POMPAREA APEI

POMPAREA APEI

1. Rolul statiilor de pompare

Datorita faptului ca destul de frecvent este necesar ca apa sa ajunga de la o cota mai joasa la o cota mai ridicata, in fluxul de utilizare, apa are nevoie de o energie suplimentata. Aceasta energie hidraulica suplimentara apa o primeste de la pompe.

Totalitatea constructiilor si instalatiilor care au rolul de a ridica apa de la o cota mai joasa la o cota mai inalta poarta numele de statie de pompare.

2. Clasificarea statiilor de pompare

In schema de alimentare cu apa dupa locul pe care il ocupa statiile de pompare pot fi:

- statii de pompare de treapta I sau statii de pompare apa bruta care pompeaza apa de la captare (SPI)

- statii de repompare

repomparea apei atunci cand in schema sunt mai multe statii de pompare;

repomparea apei atunci cand trebuie asigurata o diferenta de cota (SRP);

statie de pompare pentru spalarea obiectelor statiei de tratare;

statie de pompare in retea pentru asigurarea presiunii in reteaua de distributie;

statie de pompare pentru incendiu, pentru asigurarea debitului de incendiu.

3. Pompe fabricate in Romania si domeniile de utilizare

Pompe Lotru, Cerna, Cris - pompe orizontale, Q = (4÷400) m³/h si H = (4÷55) m;

Pompe SADU - pompe multietajate, Q = (2÷100) m³/h si H = (8÷180) m;

Pompe Siret NDS - pompe monoetajate cu dublu flux, Q = (200÷7200) m³/h si H = (10÷100) m;

Pompe NC - pompe orizontale, Q = (5÷1000) m³/h si H = (10÷200) m;

Pompe RDT - pompe orizontale, Q = (250÷1000) m³/h si H = (80÷200) m;

Pompe RDC - pompe orizontale, Q = (100÷2000) m³/h si H = (60÷300) m;

Pompe RD - pompe orizontale in dublu flux, Q = (100÷5000) m³/h si H = (10÷100) m;

Pompe MO - pompe orizontale in dublu flux, Q = (500÷4000) m³/h si H = (5÷15) m;

Pompe MA - pompe verticale, Q = (50÷300) m³/h si H = (10÷130) m;

Pompe MV - pompe verticale, Q = (100÷2000) m³/h si H = (5÷160) m.

Se utilizeaza in prezent si pompe produse de firme de prestigiu din strainatate.

Pentru pomparea apei din puturi se utilizeaza:

pompe submersibile pentru debite mici si adancimi ale apei peste 20 m;

pompe cu ax vertical cu rotorul in mediu uscat pentru debite mari si adancimi sub 20 m;

pompe orizontale, in puturi sapate, asezate pe o platforma deasupra nivelului apei.

4. Dimensionarea hidraulica a statiei de pompare

Alegerea pompei se face prin determinarea sarcinii pompei:

(1.)

in care: H_g = inaltimea geodezica;

h_ra = pierderile de sarcina pe conducta de aspiratie;

h_rr = pierderile de sarcina pe conducta de refulare.

Aspiratia se dimensioneaza astfel incat pierderea de sarcina sa fie cat mai mica. Se accepta de obicei v_a = (0,6÷1,0) m/s, lungime si numar de armaturi minime. Pentru refulare se accepta v_ref = (0,8÷1,5) m/s. Pe langa pompele active se prevad si pompe de rezerva dupa cum urmeaza:

Tabelul 1.

Statii de pompare cu hidrofor

Sunt cazuri cand in reteaua de distributie a apei se asigura apa beneficiarului intr-un regim variabil in timp. Capacitatea acestor statii este redusa, de 5÷20 l/s.

Pentru o automatizare simpla si o buna functionare a pompelor, in aceasta situatie sunt doua solutii:

- se realizeaza un castel de apa de cota egala cu cota piezometrica necesara pentru asigurarea presiunii la beneficiar;

- prevederea unui hidrofor.

Cand statia functioneaza, apa furnizata ajunge toata la beneficiar Q_pompat = Q_{0 max} sau poate ajunge partial la beneficiar Q_pompat > Q_beneficiar si partial in hidrofor Q_beneficiar > Q_pompat toata apa pompata ajunge la hidrofor.

Alimentarea hidroforului conduce la ridicarea nivelului apei pana la o anumita valoare si la comprimarea pernei de aer. Cand presiunea in perna de aer a ajuns la o valoare stabilita, pompa este oprita automat de catre un presostat care decupleaza motorul de la retea. Daca beneficiarul consuma apa, perna elastica se destinde ridicand apa pana la cota H_p, presostatul comanda pornirea pompei si ciclul se reia.

Volumul hidroforului trebuie sa fie atat de mare incat intre doua porniri, timpul sa nu fie mai mic de (6÷10) minute. Cand sunt mai multe pompe pot fi mai multe hidrofoare, automatizarea facandu-se in trepte.

Alimentarea pompei se poate face direct din conducta cand debitul este mic si diametrul este mare (400 mm).

Conform STAS 1478-90 volumul hidroforului este:

(2.)

in care: V - capacitatea hidroforului (l);

H_p - presiunea in hidrofor in momentul pornirii;

H₀ - presiunea in hidrofor in momentul opririi pompei;

H_i - presiunea initiala in hidrofor; se alege H_p - H_i = (0,3÷2,7) mCA in functie de V si H_i conform STAS 1478-90;

Q_p - debitul pompei (l/s);

n - numarul de porniri - opriri ale pompei pe ora; n < (8÷10)

Din volumul total 20% constituie rezerva de siguranta pentru ca aerul din perna sa nu scape in instalatia de apa alimentata de hidrofor.

Aplicatia 1.

Sa se dimensioneze statia de pompare ce pompeaza apa din rezervor in castelul de apa, cunoscand:

Q_{0 max} = 380,69 m³/h

Q_{0 min} = 54,38 m³/h

C_CA^max = 207,07 mdM

C_R^min = 186,07 mdM

Pentru dimensionarea tipului si numarului de pompe:

Se considera:

- h_ra = 0,5 m

- L_r 30 m

- v_r = 1,5 m/s

- D_r = 275 mm

- j = 0 m/m conducta

- h_{r loc} =1,0 m

Rezulta:

Pentru alegerea pompei se considera ca debitul orar minim se asigura prin functionarea unei singure pompe. Din catalogul de pompe romanesti pentru: Q_p = 54,38 m³/h si H_p = 23,3 m rezulta pompa orizontala: AN 65-50-160, n = 2400 rot/min., f = 169 mm.

Din curbele de functionare ale pompei ( fig. 2.) rezulta:

- H_p = 23,3 m

- Q_p = 60 m³/h

- h_P

Numarul de pompe rezulta:

Se aleg: n = 7 pompe cu:

- Q_p = 54,38 m³/h

- H_p = 26,00 m

h_p

Statia va fi prevazuta cu 7 + 2 pompe.

Fig.2. Curbele de functionare pentru pompa AN 65-50-160, n = 2900 rot/min

Aplicatia 2.

Sa se aleaga pompele submersibile necesare pentru echiparea unor foraje dintr-un acvifer sub presiune stiind ca:

q_{efectiv foraj} = 8,64 l/s

q_{optim foraj} = 9,52 l/s

NHst = 177,5 mdM

C_R^max = 187,8 mdM

h_{r aductiune} = 25,86 m

h_{r local} = 1,00 m

Pentru determinarea tipului de pompa se calculeaza conform schemei din figura 3.

Din catalogul de pompe Vogel rezulta pompa tip 631 TL 3 HF 402 cu: Q_p = 8 l/s si H_p = 38 m, cu urmatoarele dimensiuni:

Tabelul 2.

Fig.3. Dimensiuni pompa submersibila

Fig.4. Schema pentru calculul sarcinii pompei submersibile
si pompelor din STP dintre rezervor si castel