Типы зданий насосных станций и условия их применения

Здания насосных станций предназначены для размещения ос­новного и вспомогательного гидромеханического (насосы, трубо­проводы с установленной на них арматурой), силового (двигатели, аппаратура, распределительные устройства), механического (грузо­подъемные устройства, плоские затворы, сороудерживающие ре­шетки) оборудования, служебных помещений и для защиты обору­дования и обслуживающего персонала от воздействия осадков и прямых солнечных лучей.
Конструкция здания насосной станции зависит от ее назначе­ния, типа и размера основных агрегатов, климата, рельефа местнос­ти, геологии, гидрогеологии, гидрологии, строительных материа­лов.
Стационарные здания насосных станций применяют трех типов: наземного, камерного и блочного. При большой высоте подземной части два последних типа здания называют шахтно-камерными и шахтно - блочными.
К отдельным типам зданий можно отнести передвижные и пла­вучие насосные станции. На этих станциях функции здания выпол­няет корпус понтона или облегченный кожух.
Ниже будут рассмотрены области применения каждого из пере­численных типов зданий при водозаборе из поверхностных источ­ников.
Наземный тип здания применяют в случае установ­ки в нем горизонтальных насосов, работающих с положительной высотой всасывания при колебаниях уровней воды в водоисточни­ке в пределах допустимой высоты всасывания и устойчивых берегах
(рис. 5.1).
Основные агрегаты устанавливают на отдельно стоящих фунда­ментах; фундамент стен здания ленточный.
Пол здания располагают на 15…20 см выше уровня земли при­станционной площадки.
Для заполнения водой насосов перед пуском предусматривают специальные устройства (см. гл. 4 и 6).
При размещении здания станции за дамбой канала или в нижнем бьефе плотины пол насосного помещения должен быть ниже минимального уровня воды в водоисточнике, а вода подводится к насосам по самотечным трубопроводам.

Рис. 5.1. Здание насосной станции наземного типа:
а — поперечный разрез; б— план; 1— всасывающая линия; 2 — стена здания станции; 3— пере­ходный односторонний конус (конфузор); 4— горизонтальный центробежный насос; 5— мон­тажная вставка; б — обратный клапан; 7— задвижка; 8 — диффузор; 9 — напорная линия насоса.

Водозаборные и водовыпускные сооружения располагают всегда отдельно от здания насосной станции наземного типа.
Камерный тип здания предназначен для установки в нем насосов как горизонтального, так и вертикального исполне­ния, когда колебания уровней воды в водоисточнике превышают допустимую высоту всасывания основных насосов или она отрица­тельна. При этом насосное помещение здания располагают ниже уровня земли пристанционной площадки, и оно имеет сплошную фундаментную плиту. Насосы с вертикальным валом устанавлива­ют всегда ниже минимального уровня воды в источнике, а с гори­зонтальным — как ниже, так и выше минимального уровня воды в источнике. В последнем случае, так же как и для насосных станций наземного типа, предусматривают устройства для заполнения насо­сов водой перед пуском.
Здания камерного типа могут быть: с сухой камерой, с мокрой камерой и сухим помещением для насосов и с мокрой камерой и за­топленными насосами.
При установке в зданиях с сухой камерой насосов с горизонталь­ным валом (рис. 5.2) подземную часть здания перекрывают не пол­ностью; по периметру здания предусматривают лишь проходы.
Водозаборные сооружения можно располагать раздельно от зда­ния, или они примыкают к нему; в последнем случае для уменьшения длины здания и соответственно фронта водозабора насосные агрега­ты устанавливают в шахматном порядке (см. рис. 5.2, в, г).
При вертикальном оборудовании подземную часть здания на­сосной станции с сухой камерой перекрывают полностью (рис. 5.3). Водозаборное сооружение совмещают со зданием насосной стан­ции.
В зданиях с мокрой камерой и сухим помещением для насосов во­доприемные камеры водозаборного сооружения располагают под насосным помещением, что сокращает площадь, занимаемую эти­ми сооружениями, но увеличивает глубину подземной части зда­ния и создает некоторые неудобства в эксплуатации насосной станции.
В зданиях с мокрой камерой и затопленными насосами (рис. 5.4) устанавливают осевые и диагональные вертикальные насосы, при­чем максимальный уровень воды в источнике не должен затапливать верхние подшипники насосов. Поэтому такой тип здания при­меняют только при относительно небольших колебаниях уровней воды в источнике.

Рис. 5.2. Здание насосной станции камерного типа при установке в нем горизонталь­ных центробежных насосов:
а - поперечный разрез; б, г - планы при однорядной и двухрядной установке насосов; в - попе­речный разрез подземной части здания; / - подводящая (всасывающая) линия; 2- конфузор, 3, 8- задвижки- 4 6- монтажные вставки; 5- горизонтальный центробежный насос; 7-обрат­ный клапан; 9- диффузор; 10- напорная линия насоса.

Рис. 5.3. Здание насосной станции камерного типа при установке в нем вертикальных центробежных насосов:
а — поперечный разрез; б— план; / —конфузор; 2, 7—запорная арматура; 3, 6—монтажные вставки; 4 — переходный конический патрубок; 5—вертикальный центробежный насос; 8— диффузор; 9— фундаментная плита; 10 — паз сороудерживающей решетки; 11 — паз для ремон­тного затвора.

Рис. 5.4. Здание насосной станции с мокрой камерой и затопленным насосом:

1 — аванкамера; 2 — водозаборное устройство; 3 — паз для шандор; 4— сороудерживающие решетки; 5— мокрая камера; 6— осевой вертикальный насос

Рис. 5.5. Здание насосной станции блочного типа при установке в нем вертикальных центробежных насосов:

а и б— поперечный и продольный разрезы: 1 — подводящая труба; 2— вертикальный центро­бежный насос; 3— монтажная вставка; 4— запорная арматура; 5—диффузор; 6— напорная линия насоса; 7— фундаментная плита здания; 8— козловый кран; 9— паз для сороудерживаю-щей решетки; 10— паз для ремонтного затвора.

Рис. 5.6. Здание насосной станции блочного типа при установке в нем вертикальных осевых насосов:
1 — подводящая труба; 2— вертикальный осевой насос; 3 — электродвигатель; 4— диффузор; 5— фундаментная плита здания; б— козловый кран; 7— паз для установки сороудерживающей решетки; 8— паз ремонтного затвора.

Недостаток таких зданий — наличие воды непосредственно в здании насосной станции, что приводит к сырости в помещении и усложняет эксплуатацию.
Блочный тип здания применяют при установке вер­тикальных центробежных, диагональных, осевых, а иногда и гори­зонтальных осевых насосов при любых колебаниях уровней воды в источнике (рис. 5.5 и 5.6). Свое название этот тип здания получил потому, что в основании здания находится массивный железобе­тонный блок, в котором размещают подводящие трубы с коленча­тым (см. рис. 5.5) или камерным (см. рис. 5.6) подводом.
Водозаборное сооружение совмещено со зданием насосной стан­ции. При установке низконапорных осевых насосов здания станций могут быть совмещены с водовыпускными сооружениями.
Область применения плавучих и передвижных насосных стан­ций рассмотрена в разделе 5.6.