Schemele si modul de functionare a statiilor de pompare

Schemele si modul de functionare a statiilor de pompare

a. Generalitati Statia de pompare este un ansamblu de constructii, instalatii si utilaje, cuprinzand:

Echipamentul electromecanic: pompe, motoare electrice pentru antrenarea pompelor si instalatii electrice de forta;

Instalatiile hidraulice: conducte, armaturi(vane), aparate de masura si control;

Instalatii auxiliare pentru manevrarea utilajelor si echipamentului hidraulic;

Cadirea (constructia) in interiorul careia se monteaza echipamentul electromecanic si instalatiile, numita si camera pompelor.

Dupa pozitia utilajului (pompelor) fata de nivelul terenului, statiile de pompare pot fi: supraterane, semiingropate sau subterane.

In instalatiile exterioare de alimentare cu apa statiile de pompare pot indeplini in afara de rolul de a ridica presiunea apei si alte functiuni, ca de exemplu:evacuarea depunerilor din decantoare, rezervoare etc.; spalarea filtrelor rapide; recircularea apei industriale si altele.

In instalatiile interioare de alimentare cu apa statiile de pompare se folosesc atunci cand presiunea de serviciu disponibila Hdisp din conducta publica in punctul de racord este permanent sau in anumite perioade mai mica decat presiunea (sarcina hidrodinamica) necesara in instalasia interioara, iar consumul de apa este uniform in timp. Acesta este cazus frecvent al instalatiilor industriale, in care consumul de apa pentru nevoi tehnologice este practic constant in timp. Statiile de pompare pot alimenta cu apa direct consumatorii industriali, sau indirect, prin intermediul rezervoarelor de inaltime.

b. Statia de pompare pentru alimentarea directa cu apa a consumatorilor Instalatia de pompare se compune dintr-un rezervor-tampon care poate fi deschis adica pun in legatura cu atmosfera prin conducta de aerisire, sau inchis (aflat sub presiunea unei perne de aer comprimat) care alimentat cu apa din conducta publica prin conducta de bransament si din care aspira pompa ce ridica presiunea apei si o refuleaza in instalatia spre punctele de consum. In orele cand presiunea disponibila este suficienta, apa se distribuie direct din conducta publica prin conducta de ocolire, robinetele de pe aceasta conducta fiind dechise. In perioadele de presiune scazuta intra in functiune pompa care aspira apa din rezervorul-tampon si o refuleaza in instalatie. O clapeta de retinere montata pe conducta de ocolire impiedica trecerea apei din reteaua interioara in cea exterioara in timpul functionarii pompei. Pe conducta de refulare a pompei se monteaza, de asemenea o clapeta de retinere care impiedica trecerea apei din instalatia interioara prin pompa spre rezervorul-tampon, cand nu functiomeaza pompa.

Rezervorul-tampon are rolul de a atenua undele de presiune (loviturile de berbec) ce apar la pornirea sau oprirea pompei, precum si rolul de rezervor de acumulare a apei, contribuind la compensarea variatiilor dintre varful maxim de consum si consumul mediu zilnic. In rezervorul-tampon deschis, apa trece de la presiunea din conducta publica la presiunea atmosferica, rezultand astfel pentru pompe imaltimi de pompare mai mari; in plus, apar dezavantaje de ordin igienic: pericolul patrunderii in rezervor ti in conducte a microbilor, impuritatiilor etc. Rezervorul-tampon deschis este alimentat cu apa prin intermediul unor robinete de ventil actionate cu plutitor montate pe un distribuitor care inchid admisia apei cand rezervorul s-a umplut pana la nivelul stabilit si deschid admisia apei in masura in care nivelul apei din rezervor scade si plutitorul coboara in rezervor. In rezervorul-tampon inchis se mentine, practic, presiunea din conducta de serviciu, astfel ca pompele vor trebui sa realizeze numai diferenta de presiune intre presiunea necesara in instalatia interioara si presiunea disponibila in punctul de racord, realizandu-se astfel o economie de energie electrica de pompare. In plus, se obtin si avantaje de ordin igienic, intrucat se evita patrunderea in apa a impuritatilor din mediul inconjurator.

ESEU: Examen - curs specializare - electrician navalist ESEU: Sigurante fuzibile - constructie si principiu de functionare, alegerea sigurantelor fuzibile

Pompele pot fi comandate manual, prin apasarea pe butoanele de comanda (pornire sau oprire) ale intrerupatorului motorului de antrenare, sau automat, cu intrerupatoare de presiune, care deschid contactele electrice ale circuitului de alimentare a motoarelor electrice la depasirea presiunii maxime a apei din instalatie.

Uneori se prevad si pompe din de rezerva, pentru a asigura alimentarea cu apa a instalatiilor fara intreruperi.

Pentru alegerea pompei din catalog se determina in prealabil debitul G_p si inaltimea de pompare H_p, necesare.

Pentru alimentarea cu apa in scopuri tehnologice sau pentru combaterea incendiilor, debitul pompei, G_p, este numeric egal cu debitul conductei principale de distributie; pentru alimentarea cu apa in scopuri menajere, debitul pompei se ia egal cu debitul de calcul al conductelor.

Inaltimea de pompare necesara H_p= H_nec se determina cu relatia:

6H_p= H_gB+ h_rA-B+ H_uB- H_a [m H₂O] in care:

H_gB – este inaltimea geodezica de pompare, in m H₂O, calculata ca diferenta de nivel intre cota punctului B de consum amplasat in instalatia interioara cel mai defavorabil din punct de vedere hidraulic (cel mai departat pe orizontala de punctul de alimentare cu apa, situat la inaltimea cea mai mare si avand presiunea de utilizare cea mai mare) si nivelul apei din rezervorul-tampon din care aspira pompa;

h_rA-B= h_ra+h_rr – reprezinta pierderea totala de sarcina liniara si locala egala cu suma dintre pierderea de sarcina h_ra pe conducta de aspiratie cuprinsa intre rezervorul-tampon si pompa si pierderea de sarcina h_rr pe conducta de refulare de la pompa pana la punctul de consum aflat in situatia cea mai defavorabila, in m H₂O;

H_uB – presiunea de utilizare, in m H₂O, la punctul de consum aflat in situatia cea mai defavorabila;

H_a – este presiunea, in m H₂O in rezervorul-tampon din care aspira pompa (in rezervorul-tampon deschis; H_a= H_atm= 0 [m H₂O]).

In cazul utilizarii rezervorului-tampon inchis, Ha este presiunea, in m H₂O, din acest rezervor si din relatia 6 se vede ca inaltimea de pompare necesara este in acest caz mai mica decat in cazul utilizarii rezervorului-tampon deschis, rezultand o economie de energie de pompare.

c. Statia de pompare pentru alimentarea cu apa a rezervoarelor de inaltime In perioadele in care presiunea disponibila a apei din conducta publica in punctul de racord devine mai mica decat presiunea (sarcina hidrodinamica) necesara in instalatia interioara, rezervorul de inaltime este alimentat cu apa cu ajutorul pompelor, care aspira apa dintr-un rezervor-tampon deschis alimentat din conducta de bransament si o refuleaza in rezervorul de inaltime. Pe conducta de refulare a pompei se monteaza o clapeta de retinere care impiedica intoarcerea apei din rezervorul de inaltime prin pompa, in perioadele cand pompa nu functioneaza.

Motorul electric de antrenare a pompei poate fi actionat manual, prin apasarea pe butoane de pornire sau oprire ale automatului electric, sau cu ajutorul unei instalatii de automatizare.

Pornirea, respectiv oprirea automata a pompei, se poate realiza cu ajutorul unui nivostat prevazut cu contacte electrice. La atingerea nivelului minim al apei in rezervorul de inaltime, nivostatul inchide circuitul electric de comanda a pornirii motorului electric de antrenare a pompei, iar la atingerea nivelului maxim al apei in rezervor, nivostatul comanda intreruperea (deschiderea) circuitului electric de actionare a motorului pompei.

Comanda automata a pornirii si opririi pompei se poate efectua si cu ajutorul unui intrerupator de nivel cu plutitor. Cand nivelul apei din rezervor scade, plutitorul coboara si cursorul va anelansa automatul de pornire a pompei actionand parghia. La stabilirea nivelului maxim plutitor ocupa pozitia superioara, iar cursorul va actiona asupra parghiei comandand aprirea pompei.

Distributia apei din rezervorul de inaltime in instalatia interioara se face prin aceeasi coloana prin care se face alimentarea rezervorului, cu ajutorul unei conducte de legatura, prevazuta cu clapeta de retinere, aceasta permite trecerea apei intr-un singur sens, astfel ca alimentarea cu apa a rezervorului se face numai prin racordul superior.

Inaltimea H_R de montare a rezervorului de inaltime, fata de un plan de referinta ales se determina astfel incat sa fie cel putin egala cu inaltimea de presiune necesara in instalatia interioara, H_nec pentru a asigura alimentarea cu apa a tututror punctelor de consum; prin urmare:

7 H_R≥ H_nec[m H₂O]

Inaltimea de presiune necesara in instalatia interioara, H_nec, in m H₂O, este egala cu valoarea maxima a sumei:

8H_nec = max(H_g+ H_u+ h_r) [m H₂O]in care:

Hg – este inaltimea geodezica a punctului de consum cel mai dezavantajat din punct de vedere hidraulic din intreaga instalatie interioara, fata de planul de referinta unic admis, in m H₂O;

Hr – este suma pierderilor totale de sarcina (liniare si locale) de la punctul de iesire a apei dim rezervorul de inaltime pana la punctul de consum aflet in situatia cea mai defavorabila, in m H₂O;

Hu – presiunea de utilizare, in H₂O, necesara la punctul de consum aflat in situatia cea mai defavorabila.

Pompa pentru alimentare cu apa a rezervorului de inaltime se alege din catalog, pe baza punctului de functionare a instalatiei, in care scop este necesar sa se determine in prealabil, debitul Gp [m³/h] si inaltimea de pompare Hp [m H₂O] necesare.

Debitul necesar al pompei, Gp [m³/h] se determina in functie de tipul consumatorilor (consum tehnologic, consum menajer) si in general este egal cu debitul conductei principale de distributie a apei din rezervorul de inaltime.

Inaltimea de pompare necesara, Hp, se determina cu relatia:

9H_P = H_R+ h_r - H_a  [m H₂O]in care:

H_R – este inaltimea de montare a rezervorului de inaltime, in m H₂O;

hr= hra+hrr – reprezinta pierderea totala de sarcina siniara si locala egala cu suma dintre pierderea de sarcina hra pe conducta de aspiratie cuprinsa intre rezervorul-tampon si pompa si pierderea de sarcina hrr pe conducta de refulare de la pompa pana la rezervorul de inaltime, in m H₂O;

Ha – presiunea, in m H₂O, in rezervorul-tampon din care aspira pompa: Ha=Hatm=0 [m H₂O].

Volumul V (capacitatea) rezervorului de inaltime, in litri, se determina cu relatia:

10V = 3600*G_p [l]in care:

4n

Gp – este debitul pompei, in l/s;

n – numarul maxim de porniri pe ora al pompei (n= 1215 porniri/ora).

Volumul rezervorului-tampon deschis Vrt se calculeaza cu relatia:

11V_rt = 150(10 + G_p ) [l]