Расчет КНС: производительность, напор и выбор насосов
Для решения проблемы отведения стоков на объектах, где сточные воды не могут выводиться самотеком, требуется установка канализационных насосных станций. Это инженерные сооружения, представляющие собой, как правило, стеклопластиковые резервуары с насосными агрегатами для перекачивания сточных вод в очистные сооружения. Правильный расчет КНС гарантирует ее надежность, продлевает срок службы и обеспечивает бесперебойность системы.
В данной статье рассмотрим расчет канализационной насосной станции подземного вертикального исполнения.
Стеклопластиковые КНС компактны и имеют низкий вес, а также обладают сроком службы до 50 лет, наиболее устойчивы к механическому и химическим воздействиям по сравнению с другими видами материалов. При помощи анкеров резервуар определенных габаритов закрепляется на железобетонную плиту.
Принцип работы КНС
Стоки по трубопроводу поступают в резервуар, где поднимаются по напорному коллектору в отводящий трубопровод при помощи насосов. Для того чтобы исключить обратный выброс стоков, в трубопроводе предусмотрены задвижки и обратные клапаны. В нижней части емкости в корзине задерживается крупный мусор. Для обслуживания оборудования предусмотрен люк с лестницей. Контролируется работа КНС при помощи шкафа управления и поплавковых датчиков.
Расчет канализационной насосной станции
В зависимости от местности на каждый перепад высоты может потребоваться отдельная КНС. В случае установки насосной станции при административном здании или районной постройке домов, используют однокорпусную КНС, при критически важных объектах станции могут быть изготовлены в двух- или трехкорпусном исполнении.
- Первым делом для расчета КНС требуется определить марку и модель применяемых насосных агрегатов.
В соответствии со сводом правил СП 32.13330.2018 в одной КНС предусматриваются минимум два насосных агрегата: 1 основной + 1 резервный. По требованию Заказчика КНС может быть укомплектована тремя и более насосными агрегатами.
Мы рассмотрим расчет насосной станции для канализации на примере стандартной схемы работы насосных агрегатов (1 рабочий и 1 резервный).
Основными параметрами при расчете КНС являются расход Q и напор Н.
Расход Q (производительность):
- Определяется исходя из количества сточных вод, поступающих в КНС.
- Необходимо учесть максимальный приток (например, по данным гидравлического расчета канализационной сети).
Напор Н:
Рассчитывается по формуле:
H = H геод + H потерь + H св
- H геод — геодезическая высота подъема (разница отметок выпуска и уровня воды в КНС);
- H потерь — потери напора в трубопроводах и местных сопротивлениях;
- H св — свободный напор на выпуске (обычно 0,5–1 м).
Первоначально осуществляется подбор насосного агрегата по обозначенным параметрам. Для удобства подбора у производителей насосных агрегатов существуют каталоги и программы онлайн подбора. После определения используемой марки и модели насосов мы, опираясь на габариты, определяем диаметр корпуса насосной станции.
- Диаметр корпуса насосной станции.
D резервуара = 4 * D насоса
- D насоса — диаметр насоса (справочная величина).
При этом рекомендуется соблюдать расстояния между внутренней стенкой резервуара и насосами, а также их удаленность друг от друга, что показано на изображении:
Однако следует учитывать, если в корпусе следует предусмотреть дополнительное оборудование, например, решетка дробилка или затвор на подводящий трубопровод, то изготовитель детально прорисовывает каждый элемент внутри корпуса. Каждое оборудование внутри корпуса должно размещается с учетом возможности беспрепятственного доступа и возможности обслуживания. Если требуется, на данном этапе диаметр корпуса может быть увеличен.
- Высота корпуса насосной станции H будет зависеть от следующих факторов.
Это сумма глубины установки подводящего коллектора Н кол., минимального расстояния между поплавками ∆H, рабочей высоты корпуса H раб и минимальной высоты, на которую погружены насосы, H мин.
H = Н кол + ∆H + H раб + H мин
- Н кол и H мин — справочные величины;
- ∆H стандартно принимается 0,2 или 0,3 м в зависимости от технического задания;
Рабочая высота корпуса H раб определяется следующим образом:
H раб = V раб / S
- S — площадь основания корпуса канализационной насосной станции. Рассчитывается как площадь круга: S = пR^2;
- V раб — рабочий объем резервуара, находится по следующей формуле:
V раб = Q / 4 z
- Q — производительность КНС;
- z — оптимальное число пусков (справочная величина).
Правильный расчет КНС — залог ее долговечности и бесперебойной работы. Использование качественных материалов и точный подбор насосов позволяют создать надежную систему отведения сточных вод.
