Почему насосная станция не набирает давление?

19

Май

Насосная станция позволяет владельцам загородных домов быть независимыми от центрального водоснабжения. Благодаря ей подача воды осуществляется беспрепятственно и автоматически, но, к сожалению, и этот агрегат иногда выходит из строя. Что является тому причиной?

Для начала необходимо понять, что представляет собой насосная станция. Основным компонентом ее является вакуумный насос. Его функционирование базируется на включении/выключении двигателя, что не очень хорошо сказывается на работе «сердца» агрегата. Для снижения нагрузки на двигатель, защиты его от перегорания устанавливают гидробак. Наличие гидробака позволяет создавать нужное давление, контролировать работу насоса. Как только агрегат перестает выключаться – это говорит об отсутствии нужного давления в системе. И в данной проблеме нужно серьезно и незамедлительно разбираться. Рассмотрим наиболее распространенные и частые причины тому.

Негерметичность системы

Падение уровня воды возможно в самой станции. Иногда самостоятельно определить и выявить утечку непросто, так как вода может выходить на любых участках. Проверить систему на герметичность можно лишь в работающем режиме.

Обязательно нужно проверять место соединения патрубков, не игнорировать наличие трещин на трубах, проверять на наличие подтеканий трубопровод. Устранить неполадки можно специальным скотчем, но это лишь временная мера. Затягивать с ремонтом не рекомендуется, так как это негативно сказывается на работе насосной станции и может быстро вывести ее из строя.

Снижение уровня воды

Чаще всего касается это скважины или колодца. При отсутствии должного количества воды в систему подается воздух, что не позволяет набирать давление.

Решение проблемы. При низком уровне грунтовых вод стоит пробурить глубокую скважину. Если же уровень воды упал в насосе, то стоит в него долить воду и дождаться набора давления.

Загрязнение фильтра

Поскольку в воде содержится огромнейшее количество механических частиц, то от состояния фильтра на подающем патрубке зависит срок службы водяного насоса. Он скапливает в себе песок, ил, глину, не дает им проникать в систему. Если же он забьется, то вода будет поступать в недостаточном объеме, а это вновь является причиной падения давления. Устранить эту неполадку можно прочисткой или заменой фильтра.

Неисправность эжектора

Насосная станция с внешним эжектором, в отличие от других насосов, позволяет доставать воду из глубины до 45 метров. В таком случае используется 2 насоса, а КПД системы увеличивается на 35 %. Но если эжектор выходит из строя, то с данной проблемой придется повозиться, так как потребуется замена изношенных деталей и чистка от загрязнений.

Но и это далеко не все сложности, которые могут возникать из-за непрерывной работы станции. Специальная крыльчатка внутри силового блока также подвержена разрушению из-за контакта с механическими частицами (песок, ил и т. п.). Тут нужно отметить, что возможность попадания частиц в систему напрямую зависит от качества выполнения работ бурильщика. Если отсутствует входной фильтр или же сетка для улавливания песка подобрана неправильно, устройство может быстро выйти из строя.

Причиной неисправности может быть и реле. Поврежденная пружина может привести к тому, что двигатель не будет запускаться. Это очередной раз доказывает, что тянуть с заменой изношенных и неисправных деталей не стоит. Помните, любая неполадка должна устраняться своевременно, ведь от этого напрямую зависит срок эксплуатации устройства.

Как избежать падения давления?

Еще на этапе покупки устройства нужно определить необходимую мощность насоса. Обязательно принимать во внимание стоит диаметр труб, глубину воды, число жильцов. Рекомендуется выбирать вакуумный насос с немного превышающей мощностью.

Недостаточно напряжение в сети также может доставить немало проблем, поэтому при необходимости потребуется установить стабилизатор.

В любом случае, желательно при неисправностях, сбоях в работе насосной станции обращаться к специалистам.

Previous: Как проверить вакуумный насос

Next: Принцип работы воздуходувки

Почему нет давления в насосе

Если насосная станция не набирает давление и не отключается, необходимо рассмотреть ряд возможных причин. В большинстве случаев это происходит, если нарушена работа некоторых  узлов механизма или неправильно подобрана техника – не соответствует основным параметрам

гидротехнического сооружения. Существуют причины, из-за которых устройство не может самостоятельно отключиться. Если исключить все вероятные факторы, можно наладить работу агрегата собственными силами. Насос обеспечивает доставку жидкости со дна гидротехнического сооружения в систему водоснабжения. Чтобы вода поднималась с достаточной скоростью и в требуемых объемах, необходимо поддерживать давление. Заметить, что оно изменилось, можно по внешним признакам. Так, при ослаблении напора воды предполагают ухудшение работы агрегата или изменение в самом гидротехническом сооружении.

Регулировка давления выполняется с помощью гидроаккумулятора. Благодаря этому элементу системы снижается частота включений и отключений насоса. Гидроаккумулятор представляет собой накопительный бак, создающий необходимое давление благодаря силе упругости воздуха.

Совместная работа насосного агрегата и гидроаккумулятора регулируется при помощи реле. При существенном падении давления реле включает насос.

Насос не обеспечит напор достаточной силы, он должен использоваться вместе с гидроаккумулятором и реле давления. При такой комбинации элементов системы обеспечивается непрерывная подача воды в трубопровод, а оттуда – к сантехническим приборам. Рекомендуется устанавливать насосную станцию на объектах, где люди проживают постоянно (частный дом). На даче можно использовать только насос.

Если насос не может поднять воду, этому часто способствуют внешние факторы:

Внешние сбои в работе насоса.

1. Снижение уровня жидкости в гидротехническом сооружении, в данном случае агрегат сначала плохо качает воду, а вскоре перестает выполнять свою функцию, работает вхолостую. При этом увеличивается износ прибора, он быстро выходит из строя, т. к. не предусмотрена возможность функционирования всухую.

2. Недостаточно большая глубина гидротехнического сооружения (до 8 м), это становится причиной поломки, если снижается уровень грунтовых вод. При небольших размерах скважины такие изменения ощутимы сильнее.

3. Если планируется монтировать насосную станцию на участке, предусматривается возможность установки фильтрующего элемента. Он располагается на входе системы – крепится к подающему патрубку на дне гидротехнического сооружения и постоянно контактирует с загрязнениями (песок, известь, вещества, содержащиеся в воде). Если не производить очистку фильтра, вода перестанет подниматься.

Если сила создаваемого напора воды была небольшой изначально, велика вероятность, что техника была подобрана неправильно из-за ошибочного расчета ее мощности. В результате насосная станция становится малоэффективной: вода часто отсутствует или подается с перебоями.

При расчете мощности устройства всегда делается запас (10-15%), что позволит компенсировать погрешности и воздействие негативных факторов при эксплуатации. Если данные нюансы не были учтены, агрегат работает на пределе своих возможностей: часто включается и отключается или функционирует непрерывно, что приводит к быстрому износу, появлению неполадок. В лучшем случае требуется ремонт устройства, а в худшем – он выходит из строя.

Мощность электродвигателя насоса может оказаться недостаточной и в случае, когда агрегат эксплуатируется долго. Это происходит при изменении конфигурации трубопровода: увеличиваются его длина или диаметр, меняется направление вследствие переноса некоторых сантехнических приборов, перестройки объекта и его перепланировки.

Еще одной причиной падения давления на фоне низкой мощности устройства является увеличение глубины скважины. Каждая разновидность насоса предназначена для эксплуатации при заданных условиях. Если исходные данные меняются, следует выбрать другой вариант агрегата. В зависимости от разновидности устройства могут выйти из строя разные узлы: рабочее колесо, мембрана. Данные элементы конструкции часто функционируют на высокой скорости, а значит, подвергаются воздействию высоких нагрузок, что приводит к быстрому износу. Если со дна скважины поднимается вода с примесями песка или в ней присутствуют другие загрязнения, это может ускорять истирание деталей.

При ослаблении силы напора без видимых причин (уровень воды в скважине в норме, мощность достаточная, перепады напряжения в сети не наблюдаются) можно предположить выход из строя насоса. Если насос дешевый, то заниматься ремонтом часто нецелесообразно, т. к. его стоимость может быть высокой.

Проблемы насосной станции | WaterWorld

Почему крыльчатки выходят из строя и что с этим делать

Менеджеры по водоснабжению сосредоточены на том, чтобы получить максимальную отдачу от оборудования насосной станции. Одним из конкретных источников внимания является предотвращение износа или «жевания» крыльчатки на их насосных станциях. Жевание может привести к снижению эффективности откачки и увеличению затрат на техническое обслуживание, оборудование и эксплуатацию.

Хотя нормальный износ является обычным явлением, все насосные станции должны иметь план эксплуатации и технического обслуживания для оптимизации работы насосов. Традиционные планы эксплуатации и обслуживания содержат следующие элементы:

• Регулярный осмотр на наличие утечек и посторонних звуков

• Смазка подшипников

• Замена уплотнения

• Замена уплотнения

• Замена крыльчатки на основе стандартного использования для оптимизации гидравлики по мере износа крыльчатки со временем

Однако даже самый лучший план технического обслуживания может пойти наперекосяк, а другие факторы могут привести к износу насоса быстрее, чем стандартный износ.

Некоторые распространенные проблемы износа рабочего колеса насоса, наблюдаемые на насосных станциях, включают:

• Абразивный износ, вызванный твердыми частицами в воде. Этот тип износа обычно снижается на насосных станциях питьевой воды из-за более высокого уровня фильтрации, но иногда камни или другой мусор попадают внутрь насоса и вызывают проблемы. Этот мусор гораздо чаще встречается на насосных станциях сырой воды. В более редких случаях гравий попадает в готовую систему водоснабжения, что, скорее всего, связано со строительным проектом.

• Химические реакции между раствором и материалом рабочего колеса, вызывающие коррозию, которая в конечном итоге приводит к повреждению рабочего колеса. Переменные в воде могут усугубить эти проблемы, такие как конкретные химические вещества, используемые для обработки, кавитация и температура воды. Как хлорирование воды водными операторами может повлиять на коррозионную активность воды на рабочем колесе насоса. Например, гипохлорит натрия более агрессивен для оборудования системы водоснабжения, чем газообразный хлор, хотя он гораздо более удобен для операторов.

• Кавитация возникает при низком давлении. Низкое давление может создавать пузырьки пара, которые схлопываются при воздействии более высокого давления. Схлопнувшийся паровой пузырек посылает мощную ударную волну на рабочее колесо, что вызывает износ и преждевременный износ. Иногда возникают нерешенные проблемы с гидравликой, которые могут создать эту проблему.

Некоторые из этих проблем требуют замены крыльчатки всего через два года. В некоторых случаях гидравлика насоса начинает снижаться при более высоких расходах и передачах насоса, что может привести к проверке. Замена крыльчатки является частью стандартного плана операций и технического обслуживания, но в этом сценарии частота замены намного превышала стандартное время замены.

Выявление убывающей гидравлики может быть сложным процессом и может быть связано с различными проблемами. Наблюдение за диспетчерским управлением и сбором данных (SCADA) или за потоками и давлением данных в реальном времени является отличной отправной точкой. Анализ данных о расходе и давлении может выявить следующее:

• Насос работает в крайнем левом положении своей кривой насоса за пределами минимальной постоянной стабильной кривой потока. Операции ниже этой точки могут вызвать следующие проблемы в возрастающем порядке по мере того, как кривая насоса смещается влево от минимальной непрерывной кривой стабильного потока:

• Эффективность насоса снижается

• Потоки могут стать прерывистыми, вызывая случаи кавитации

    и сокращение срока службы крыльчатки

• Потоки становятся все более прерывистыми и нестабильными, вызывая:

• Более шумные операции

• Более высокие вибрации

• Сокращение срока службы подшипников и уплотнений из-за различных скоростей и давлений вокруг улитки корпуса

• Более частые явления кавитации, которые еще больше ухудшают рабочее колесо

• Температура начинает повышаться, вызывая:

• Сильный износ рабочего колеса

• Повышенная вероятность химических реакций с рабочим колесом (зависит от водно-химического режима и материала рабочего колеса насоса)

• Насос работает в крайней правой части своей кривой насоса за пределами максимально допустимого расхода. Операции после этой точки вызывают следующее:

• Снижение эффективности перекачки

• Частое возникновение кавитации, которая еще больше ухудшает рабочее колесо

• Переключение между насосами не гладкое. Это может произойти, если нет задержки для запуска следующего насоса в линии или если задержка слишком длинная или короткая. Эта проблема часто встречается в сочетании с одной из предыдущих проблем, обсуждавшихся в отношении минимального непрерывного стабильного расхода или максимально допустимого расхода.

• Давление не поддерживается в замкнутых системах. Это также часто сочетается с проблемами минимального и максимального расхода.

Проблемы с насосной станцией замкнутого контура

На насосных станциях с замкнутым контуром перекачка поддерживает давление в зоне, а не перекачивает в резервуары. Это может создать интересные явления. Это особенно верно для самого маленького насоса на станции.

Во многих случаях рабочее колесо самого маленького насоса часто требует замены. После тщательного анализа на нескольких насосных станциях мы обнаружили, что:

• Минимальная дневная потребность в ночное время была слишком низкой для адекватной циркуляции воды. Это приводит к кавитации насосов. В течение минимального дневного потребления в некоторых зонах давления среднее значение в течение минимального дня составляло более 20 галлонов в минуту; однако ночью спрос был практически нулевым, за исключением случайного смыва туалета или позднего душа. Как обсуждалось ранее, насос работает в крайнем левом углу кривой насоса в течение ночи за пределами минимальной стабильной кривой непрерывного потока. Это вызывает каскадный эффект снижения эффективности откачки, увеличения случаев кавитации и, в конечном итоге, повышения температуры. Более высокие температуры также увеличивают вероятность химических реакций. Эти проблемы усугубляются, когда насосные станции с замкнутым контуром «перекачивают» воду из-за низкого спроса.

• Кривые насоса не соответствуют гидравлике системы. Кривая работы насоса ниже минимальной стабильной непрерывной кривой потока или выше максимально допустимого потока. Это приводит к тому, что насосы работают за пределами своего диапазона максимальной эффективности и ускоряют износ рабочих колес.

• Точка переключения между насосами была слишком длинной, что приводило к тому, что насосы работали с превышением максимально допустимого расхода в течение продолжительного периода времени до запуска следующего насоса на линии. При переключении на меньший насос это может привести к тому, что насос будет работать в течение длительного периода ниже минимально стабильной непрерывной кривой потока.

• Точка переключения между насосами была слишком короткой, что приводило к частым пускам/остановкам и нестабильным условиям потока.

Продление срока службы рабочего колеса насосной станции с замкнутым контуром

Попытки свести к минимуму проблемы ускоренного износа могут предприниматься как во время проектирования, так и во время эксплуатации насосной станции.

На этапе проектирования:

• Выберите подходящие насосы с соответствующими характеристиками насоса, которые соответствуют гидравлическим характеристикам системы.

• При выборе материала рабочего колеса оцените расчетные гидравлические условия.

• Оцените ночные расходы во время минимальных дневных потребностей, чтобы определить, не являются ли потоки слишком низкими для самого маленького насоса (не рассчитывайте нижний предел самого маленького насоса на средние минимальные дневные потребности).

• Рассмотрите возможность добавления байпаса, который работает только при работе небольшого насоса, чтобы насос работал в точке, близкой к максимальной эффективности.

• Оцените химический состав воды, чтобы убедиться, что химическая реакция не зависит от других факторов (например, кавитации/кипения воды).

Чтобы максимально увеличить срок службы крыльчатки, обслуживающий персонал может:

• Обновите рабочие колеса до сплава никель-алюминий-бронза, который намного более устойчив к кавитации, чем стандартные рабочие колеса из чугуна.

• Возьмите пробы воды, чтобы убедиться, что химическая реакция не происходит независимо от других факторов (например, кавитации/кипения воды). Замените рабочее колесо коррозионно-стойким материалом, например, нержавеющей сталью.

• Замените самый маленький насос, если есть насос с лучшей гидравлической посадкой.

• Добавьте байпас от всасывания к нагнетательному коллектору, который обеспечит достаточный поток для эффективной работы небольшого насоса.

• Наймите инженера для оценки вашей насосной станции.

Принятие надлежащих мер по уменьшению и устранению преждевременного износа крыльчаток насосов сэкономит деньги в будущем. Это также предотвратит дорогостоящую замену крыльчаток за счет решения проблемы на любом этапе проектирования или эксплуатации. WW

Расход, давление и производительность насоса

Кривая производительности насоса суммирует возможности и требования данного насоса. Производители используют различные форматы, но все кривые насоса показывают наиболее важные параметры. К ним относятся напор, требуемый напор и требуемая мощность в доступном диапазоне расхода.

Заинтересованы в инфраструктуре?

Получайте статьи, новости и видео об инфраструктуре прямо на свой почтовый ящик! Войти Сейчас.

Инфраструктура

+ Получать оповещения

Проект насосной станции – обычный муниципальный проект. Однако не следует путать обыденность с простотой.

Не существует единственной лучшей конструкции насосных станций. Производительность насосов, тип станции, стратегия управления и множество других факторов влияют на различия в конструкции. Операторы и менеджеры должны знать об особенностях проектирования станции, чтобы обеспечить руководство и контроль для проектировщиков.

Насосные станции следует рассматривать как системы. Насосы могут быть наиболее важными элементами, но они не будут работать без электрических, конструкционных компонентов и компонентов ОВКВ. Чтобы насосная станция была успешной, отношения между этими компонентами должны быть скоординированы.

Между насосными станциями питьевой воды, ливневой и сточной воды есть сходство, но есть и различия. В этой статье речь пойдет о перекачке сточных вод.

Определение расхода

Первой задачей проектирования является определение расхода, который должна обеспечить насосная станция. Обычно это означает определение диапазона расхода, поскольку насосные станции должны приспосабливаться к значительной изменчивости спроса. Производительность обычно выражается в галлонах в минуту.

Расчет обычно начинается со среднесуточного расхода. Это номинальный расход, который, как ожидается, будет обеспечивать станция в конце расчетного срока службы. Немногие насосные станции работают со среднесуточным расходом в течение длительного периода времени. Большинство станций рассчитаны на пропускную способность, превышающую текущий ADF. Проект станции предназначен для удовлетворения растущих потребностей в пропускной способности — часто на 20 лет вперед. В первые годы эксплуатации требуемый расход обязательно будет намного ниже — большинство насосных станций работают с расходом, равным одной трети проектного расхода.

Суточные колебания расхода являются фактом жизни при перекачивании воды и сточных вод. Пиковый сток в сухую погоду обычно вдвое превышает средний дневной сток. Колебания расхода для насосных станций обычно меньше, чем для перекачки сточных или ливневых вод.

Дождь и таяние снега, очевидно, определяют размеры насосных станций для ливневых вод, но они также являются важным фактором при перекачке сточных вод. Приток и инфильтрация обычно определяют максимальную производительность насоса. Соотношение между среднесуточным дебитом и пиковой производительностью насоса называется пиковым коэффициентом. Обычны коэффициенты четыре или пять, а в сообществах со старыми или совмещенными коллекторами используются коэффициенты до восьми.

Снижение пропускной способности или минимальный поток, который система может обеспечить в процентах от максимального потока, может иметь решающее значение. Оценка потока должна включать ADF, дневной минимум и максимум, а также пиковый часовой поток. Изменения могут компенсироваться прерывистой работой насоса. Однако следует избегать насосов увеличенного размера, поскольку они приводят к чрезмерному количеству циклов пуска/останова. Большие насосы более подвержены повреждениям из-за частого запуска.

Количество насосов

Регулирующие органы требуют, чтобы насосная станция включала резервные (резервные) насосы. Это означает, что при выходе из строя самого большого насоса оставшиеся насосы должны иметь производительность, обеспечивающую пиковую часовую производительность. Поскольку один насос, как правило, не может обеспечить требуемый динамический диапазон, в большинстве конструкций используется несколько небольших насосов вместо одного большого насоса и идентичного резервного. Стоимость нескольких насосов компенсируется, потому что каждый насос дешевле, чем большой.

Небольшие насосные станции часто бывают «дуплексными» с двумя насосами с постоянной скоростью. Каждый насос способен выдерживать пиковый часовой расход.

Давление напора

Второй характеристикой, определяющей размер насоса, является напор насоса или давление нагнетания. Термин «напор» происходит от высоты воды, которую насос может преодолеть при заданном расходе, обычно выражаемой в футах водяного столба (1 фут водяного столба = 0,43 фунта на кв. дюйм = 6,3 бар). Операторы часто думают о напоре как о давлении нагнетания в насосе, но на производительность насоса влияет множество различных аспектов напора (рис. 1).

Разница в напоре от всасывания до нагнетания определяет производительность и мощность насоса. Это называется полным динамическим напором.

hfs,d = потеря напора на трение во всасывающем и нагнетательном трубопроводе (футы)
ht = общий статический напор; перепад высот воды на стороне нагнетания и всасывания насоса (в футах)

Важно помнить, что насосы создают поток, но сопротивление системы потоку создает напор. Насос с отсоединенной нагнетательной трубой будет производить большой поток, но не давление.

Двумя компонентами TDH, которым уделяется наибольшее внимание при перекачивании, являются статический напор и напор трения нагнетания. Статический напор – это высота уровня воды на стороне нагнетания насоса за вычетом высоты уровня воды на стороне всасывания насоса. Для большинства применений статический напор почти постоянен.

Напор трения возникает из-за сопротивления воды, проходящей через трубы и фитинги. Потеря трения возникает как на стороне всасывания, так и на стороне нагнетания насоса. Потери на трение зависят от квадрата скорости воды и обратного размера трубы в пятой степени.

В некоторых приложениях, таких как головные сооружения очистных сооружений, статический напор является самым большим компонентом TDH. В других случаях, например при перекачивании через длинную силовую магистраль, большее значение имеет фрикционный напор. Относительные пропорции статического напора и фрикционного напора будут влиять на стратегию управления насосом и характеристики энергопотребления системы.

Двумя обычно игнорируемыми, но важными компонентами напора на стороне всасывания насоса являются требуемый чистый положительный напор на всасывании и имеющийся чистый положительный напор на всасывании. Требуемый напор зависит от конструкции насоса. Он устанавливается заводскими испытаниями и отображается на характеристике насоса. Доступный и требуемый напор — это абсолютные давления — относительно вакуума.

Большинство муниципальных насосных установок имеют затопленный всасывающий патрубок насоса. Это означает, что уровень воды в мокром колодце выше всасывающего патрубка насоса. Это один из компонентов доступной головы. Другое дело барометрическое давление. На уровне моря это равно 14,7 фунтов на квадратный дюйм (14,7 фунтов на квадратный дюйм = 1,01 бар = 33,9 футов h3O). По мере увеличения высоты участка барометрическое давление снижается.

Давление пара – это давление, при котором вода будет кипеть при данной температуре. Давление пара увеличивается по мере повышения температуры воды с соответствующим уменьшением располагаемого напора.

pa = барометрическое давление (psi)
Y = удельный вес воды, 62,4 фунт-сила/фут3
hfs = потери на трение во всасывающем трубопроводе (футы)
hts = высота воды над (+) или ниже (-) всасывания насоса (футы)
pv = давление паров воды при температуре всасывания (psi)

Эксплуатация насоса, когда имеющийся напор ниже требуемого, может привести к повреждению насоса. Всегда должен быть обеспечен запас прочности между рассчитанным доступным напором и требуемыми изготовителем значениями напора.

Кривая производительности насоса

Кривая производительности насоса суммирует возможности и требования данного насоса (рис. 2). Производители используют различные форматы, но все кривые насоса показывают наиболее важные параметры. К ним относятся напор, требуемый напор и требуемая мощность в доступном диапазоне расхода. Большинство кривых насоса показывают производительность при нескольких скоростях или диаметрах рабочего колеса.

Кривая насоса не определяет фактическую рабочую точку насоса.