Как подобрать размер канализационного насоса: расход, напор и твердые частицы

Если вы спрашиваете, как подобрать канализационный насос, не начинайте с мощности.

Мощность в лошадиных силах говорит вам кое-что о двигателе, но не говорит вам, сколько сточных вод насос перекачает через трубу на вашем участке. Процесс определения надежного канализационного насоса начинается с определения рабочей точки - требуемого расхода при общем динамическом напоре -, а затем проверяется подача твердых частиц, диаметр трубы, объем бассейна, режим работы и электропитание.

Это важно, поскольку системы сточных вод менее щадящие, чем системы чистой-воды. Жидкость может содержать мягкие твердые частицы, волокнистый материал, песок, жир и увлеченный воздух. Насос запускается и останавливается при изменении уровня воды в бассейне. Нагнетательная линия может быть частично вертикальной, частично горизонтальной и заполненной арматурой. Выбор, который выглядит адекватным при данных о максимальном-расходе, может оказаться неудачным, если применить фактические потери напора и трубы.

Хороший процесс определения размера не должен быть загадочным. Для этого требуется точная информация о месте и кривая насоса. Описанные ниже действия подходят для небольших эжекторных систем в жилых домах, компактных измельчителей для унитазов, подъемных станций в отелях и более крупных погружных насосов типа WQ-. Масштаб меняется, но логика остается прежней.

Выбор канализационного насоса начинается с расхода и напора. По мере подъема напора доступный поток падает. Рабочая точка,-где кривая системы соответствует кривой насоса-показывает, какую производительность может обеспечить насос в процессе эксплуатации. Насос с максимальной подачей 150 л/мин и максимальным подъемом 11 м не может обеспечить и то, и другое одновременно; его кривая должна подтверждать требуемые 90 л/мин на глубине 8 м. Коды моделей, такие как 80WQ45-22-7.5, представляют собой только первый фильтр. Всегда проверяйте кривую и используйте реалистичный пиковый приток приложения.

Первым шагом при выборе канализационного насоса является определение того, сколько сточных вод насос должен удалить в течение наиболее загруженного периода эксплуатации. Это не то же самое, что максимальный расход, указанный в каталоге насосов. Данные каталога описывают, что может обеспечить насос в конкретных условиях испытаний. Требуемый поток описывает, что здание или процесс фактически отправят в бассейн.

Для дома, небольшого коммерческого здания или гостиницы начните с подключенных приборов и вероятности того, что несколько из них разрядятся одновременно. Туалеты, душевые, умывальники, стиральные машины и сливы в полу обычно не работают непрерывно, но их совокупный пиковый приток может быть намного выше среднего дневного значения. Особого внимания заслуживают прачечные, поскольку несколько стиральных машин могут выгружать большие объемы белья за короткий период времени.

Если система уже существует, проверка наполнения бассейна часто дает более полезный результат, чем теоретическая оценка. Выключите насос, измерьте, насколько поднимется уровень жидкости за известное время, и рассчитайте добавленный объем. Для прямоугольного бассейна объем зависит от длины, ширины и изменения уровня. Для цилиндрического бассейна используйте его внутренний диаметр и изменение уровня.

Базовые отношения таковы:

Требуемый поток=изменение объема/изменение во времени

Повторите измерение в период занятости, а не во время низкой нагрузки. Если приток меняется, используйте максимально реалистичный результат и добавьте разумный эксплуатационный допуск. Избегайте добавления чрезмерного запаса прочности, поскольку насос слишком большого размера может опустошать резервуар слишком быстро, запускаться и останавливаться слишком часто и работать далеко за пределами своего эффективного диапазона.

После определения расчетного расхода объедините его с общим динамическим напором, чтобы создать рабочую точку. Эту рабочую точку-не только мощность- следует проверять по кривой насоса. При запросе выбора канализационного насоса укажите ожидаемый нормальный расход, расчетный пиковый расход, источник сточных вод и режим работы. Эти детали дают поставщику гораздо более надежную основу для выбора правильного насоса.

После определения требуемого расхода рассчитайте общий динамический напор, обычно сокращаемый до TDH. Это общее сопротивление, которое канализационный насос должен преодолеть при требуемом расходе. Использование только высоты вертикального подъема является одной из наиболее распространенных ошибок при выборе размера канализационного насоса.

TDH включает в себя статическую подъемную силу, потери на трение и любое давление, необходимое в конечной точке сброса. Статический подъем – это перепад высот по вертикали между уровнем рабочей жидкости в резервуаре и точкой слива. Горизонтальная труба не добавляет статической подъемной силы, но все же создает трение. Длинные участки труб, малые внутренние диаметры, шероховатые поверхности труб, колена, обратные клапаны, запорные клапаны и другие фитинги могут добавить значительное сопротивление.

Перед выбором насоса запишите вертикальный подъем, общую длину трубы, внутренний диаметр трубы, материал трубы и количество фитингов. Также проверьте, попадает ли слив в открытую канализацию, самотечную канализацию или магистраль под давлением. Обратный клапан обычно создает большее сопротивление, чем прямой участок трубы, поэтому его не следует игнорировать.

Потери на трение увеличиваются по мере увеличения скорости потока. Это означает, что небольшая выпускная труба может выглядеть экономично, но может значительно увеличить требуемый напор насоса. Это также может привести к увеличению эксплуатационных расходов и сделать рабочую точку более чувствительной к изменениям в системе. Потери на трение можно рассчитать с помощью инженерных формул или взять из надежных таблиц-потери труб при условии, что используются правильные значения расхода и внутреннего диаметра.

Упрощенные отношения:

TDH=статический подъем + потери на трение в трубе + потери на фитинге и нагнетании

После расчета TDH постройте требуемый расход и напор на кривой насоса. Выбранный насос должен проходить через эту рабочую точку или близко к ней, предпочтительно в пределах стабильной части кривой. Не выбирайте насос только потому, что его максимальный напор превышает вертикальный подъем. Максимальный напор обычно измеряется при нулевом расходе и не отражает нормальную работу.

Можно добавить скромный допуск на нормальную неопределенность, но излишнее увеличение расхода и напора часто приводит к использованию насоса слишком большого размера. Точная информация о месте обеспечивает более надежный выбор канализационного насоса, чем большой произвольный коэффициент безопасности.

Сточные воды не являются чистой водой, поэтому гидравлические характеристики — это лишь часть выбора. Насос также должен перекачивать твердые частицы и материалы, которые могут попасть в систему. Прежде чем выбрать канализационный насос, определите, содержит ли жидкость туалетные отходы, бумагу, салфетки, волокна, волосы, частицы пищи, жир, песок или другой мусор.

Канализационный насос вихревого или канального-типа обычно используется, когда основным требованием является свободный проход твердых частиц. Насос-измельчитель, фреза или измельчитель могут оказаться более подходящими, если сточные воды содержат волокнистый материал, который может наматываться на обычное рабочее колесо. Прачечные в отелях, общественные туалеты и коммерческие дренажные системы могут подвергаться разным рискам засорения, даже если требуемый расход для них одинаковый.

Заявленный проход твердых частиц в насосе следует проверить вместе с его входным и выходным отверстиями, а также конструкцией рабочего колеса. Большая розетка не гарантирует автоматически одинаковый зазор во всех внутренних проходах. При работе с ветошью или волокнами спросите, как насос справляется с длинным гибким материалом, а не проверяйте только максимальный диаметр частиц.

Напорная труба также должна подходить к выбранному насосу. Слишком маленькая труба увеличивает скорость потока и потери на трение. Слишком большая труба может привести к осаждению твердых частиц при остановке насоса или при низком расходе. Цель состоит в том, чтобы поддерживать достаточную скорость для перевозки взвешенного материала без ненужной потери напора.

Избегайте уменьшения диаметра нагнетания ниже рекомендаций производителя насоса, если не была проверена вся система. Обратный клапан также должен иметь свободный проход и быть пригодным для использования со сточными водами. Плохо выбранные клапаны могут задерживать мусор, даже если сам насос хорошо перекачивает-твердые частицы.

Если сточные воды содержат жир, песок или необычно абразивные материалы, объясните это при выборе. Режущий механизм может помочь с волокнами, но не решит всех проблем, вызванных песком, камнями или затвердевшей смазкой. Надежный размер канализационного насоса позволяет подобрать конструкцию рабочего колеса, проход твердых частиц и диаметр трубы в соответствии с фактическим потоком отходов, а не полагаться только на показатели мощности или максимального-расхода.

Насос может обеспечить требуемый расход и напор, но все равно работать плохо, если бассейн и система управления не подобраны должным образом. Рабочий объем между уровнями запуска и остановки насоса определяет, как долго он работает и как часто запускается. Если этот объем слишком мал, насос может периодически запускаться в течение короткого периода времени, что приведет к нагреву двигателя, износу контактора и ненужному обслуживанию.

Обычно насос должен работать достаточно долго, чтобы перекачивать сточные воды через сливную линию и избегать немедленного перезапуска. Насос большего размера не всегда лучше. Если его пропускная способность намного превышает входящий поток, это может привести к быстрому опустошению бассейна и возникновению коротких циклических циклов. Проверьте рекомендованное производителем максимальное количество пусков в час и убедитесь, что доступный рабочий объем соответствует этому пределу.

Уровень остановки должен оставлять достаточно жидкости вокруг погружного насоса для охлаждения и стабильной работы. Установка слишком низкого значения может привести к попаданию воздуха в насос, созданию турбулентности или повреждению двигателя. Начальный уровень должен обеспечивать достаточное хранилище, не допуская попадания сточных вод во впускную трубу или точку сигнализации высокого-уровня.

Поплавковые выключатели и датчики уровня должны иметь достаточно места для свободного перемещения. Держите их вдали от турбулентности на входе, направляющих, кабелей насоса и стенок бассейна. В сточных водах, содержащих волокна, могут застревать привязанные поплавки, поэтому их местонахождение так же важно, как и сам метод контроля.

Для более важных приложений дуплексная система обеспечивает большую надежность. Насосы могут чередоваться после каждого цикла, при этом второй насос запускается при необычно высоком притоке или если рабочий насос не может контролировать уровень. Отдельный сигнал тревоги высокого-уровня должен предупреждать оператора о том, что произойдет перелив.

При вводе в эксплуатацию наполните резервуар чистой водой и соблюдайте полную последовательность действий. Проверьте уровни запуска и остановки, движение поплавка, работу обратного-клапана, вращение насоса, ток двигателя и время, необходимое для понижения уровня. Раковина и элементы управления не являются аксессуарами, добавляемыми после определения размера канализационного насоса; они являются частью полной насосной системы.

Полный запрос по выбору канализационного насоса должен включать следующие данные. Если значение неизвестно, отметьте его как неизвестное, а не заменяйте предположением:

• Применение: дом, гостиница, квартира, коммерческое здание, муниципальная станция или промышленный процесс.
• Источник жидкости, температура, pH, если необходимо, а также описание твердых веществ или волокон.
• Требуемый расход при расчетных условиях, включая единицы измерения и диаграмму пиков.
• Статический подъем от рабочего уровня до границы разгрузки.
• Внутренний диаметр трубы, материал, длина по горизонтали, длина по вертикали и количество фитингов.
• Доступные ограничения по напряжению, частоте, фазе и любому пусковому-току.
• Размеры бассейна, уровень на входе, уровни запуска и остановки, а также требуемая громкость сигнала тревоги.
• Одинарная или дуплексная конфигурация, функции-панели управления и требования к связи.
• Тип установки, необходимые материалы, длина кабеля, аксессуары и требования местной сертификации.

Имея эту информацию, поставщик может выбрать кривую, проверить прохождение твердых частиц, оценить время работы, подтвердить данные двигателя и управления, а также выявить риски перед составлением предложения. Это также делает сравнение между поставщиками более значимым, поскольку каждое предложение касается одной и той же обязанности.

1. Самая распространенная ошибка при выборе канализационного насоса – выбор из максимальных значений. Максимальный напор и максимальный расход не являются одновременными, поэтому всегда запрашивайте полную кривую. Вторая ошибка — рассматривать вертикальный подъем как общий напор. Длинные горизонтальные участки, маленькие трубы и клапаны могут добавить достаточно трения, чтобы изменить модель.
2. Третья ошибка – покупка дополнительных лошадиных сил без проверки тазика. Насос слишком большой мощности может сократить-цикл, вызвать захлопывание клапана и отход от рабочей зоны. Четвертый – игнорирование твердых тел. Насос для чистой-воды может иметь привлекательную кривую, но при этом сразу же выйти из строя в сточных водах. Пятый предполагает, что каждый мацератор имеет возможность пользоваться туалетом; некоторые подъемные установки представляют собой серую-воду.
3. Еще одна ошибка — определить размер одного насоса в дуплексной системе, а затем предположить, что два насоса удвоят расход. Параллельная работа изменяет трение системы и рабочую точку. Необходимо оценить объединенную кривую и потери в трубе. Аналогично, резервный насос обеспечивает резервирование только в том случае, если проверены органы управления, клапаны и сигнализация.
4. Наконец, во многих запросах не упоминается маршрут выгрузки. Поставщик получает данные о расходе, напоре и мощности, но не получает данные о диаметре, длине и фитингах трубы. Если заявленный напор представляет собой только статический подъем, предложение может быть неправильным, даже если оно точно соответствует запросу. Простой эскиз с указанием высот и длин зачастую более ценен, чем несколько страниц общих характеристик.

Какая мощность канализационного насоса мне нужна?

Мощность в лошадиных силах — это результат работы и эффективности гидравлики, а не отправная точка. Определите требуемый расход, общий объем воды и перегрузку твердых частиц, затем выберите характеристику насоса и двигатель, которые будут выполнять эту задачу без перегрузки.

Всегда ли канализационный насос мощностью 1 л.с. лучше насоса мощностью 1/2 л.с.?

Нет. Насос мощностью 1 л.с. может производить больший расход или напор, но он может быть слишком большим для небольшого бассейна и может работать слишком быстро. Сравните обе кривые при фактическом TDH и проверьте минимальное время работы, скорость трубопровода и количество пусков в час.

Сколько дополнительной головы мне следует добавить?

Рассчитайте статические потери и потери на трение настолько точно, насколько это возможно, а затем примените умеренный, документально подтвержденный допуск на неопределенность. Избегайте добавления больших коэффициентов безопасности независимо от расхода, напора и мощности, поскольку совокупное превышение размеров может оказаться серьезным.

Какой размер твердых частиц должен перерабатывать канализационный насос?

Это зависит от приложения и местного кода. Для очистки сточных вод из туалета обычно требуется настоящий канализационный насос, измельчитель или измельчитель с указанным методом удаления твердых частиц-. Подтвердите свободный проход или характеристики помола; не делайте выводов только по размеру розетки.

Считается ли длина горизонтальной трубы напором?

Это не добавляет статического подъема, но увеличивает потери на трение. Эффект может быть значительным в трубопроводе небольшого-диаметра или при высоком расходе, поэтому включите в TDH полную эквивалентную длину и фитинги.

Когда следует использовать два насоса?

Используйте сдвоенные насосы, когда пиковый приток может превышать один агрегат, техническое обслуживание не может остановить дренаж или перелив может привести к высоким затратам или риску для санитарных условий. Подтвердите как одиночный-насос, так и параллельные рабочие точки.