Здания насосных станций с наклонными агрегатами

Важную роль в насосных станциях подобного типа имеет выбор типа водовыпускного устройства. Как правило, в подобных компоновках конкурируют глубинные и поверхностные водовыпускные сооружения с механическим перегораживающим устройством. Ввиду отсутствия к моменту проектирования станции канала Днепр—Донбасс освоенных отечественной промышленностью клапанных затворов с гидроподъемниками выбор производился между глубинным водовыпуском с колесным плоским затвором и поверхностным водовыпуском с сегментным затвором. Недостатками первого варианта являлись бы недопустимое повышение давления и увеличение пускового момента насоса сверх номинального при пуске на закрытый затвор. Пусковой напор и момент можно снизить с помощью специальных обводных труб с задвижками, соединяющих напорный трубопровод с нижним бьефом. Однако прокладка труб большого диаметра в здании насосной станции усложняет производство строительно-монтажных работ; наличие задвижек усложняет схему пуска.

Технико-экономическое сравнение вариантов водовыпуска с плоским глубинным и сегментным затворами показало, что по капитальным затратам обе конструкции практически равноценны. Поэтому, учитывая эксплуатационные преимущества, для станций канала приняли водовыпуск с открытой камерой, перекрываемой сегментным затвором.

Основными недостатками рассмотренных выше насосных станций с традиционными горизонтальными насосами являются значительное заглубление фундамента насосной станции и опасность затопления двигателя у больших насосов, устанавливаемых под залив, и некоторое повышение потерь в трубопроводах у малых насосов, установленных выше уровня нижнего бьефа. Эти недостатки отсутствуют в компоновках насосных станций с наклонными агрегатами.

Насосная станция с сифонной компоновкой блока, оборудованная осевым насосом с наклонным валом. Если сравнить ее с аналогичной компоновкой с горизонтальным насосом, то сразу же становятся очевидными следующие ее преимущества. Вследствие меньшей длины и простой конфигурации проточного тракта потери в нем будут меньше. Погружные насосы перемещаются из верхней точки сифона на затопленную отметку и будут работать в более благоприятных по кавитации условиях. Заглубление фундамента насосной станции уменьшается.

Насосные станции с горизонтальными и наклонными агрегатами, как правило, входят в напорный фронт сооружений и совмещаются с водовыпуском. Однако имеются примеры насосных станций деривационного типа с отдельно стоящим водовыпускным сооружением. Чаще всего это насосные станции в системах охлаждения ТЭС и АЭС или ирригационные насосные станции.

Насосная станция деривационного типа с наклонным осевым насосом. Характерными особенностями станции являются плавность проточного тракта, сифонный водовыпуск с очень пологими ветвями и засыпной трубопровод.

Подводя итог, можно отметить, что правильный выбор насоса существенно влияет на эффективность насосной станции. Эффективность того или иного типа насоса определяется соотношением между диаметром рабочего колеса, напором и колебаниями нижнего бьефа.

Сравнение горизонтального агрегата с двигателем над всасывающей трубой с вертикальным, проведенное Украинским отделением Гидропроекта при проектировании канала Днепр—Донбасс, показало, что у вариантов с горизонтальными агрегатами объемы бетонных работ сокращаются почти на 20%, а стоимость строительной части меньше на 10%. Улучшаются условия производства бетонных работ по зданию при более простых его конструктивных формах.

В варианте с горизонтальными агрегатами, двигатели которых расположены в машинном зале над всасывающей трубой, все механизмы и узлы агрегата находятся на одном уровне в зоне, обслуживаемой мостовым краном, и легко доступны, что создает значительные удобства при монтаже, ремонтах и эксплуатации агрегатов. Коэффициент полезного действия блока с горизонтальным насосом на 3,5% выше, чем с аналогичным вертикальным насосом, а с учетом отказа от сифона на водовыпуске, необходимого в насосной станции с вертикальным насосом, к. п. д. повышается на 8%.

Размеры здания насосной станции в плане и заглубление подошвы в обоих вариантах практически одинаковы, однако в конструктивном отношении подземная часть здания, оборудованного горизонтальными агрегатами, проще, а высота наземного строения меньше. Упрощение строительной части и уменьшение площади криволинейных поверхностей в бетоне позволяют шире использовать сборный железобетон и индустриальные методы возведения зданий.

При горизонтальных агрегатах, расположенных на одном уровне, появляется возможность блочного монтажа агрегатов из укрупненных заводской сборки блоков насоса и двигателя, совмещения строительных работ с монтажными и ускорения пуска насосных станций.

Таким образом, насосные станции с горизонтальными агрегатами при малых напорах имеют лучшие технико-экономические показатели, требуют меньших объемов и капиталовложений, могут быть построены в более сжатые сроки, обеспечивают экономию электроэнергии и улучшение условий эксплуатации.

С ростом единичной производительности насосных агрегатов область эффективного применения горизонтальных агрегатов по напорам может увеличиваться до 10—12 м.

Еще большее снижение стоимости строительной части насосной станции, снижение потерь энергии в ее проточном тракте обеспечивают наклонные агрегаты. Существенными их преимуществами являются уменьшение заглубления фундамента и расположение электродвигателя на незатапливаемых отметках, недостатком — сложность работы наклонных подшипников.