|
| ||
| Бурение скважин на воду | Технология | Оборудование | Цены | Фото и видео | Техническая литература | ||
 | УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДОЗАБОРОВ |
|
|
Мини-станок для бурения скважин Техническая литература: Колодцы Схема гидрогеологических областей и районов СССР Словарь по гидрогеологии А-Г Словарь по гидрогеологии Д-О Словарь по гидрогеологии П-Я Гидрогеология СССР (Москва 1977г. Л. С.Язвин) Станок для бурения БУР-50:  |
ОГЛАВЛЕНИЕПовышение устойчивости работы насосных станций 1 подъемаУсловия работы насосных станций на водозаборах (станции 1 подъема) сложнее, чем станций на очистных сооружениях, сетях и др., где воду забирают из промежуточных емкостей. Резкие колебания уровня воды в источнике (особенно в нижних бьефах ГЭС), увеличение сопротивления в решетках из-за их засорения или обледенения, снижение пропускной способности подводящих трубопроводов — все это сопровождается снижением уровня воды в водоприемном колодце и, следовательно, увеличением высоты всасывания насосов. Очень часто это приводит к срыву вакуума насосов, их остановке и перерывам в подаче воды. Чтобы избежать этого, в проектах все чаще применяют насосные станции 1 подъема с расположением насосов под заливом, что влечет за собой дополнительные капиталовложения.  Рис. 42. Схемы аварийного переключения коммуникаций и дополнительного оборудования водозаборов 1 — водоприемная камера; 2 — камера всасывания; 3 — плавающий щит; 4 — напорный трубопровод к эжектору; 5 — дополнительный всасывающий трубопровод; 6 — вакуум-котел; 7 — сифонный трубопровод; 8 — герметичное перекрытие; 9 — вакуум-насос Как известно, предельная вакуумметрическая высота всасывания (6...7 м вод. ст.) обеспечивается лишь в не-которых конструкциях центробежных насосов. Большинство же из них имеет значительно меньшую высоту всасывания; с превышением ее происходят не-только срывы в работе насосов, но и возникает кавитация, сопровождающаяся ухудшением показателей работы насосов и разрушением отдельных их деталей. Практикой эксплуатации проверен ряд методов и средств повышения устойчивости работы насосов при увеличении высоты всасывания (рис. 42): установка вакуум-котлов, погружных насосов, оборудование всасывающих раструбов диафрагмами и плавающими щитами; соединение всасывающих трубопроводов насосов с самотечными линиями; оборудование всасывающих патрубков эжекторами; вакуумирование камер всасывания в береговых колодцах. Вакуум-котлы обеспечивают удаление воздуха, выделяющегося из воды во всасывающей системе трубопроводов, и тем самым предотвращают срыв работы насосов. Установка вакуум-котлов целесообразна на подводящих сифонных трубопроводах, а также на всасывающих трубопроводах большой протяженности (особенно при раздельно расположенных насосной станции I подъема и берегового колодца) и прежде всего, когда всасывающие трубопроводы уложены выше оси насоса. Применительно к вновь проектируемым водозаборам установка вакуум-котла позволяет уменьшить заглубление сифонных и всасывающих трубопроводов и тем самым снизить стоимость их строительства. На действующих водозаборах горизонтальные насосы заменяют погружными, когда другие методы и сред-ства обеспечения устойчивости работы насосных станций оказываются неэффективными. Устанавливают погружные насосы непосредственно в камеры всасывания; особенно они применимы при реконструкции водозаборов. На вновь проектируемых водозаборах, как уже отмечалось, погружные насосы применяют в условиях большой амплитуды колебания уровня воды в источнике (например, на водохранилищах), когда возникает необходимость заглубления берегового колодца до 20 м и более. Установка погружных насосов позволяет в данном случае уменьшить размеры насосной станции и тем самым сократить капиталовложения. Дополнительные переключения в коммуникациях водозаборов (например, соединение всасывающих трубо-проводов насосов с самотечными линиями) рассматривают иногда не только как противоаварийное мероприятие, но и как средство увеличения производительности водозаборов при благоприятных условиях. Расчет водозаборов ведется на экстремальные условия, однако в отдельные периоды, например устойчивого ледостава, условия забора воды существенно облегчаются, что позволяет временно осуществлять забор воды в форсированном режиме. Одним из способов повышения устойчивости работы водозаборов в условиях чрезмерного снижения уровня воды в источнике (в водоприемном колодце) является увеличение вакуумметрической высоты всасывания насосов, в частности, за счет создания высоконапорной струи воды во всасывающем трубопроводе насоса. На основе специальных исследований, выполненных во ВНИИ ВОДГЕО В. Ф. Тольцманом, изучены гидравлические явления и установлены закономерности взаимодействия основного потока всасывания и потока струи, которая создается соплом, устанавливаемым во всасывающем трубопроводе. Для получения положительного эффекта сопло надо устанавливать на расстоянии от насоса не менее пяти диаметров трубопровода. Увеличение допустимой высоты всасывания насосов рекомендуется при этом определять по формуле ДЯ-=C(dc/D)m(va/2g), где опытный коэффициент С = 4,07, показатель степени m = 7/3; dc — диаметр сопла, мм; v — скорость потока струи на выходе из сопла, м/с; D — диаметр всасывающего трубопровода, мм; g — ускорение силы тяжести. Для практических целей ДЯ удобнее определять с помощью номограммы (рис. 43). Допустим, требуется увеличить высоту всасывания на водозаборе . на 2 м (ДЯ=2 м) при диаметре всасывающего трубопровода D = 500 мм и напоре насоса (напоре истечения струи) H = v2/2g=70 м. Соединив на номограмме соответствующие точки шкал и продолжив линию до пересечения с третьей шкалой, получим dc/D = 0,12 и, следовательно, dc = 0,12 D = 60 мм. Описанный метод увеличения высоты всасывания рекомендуется применять не только для действующих, но в некоторых случаях и для вновь проектируемых водозаборов, так как он позволяет умень-шить заглубление насосных станций 1 подъема и тем самым снизить их стоимость.  Рис. 43. Номограмма для определения увеличения высоты всасывания насосов В периоды низких (критических) уровней воды в источнике, а следовательно, и в береговом колодце работа насосов может нарушаться также по причине малого запаса воды во всасывающих камерах, что приводит к подсосу воздуха. Чтобы избежать этого, при устройстве берегового колодца должна быть обеспечена конструктивно-технологическая связь параметров водозабора по зависимости Wi/qi> 30...35 (где Wi — объем воды во всасывающей камере, м3; qi — расход воды, откачиваемой из этой камеры, м3/с). С этой же целью водо-приемные отверстия всасывающих труб необходимо заглублять не менее чем на h, м: h > 8,5qi/(0,785Dк), где DK — диаметр колодца, эквивалентного по площади всасывающей камере, м. Кроме того, должно обеспечиваться условие h>2D. Во избежание подсоса отлагающихся в береговом колодце наносов низ раструба должен быть расположен на расстоянии не менее 0,5 D от дна колодца. На действующих водозаборах при нарушении устойчивости работы насосов по причине подсоса воздуха делают диафрагмы на раструбах всасывающих труб или плавающие щиты, препятствующие образованию воздушных воронок и срыву вакуума. Диафрагмы обычно делают из листовой стали и приваривают к раструбам, а плавающие щиты — из досок, сколоченных в обхват вертикальных стояков всасывающих трубопроводов. При этом щиты могут перемещаться только по вертикали. Повышение устойчивости работы насосных станций I подъема путем вакуумирования береговых колодцев заключается в их герметизации (прежде всего перекрытия) и дополнительном оборудовании вакуум-установка-ми (рис. 42г). Для этой цели могут быть использованы вакуум-насосы ВВП-12 или РМК-3 (один рабочий, вто рой резервный). При любых габаритах современных береговых колодцев потребная величина вакуума в них может быть достигнута в течение 5... 10 мин. Уровень воды в колодце регулируют впуском воздуха под перекрытие, для чего на всасывающем трубопроводе вакуум-насосов устанавливают специальный патрубок. Кроме повышения устойчивости работы насосов вакуумирование водозаборных колодцев позволяет повысить их производительность. Расход (м3/ч) в условиях вакуумирования можно определять по формуле  где F — площадь самотечного трубопровода, м2; Aft — перепад в уровнях воды в водоеме и приемной части колодца при отсутствии в нем вакуума, м вод. ст.; hвак — величина вакуума, м вод. ст.; ?сист — коэффициент сопротивления системы, EСист=Лl/D+S? (Л, — коэффициент трения движения воды в трубопроводе; l — длина трубопровода, м; D — диаметр трубопровода, м; S? — сумма коэффициентов сопротивления, учитывающая местные сопротивления). В 1982 — 1983 гг. по предложению В. В. Балыгина, В. И. Соловьева и И. Г. Котова данный способ был при-менен на одном из водозаборов Новосибирска, что обеспечило устойчивую его работу при критическом уровне воды в реке и благодаря этому намного уменьшило непроизводительный сброс воды из водохранилища ГЭС. Ранее этот способ был внедрен на инфильтрационных шахтных колодцах в Красноярске и позволил существенно увеличить их производительность (исследования Ю. В. Якунина). |
|