Насосная станция для скважины: водоснабжение населённых пунктов

Насосные станции для глубоких скважин

Установка скважинного насоса, является одной из самых ответственных технологических операций, выполняемых при обвязке водозабора — тем более, если это артезианская скважина. Чем она глубже, тем более мощное оборудование для подъёма воды на поверхность требуется.
Если учесть, что эти сооружения строят, в основном, для снабжения водой населённых пунктов, то и виды насосных агрегатов, и схемы их подключения используют совершенно разные. Об этом, и многом другом, расскажет наша инструкция, а так же видео в этой статье.

Организация водоснабжения

Транспортировать воду от артезианской скважины до конечного потребителя, порой приходится на значительные расстояния. Поэтому, насосная станция для скважины может быть установлена не одна, а две. Их так и называют: станции I и II подъема.
У каждой из них свои функции и варианты обустройства:

• Основной проблемой качества воды, добываемой из артезианских скважин, является большое содержание в ней железа. По этой причине, рядом со скважиной нередко сооружают станцию обезжелезивания, которую вы видите на фото снизу. К ней вода подаётся силами насосной станции I подъёма.

Очистное сооружение для питьевой воды: станция обезжелезивания

Насосные станции I подъёма

Если добываемой в артезианской скважине воде очистка не требуется, то её подача производится в накопительные резервуары. Это возможно лишь в том случае, если её качество соответствует ГОСТу 31862-2012 «Вода питьевая. Отбор проб».
Итак:

• Исключением являются только те случаи, когда скважина бурится с целью обеспечения водой производственных нужд. Там могут быть использованы и оборотные системы водоснабжения, имеющие в своей цепочке циркуляционные насосные агрегаты.
• Мощность станции I подъёма рассчитывается, исходя из показателей среднего расхода воды за один час, в дни её максимального потребления- плюс собственные нужды сооружения. Подача воды на накопительные резервуары позволяет автоматизировать работу насосов.

Станция управления скважинным насосом

• Они включаются по сигналу датчиков, как только уровень воды в накопительной ёмкости падает до определённого уровня. К тому же, круглосуточный режим отбора воды благотворно влияет на работу скважины.
• Третья схема подключения насосной станции к скважине предусматривает подачу воды непосредственно потребителям. Её используют, когда скважина находится в индивидуальном пользовании, то есть, потребитель всего один.
  Если рассматривать эту схему масштабно, как вариант водоснабжения населённого пункта, то в ней обычно задействована не одна скважина, а несколько.
• Среди них есть основные скважины. Это мощные, с наибольшим удельным дебитом водозаборы, которые эксплуатируются в круглосуточном режиме.
  Неосновные скважины работают только в часы максимального потребления воды, и рассчитывается их дебит совсем по другой формуле.

Схема: подключение насосной станции к скважине

• Конечно, увеличение числа скважин требует дополнительных затрат, но зато не нужно устанавливать резервуары, а так же насосные станции для скважин II подъема. В противопожарных водопроводных системах, подача насосной станции I подъёма должна быть рассчитана так, чтобы, в случае необходимости, пополнение запаса воды могло быть форсированным.
• Специфика подключения промышленных насосов к скважине, практически не отличается от бытовых вариантов. Разница только в мощностях используемого оборудования, да диаметрах трубопроводов.
  И ещё, на насосных станциях не один насос, а несколько: как рабочих, так и основных.

Глубинный насос для скважины

• Для подъёма воды с большой глубины используют не бытовое, а промышленное оборудование. Это погружные насосы, по конструкции совершенно не похожие на штанговые скважинные насосные установки ШСНУ, которые применяют для добычи нефти, их мощности просто несопоставимы.

Глубинные насосы для воды, представляют собой многоступенчатые центробежные трёхфазные агрегаты, с валом и электродвигателем. Установить такое оборудование своими руками невозможно, так как для этого нужно обладать определённым уровнем знаний.

Насосные станции II подъема

В зависимости от географической особенности местности, и дальности подачи воды, водопроводная сеть может быть устроена по-разному: с контррезервуаром, с водонапорной башней, без башни. В подобных системах, режим потребления воды и её расход, непрерывно меняются.
Поэтому, без устройства насосной станции II подъема тут не обойтись – это сооружение призвано упорядочить процесс подачи воды в потребительскую сеть.
Итак:

• При её проектировании учитываются объёмы минимального и максимального расхода воды, разница между этими показателями, а так же просчитываются различные форс-мажорные ситуации. В системах с контррезервуаром, определяется величина наибольшего транзита в него воды.

Схема подачи воды с водонапорной башней

• Самое большое количество насосов устанавливается в безбашенных системах, что избавляет от необходимости установки напорного аккумулятора. Но всё же, вариант с аккумулятором более удобен: в моменты, когда подача насосов оказывается больше расхода воды, её излишек накапливается в ёмкости.

Данные показатели являются основой расчета напорного аккумулятора, так как объём резервуара должен соответствовать количеству поступающей в неё воды. Такие схемы используются не только при подключении подающих трубопроводов к артезианским скважинам, но и при подаче воды в городскую магистраль из водохранилища.

Оборудование и системы управления станций

Насосные станции для подачи воды, осуществляющейся в производственных масштабах, поставляются производителями в комплекте, и могут использоваться для обустройства и первого и, второго подъёма.
В комплект станции для водопроводной сети, обычно входит такое оборудование:

Итак:

• Данный комплект может при необходимости дополняться и другим оборудованием. Например: из всасывающих трубопроводов необходимо удалять воздух, для чего требуются вакуумные насосы, а так же воздушно-водяной бак.
• В зависимости от характеристик насосов, предусматриваются разные системы их управления. Если мощность агрегатов не превышает 10 кВт, осуществляется их прямой запуск. То есть, насосы включаются напрямую от сети, по сигналу от датчика уровня.
• Такой вариант управления допустим только в тех случаях, когда высокой точности поддержания давления не требуется. У этой системы невысокая цена, но есть один, и очень существенный недостаток – возникновение гидроударов при запуске и остановке агрегатов.
• При мощности насосов в пределах 11-15 кВт, их запуск осуществляется по варианту звезда-треугольник. Его эффективность не слишком отличается от предыдущей схемы, но скачки тока снижаются, да и сила гидроударов несколько сглаживается.

Частотный преобразователь для двигателя

• Самым эффективным способом управления насосами является схема, предусматривающая использование одного или нескольких частотных преобразователей. Она даёт высокую точность контроля давления в системе, а так же значительную экономию электроэнергии.
  Суть работы частотного преобразователя заключается в том, что он, при необходимости, увеличивает частоту оборотов вала насоса, повышая тем самым его производительность.
• Основной причиной перерасхода электроэнергии любой насосной станции является избыточное давление воды. В большинстве систем его регулирование производится путём изменения положения задвижки напорного коллектора.

Преобразователь позволяет создать именно ту силу напора, которая необходима в конкретной точке системы. Он так же способствует плавности запуска и отключения агрегата, исключая возникновение аварийных ситуаций, связанных с излишним давлением и гидроударами.