Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Насосные станции (НС) используются во многих отраслях народного хозяйства для перекачки различных однофазных и многофазных жидкостей. НС можно классифицировать как по роду перекачиваемой жидкости, так и по назначению.

Будем рассматривать НС, предназначенные только для водохозяй-ственных систем: а) регионального перераспределения стока; б) ирригации; в) технического водоснабжения мощных АЭС, ТЭС и крупных промышленных предприятий.


Годичные графики водоподачи зависят от назначения НС. График водоподачи НС системы переброски стока из северных районов страны намечается двухступенчатым (рис. 24-1, а). В период отрицательных среднесуточных температур подача НС сокращается обычно до Q Qmax, благодаря чему происходит снижение скоростей в канале. При этом обеспечиваются условия образования ледового покрова. Иначе в канале начнется процесс шугообразования, который затруднит условия эксплуатации как НС, так и всей системы.

График водоподачи ирригационных НС (рис. 24-1,6) характеризует сезонность работы станции. Он определяется графиком поливов различных сельскохозяйственных культур. Максимум водопотребления сравнительно кратковременный. На рис. 24-1,6 показан график водоподачи головной насосной станции II очереди Северо-Крымского канала. До расхода Q = Qi вода из Каховского водохранилища самотеком поступает в Северо-Крымский канал, а для обеспечения большой водоподачи включается НС, которая работает три месяца (VI—VIII). Такая комбинированная система водоподачи позволяет существенно снизить энергопотребление НС.


НС водоснабжения АЭС и ТЭС, а также крупных промышленных предприятий работают обычно круглогодично. Максимум и минимум водоподачи (рис. 24-1, г) определяется технологическими потребностями предприятия.

НС рассматриваемых водохозяйственных систем классифицируем по ряду определяющих их признаков (рис. 24-2).

Крупные и средние стационарные НС могут быть оснащены осевыми, диагональными или центробелеными насосами.

НС с осевыми насосами применяются при напорах НС25 м, в отдельных случаях (например, Ширабадская НС) до Н= 28 м; НС с диагональными насосами — при напорах Я — 20—120 м; НС с центробелеными насосами — при напорах Д>50 м. До появления диагональных насосов на НС с напорами 25—50 м также устанавливались центробеленые насосы. Осевые и центробежные насосы обычно выполняют с вертикальным или горизонтальным валом. Иногда применяются агрегаты с наклонным валом.

СТАНЦИИ С КОЛЕНЧАТЫМ ОТВОДОМ ВОДЫ

НС с вертикальными осевыми насосами и коленчатым отводом воды широко применяются в СССР и за рубежом. Возведены и успешно эксплуатируются сотни крупных и средних НС в системах мелиорации и водоснабжения АЭС и ТЭС, например насосные станции Приволжской и Каршинской оросительной систем, Саратовского и Северо- Крымского каналов, систем водоснабжения Ленинградской и Чернобыльской АЭС, Костромской ГРЭС и т. д.


На рис. 24-3 дан поперечный разрез здания НС Каховской оросительной системы.

Здание НС заглублено для обеспечения необходимой высоты всасывания насоса. Водоприемник совмещен со зданием НС и обслуживается козловым краном. Днище всасывающей трубы является фундаментной плитой здания НС, в которой выполнена галерея системы осушения проточного тракта. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование НС обслуживается основным мостовым краном машинного зала. Для выполнения отдельных работ, связанных с ремонтом элементов рабочих колес насосов, используется вспомогательный мостовой кран. Электрическая часть НС размещается в отдельном корпусе со стороны ВБ.

Габариты гидроагрегатного блока обусловлены проточным трактом насоса и размещением двигателя! Высота машинного зала определена из условий выполнения ремонтных работ при эксплуатации НС. Существенный недостаток такой компоновки—значительные габариты отдельных элементов агрегата и здания НС. Из-за большой длины вала агрегата и высоты здания НС предельный диаметр рабочего колеса вертикального осевого насоса Di= 2,6 м. Поэтому крупные НС являются многоагрегатными.

Серийные осевые насосы имеют неподвижный выправляющий аппарат, который не может выполнять функции запорного органа. Затвором служит сифонный водовыпуск, представляющий собой крупное гидротехническое сооружение (см. рис. 24-11). Наряду со значительными габаритами строительной части, а следовательно, высокой стоимостью сооружений, сифонный водовыпуск по сравнению с прямоточным имеет ряд недостатков. Один из них — увеличение потерь энергии потока при всех режимах работы НС, приводящее к снижению КПД станции.

СТАНЦИИ СО СПИРАЛЬНЫМИ КАМЕРАМИ

На кафедре использования водной энергии ЛПИ имени М. И. Калинина разработаны компоновки гидроагрегатных блоков НС с осевыми насосами и спиральными камерами [24-2], позволяющие устранить некоторые из указанных выше недостатков. Применение осевого насоса с диагональным, осевым или радиальным отводом и спиральной камерой создает компактный гидроагрегатный блок НС. Сокращается длина вала насоса в 2—2,5 раза, увеличивается вибрационная надежность агрегата и упрощается его эксплуатация. Общая строительная высота здания НС снижается на 6,9—7,0/Л. Новое компоновочное решение приводит к сокращению ширины машинного зала, вызывая соответствующее уменьшение пролета кранового оборудования. Появляется возможность укрупнить агрегаты и выполнять крупные НС малоагрегатными.


На рис. 24-4 дан поперечный разрез здания крупной НС с вертикальными осевыми насосами Л = 8,0 м с диагональными отводами и спиральными камерами. Регулируемый направляющий аппарат, лопатки которого размещены в диагональном отводе, может служить запорным органом, заменяя в отдельных случаях сифонный водовыпуск.

Прогнозируемая эксплуатационная характеристика насоса показывает удовлетворительные энергетические свойства данной компоновки. Двойное регулирование обеспечивает пологую эксплуатационную характеристику малоагрегатной НС даже при значительном диапазоне изменения водоподачи. Монтале и демонтаж насоса и двигателя производится с помощью основного мостового крана машинного зала.


Электрическая часть НС размещается в специальных помещениях со стороны НБ над всасывающими трубами. Такая компоновка позволяет существенно увеличить диаметр рабочего колеса.

Новая компоновка приводит к снижению объемов строительномонтажных работ, а следовательно, стоимости возведения НС. Так, например, на НС с водоподачей Q — 2000 м3/с, проектируемой для переброски стока сибирских рек в Среднюю Азию и Казахстан, переход от 58 агрегатов с D = 2,6 м к 6 агрегатам с D= 8,5 м уменьшает длину здания в 3 раза, относительную ширину машинного зала в 2,0 раза, общую относительную строительную высоту на 8 D].

Применение осевого отвода и спиральной камеры снижает плановые габариты блока НС [24-2]. В этом случае ширина блока определяется габаритами всасывающей трубы. Это видно на рис. 24-5, на котором показаны разрез (рис. 24-5, а) и планы (рис. 24-5, б) компоновки НС, разработанной в ЛПИ. Длина вала насоса составляет всего около 1,7?)ь общая строительная высота здания НС— 10 D.

Д.С.Щавелев, Гидроэнергетические установки (гидроэлектростанции, насосные станции и гидроаккумулирующие электростанции), Л., 1981

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики