Установки повышения давления

И. Г. Шаин, ведущий специалист по насосному оборудованию фирмы «Омния-Техно»

В связи с загруженностью местных водопроводных систем, повышенной этажностью объектов и рядом других причин часто возникает необходимость в установке дополнительных насосных станций, задача которых – поддержание давления на уровне, обеспечивающем подачу требуемого количества воды даже в самые неблагоприятно расположенные точки потребления.

Гостиницы, больницы, санатории, коттеджные поселки, спортивные комплексы, промышленные объекты, предприятия жилищно-коммунального и сельского хозяйства нуждаются в обеспечении стабильным водоснабжением с постоянным давлением в сети. Расход воды во многих сооружениях значительно меняется в течение суток. Для того чтобы обеспечивать потребность расхода воды в моменты пикового водоразбора и соответствовать необходимости расхода воды при минимальных расходах, не тратя лишней энергии, используют многонасосные повысительные установки (бустерные насосные станции), в которых насосы включаются и выключаются в зависимости от потребности в расходе.

Широкий выбор насосных станций с самыми разнообразными характеристиками предлагает один из крупнейших производителей насосного оборудования – фирма ESPA.

В настоящее время выпускаются насосные станции с использованием различных способов управления. Многонасосные установки повышения давления производятся двух типов: гидропневматические – управляемые при помощи реле давления, и с плавным регулированием скорости вращения – управляемые частотным преобразователем. В зависимости от требуемой подачи в повысительную установку могут входить от одного до шести центробежных насосов с необходимыми характеристиками. Обычно повысительные установки поставляются готовыми к подключению, полностью укомплектованными на виброустойчивой фундаментальной раме с общей трубной обвязкой, оборудованной всеми необходимыми составляющими (обратные клапана, краны, задвижки, датчики давления, манометры, перепускные предохранительные клапаны и др.), гидроаккумулятором, электрической разводкой и центральным щитом управления. В зависимости от условий работы для каждой повысительной установки можно заказать различные модели электрических шкафов с различными методами управления, защиты и контроля насосов: управление при помощи реле давления, уровневых прерывателей, с электронным инвертором для смены очередности включения насосов при каждом запуске, с плавным регулированием скорости вращения двигателей, с подсчетом часов работы и (или) количества включений, с автоматическим (в зависимости от наработанных часов) или ручным режимом смены «ведущего насоса», с программатором расписания работы, с датчиком сухого хода, с функцией индикации неисправностей, с устройством звуковой аварийной сигнализации и другими элементами контроля и управления. Для возможности подключения регулировочных поплавков, датчиков минимального давления, устройств дистанционного управления используется низковольтная вспомогательная цепь. Все модели оборудованы защитой электромоторов от обрыва фазы и перегрузки, сигнальными лампочками наличия напряжения, работы и отключения каждого электронасоса, переключателем режимов работы для каждого насоса.

Управление насосами при помощи реле давления является традиционным методом в повысительных установках с насосами с постоянной частотой вращения. В зависимости от потребности в расходе воды происходит поочередное (каскадное) включение и выключение насосов. Функция мембранного бака заключается в предупреждении гидравлических ударов и аккумуляции запаса воды для предотвращении частых включений и выключений, поэтому в таких станциях обычно используют баки больших объемов.

Управление насосами при помощи частотных преобразователей, посредством плавного регулирования скорости вращения двигателей, обеспечивает превосходное качество регулирования давления, дает комфортное постоянное давление в системе и является наиболее эффективным и экономичным. С такими установками потребитель, задав определенную температуру воды на смесителе, не ощутит никаких колебаний температуры, т.к. давление в системе будет всегда неизменным, даже при подключении дополнительных потребителей. Данные установки особенно рекомендуются для систем водоснабжения, где требуется постоянное, без перепадов давление. Частотный преобразователь меняет скорость вращения электродвигателей по сигналам электронного датчика давления.

Включение повысительной установки происходит плавным разгоном «ведущего» (регулируемого) насоса с помощью преобразователя частоты. При этом нет потребления больших пусковых токов, как при прямом пуске электродвигателей, что приводит к значительной экономии электроэнергии, увеличивает ресурс работы насосов и сантехнической арматуры; полностью исключаются гидравлические удары из-за включения- выключения насосов, отпадает необходимость в установке больших гидроаккумуляторов. Частота включения насосов в повысительных установках с частотным преобразователем не зависит от объема гидроаккумулятора, поэтому нет необходимости в больших баках, однако для защиты от возможных гидроударов из городской сети водоснабжения повысительные установки комплектуются гидроаккумулятором малой емкости.

При частотном управлении насосами реализуется следующий алгоритм: когда начинается потребление воды из систем водоснабжения, частотный преобразователь плавно разгоняет «ведущий» (регулируемый) насос и регулирует его обороты, выдерживая равновесие между подачей установки и потреблением воды из системы. Информация о давлении в системе постоянно поступает в частотный преобразователь от сенсорного (электронного) датчика давления и обрабатывается каждые 0,5 секунд. Когда расход повышается до величины максимальной производительности «ведущего» насоса, второй насос включается на полную мощность, а «ведущий» сбрасывает обороты до минимальной скорости. В зависимости от расхода воды из системы, точно так же могут включаться все насосы повысительной установки. При снижении потребления воды все происходит в обратной последовательности. Как только расход снижается до нуля, «ведущий» насос отключается, и установка находится в режиме ожидания.

Для питания противопожарных систем производятся специальные станции пожаротушения. Обычно они состоят из одного или двух основных питающих насосов и одного «дежурного», на общей фундаментальной раме с трубной обвязкой и всеми необходимыми составляющими: обратными клапанами, кранами, задвижками, датчиками давления, манометрами, перепускными предохранительными клапанами и др. Установки для противопожарных систем могут быть оснащены устройством еженедельного тестирования, включающим в себя таймер с возможностью недельного программирования, выпускной электромагнитный клапан, устройство звуковой и световой сигнализации и кнопку аварийной остановки с ручным сбросом. Обычно используется «дежурный» насос небольшой мощности. Его задача состоит в том, чтобы поддерживать систему пожаротушения под давлением. Он компенсирует малые расходы и возможные утечки из системы, тем самым предотвращая включение основного, более мощного насоса и экономя электроэнергию.

Основной насос обеспечивает подачу и напор воды в случае срабатывания системы пожаротушения

Для возможности функционирования системы пожаротушения при отсутствии электроэнергии, или если по каким-либо причинам давление в системе недостаточно, есть модели станций, которые комплектуются «аварийными» насосами с приводом от дизельного двигателя. Запуск дизельного двигателя и контроль параметров его работы обеспечивается автоматической системой.

Все насосные установки подвергаются настройке, комплексным испытаниям на стенде и передаются потребителю готовыми к использованию.