются на двух вертикальных направляющих и уплотняются на постоянно закрепленной «уточной ножке», которая образует одновременно крепление и вертикальный изгиб для напорной трубы. Для обслуживания или замены погружные насосы поднимают с помощью цепи с опоры и вверх по двум направляющим до уровня обслуживания (обычно уровня земли). Повторная установка насосов просто меняет этот процесс: насос снова устанавливается на направляющие и опускается на опору, где вес насоса снова герметизирует его. Поскольку двигатели герметичны и погодные условия не являются проблемой, никаких надземных сооружений не требуется, за исключением небольшого киоска для размещения электрического распределительного устройства и систем управления.
Из-за значительного снижения проблем со здоровьем и безопасностью, а также меньшей занимаемой площади и видимости, канализационные насосные станции с погружными насосами почти полностью вытеснили традиционные канализационные насосные станции. Кроме того, реконструкция традиционной насосной станции обычно включает в себя преобразование ее в современную насосную станцию путем установки погружных аппаратов в мокрую скважину, снос насосной станции и вывод сухой скважины из эксплуатации путем ее зачистки или сноса внутренней перегородки и объединения ее с мокрый колодец.
Электронные контроллеры
[ редактировать ]Производители насосов всегда разрабатывали и производили электронные устройства для управления и контроля насосных станций. Сегодня для такой работы также очень распространено использование программируемого логического контроллера (ПЛК) или удаленного терминального устройства (RTU), но опыт, необходимый для решения определенных конкретных проблем, позволяет легко выбрать конкретный контроллер насоса. RTU очень полезны для удаленного мониторинга каждой насосной станции из централизованной диспетчерской с системами SCADA (диспетчерский контроль и сбор данных). Эта настройка может быть полезна для мониторинга неисправностей насоса, уровней и других сигналов тревоги и параметров, что делает ее более эффективной.
Схемы гидроаккумулирования
[ редактировать ]Схема гидроаккумулирования — это тип электростанции для хранения и производства электроэнергии для удовлетворения пиковых потребностей путем перемещения воды между резервуарами на разных высотах.
Обычно вода подается из резервуара с высоким уровнем в резервуар с низким уровнем через турбогенераторы, которые вырабатывают электроэнергию. Это делается, когда станции требуется вырабатывать электроэнергию. В периоды низкого спроса, например, ночью, генераторы меняются местами и превращаются в насосы, которые перекачивают воду обратно в верхний резервуар.
Список насосных станций
[ редактировать ]По всему миру существуют бесчисленные тысячи насосных станций. Ниже приводится список тех, кто описан в этой энциклопедии.
Великобритания
[ редактировать ]В Великобритании в викторианскую эпоху была мода на общественные здания с богато украшенной архитектурой . Следовательно, значительное количество бывших насосных станций было внесено в список и сохранено. Большинство из них изначально работали на паровой энергии, и хотя паровые двигатели все еще находятся на своих местах , многие объекты с тех пор вновь открылись как музейные достопримечательности.
Водоснабжение канала
[ редактировать ]- Насосная станция Клавертона на канале Кеннет и Эйвон , недалеко от Бата , с водяным приводом.
- Машинное отделение Кобба , руины возле южного портала туннеля Нетертон.
- Насосная станция Крофтон на канале Кеннет и Эйвон, недалеко от Грейт-Бедвина.
- Насосная станция Ливуд на Кромфордском канале в Дербишире.
- Smethwick Engine , теперь удален с исходного сайта в Birmingham Thinktank.
- Насосная станция Нью-Сметвик (ныне часть Центра наследия канала Гэлтон-Вэлли )
Запас подземных вод
[ редактировать ]Используется для перекачки воды из колодца в резервуар.
- Насосная станция Бествуд , Ноттингемшир
- Насосная станция Боутон , Ноттингемшир
- Насосная станция Братч , Стаффордшир
- Насосная станция Милл-Мис в Стаффордшире.
- Насосная станция Папплвик , Ноттингемшир (откачка из скважины глубиной 200 футов (61 м))
- Насосная станция Селли-Оук , Бирмингем (здание, переоборудованное в электроподстанцию)
- Насосная станция Твайфорд , Хэмпшир
Гидравлическая электростанция
[ редактировать ]- Гидравлическая электростанция Уоппинг , Лондон (переоборудована на электричество, теперь центр искусств и ресторан)
Дренаж земель
[ редактировать ]- Двигатель Пинчбека , недалеко от Спалдинга (сохранились балочный двигатель и черпачное колесо )
- Поде-Хоул Насосная станция , недалеко от Сполдинга, Линкольншир (ранее паровые лучевые двигатели, больше нет)
- Машинный дом Приквиллоу , недалеко от Эли, Кембриджшир (ныне Музей дренажа Фенланда)
- Старый паровоз Стретэма , Стретэм, Кембриджшир
- Насосная станция Уэстонзойленд , Сомерсет
Общественное водоснабжение
[ редактировать ]Используется для перекачки питьевой воды из резервуара в систему водоснабжения.
- Насосная станция Блэгдон , Чу-Вэлли, Сомерсет
- Водопроводная станция Эджбастон , Бирмингем
- Насосная станция Кемптон-Парк , Лондон
- Насосная станция Кью-Бридж , Кью-Бридж, Лондон
- Насосная станция Лэнгфорд («Музей власти»), Эссекс
- Музей двигателей Райхоуп , Сандерленд
- Насосная станция Tees Cottage , Дарлингтон
Сточные воды
[ редактировать ]- Насосная станция Abbey , Лестер
- Насосная станция Abbey Mills в Северном Лондоне. (паровых двигателей больше нет)
- Насосная станция Чеддерс-Лейн , Кембридж
- Насосная станция Клэймиллс , недалеко от Бертон-апон-Трент
- Насосная станция Коулхэма , Коулхэм, недалеко от Шрусбери
- Насосная станция Кросснесс в Южном Лондоне.
- Насосная станция Док-Роуд в Эдвардианском стиле в Нортвиче , Чешир (Газовые двигатели. Построены в 1913 году)
- Насосная станция Лоу-Холл , Уолтемстоу, Северный Лондон
- Markfield Beam Engine , Тоттенхэм, Лондон
- Насосная станция Олд-Брук , Чатем, Кент
Подземная железная дорога
[ редактировать ]- Машинный дом Брюнеля (ныне музей Брюнеля), Ротерхит , Восточный Лондон (добыча воды из туннеля Темзы ; двигателя больше нет)
- Насосная станция Shore Road , Биркенхед, Уиррал (первоначально паровая, теперь электрическая; добывает воду из железнодорожного туннеля под рекой Мерси )
Гонконг
[ редактировать ]- Общественное водоснабжение
- Инженерное бюро бывшей насосной станции , Гонконг
Ирак
[ редактировать ]- Дренажная насосная станция Насирия , провинция Ди-Кар
Канада
[ редактировать ]- Музей пара и технологий Гамильтона , Гамильтон, первая водопроводная станция Онтарио, оснащенная двумя паровыми двигателями 1859 года.
Нидерланды
[ редактировать ]- Дренаж земель
- Насосная станция Крукиус (работает, но больше не работает на паре).
- – 8-лучевой двигатель Cornish с самым большим цилиндром (диаметром 144 дюйма (3,5 м)) в мире.
- ir.DF Woudagemaal , ( насосная станция ir. Wouda) (крупнейшая в мире паровая насосная станция)
Испания
[ редактировать ]- Станции общественного водоснабжения в Барселоне. Одним из них является Музея истории города Барселоны объект наследия (MUHBA Casa de l'aigua) . [ 5 ] Другой - сам музей: Museu Agbar de les Aigües (Музей воды Агбара). [ 6 ]
Соединенные Штаты
[ редактировать ]- Насосная станция на Чикаго-авеню в Чикаго , построенная в 1869 году, до сих пор используется (с современными насосами), но также служит театром.
- Насосная станция № 2 Вспомогательная система водоснабжения пожарной службы Сан-Франциско , Сан-Франциско, Калифорния, внесена в Национальный реестр исторических мест.
См. также
[ редактировать ]- Эдмонстонский насосный завод
- Сторожка (водопроводная станция) - в некоторых сторожках есть насосные станции.
- Погружной насос
- Перекачка воды
- Ветряной насос
Гидротехнические сооружения железных дорог
[ редактировать ]- Железная дорога водопроводной станции Колн-Вэлли , насосная станция Истбери, недалеко от Уотфорда
- Железная дорога водного округа Большого Виннипега
- Список узкоколейных железных дорог на водоочистных и канализационных сооружениях Великобритании
- Железная дорога Metropolitan Water Board , Кемптон-Парк, Лондон
Ссылки
[ редактировать ]- ^ В таких ситуациях, как пробуренные скважины и питьевая вода.
- ^ Джейн Камберлидж (2009). Внутренние водные пути Великобритании (8-е изд.) . Имрэй Лори, Нори и Уилсон. п. 26. ISBN 978-1-84623-010-3 .
- ^ Перейти обратно: а б Проектирование насосной станции . Джонс, Гарр М. (3-е изд.). Берлингтон, Массачусетс: Баттерворт-Хайнеманн. 2006. с. 18.2. ISBN 978-0-08-094106-6 . OCLC 144609617 .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ Проектирование и строительство санитарной и ливневой канализации . Нью-Йорк: Американское общество инженеров-строителей. 1970. с. 288.
- ^ «Водонасосная станция Музея истории города Барселоны Casa de l'Aigua» .
- ^ «Музей воды Агбара» .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
