Обвязка насосов: Как выбрать и своими руками обвязать и установить насос в скважину

Технологические трубопроводы насосных станций нефтебаз

08 мая 2016 г.

Технологические трубопроводы в насосных станциях могут прокладываться по полу или в каналах. Трубопроводы диаметром более Ду-400 мм прокладываются только по полу. При прокладке трубопроводов в каналах штурвалы задвижек должны выводиться наружу. Расстояние от штурвала до поверхности еланей устанавливается по нормам проектирования, но не должно быть менее 100 мм. Размеры каналов — глубина и ширина, принимаются по нормам проектирования и зависят от диаметра трубопровода и величины необходимого просвета от трубы до стенок и дна канала, который принимается с учетом возможности проведения ремонтных работ, разборки и сборки фланцевых соединений с применением гаечных ключей и т.д. Каналы должны перекрываться еланями из рифленого дюралюминия (в насосных для темных нефтепродуктов допускается применять елани из рифленой стали).

При разработке проекта прокладки трубопроводов в насосных станциях рекомендуется коллекторы трубопроводов с переключающими задвижками размещать вне насосных станций в специальных помещениях, которые называются манифольдами. В насосных станциях прокладываются только всасывающие и напорные линии с отсечными задвижками у насосов. Манифольды строятся в трех вариантах: раздельно для всасывающих коллекторов; раздельно для напорных коллекторов; совмещенные — с напорными и всасывающими коллекторами. Обычно раздельные манифольды строятся для насосных, в которых насосное и моторное отделения совмещены. Тогда вдоль одной фасадной стеньг строится мани- фольд с напорными коллекторами, с другой — со всасывающими.

Допускается для насосных станций с небольшими сечениями трубопроводов, например на распределительных нефтебазах, размещать манифольды в помещении насосной станции. В этом случае, как правило, насосы устанавливаются в один ряд с отступом от фасадной стены не менее 2-х метров, а в остальной части помещения прокладываются всасывающие и напорные коллекторы трубопроводов. При таком расположении манифольда применяется технологическая обвязка трубопроводов и насосов, показанная на рисунке.

Технологическая обвязка насосов с трубопроводами выполняется в зависимости от ее назначения и объема функциональных задач. Простая обвязка обычно состоит из двух коллекторов — всасывающего и напорного, к которым подключаются один или несколько параллельных насосов. В этом случае перекачка проводится в одном направлении, например, только из цистерн или танкеров с перекачкой в резервуарный парк. Более сложная обвязка применяется при необходимости перекачки нефтепродуктов одними и теми же насосами в разных направлениях, например, из цистерн в резервуарный парк и наоборот. В работе на нефтебазах кроме основных технологических операций по сливу и наливу нефти и нефтепродуктов приходится осуществлять вну- трибазовые перекачки, например, при сборе остатков из резервуаров и концентрации их в одном резервуаре, при освобождении резервуаров под зачистку и так далее. Если все эти операции выполняются одной насосной станцией, то обвязку насосов и трубопроводов приходится предусматривать «универсальной», то есть более сложной, со множеством технологических переключающих и отсекающих задвижек. В любом случае, на всасывании перед насосами необходимо устанавливать фильтры. Кроме того, при применении поршневых насосов необходимо предусматривать байпасные линии с перепускными клапанами, отрегулированным на максимальное допустимое давление в трубопроводе. На выходе центробежных насосов необходимо предусматривать обратные клапаны. При расчете необходимого числа насосов для станции всегда необходимо предусматривать установку резервных насосов. Например, если требуется один рабочий насос, то устанавливается еще один резервный насос той же марки. Если число рабочих насосов превышает более двух, то устанавливается дополнительно один резервный насос. При обвязке резервных насосов, необходимо учитывать возможность замены им любого вышедшего из строя или выведенного на ремонт насоса. На рисунке ниже показана простейшая типовая схема обвязки центробежных насосов (рабочего и резервного) при перекачке нефтепродуктов в одном направлении.

Схема обвязки центробежных насосов при перекачке нефтепродуктов из транспортных средств в резервуарный парк

1 и 5 — всасывающий и напорный коллекторы, 2 — фильтр, 3 — насос, 4 — обратный клапан

На рисунке ниже показана схема с обвязки поршневых и центробежных насосов с разными функциональными задачами:

• схема (а) обвязки поршневого насоса, перекачивающего жидкость в одном направлении;

• схема (б) обвязки поршневого насоса, перекачивающего жидкость в двух направлениях — в прямом и обратном;

• схема (в) обвязки центробежного насоса, перекачивающего жидкость в одном направлении;

• схема (г) обвязки центробежного насоса, перекачивающего жидкость в двух направлениях — в прямом и обратном;

Схема обвязки поршневых и центробежных насосов с разными функциональными задачами

1,4,7,10 — фильтры, 2 и 5 — поршневые насосы, 3 и 6 — байпасные линии с перепускными клапанами,

8 и 11 — центробежные насосы, 9 и 12 — обратные клапаны

На рисунке показана схема обвязки рабочего и резервного насосов и коллекторов, проложенных непосредственно в насосном отделении станции. Данная схема обвязки позволяет перекачивать светлые нефтепродукты различных видов из железнодорожных цистерн в резервуарный парк, выполнять налив железнодорожных цистерн или автоцистерн; проводить перекачку нефтепродуктов из резервуара в резервуар. В этой схеме применен прием рассечения задвижками трубопроводных линий, идущих от фронта слива железнодорожных цистерн и наливной площадки автоцистерн на две части: всасывающую и напорную, и наоборот.

Схема обвязки насосов с трубопроводными линиями проходного вида

На рисунке ниже показаны примеры правильной и неправильной обвязки насосов и рекомендации по устранению ошибок.

При монтаже насосов и обвязке насосов трубопроводами, работающими без подпора, необходимо обеспечивать полную герметичность всасывающих линий, не допускающих подсоса воздуха из внешней среды во избежание срыва работы насосов и появления кавитации. Явными предпосылками в этом может являться образование воздушных мешков во всасывающих линиях насоса и на их входе в насос.

Схема подключения всасывающего трубопровода к центробежному насосу

Обвязка насосной станции

Надеемся, что ознакомившись с этой несложной инструкцией, Вам не составит труда подключить насосную станцию самостоятельно или проконтролировать работу тех, кто занимается ее монтажом.

Обвязка насосной станции.

Насосные станции могут работать в нескольких направлениях:

— Подача воды из скважины или колодца

— Подача воды из накопительной емкости

— Повышение давления в трубопроводе

Несмотря на разнообразные варианты использования, монтаж (или обвязка) этого насосного оборудования во всех этих случаях схож.

Выбор места размещения

Первое, что необходимо сделать- это определить место, где будет располагаться насосная станция. Оно может быть как внутри дома, так и снаружи (например, кессон).

При выборе места в первую очередь руководствуются техническими характеристиками — максимальной глубиной всасывания насоса (откуда сможет поднять насос воду). Все дело в том, что максимальная глубина подъема насосных станций — 8−9 метров.

Глубина всасывания — расстояние от зеркала воды, до насоса. Подающий трубопровод можно опустить на какую угодно глубину, качать воду он будет с уровня расположения зеркала воды.

Если насосу «не хватает» небольшого расстояния, то его можно установить в кессон (в случае со скважиной), или соорудить «полочку» в колодце, на которой надежно будет установлена насосная станция.

Условия эксплуатации

Установка насосной станции в доме хороша всем, кроме того, что оборудование при работе шумит. Если есть отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией и по техническим характеристикам это возможно — никаких проблем. Часто делают подобное помещение в подвале или в цокольном этаже. Если подвала нет, можно сделать короб в подполе. Доступ к нему — через люк. Этот короб кроме звукоизоляции должен иметь и хорошую теплоизоляцию — диапазон рабочих температур начинается от +5°C. Для снижения уровня шумов станцию можно ставить на толстую резину — для гашения вибрации. В этом случае возможно даже установка в доме, но звук, безусловно все равно будет.

Если вы остановились на монтаже насосной станции в кессоне, он тоже должен быть утепленный, а еще водонепроницаемый. Обычно для этих целей используют готовые железобетонные емкости, но можно сделать кессон из бетонных колец (по типу колодца). Вниз установить кольцо с дном, сверху — кольцо с крышкой. Еще вариант — сложить из кирпича, пол залить бетоном. Но этот способ подходит для сухих участков — уровень подземных вод должен быть ниже на метр ниже глубины кессона.

В отдельно стоящем помещении. Это, можно сказать, вообще идеальный вариант, с помощью которого может быть выполнена установка насосной станции в скважину или колодец — это одновременно и защита от погодных условий, и комфортная эксплуатация. Единственным недостатком может являться то, что будут возникать незначительные вибрации по трубам.

Подключение насосной станции

Начнем с комплектующих, которые будут необходимы для подключения насосной станции:

— Напорно-всасывающий шланг. Он применяется в случаях заборы воды из скважины, колодца или емкости (он позволяет не делать отверстие в бочке, а просто закинуть в нее шланг и качать воду, тем самым упрощая монтаж). Сам шланг состоит из соединительной муфты с резьбой, которая позволяет присоединить его к насосной станции, непосредственно шланга, а на другом его конце располагается обратный клапан и фильтр-сетка.

Это самый простой тип подключения, ведь для того, чтобы пользоваться водой, остается только подсоединить насосную станцию к Вашей системе водоснабжения.

Более «продвинутую» схему, более пригодную для круглогодичного снабжения Вашего дома водой, мы предлагаем рассмотреть ниже:

Как Вы заметили, здесь предусматривается и слив системы, и разводка воды на несколько участков. Такой способ подключения позволит слить воду из системы, если Вы не будете ей пользоваться, что актуально в зимний период.

Пуск насосной станции

Прежде чем приступать к запуску системы, необходимо проверить исправность и соответствие всех элементов, отрегулировать давление воздуха в гидроаккумуляторе. После этого, насосную станцию и всасывающую магистраль необходимо заполнить водой (это делается через специальное отверстие в насосе). Пробку закручиваем на место, открываем кран на выходе к потребителям и запускаем станцию. Затем станцию необходимо подключить к электрической сети для плавного пуска и проверить давление и автоматику. Первое время вода идет с воздухом — выходят воздушные пробки, которые образовались при заливке насосной станции. Когда пойдет вода ровной струей без воздуха, система ваша вошла в рабочий режим, можно ее эксплуатировать. Станция не должна запускаться очень часто, иначе двигатель будет перегреваться. Норма запусков за один час до 20 раз (точная цифра должна указываться в техническом паспорте системы). Затем в процессе эксплуатации необходимо контролировать давление воздуха в гидроаккумуляторе (1,5 атмосферы).

обвязка, подготовка, инструкция монтажа своими руками, советы от специалистов

Установка циркуляционного насоса способна сделать работу отопительной системы заметно эффективнее. Разбираемся, как выполнить ее своими руками, и какой необходим инструмент.

Путем установки циркуляционного насоса разрешаются сразу несколько задач. Повышается эффект от функционирования отопительной системы, лучше регулируется микроклимат в здании, повышается комфортность проживания в доме с таким обогревом. Если иметь некоторые навыки, с монтированием и настройкой циркуляционного насоса вполне можно справиться самому. Выясним, как провести монтаж своими руками, и какой инструмент потребуется для работы.

Что это такое

До недавнего времени циркуляционные насосы монтировались в систему отопления только при крупных масштабах, например, в многоквартирных домах. В индивидуальных домовладениях системы отопления строились на гравитационной циркуляции жидкости, что приводило к гораздо меньшей эффективности их работы. С появлением компактных и доступных по стоимости моделей стало возможным установить такой агрегат и в коттедже или деревенском доме.

Циркуляционный насос призван повысить скорость движения жидкости в отопительном контуре. При этом не происходит повышения давления, поэтому работа насоса не ведет к повышенному износу труб или радиаторов. Зато благодаря большей скорости движения теплоносителя растет количество тепла, поступающего в батареи.

Современные модели имеют несколько скоростных режимов. Это позволяет менять скорость движения воды в батареях, ориентируясь на температуру на улице. В студеный мороз можно повысить скорость отдачи тепла в комнату, а в оттепель – снизить ее. Так достигается комфортный микроклимат в помещениях на всем протяжении отопительного сезона.

Насосы, применяющиеся в системах подачи тепла, можно разделить на две группы:

• Агрегаты с сухим ротором. Их КПД достигает 80%. Но присутствуют и недостатки: довольно ощутимый шум и необходимость в регулярном обслуживании.
• Устройства, оснащенные мокрым ротором, почти не шумят при работе. Если теплоноситель достаточно качественный, они могут работать без ремонта по 10 лет и более. За такие преимущества пришлось заплатить снижением КПД. Он составляет у этой группы насосов порядка 50%.

Несмотря на относительно низкий КПД, мощности агрегатов с мокрым ротором в большинстве случаев вполне хватит для решения задачи по обеспечению циркуляции воды в отопительной системе коттеджа. Поэтому наиболее часто монтируют насосы, относящиеся именно к этой группе.

Куда ставить

Монтировать насос, обеспечивающий принудительное движение жидкости в отопительном контуре, стоит до первого разветвления. Есть мнение, что осуществлять монтаж нужно только на магистрали, по которой теплоноситель возвращается в котел. Но это неверно по двум причинам:

• Материалы, которые используются в конструкции насоса, вполне способны выдержать температуру в 100-110C. До более высокой температуры теплоноситель не нагревается практически никогда.
• С точки зрения гидравлических закономерностей также нет обоснований, почему стоит ставить насос на «обратку» и нельзя – на «подачу».

Поэтому для большего спокойствия за насос можно прислушаться к рекомендациям, но на самом деле особой разницы нет. Единственный важный момент – не перепутать входной и выходной патрубок насоса.

Если отопительная система имеет более одного контура, лучше установить не один общий насос, а два: по одному на каждый контур. Это даст возможность раздельного управления температурой в  помещениях, отапливаемых по разным линиям.

Особенно выгодно устанавливать два раздельных насоса в двухэтажных домах. Второй этаж в таких зданиях частично обогревается теплым воздухом, поднимающимся с первого этажа. А значит, можно понизить скорость течения теплоносителя в контуре второго этажа и сэкономить на топливе, используемом для нагрева.

Как правильно выполнить обвязку

Технология сооружения обвязки для насоса зависит от того, как осуществляется циркуляция в системе:

• Только в принудительном порядке. Такие системы проще в устройстве, но не работают без насоса в принципе. Наиболее часто такие схемы применяются при создании в доме системы «теплый пол», поскольку через настолько длинный контур протекание теплоносителя самотеком невозможно.
• Под действием силы тяжести (самотеком) или принудительно. Такие системы проектируются с тем, чтобы дать возможность теплоносителю циркулировать даже при отключении насоса. Естественно, в режиме самотека эффективность будет очень низкой. Однако для мест, где часто происходят перебои с электричеством, этот вариант более предпочтителен, поскольку чуть теплые батареи лучше, чем совсем холодные.

В первом случае обвязка чрезвычайно проста. Труба (неважно, подающая или возвращающая) разрезается в месте монтажа, и насос устанавливается в разрез. Перед и после насоса устанавливается два отсечных крана (шарового типа). Это позволяет перекрыть воду с двух сторон и вынуть насос для ревизии или ремонта. При этом вода не будет слита из всего контура.

Системы с мокрым ротором очень чувствительны к грязи в теплоносителе. Песчинки и другие твердые частички могут заклинить насос. Поэтому перед насосом надо установить фильтр-грязевик и не пренебрегать его регулярной очисткой.

Если в системе отопления реализуем гравитационный самотек, обвязку придется усложнить. В разрезе сооружается разветвление. На одну ветвь устанавливается насос (так же, как и в предыдущем случае – с отсечкой с двух сторон и фильтром перед агрегатом). Во второй ветви ставится байпас. При этом в разрыв перемычки также установлен шаровый кран.

Пока насос работает, кран на байпасе закрыт, вся вода в системе идет через насос.

Если насос перестал работать (поломка или перебои с электричеством), его отсекают кранами, на байпасе кран переводят в открытое положение.

Теперь вода идет через перемычку, и система работает по гравитационному принципу.

Подготовительные работы, или пару слов об электропитании

Перед тем, как устанавливать циркуляционный насос, нужно подготовить все необходимое. И первый вопрос, о котором нужно позаботиться – это электропитание. Большинство насосов работают от бытовой электросети с напряжением в 220 вольт.  Значит, нужно обеспечить подачу фазы и ноля. Для безопасной работы насос также необходимо заземлить.

Большинство производителей требует наличия заземления как обязательное условие для гарантийного обслуживания.

Подключить насос лучше на отдельную линию, снабженную собственным защитным автоматом. Три провода подключают к клеммной коробке или непосредственно к клеммам на корпусе устройства в следующем порядке:

• Для провода, соединяющего насос с «землей» клемма обозначается интернациональным значком.
• Клемма для фазного провода обозначается буквой «L».
• Нулевой провод прикручивается к клемме с буквой «N».

Возможен и вариант с установкой трехпроводной вилки. Тогда насос просто включается в трехпроводную розетку соответствующего стандарта.

Для систем с обязательной принудительной циркуляцией будет не лишним продумать вопрос о резервном питании. Наиболее часто применяется вариант с подключением стабилизатора с присоединенным аккумулятором. Поскольку насос потребляет мощность порядка 0,25-0,3 кВт, такое резервное питание вполне способно обеспечить работу насоса на протяжении нескольких часов до восстановления подачи электроэнергии.

Чтобы резервное питание надежно работало, необходимо позаботиться о том, чтобы аккумуляторы имели достаточную емкость. Также нужно периодически заряжать их и проверять на работоспособность.

Своевременное выполнение всех процедур, конечно, требует аккуратности и отнимает время. Но возможность не терять тепла в комнатах при отключении электроэнергии стоит таких усилий.

Особенности монтажа

Хотя в установке циркуляционного насоса и нет ничего хитрого, при монтаже необходимо учесть две особенности:

• Насос должен быть правильно расположен относительно направления потока воды в отопительном контуре. Большинство моделей снабжено стрелкой на корпусе, которая показывает, в каком направлении должна двигаться вода.
• Положение насоса должно соответствовать его конструктивным особенностям. Часть моделей работают в горизонтальном положении, часть – при размещении в вертикали. Есть и универсальные образцы. Но при размещении в вертикальном положении мощность уменьшается примерно на 1/3, так что стоит учитывать этот факт при подборе модели.

Если эти особенности не учитывать, насос не будет работать правильно, и придется все переделывать.

Как установить циркуляционный насос своими руками. Пошаговая инструкция

Порядок работы таков:

1. Собираем вокруг насоса обвязку выбранного типа. Важно установить ротор строго горизонтально, а крышку с клеммами – на верхней стороне обвязки. Монтируем фильтр—грязевик, все краны изначально ставим в закрытое положение.
2. Тщательно герметизируем все соединения. Для этого берем специальные герметики.
3. Подключаем насос в разрез трубы.
4. Подводим электропитание. Также подключаем резервное питание.

Останется только проверить все элементы подключения и провести пробный запуск.

Советы профессионалов

Мы рекомендуем посмотреть видео, посвященное проблеме выбора и установки насоса, чтобы лучше понять все моменты, связные с выполнением этой работы:

Если разобраться с технологией, в установке насоса на место нет никаких сложностей. Важно только делать все максимально аккуратно и не экономить на комплектующих сверх разумных пределов. И тогда отопительная система будет работать без перебоев долгие годы.

Как сделать трубопровод насоса с пояснением схемы

1.0 НАЗНАЧЕНИЕ

Предоставить проектировщику-компоновщику рекомендации по разработке конструкций насосных трубопроводов, полностью учитывающих безопасность, эксплуатацию, техническое обслуживание и экономику.

2.0 ИСКЛЮЧЕНИЯ

Настоящее руководство полностью или частично может быть заменено обязательными стандартами клиента или кодексами и правилами, установленными государственными юрисдикциями в отношении места установки трубопроводов.

3.0 ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 БЕЗОПАСНОСТЬ

Надлежащее внимание к безопасности персонала при работе с насосами требует расположения трубопроводов и клапанов, которые не препятствуют доступу для работы, обслуживания или выхода. Необходимо проявлять осторожность, чтобы не споткнуться о вспомогательный трубопровод.

3.2 ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Насосы обычно требуют минимального внимания во время работы. Однако клапаны должны быть расположены таким образом, чтобы к ним был легкий доступ; это особенно верно для парных или запасных насосов. Если ручные клапаны не могут работать с высоты, должны использоваться цепные приводы.Если операторы цепей не допускаются согласно спецификациям клиента, следует рассмотреть возможность доступа платформы к клапанам.

3.3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Трубопроводы должны быть расположены таким образом, чтобы обеспечить адекватный доступ к насосу без необходимости чрезмерного демонтажа системы трубопроводов. Муфта между насосом и приводом должна быть легко доступна для совмещения насоса и привода. Также необходимо учитывать доступ к уплотнению насоса. Если корпус насоса разделен по горизонтали, трубопровод не должен находиться над насосом, чтобы обеспечить техническое обслуживание.Для корпусов с вертикальным разъемом доступ должен быть обеспечен перед насосами.

Для обслуживания вилочных погрузчиков или мобильных кранов должно быть предусмотрено свободное пространство. В случаях, когда насосы расположены в здании или других местах, где доступ кверху ограничен, следует рассмотреть возможность снятия насоса и / или двигателя с помощью монорельсов или такелажных балок.

4.0 ТИПЫ НАСОСОВ

Насосы доступны во многих различных типах. Наиболее распространены центробежные, возвратно-поступательные и роторные.Поршневые и роторные насосы представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения. Центробежные насосы обычно бывают одного из трех типов; горизонтальный, вертикальный рядный или вертикальный баночный шрифт. У них могут быть электродвигатели или приводы паровых турбин. (Примеры горизонтальных, вертикальных, продольных и вертикальных центробежных насосов см. На Рисунке 1). Поршневые насосы могут иметь прямой паровой поршневой привод.

Ротационные насосы обычно имеют привод электродвигателя, но могут иметь привод от паровой турбины.Во многих случаях жидкость, перекачиваемая роторными насосами, настолько вязкая, что в запорных клапанах нет необходимости. В этом случае предохранительный клапан может не понадобиться. Если с приводом от турбины, между насосом и турбиной будет коробка передач.

5.0 РАСПОЛОЖЕНИЕ НАСОСА

Расположение насоса повлияет на компоновку трубопровода и способ крепления трубопровода. Насосы, работающие с горючими материалами, должны размещаться за пределами эстакад или сооружений. Те, которые находятся в негорючем состоянии, могут располагаться под стеллажом для труб (с учетом допуска в спецификациях клиента).Насосы должны быть расположены как можно ближе к источнику всасывания, чтобы свести к минимуму падение давления в системе при соблюдении требований гибкости трубопроводов и допустимой нагрузки на патрубок. Размер трубопровода и температура должны быть определяющими факторами при прокладке трубопровода.

6.0 ОБЩИЙ НАСОС ТРУБОПРОВОД

Всасывающий трубопровод насоса должен быть устроен таким образом, чтобы поток на всасывающем патрубке насоса был как можно более плавным и однородным. Для этого следует избегать использования тройников, крестовин, клапанов, сетчатых фильтров, ответвлений, близких к размеру пробега, и колен с коротким радиусом возле всасывающего патрубка.Всасывающий трубопровод должен быть спроектирован без возвышенностей, чтобы предотвратить скопление паров. Всасывающий трубопровод не должен быть забит. Если фланцы насоса имеют плоскую поверхность, ответные фланцы также должны иметь плоскую поверхность, а соединение должно быть выполнено с использованием полных прокладок.

Несколько механизмов насосов, которые подключаются к общему заголовку разряда имеют разряды, связанные с заголовком, так что выбросы из насосов, работающих одновременно не выступают друг против друга.

Всасывающая линия для всех систем, разработанных в соответствии с рекомендациями API, которые подключаются к насосам API с торцевыми, верхними или боковыми всасывающими патрубками или к линейным насосам API, должна иметь прямой участок пяти диаметров трубы (размер патрубка) между всасывающим фланцем и первое колено, тройник, клапан, редуктор или постоянный сетчатый фильтр (Рисунок 4).Линия всасывания для насосов, отличных от API, должна иметь минимальную длину прямого участка, равную трем диаметрам трубы. Длину прямого участка следует увеличить до максимума, но в любом случае следует соблюдать рекомендации производителя насоса (рис. 5).

6.1 ТИП РЕДУКТОРА И РАСПОЛОЖЕНИЕ

Эксцентриковые переходники в горизонтальных всасывающих линиях насоса должны быть плоскими сверху, чтобы предотвратить накопление любых увлеченных паров жидкости в верхней точке и возможного возникновения кавитации в насосе.Насосы в питательной воде котла, работающие при давлении, близком к давлению пара жидкости, особенно подвержены этой проблеме.

Редуктор должен быть концентрическим для верхнего трубопровода с верхним всасывающим насосом. (Смотрите рисунок 2) Редукторы в насосном напорном трубопроводе должны быть концентрическими и расположены как можно ближе к напорному патрубку. В случаях, когда сочетание размера сопла, расположения сопла, размера трубы и толщины изоляции создает препятствие между фланцем и трубой / изоляцией, можно использовать эксцентриковые переходники для получения необходимого зазора.

Следует проявлять осторожность при использовании верхнего плоского редуктора рядом с всасывающим патрубком насоса, где изменение диаметра превышает 4 дюйма / 100 мм, поскольку это может привести к нарушению схемы потока в крыльчатку и вызвать вибрацию и быстрый износ.

6.2 РАСПОЛОЖЕНИЕ И ОРИЕНТАЦИЯ КЛАПАНА

Маховики клапана должны быть ориентированы таким образом, чтобы обеспечить хороший доступ к клапану и насосу.Клапан всасывающей линии должен быть установлен штоком в горизонтальном положении. (т.е. установить клапан на вертикальном участке трубы). Задвижки, установленные горизонтально, могут накапливать пар в полости крышки и вызывать кавитацию в насосе, когда захваченный пар вырывается.

6.3 ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ СМЕЩЕНИЕ НАГРУЗКИ

Если существующая сталь недоступна для поддержки нагнетательного трубопровода или если обратный клапан должен быть установлен в горизонтальном положении, то следует использовать Альтернативный вариант 1 на Рисунке 3.

Когда нагнетательный трубопровод смещен по горизонтали, необходимо проявлять осторожность, чтобы не блокировать доступ к муфте насоса, уплотнениям или подшипникам (см. Рисунки 3 и 12).

6.4 ВРЕМЕННАЯ И ПОСТОЯННАЯ УСТАНОВКА ВСАСЫВАЮЩЕГО ФИЛЬТРА

Особое внимание следует уделить расположению временных фильтров на всасывании, которые можно будет снять. На рисунках 4 и 5 показаны примеры установки всасывающего фильтра.

Для постоянных сетчатых фильтров Т-образного и Y-образного типа, установленных на горизонтальной всасывающей линии, предпочтительное положение прочистного соединения составляет от 30 до 40 градусов от вертикали, обеспечивая достаточный зазор для снятия сетчатого фильтра на высоте.

Следует рассмотреть возможность обращения с большими крышками сетчатого фильтра Т-образного типа и постоянным устройством для перемещения (например, шлюпбалкой), поставляемым, если доступ с помощью мобильного оборудования невозможен.

6.5 ОБЩИЕ ЗАПЧАСТИ

Иногда один насос устанавливается в качестве общего запасного между двумя другими насосами в разных службах. Насос должен иметь такой коллектор. На рисунке 6 показано обычно используемое устройство.

7.0 ПЛАН ТРУБОПРОВОДА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

7.1 ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ

Горизонтальные центробежные насосы обычно делятся на три категории:

(1) Конечное всасывание — верхнее нагнетание

(2) Верхнее всасывание — верхнее нагнетание

(3) Боковое всасывание — Боковое нагнетание

Наиболее распространенными являются всасывание с торца или сверху. Всасывающий трубопровод должен поддерживаться на уровне ниже колена для насосов с односторонним всасыванием. Напорный трубопровод (верхний напорный трубопровод) должен быть по возможности поддержан из стали, расположенной на потолке, чтобы оставить как можно больше свободного пространства вокруг насоса для работы / обслуживания.На рисунке 7 показано, как для этих насосов могут быть спроектированы трубопроводы.

7.1.1 Типовое устройство с торцевым всасыванием и верхним нагнетанием

На рисунках 4 и 5 показаны стандартные схемы трубопроводов для центробежных насосов с торцевым всасыванием и верхним выпуском. Линия всасывания должна иметь прямой участок между всасывающим патрубком и первым коленом, тройником, клапаном, редуктором или постоянным сетчатым фильтром в зависимости от типа насоса и / или рекомендаций производителя.

7.1.2 Боковой всасывающий / боковой нагнетательный трубопровод насоса

Насосы могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми. Многоступенчатые насосы обычно бывают боковым всасыванием — боковым нагнетанием. Эти насосы требуют значительно больше места и требуют особой компоновки. Линия всасывания насоса для насосов с боковым всасыванием должна иметь прямой участок не менее трех диаметров трубы (для насосов, отличных от API) или пяти диаметров трубы (для насосов API) между всасывающим фланцем и первым коленом, тройником, клапаном, редуктором и постоянным ситечко.Если невозможно избежать горизонтального всасывающего трубопровода, длина прямого участка должна составлять пять

минимальные диаметры для всех насосов (рисунок 8).

7.2 ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Вертикальные центробежные насосы могут быть рядными, емкостными (автономными) или отстойниками. Проточные насосы монтируются в линию и поддерживаются трубопроводами, как следует из названия.Подставка часто требуется для больших линейных насосов или там, где нагрузка слишком высока для сопел. Проектировщик должен учитывать доступ для обслуживания и эксплуатации так же, как и для горизонтальных насосов.

Вертикальные насосы бидонного типа устанавливаются в бетонный цилиндр, но технологическая жидкость полностью содержится в “бидоне” насоса. Они используются при высоких требованиях к NPSH или в поверхностных конденсаторах. Это позволяет устанавливать поверхностный конденсатор на более низкой высоте.То же самое верно и для резервуара, подключенного к вертикальному насосу. Основная задача проектировщика — обеспечить достаточный зазор над головой для снятия насоса для обслуживания.

Вертикальные отстойники обычно используются для перекачивания отходов или воды из сборного отстойника. Здесь опять же первоочередной задачей является обеспечение необходимого свободного пространства над головой для снятия насоса для обслуживания. Требования к зазору между стенками или дном поддона и входным патрубком насоса, а также длина насоса должны быть тщательно продуманы на этапе компоновки проекта.Конструкция отстойника на входе насоса должна соответствовать стандартам Института гидравлики.

8.0 ТРУБОПРОВОД РЕЖИМНОГО НАСОСА

Поршневые насосы используются, когда требуется высокий напор. Эти насосы требуют установки предохранительного клапана (PRV) между насосом и запорным клапаном нагнетания. PRV может быть внешним, в трубопроводе или встроенным в корпус насоса.

Из-за пульсации поршневых насосов проектировщик должен учитывать требования к пространству для демпферов пульсаций.Обычно они поставляются вместе с насосом, но занимают дополнительное место.

Доступ к насосу еще более важен для поршневых насосов, поскольку они требуют большего обслуживания, чем другие насосы. Не устанавливайте изгиб (т. Е. Изгиб на 90 градусов) непосредственно рядом с выпускным патрубком насоса. Стандартные требования к выходу и зазорам см. В Руководстве по проектированию компоновки трубопроводов компрессора (поршневые компрессоры) 3DG-P22-00008.

Гаситель пульсаций нагнетания должен быть установлен как можно ближе к нагнетанию.Особое внимание следует уделять опорам труб из-за пульсаций.

9.0 ТРУБОПРОВОД РОТАЦИОННОГО НАСОСА

Ротационные насосы используются для очень тяжелых или вязких жидкостей. Они обеспечивают постоянный поток без пульсаций. Трубопроводы этих насосов очень похожи на трубопроводы центробежных насосов, но обычно характеризуются отсутствием запорных клапанов во всасывающем и нагнетательном трубопроводах. Если используются запорные клапаны, между выпускным отверстием насоса и запорным клапаном должен быть установлен предохранительный клапан.Нагнетание PRV обычно направляется обратно на всасывание насоса.

10.0 НАСОСЫ, РАБОТАЮЩИЕ НИЖЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Насосы, работающие при давлении ниже атмосферного (например, насосы с нижней частью вакуумной колонны), представляют особые проблемы. Поскольку система работает при отрицательном давлении и очень высокой температуре, насосы необходимо размещать очень близко к источнику всасывания. Часто это происходит непосредственно под башней или сразу за опорными колоннами башни. Насосы, расположенные непосредственно под градирней, могут быть установлены на специальной пружинной основе, как показано на Рисунке 9.

11.0 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ТРУБОПРОВОД

Необходимо учитывать системы смазочного и уплотнительного масла, а также любые требования к охлаждающей воде. При прокладке этих линий необходимо проявлять осторожность, чтобы не заблокировать доступ к уплотнениям насоса, подшипникам, крышкам уплотнений, станциям кнопки запуска и соединению кабелепровода двигателя. (Рисунок 10) Паспорт насоса всегда следует проверять, чтобы убедиться в соблюдении этих требований.Для очень больших насосов они могут быть на отдельных салазках.

Дренажный трубопровод противопожарной воды должен быть проложен таким образом, чтобы он не мешал работе насоса или доступу для обслуживания. Если проектирование дренчерного трубопровода выполняется субподрядчиком, необходимо проверить проект поставщика, чтобы обеспечить сохранение безопасных выходов, рабочих и обслуживающих путей доступа.

12.0 ПОЛЕВЫЕ ШВА

Следует уделить внимание размещению монтажных сварных швов на заводских трубопроводах диаметром 2½ дюйма и более. На ранних этапах проекта проектировщику завода следует рассмотреть варианты со строительством и документально оформить решение. Варианты включают:

(Я) Липкость приварить фланец, примыкающий к всасывающего насоса и напорного патрубков до установки трубопроводов разрешения в соответствии с требованиями техники фланцевых подходят вверх.

(ii) Обеспечьте сварные швы в полевых условиях, позволяющие выполнять сборку в трех направлениях.

(iii) Запрещается сварка в полевых условиях, кроме тех, которые требуются ограничениями по размеру транспортировки катушки.

13.0 ТРУБОПРОВОД ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Трубопроводы паровых турбин имеют несколько иные соображения, чем насосы. Трубопровод должен быть спроектирован таким образом, чтобы исключить возможность попадания в турбину пробки конденсата, которая может разрушить лопатки турбины.

Входной трубопровод должен иметь запорный или регулирующий клапан, установленный на горизонтальном участке с отводом и конденсатоотводчиком перед клапанами, независимо от того, настроена ли турбина для ручного или автоматического режима.В тех случаях, когда дроссельный клапан снабжен турбиной и расположен на впускном патрубке, капельница и конденсатоотводчик должны располагаться непосредственно перед турбиной. (См. Рисунок 11).

Редукторы, установленные на впускном трубопроводе паровых турбин, должны быть эксцентричными с плоской стороной на дне, чтобы предотвратить скопление жидкости.

14.0 ОПОРНЫЙ ТРУБОПРОВОД НАСОСА

Предпочтительно, чтобы нагнетательный трубопровод насоса по возможности опирался на верхнюю стальную конструкцию.Это позволяет снимать трубопровод с насоса для обслуживания. (См. Рисунок 12).

Расположение трубопроводов должно позволять опору как всасывающего, так и нагнетательного трубопровода независимо от насоса (ов), чтобы на корпус насоса передавалась очень небольшая нагрузка.

15.0 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

Когда возникает проблема с дифференциальной оседкой, предпочтительно, чтобы всасывающий трубопровод насоса опирался на фундамент насоса.Этого можно добиться, расширив фундамент, как показано на Рисунке 13.

16.0 ССЫЛКИ

Стандарты Института гидравлики

Справочник по насосам (ISBN 0-07-033301-7)

Руководство по проектированию трубопроводов газового компрессора (поршневые компрессоры) 3DG-P22-00008

Страница не найдена »Мир трубопроводной инженерии

Детали для трубы 1

NPD: 1/2 дюйма 3/4 дюйма 1 дюйм 1,5 дюйма 2 дюйма 3 дюйма 4 дюйма 6 дюймов 8-дюймовый 10 дюймов 12 дюймов 14 дюймов 16 дюймов 18 дюймов 20 дюймов 24 дюйма 26 дюймов 28 дюймов 30 дюймов 32 дюйма 34 дюйма 36 дюймов 38 дюймов 40 дюймов 42 дюйма 44 дюйма 46 дюймов 48 дюймов 50 дюймов 52 дюйма 54 дюйма 56 дюймов 58 дюймов 60 дюймов

Рейтинг: 150 # 300 # 400 # 600 # 900 #

Изоляция (мм)

Детали для трубы 2

NPD: 1/2 дюйма 3/4 дюйма 1 дюйм 1.5 дюймов 2 дюйма 3 дюйма 4 дюйма 6 дюймов 8-дюймовый 10 дюймов 12 дюймов 14 дюймов 16 дюймов 18 дюймов 20 дюймов 24 дюйма 26 дюймов 28 дюймов 30 дюймов 32 дюйма 34 дюйма 36 дюймов 38 дюймов 40 дюймов 42 дюйма 44 дюйма 46 дюймов 48 дюймов 50 дюймов 52 дюйма 54 дюйма 56 дюймов 58 дюймов 60 дюймов

Рейтинг: 150 # 300 # 400 # 600 # 900 #

Изоляция (мм)

Варианты конфигурации трубопроводов

Большой фланец

Оба фланца

Без фланца

Фланец в трубе 1

Фланец в трубе 2

Стандартный зазор проекта (мм)

Схема проектирования трубопроводов центробежного насоса

Схема расположения трубопроводов центробежного насоса

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Конструкция системы трубопроводов может иметь важное значение для успешной работы центробежного насоса . Необходимо тщательно учитывать такие аспекты, как конструкция насоса, конструкция всасывающего трубопровода, размер всасывающего и нагнетательного трубопровода и опоры для труб. Типичная установка горизонтального центробежного насоса показана на Рис.CPP1, CPP2, CPP3 .

Выбор размера выпускного трубопровода в первую очередь вопрос экономики. Стоимость труб различных размеров необходимо сравнивать с размером насоса и стоимостью мощности, необходимой для преодоления возникающего напора трения.

1,1 Размер и конструкция всасывающего трубопровода гораздо важнее. Многие проблемы центробежного насоса вызваны плохими условиями всасывания.

1,2 Всасывающий трубопровод никогда не должен быть меньше всасывающего патрубка насоса, а в большинстве случаев он должен быть как минимум на один размер больше.Всасывающие трубы должны быть как можно короче и прямыми.

Скорость всасывающего трубопровода должна быть в диапазоне 1,0–1,5 метра в секунду, если только условия всасывания не являются необычно хорошими. Более высокие скорости увеличивают потери на трение и могут вызвать проблемы с разделением воздуха и пара. Это еще больше усложняется, когда колена, или тройники расположены рядом с всасывающим патрубком насоса. В этом случае неравномерная структура потока или разделение паров не позволяют жидкости равномерно заполнять рабочее колесо.Это нарушает гидравлический баланс, что приводит к шуму, вибрации, возможно

кавитация и чрезмерный прогиб вала. Кавитация, эрозионное повреждение, поломка вала или

может привести к неисправности подшипника и т. Д.

1,3 В насосных установках с высотой всасывания воздушные карманы во всасывающей линии могут быть источником проблем. Всасывающий трубопровод должен быть строго горизонтальным или иметь равномерный уклон вверх от отстойника к насосу, как показано на рис. CPP7. Не должно быть выступов, в которых может скапливаться воздух, что приведет к потере заправки насоса.Всегда следует использовать эксцентрические, а не концентрические переходники с плоской верхней частью.

1,4 Если на всасывании насоса двойного всасывания требуется коленчатый патрубок, по возможности он должен находиться в вертикальном положении. Если по какой-либо причине необходимо использовать горизонтальное колено, это должно быть колено с большим радиусом, и между коленом и всасывающим патрубком насоса должно быть не менее пяти диаметров прямой трубы, как показано на рис. CPP9.

2. МЕСТО

2.1 Обычно насосы на химическом и нефтехимическом заводе находятся под эстакадой на уровне уклона.

Насосы должны быть размещены рядом с резервуарами, из которых они принимают всасывание, и под ними, чтобы обеспечить необходимый для насоса чистый положительный напор на всасывании (NPSH).

2.2 Любое уменьшение размера всасывающей линии, необходимое для насосов, должно производиться с помощью эксцентриковых переходников плоской стороной вверх, чтобы избежать скопления парового кармана. Изменения направления всасывающих линий должны быть на расстоянии не менее 600 мм от всасывания насоса.

2.3 Насосы должны быть расположены так, чтобы водители смотрели на проходной проход. Зазоры и трубопроводы должны обеспечивать свободный доступ к одной стороне привода и насоса. Должен быть хороший доступ к сальнику / уплотнению и муфте, где выполняется большая часть обслуживания и регулировки.

2,4 При нормальном расстоянии между колоннами трубопровода 6 м обычно можно установить только два насоса среднего размера между колоннами, с предпочтительным зазором 1 м между насосами.

Зазор между любой стальной конструкции и работы / нагнетательной линии насоса должно быть минимально 0,75м. Для небольших насосов мощностью до 18 кВт расстояние между насосами должно составлять минимум 0,9 м. Для рабочего прохода должно быть предусмотрено пространство 2 — 2,5 м.

Типичное расположение насосов показано на рис. CPP4, CPP5, CPP6.

2,5 Должны быть предусмотрены подъемные механизмы для насосов или двигателей весом более 25 кг.

3. Действия по установке трубопровода насоса

Шаг 1: Соберите P&ID и технический паспорт насоса.

Шаг 2: Изучите паспорт насоса и соберите аналогичные (производительность / напор) размеры насоса / положение форсунки.

Шаг 3: Проанализируйте местоположение и пространство, предусмотренное на плане участка, в т.ч. прокладка всасывающего и нагнетательного трубопроводов.

Шаг 4: Осмотрите пространство для обслуживания / эксплуатации вокруг и подъемное сооружение.

Шаг 5: Найдите станцию ​​управления, электрическую кнопочную станцию, электрическую траншею, слив технологической жидкости, соединение для промывки / охлаждения в соответствии с требованиями модели насоса.

Шаг 6: Проверьте высоту всех маховиков клапана на всасывающем и нагнетательном трубопроводе и при необходимости обеспечьте общую платформу для работы клапана.

Шаг 7: Сделайте эскиз ISO для линии всасывания и нагнетания со всеми элементами согласно P&ID и обсудите с инженером-технологом любые изменения.

Шаг 8: Завершите опоры линии и, при необходимости, выпишите для анализа напряжений.

Шаг 9: Получите отчет об анализе напряжений для нагрузок на сопло. Сравните допустимые нагрузки с фактической нагрузкой для любых изменений и доработок.

Шаг 10: Завершите определение местоположения насоса / дренажа или траншеи / трассы электрического кабеля и предоставьте гражданскому персоналу информацию для проектирования фундамента.

Шаг 11: Сохраните необходимую вставную пластину на фундаментном блоке для поддержки кнопочного переключателя, небольших трубопроводов для коллектора промывки / охлаждения.

4. НАСОСНЫЙ ТРУБОПРОВОД:

4,1 ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС:

Типичный горизонтальный центробежный насос Расположение всасывающих и нагнетательных трубопроводов показано на рис.CPP7.

4.2 Всасывающий трубопровод насоса должен быть как можно короче и располагаться таким образом, чтобы не было паровых карманов.

4,3 Редукторы, непосредственно подключаемые к всасыванию насоса, должны быть эксцентрикового типа плоской стороной вверх, чтобы избежать скопления газового кармана.

4,4 Для насосов с односторонним всасыванием колена не должны напрямую соединяться с всасывающим фланцем. На всасывающем патрубке должен быть предусмотрен прямой отрезок, в 3 раза превышающий размер линии.Это проиллюстрировано на рис. CPP8.

Воздействие колена непосредственно на всасывание показано на рис. CPP9.

4,5 Для верхнего всасывания колено насоса не должно напрямую соединяться с всасывающим фланцем. На всасывающем патрубке должен быть предусмотрен прямой отрезок размером минимум в 5 раз больше размера патрубка.

4.6 Т-образные сетчатые фильтры используются как постоянные, так и временные, чтобы избежать демонтажа всасывающего трубопровода для очистки фильтра.

4.7 Трубопровод должен быть устроен так, чтобы силы и моменты, действующие на насадки насоса, не превышали допустимых значений, указанных поставщиком.

4,8 Когда всасывающий сосуд работает под вакуумом, вентиляционное соединение насоса должно быть постоянно соединено с паровым пространством всасывающего сосуда, чтобы обеспечить возможное заполнение насоса жидкостью перед его запуском.

4,9 Для насосов, перекачивающих горячую жидкость, первый фактор касается поддержки трубопроводов насоса, которые часто включают в себя большие расширительные петли для гибкости.Когда насосы расположены ниже трубопроводной эстакады (для уменьшения возможности утечки водорода через двигатель), поддержка становится легкой, в противном случае проектировщику следует проконсультироваться с инженером по стрессам для определения наилучшего расположения упоров и подвески. При оптимальной компоновке и опоре необходимо обеспечить, чтобы нагрузки на сопла насоса не превышали допустимых пределов.

4.10 Конфигурация трубопровода для группы насосов аналогичного размера должна соответствовать идентичной схеме, а анализ напряжений одного трубопровода насоса должен применяться к другим насосам.

4.11 Трубопроводы вспомогательного насоса:

Вспомогательные трубопроводы обычно проходят через охлаждающую воду для механических уплотнений, подшипников, сальников, закалки сальника и промывки фонарного кольца.

Когда используется насосная жидкость, к вентиляционному патрубку на корпусе насоса подсоединяется трубопровод. Циркулирующая жидкость уплотнения должна быть отправлена ​​обратно в поток насоса или направлена ​​через уплотнение во внутренние зазоры насоса.

В вязких или высокотемпературных углеводородных жидкостях среда уплотнения циркулирует из внешнего источника через соединения на уплотнении насоса.

Различные схемы вспомогательных трубопроводов рекомендованы API 610 для правильного выбора в соответствии с проектными требованиями.

4.12 Поставщики насосов обычно поставляют вспомогательные трубопроводы, и проектировщик должен обеспечить аккуратное расположение этих трубопроводов и их опоры при просмотре документации поставщика. Fig.CPP10 иллюстрирует один типичное вспомогательное расположение труб на базовую плите насоса.

4,13 Типичное расположение трубопроводов и клапанов показано на рис.CPP11 с доступом для обслуживания и эксплуатации.

4,14 Типичное расположение всасывающего и нагнетательного трубопроводов с общей платформой для работы клапанов, подключенных к двум соседним насосам, показано на рисунках CPP12 и CPP13.

5. ВСАСЫВАЮЩИЙ БАССЕЙН НАСОСА

5.1 Бассейн для всасывания центробежного насоса должен быть спроектирован и иметь размеры, обеспечивающие бесперебойную работу насоса. Рекомендации гидравлического института проиллюстрированы на рис.CPP14.

5.2 Поток жидкости во всасывающий раструб должен быть ровным, плавным и без вихрей.

5,3 Типичный поддон с компонентами и относительными размерами зазора и погружения показан на рисунке CPP15.

5,4 Для многонасосных установок с высокопроизводительными насосами анализ предлагаемой конструкции водозабора часто выполняется с использованием масштабной модели водозаборного бассейна со всеми частями, такими как перегородки, экраны, заслонки, разделительные стены и т. Д.

Большой резервуар необходим для обеспечения низкой скорости на входе (примерно 2 фута в секунду) и для исключения завихрения в горловине раструба.

5,5 Типичный отстойник с насосом показан на рис. CPP16. Этот отстойник представляет собой яму для сбора отходов, поступающих по трубопроводу. Экран на выходе насоса предотвращает засорение / засорение насоса во время работы. Слив насоса может идти в наклонный резервуар / пруд / цистерну для удаления отходов.

Рис CPP1: Чертеж центробежного насоса (тип 1)

Рис CPP2: Чертеж центробежного насоса (Тип 2)

Рис CPP3: Чертеж центробежного насоса (рабочее колесо)

Рис CPP4: Типовой план расположения насоса

Рис CPP5: Стандартный доступ для обслуживания

Рис CPP6: Типичное расположение насосов — высота

Рис CPP7: Воздушные карманы во всасывающем трубопроводе

Рис. CPP8: Типовой всасывающий и нагнетательный трубопровод насоса

Рис CPP9: Колено на всасывании насоса

Рис CPP10: Типовой трубопровод вспомогательного насоса

Рис. CPP11: Требования к доступу для обслуживания и эксплуатации

Рис. CPP12: Типовой всасывающий / нагнетательный трубопровод, план и высота

Рис CPP13: Типовой всасывающий / нагнетательный трубопровод, вид спереди

Рис CPP14: Установка с несколькими насосами (вертикальные насосы)

Рис CPP15: Размеры отстойника, вид сверху, насосы для мокрой ямы

Рис CPP16: Типовой отстойник с насосом

Консультации — Инженер по подбору | Трубопроводы для пожарных насосов

Милош Пуховский, PE, FSFPE, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, Mass. 16 марта 2015 г.

Эффективные установки пожарных насосов требуют от инженеров противопожарной защиты учитывать многочисленные компоненты и правильно применять ряд стандартов проектирования и установки. В дополнение к рассмотрению более очевидных компонентов, которые составляют установку пожарного насоса, таких как пожарный насос, привод, контроллер и насосное отделение, особое внимание также необходимо уделять трубопроводам, ведущим к насосу, от него и вокруг него, оборудование, связанное с этим трубопроводом.

В то время как NFPA 20: Стандарт для установки стационарных насосов для противопожарной защиты служит основным стандартом, касающимся определения размеров и установки соответствующих трубопроводов, следующей редакцией является 2016 год, другие нормы и стандарты, такие как NFPA 13, NFPA 14, NFPA 22, NFPA 24, NFPA 25 и NFPA 291, а также применимые строительные и пожарные нормы и правила, также необходимо пересмотреть и правильно применять в зависимости от типа систем противопожарной защиты, обслуживаемых пожарным насосом.

Всасывающий трубопровод

Трубопровод, соединяющий подачу воды с пожарным насосом, называется всасывающим трубопроводом.Он включает в себя все трубопроводы, клапаны и фитинги, подающие воду на всасывающий фланец насоса. Выбор и установка такого материала всасывающей трубы рассматривается в NFPA 24, который определяет использование определенных типов железа, стали, бетона, пластика и меди. Кроме того, в NFPA 24 рассматриваются способы соединения трубы и фитингов, глубина покрытия, если труба заглублена, защита трубы от замерзания и других повреждений, фиксация суставов и приемочные испытания, включая промывку и гидростатические испытания.

NFPA 20 касается расположения всасывающей трубы и связанных устройств. Обычно всасывающая труба и связанные с ней устройства должны быть расположены таким образом, чтобы свести к минимуму вероятность турбулентного и несбалансированного потока воды, поступающего в насос. Такие условия снижают общую производительность насоса, могут привести к внезапному отказу системы и могут вызвать преждевременный износ компонентов системы.

Размер всасывающей трубы в основном зависит от гидравлической нагрузки системы противопожарной защиты, определяемой в соответствии с соответствующими стандартами установки системы, такими как NFPA 13 или NFPA 14, а также размером выбранного пожарного насоса.NFPA 24 содержит рекомендации по размерам всасывающих труб и обычно утверждает, что для любой системы номинальный диаметр трубы должен быть не менее 6 дюймов. Допускаются трубы меньшего диаметра при условии, что гидравлические расчеты подтверждают, что труба может обеспечивать необходимую потребность системы при соответствующем требуемом давлении.

NFPA 22 содержит конкретные указания относительно всасывающего трубопровода, соединяющего резервуар для воды с пожарным насосом. Например, если всасывающий резервуар превышает 100 000 галлонов, размер всасывающей трубы должен быть не менее 10 дюймов.по диаметру (номинальные размеры). Чем меньше размер трубы, тем быстрее будет течь вода и, следовательно, будет возникать более турбулентный поток. Увеличение размера трубы снижает скорость потока и уменьшает возникновение турбулентности.

NFPA 20 включает более конкретные положения о всасывающей трубе, на которой установлены пожарные насосы, и определяет определенные размеры труб. Философия заключается в том, что размер всасывающей трубы должен быть таким, чтобы, когда насос работает с максимальным расходом, который составляет 150% от его номинальной производительности или максимального потока, доступного из водопровода, манометрическое давление на всасывающем фланце насоса не падает. ниже -3 фунтов на квадратный дюйм (-0.2 бар). Кроме того, размер всасывающей трубы должен быть таким, чтобы при работе насоса на 150% от его номинальной производительности, также называемой точкой перегрузки насоса, скорость в той части всасывающей трубы, расположенной в пределах 10 диаметров трубы перед всасывающим потоком насоса. фланец не превышает 15 футов / сек (4,57 м / сек). Течения в трубах, скорость которых превышает эту скорость, более подвержены турбулентности. Если всасывающая труба отличается по размеру от всасывающего фланца насоса, разрешается использовать переходники или переходники, но они должны быть эксцентрикового конического типа и установлены таким образом, чтобы избежать образования воздушных карманов.

В дополнение к указанию размеров всасывающего трубопровода на основе номинальной производительности пожарного насоса, NFPA 20 также обращается к другим системным приспособлениям, которые могут вызвать турбулентный или несбалансированный поток в пожарный насос. Если рассматриваются устройства предотвращения обратного потока или обратные клапаны, они должны располагаться на расстоянии не менее 10 диаметров трубы от всасывающего фланца насоса. Если устройство обратного потока включает дроссельные заслонки, устройство должно быть установлено на расстоянии не менее 50 футов от всасывающего фланца насоса. Фактически, критерий 50 футов применяется к любому клапану, кроме внешнего винта и задвижки с вилкой, установленного во всасывающей трубе.

Отводы и тройники на всасывающей трубе также требуют особого внимания. Такие устройства должны быть расположены и позиционированы относительно ориентации их средней плоскости. Если осевая плоскость параллельна горизонтальному валу пожарного насоса с разъемным корпусом, колено или тройник необходимо располагать на расстоянии не менее 10 диаметров трубы от всасывающего фланца пожарного насоса. Если осевая плоскость перпендикулярна валу горизонтального насоса с разъемным корпусом, никаких ограничений на расположение колена или тройника не накладывается.

Важно понимать, что NFPA 20 учитывает размер всасывающей трубы только в пределах 10 диаметров трубы всасывающего фланца насоса, тогда как NFPA 22 учитывает размер трубы, подсоединенной к резервуару. Положения NFPA 24 будут применяться, если требования NFPA 20 и NFPA 22 не имеют приоритета.

Напорный трубопровод

NFPA 20 определяет нагнетательную трубу и оборудование как трубу, клапаны и фитинги, которые проходят от нагнетательного фланца насоса до стороны системы регулирующего клапана нагнетания.Практически любая труба, клапан или фитинг после выпускного регулирующего клапана пожарного насоса больше не считается частью выпускного трубопровода. Такие трубы, клапаны и фитинги считаются частью подводящего трубопровода системы противопожарной защиты, обслуживаемой пожарным насосом. В случае стояка спринклерной системы требования NFPA 13 будут применяться с точки клапана управления нагнетанием насоса.

NFPA 20 касается размера выпускной трубы и связанных с ней фитингов и требует, чтобы все вышеперечисленные выпускные трубопроводы были из стали.В некоторых случаях выпускная труба разрешается быть меньше в диаметре, чем всасывающей трубы, так как скорость потока воды не той же самой заботы на нагнетательной стороне насоса. Размер выпускной трубы влияет на потери на трение, но этот эффект можно учесть с помощью гидравлического анализа. Как и в случае с размерами всасывающего трубопровода, NFPA 20 определяет минимальный диаметр нагнетательного трубопровода в зависимости от номинальной производительности пожарного насоса.

Клапан управления должен быть установлен на выпускном трубопроводе так, что насос может быть выделен для обслуживания и ремонта.Дополнительные клапаны не рекомендуются, чтобы свести к минимуму вероятность того, что клапан будет случайно закрыт и не открыт повторно — постоянная проблема с системами пожаротушения на водной основе. Регулирующий клапан разрешаются представлять собой любой тип клапана, перечисленный для службы противопожарной защиты, в том числе дроссельного клапана, поскольку турбулентность не столь критично на нагнетательной стороне насоса.

обратный клапан А также должен быть установлен на выпускном трубопроводе, между пожарным насосом и регулирующим клапаном разгрузки.Обратный клапан нагнетания улавливает более высокое давление в системе противопожарной защиты после прекращения работы пожарного насоса. Обратный клапан также предотвращает попадание воды из других источников в систему, например, через соединение пожарной части, обратно в пожарный насос.

NFPA 20 требует, чтобы номинальное давление нагнетательных компонентов, включая все трубопроводы, фитинги и клапаны, соответствовало максимальному общему давлению нагнетания при работе насоса в условиях оттока и номинальной скорости.

Обводной трубопровод насоса

Байпас — это трубопровод вокруг пожарного насоса, который может быть использован для подачи воды в систему противопожарной защиты в случае выхода насоса из строя или его вывода из эксплуатации. Такой перепускной трубопровод должен иметь такие размеры, как это требуется для выпускной трубы.

Обводной трубопровод требуется в тех случаях, когда считается, что подача воды имеет «материальную ценность» для системы противопожарной защиты без использования пожарного насоса. Хотя это довольно субъективное требование, байпасные линии обычно требуются там, где водоснабжение обеспечивается пожарной магистралью под давлением, такой как муниципальные водопроводные станции или магистрали частной пожарной службы.Если водоснабжение здания осуществляется из частной автономной стационарной системы водоснабжения, такой как всасывающий бак, минимальное давление из-за высокого напора воды, хранящейся в резервуаре, доступно, но обычно не считается имеющим материальную ценность. Однако это должно быть проверено с помощью гидравлического анализа и должно быть подтверждено соответствующими компетентными органами.

Обратный клапан необходимо установить в байпасном трубопроводе, чтобы поток от нагнетательного патрубка насоса не мог рециркулировать обратно на всасывающий патрубок насоса.Кроме того, регулирующие клапаны необходимо установить по обе стороны от обратного клапана, чтобы обратный клапан можно было изолировать для обслуживания.

Насос поддержания давления

Пожарный насос должен работать только во время пожара или во время испытаний. Пожарный насос не следует использовать для поддержания давления в системе в негорючих условиях. Включение пожарного насоса дает сигнал тревоги, поскольку он указывает на работу системы противопожарной защиты, и такое включение пожарного насоса в условиях, не связанных с пожаром, будет служить ложной тревогой.Насосы для поддержания давления, также называемые «жокей-насосами», используются для поддержания давления в системе противопожарной защиты в негорючих условиях.

Многие водонаполненные системы противопожарной защиты спроектированы так, что при установке они находятся под давлением. Обратный клапан системы служит для поддержания давления в системе. Во время пожара случае, активация спринклера или открытия клапана опускного вызовет падение давления в системе, которая будет воспринимаемым реле давления в контроллере пожарного насоса.В свою очередь, это инициирует активацию пожарного насоса.

Незначительные потери давления также могут возникать после обратного клапана пожарного насоса при отсутствии пожара. Потери давления могут возникать из-за просачивания воды через обратные клапаны или негерметичные фитинги или изменения температуры в системе. Что касается температуры, то в трубопроводе системы обычно остаются воздушные карманы. Изменения температуры окружающей среды в непосредственной близости от трубопровода системы противопожарной защиты вызовут колебания размера воздушных карманов, что приведет к изменению относительного давления в трубопроводе системы.Сильное снижение температуры окружающей среды на складе, например, которое может произойти в некондиционном помещении в течение 24 часов, может вызвать заметное падение давления, которое может быть обнаружено реле давления пожарного насоса.

смягчают ложные срабатывания сигнализации, компенсируя небольшие колебания давления в трубопроводе системы и возвращая систему к нормальному диапазону статического давления в условиях отсутствия пожара. Как и в случае с пожарным насосом, установка жокейного насоса будет включать в себя контроллер с реле давления.Реле давления поджимного насоса обычно устанавливается на более высокое давление, так что подкачивающий насос запускается раньше пожарного насоса. Обратите внимание, что каждый контроллер, один для подкачивающего насоса и один для пожарного насоса, должен иметь свою собственную независимую линию измерения давления, которая соединяет систему противопожарной защиты с реле давления в каждом контроллере.

Жокейные насосы — это насосы высокого давления с низким расходом, которые обычно не могут выдерживать давление в системе после активации одного спринклера. Когда работает спринклер или выпускное отверстие стояка открыто, подкачивающий насос работает, но не может поддерживать адекватное давление в системе из-за относительно большого объема потока воды из работающего спринклера или открытого выпуска по сравнению с протекающим фитингом.Давление в системе продолжает падать до тех пор, пока пожарный насос не запустится и не создаст требуемый расход и давление для операционной системы.

Жокейные насосы не требуются при установке пожарных насосов. Однако необходимы некоторые средства поддержания давления в системе в условиях, не связанных с пожаром, без использования пожарного насоса, поскольку насос поддержания давления не требуется. Насосы Jockey не требуют внесения в список противопожарного оборудования. Подойдет любой насос, который может создать необходимое давление.Как правило, жокей-насосы имеют такие размеры, чтобы их поток был ниже, чем ожидаемый от спринклера с наименьшим отверстием в системе, что позволяет снизить давление в системе и правильно активировать пожарный насос. Хотя жокей-насосы и их контроллеры не требуют перечисления, NFPA 20 включает ряд требований, касающихся их установки. Как отмечалось выше, необходимо подтвердить, что контроллер подпиточного насоса имеет линию измерения давления, независимую от линии пожарного насоса.

Тестовый коллектор и расходомер

Каждая установка пожарного насоса должна быть оснащена средствами тестирования, чтобы гарантировать правильную работу.Как минимум, должны быть предусмотрены меры для оценки насоса в его номинальном состоянии, а также в состоянии перегрузки (150% от его номинальной производительности). Средства тестирования должны учитывать поток и слив значительного количества воды. NFPA 20 включает положения для определения размеров трубы, используемой для испытаний. Такие испытания проводятся во время первичной приемки и / или ввода в эксплуатацию пожарной насосной установки, а также ежегодно в соответствии с NFPA 25.

NFPA 20 позволяет использовать три различных типа тестирования.Эти устройства включают использование выпускного отверстия, такого как испытательный коллектор, где вода сбрасывается в атмосферу через подсоединенные шланги и сопла с соответствующими показаниями давления и расхода. Два других метода включают измерительное устройство, которое используется для измерения расхода, производимого пожарным насосом. Дозирующее устройство устанавливается на трубопроводной петле, которая устроена так, что нагнетание насоса циркулирует обратно в резервуар для воды, или расположено так, чтобы нагнетание насоса циркулировало непосредственно обратно в линию всасывания, питающую пожарный насос.Этот последний вариант называется измерением с замкнутым контуром.

Для измерительных устройств с замкнутым контуром NFPA 20 требует наличия альтернативных средств измерения расхода, например, через тестовый коллектор. Важно понимать, что альтернативные средства измерения расхода должны быть установлены после расходомера и последовательно с ним. NFPA 25 включает положения о том, что измерительные приборы пожарных насосов должны калиброваться каждые 3 года. Размещение альтернативных средств измерения расхода (испытательный коллектор) в соответствии с требованиями NFPA 20 облегчает эту калибровочную деятельность и лучше обеспечивает точную оценку производительности пожарного насоса.

Как было отмечено выше, заголовок теста может быть установлен без использования дозирующего устройства и loop.Located на нагнетательной стороне насоса, заголовок теста должен быть установлен на внешней стенке насоса комнатного или насосной, или в другое место за пределами насосного отделения, чтобы обеспечить надлежащий сброс воды во время испытаний. Шланги подключаются к тестовой головке во время тестирования, чтобы обеспечить надлежащий слив и измерение расхода воды. Поток из испытательного коллектора обычно измеряется с помощью датчика Пито или другого расходомера, помещенного в поток.См. NFPA 291 для дальнейшего обсуждения процедур тестирования потока. Датчик Пито регистрирует скоростное давление на выходе потока, которое затем может быть преобразовано в расход, используя формулу преобразования или таблицу.

Соединение для испытательного коллектора должно находиться между обратным клапаном нагнетания и клапаном управления нагнетанием для узла насоса. Это позволяет тестировать насос даже при закрытом регулирующем клапане, изолируя насос от остальной системы.

Размер трубы, ведущей к испытательному коллектору, и количество шланговых соединений зависит от размера насоса.Это специально рассматривается в NFPA 20. В случае насоса с пропускной способностью 1250 галлонов в минуту, труба диаметром не менее 8 дюймов. в диаметре не требуется. Сам тестовый заголовок должен состоять из шести 2,5-дюймовых. шланговые клапаны и выпускные отверстия. Если длина трубы, ведущей к испытательному коллектору шлангового клапана, превышает 15 футов, следует использовать следующий больший размер трубы, как указано в NFPA 20.

Кроме того, размер трубы может быть определен с помощью гидравлических расчетов, исходя из общего расхода 150% от номинальной производительности насоса.Этот гидравлический расчет должен включать потери на трение для всей длины трубы плюс любые эквивалентные длины фитингов, регулирующих клапанов и шланговых клапанов, а также потери высоты между нагнетательным фланцем насоса и выпускными отверстиями для шланговых клапанов. Затем этот гидравлический расчет необходимо проверить с помощью гидравлического испытания.

Устройство сброса давления

Клапан сброса давления — это устройство на стороне нагнетания пожарного насоса, которое можно использовать для предотвращения избыточного давления в системе.Клапан сброса давления срабатывает, когда давление в системе достигает неприемлемо высокого уровня, например, при превышении скорости двигателя. Срабатывание предохранительного клапана приводит к падению давления в системе. В одном из типов предохранительных клапанов используется регулируемый подпружиненный механизм. Когда давление в системе достигает заданного уровня, давление в системе преодолевает силу пружины и заставляет клапан открываться. В другом типе клапана сброса давления используется пилотная диафрагма, которая заставляет клапан открываться, когда давление в системе достигает заданного уровня.При использовании любого из этих типов клапанов ожидается значительный расход нагнетаемого воздуха, который необходимо соответствующим образом учитывать.

NFPA 20 позволяет использовать предохранительные клапаны только при двух условиях. Первый относится к установкам с приводом насоса дизельного двигателя. Второй касается установок, включающих регуляторы ограничения давления с регулируемой скоростью для электродвигателей или дизельных двигателей. Обратите внимание, что если установлены предохранительные клапаны, NFPA 20 налагает ряд ограничений на расположение и размер выпускного отверстия предохранительного клапана в зависимости от того, куда нагнетательный трубопровод обратится.Таким образом, NFPA 20 не разрешает использование предохранительных клапанов в качестве средства ограничения давления в системе при нормальных условиях работы системы, то есть в качестве замены компонентов системы с более высоким номинальным давлением.

Для широкого диапазона применений дизельные двигатели спроектированы и изготовлены для работы в широком диапазоне скоростей. Для приведения в действие пожарного насоса дизельный двигатель должен работать с номинальной частотой вращения или близкой к ней, чтобы пожарный насос создавал требуемые потоки и давление.Однако происходит сканирование ситуации, когда дизельный двигатель работает со скоростью, превышающей его номинальную скорость, создавая состояние превышения скорости, которое создает чрезмерное давление в системе, которое может вызвать катастрофический отказ системы или сократить срок службы компонентов системы.

С точки зрения теории гидравлики (законы сродства насоса) небольшое увеличение скорости пожарного насоса или привода приводит к существенно большему увеличению давления в системе, то есть развиваемое давление пропорционально квадрату скорости вращения насосов.Поэтому насосы, работающие на скоростях, превышающих их номинальную, могут быть причиной для беспокойства. NFPA 20 включает ряд положений, касающихся превышения скорости двигателя и избыточного давления в системе.

Если существует возможность превышения скорости привода дизельного двигателя, и такое состояние превышения скорости приводит к тому, что давление в системе превышает номинальное давление компонентов системы, которое обычно составляет 175 фунтов на квадратный дюйм. В частности, NFPA 20 требует наличия клапана сброса давления в нагнетательном трубопроводе, где в сумме 121% от чистого номинального давления отключения (сброса) плюс максимальное статическое давление всасывания с поправкой на высоту превышают давление, на которое рассчитаны компоненты системы. .

Чтобы облегчить предотвращение ситуаций, связанных с превышением частоты вращения двигателя и повышенным давлением, NFPA 20 также требует установки регулятора двигателя для регулирования частоты вращения двигателя. Регулятор должен быть способен ограничивать максимальную скорость двигателя до 110% от его номинальной скорости, что приводит к максимальному давлению в системе 121% от давления оттока пожарного насоса. Однако отказ регулятора приведет к более критическому состоянию превышения скорости. Таким образом, также требуется устройство отключения при превышении скорости, которое определяет скорость двигателя и отключает двигатель, когда он работает на скорости, превышающей номинальную скорость более чем на 20%.Когда срабатывает устройство отключения при превышении скорости, оно посылает сигнал контроллеру пожарного насоса, предотвращая автоматический перезапуск двигателя, пока ситуация не будет исследована. Однако насос можно перезапустить вручную с помощью контроллера.

Другим средством регулирования частоты вращения двигателя и избыточного давления в системе является использование контроллера, оснащенного регулятором ограничения давления с переменной скоростью. Такое устройство ограничивает общее давление нагнетания, создаваемое пожарным насосом, за счет снижения скорости привода насоса, будь то электродвигатель или дизельный двигатель.Таким образом, предотвращение избыточного давления достигается путем изменения скорости водителя. Однако, если используется регулятор ограничения давления с регулируемой скоростью и максимальный общий напор нагнетания, скорректированный по высоте при работе насоса в режиме отключения и номинальной скорости, превышает номинальное давление компонентов системы, NFPA 20 требует установки устройства сброса давления. клапан.

Установки пожарных насосов часто бывают сложными и требуют согласования различных частей механического и электрического оборудования, а также правильного применения нескольких стандартов по установке и местных норм.Надлежащее внимание необходимо уделять не только выбору размеров и подключению наиболее очевидных компонентов, таких как пожарный насос, контроллер и привод, но и расположению соответствующих трубопроводов и подключенных устройств. Без хорошо скоординированных усилий, направленных на решение всех связанных аспектов установки, срок службы оборудования пожарных насосов может быть значительно сокращен, и, что более важно, нельзя ожидать, что пожарный насос будет эффективно работать в наиболее критическое время — когда пожар происходит.

Милош Пуховский, ЧП, ФНПП, профессор кафедры инженерной противопожарной защиты Вустерского политехнического института. Он является избранным президентом Общества инженеров противопожарной защиты и входит в ряд технических комитетов NFPA, включая критерии слива пожарных насосов и спринклерных систем.