Выбор количества насосов в насосных станциях для хозяйственно-питьевых нужд

В настоящее время большинство строящихся объектов не обходится без станций повышения давления для хозяйственно-питьевых нужд. Для обеспечения требуемых параметров работы системы водоснабжения необходимо правильно выполнить подбор насосной станции. Немаловажным критерием в данном подборе является выбор количества насосов. Он базируется на обеспечении требуемого расхода (Q), напора (H) и надежности водоснабжения. 

1. Резервирование насосов: согласно нормативным документам (СП 30.13330.2020, п.3.15), станция должна включать не только рабочие насосы, но и резервные, для того чтобы обеспечить требуемое количество воды (расход) при заданном напоре (давлении) в случае выхода из строя рабочего насоса или его техническом обслуживании. Количество резервных насосов зависит от категории водоснабжения. Для I категории следует принимать 2 резервных насоса, для II категории – 1 резервный насос.
2. Расчетная производительность: суммарная производительность рабочих насосов должна покрывать максимальный секундный расход воды (СП 30.13330.2020, п.3.9).
3. Экономическая эффективность: работа мощного насоса на низких оборотах менее эффективна, чем каскад из насосов одинаковой мощности.
4. Габариты помещения: необходимо предусмотреть расстояние вокруг насосной станции для удобства обслуживания.

Рассмотрим на примере одного из проектов, в котором проектировщик решил, что необходимо рассчитать станцию повышения давления, состоящую из четырех насосов.

Рабочая точка насосной станции повышения давления:

Проектные параметры(рабочая точка)

• Расход  6,48 м3/ч
• Напор 65,0 м

Проектом заложено количество насосов по схеме 3 рабочих и 1 резервный.

Зададим исходные данные в расчетной программе. Получим станцию повышения давления со следующими характеристиками:

Мощность основного насоса 1,1 кВт. Габаритные размеры станции 1400*850*1700 мм. Средняя стоимость станции повышения давления 605 000 рублей с НДС.

Пересчитаем количество насосов по схеме 2 рабочих и 1 резервный. Получим станцию повышения давления:

Мощность основного насоса 2,2 кВт. Габаритные размеры станции 1050*850*1700 мм. Стоимость станции примерно 520 000 рублей с НДС.

Также пересчитаем количество насосов по схеме 1 рабочий и 1 резервный. Получим станцию повышения давления:

Мощность основного насоса 2,2кВт. Габаритные размеры станции 700*850*1700 мм. Стоимость станции примерно 410 000 рублей с НДС. 

Для удобства сведем полученные характеристики в таблицу:

1. Использование нескольких насосов меньшей мощности будет эффективнее одного большого. При малом водоразборе работает один насос, потребление при этом - до 1,1 кВт.
2. Меньшие габаритные размеры насосной станции позволяют оставить большие проемы для проходов и обслуживания станции, особенно в помещениях со стесненными условиями.
3. Техническое обслуживание, ремонт и стоимость самой насосной станции ниже у станций с меньшим количеством насосов. Стоимость станции является одним из решающих факторов выбора поставщика.

Оптимальным решением «цена-качество» будет выбор станции повышения давления №2: 2 рабочих насоса и 1 резервный. Габаритные размеры с учетом небольшого помещения насосной, как и стоимость самой станции, а также ее дальнейшее обслуживание значительно лучше.

Исходя из технико-экономического обоснования подбора насосных станций SANEXT на хозяйственно-питьевые нужды принята следующая градация:

1. Схему 1 рабочих и 1 резервный принимаем при требуемом расходе до 4-5 м³/ч. Экономически не выгодно увеличивать количество насосов при малом требуемом расходе.
2. Схема подключения 2 рабочих и 1 резервный позволяет обеспечить оптимальный режим работы насосных агрегатов, с учетом неравномерности водопотребления. В часы низкого водоразбора работает только 1 насос, составляющий 50% нагрузки. Это позволяет увеличить КПД насосных агрегатов, минимизировать потребление электроэнергии и избежать резких скачков давления при включении/выключении в сравнении со схемой 1 рабочий и 1 резервный, обеспечить близкое к оптимальному значение расхода, а также в некоторых случаях уменьшить общую стоимость насосной станции.
3. Схему 3 рабочих и 1 резервный принимаем при наличии особых требований:

• требования по энергоэффективности;
• требования по ограничению максимальной допустимой нагрузки на электроснабжение объекта.