70054029 Ghid Proiectare Canalizare

Managementul apei -tehnologii de canalizare

Ghid de proiectare principii de baz ale proiectrii hidraulice i electrice

2008

2 Sub rezerva modicrilor 10/2008 WILO SE

Introducere 5

Drenarea i canalizarea o problem milenar 5Prevederi legale 6

Principii hidraulice de baz 9

Funcionarea pompelor centrifuge 9Tipuri de instalare 9Instalarea imersat n cmin sau instalarea staionar n rezervor 10

Instalarea imersat portabil 10

Instalarea staionar uscat 11

Fluidele pompate / formele de rotoare 13

Fluidul pompat (ape de canalizare netratate, nmol) 13

Rotorul nchis cu o singur palet (rotorul monocanal) 14

Rotorul nchis cu mai multe palete (rotorul multicanal) 14

Rotorul cu mai multe palete cu toctor 14

Rotorul Vortex 15

Rotorul Vortex cu cap de amestec 15

Rotorul elicoidal 15

Rotorul elice 16

Alegerea rotorului 17

Pasajul liber (pasajul sferic) 17

Puterea hidraulic 19

Debitul volumic 19

nlimea de pompare 19

Viteza de curgere 20

Curbele caracteristice ale pompelor 21

Curba caracteristic a instalaiei 23

NPSH 24Cavitaia 25Puterea 26

Uzura 31

Tipurile de uzur 31

Materiale utilizate n construcia pompelor 32

Compararea materialelor 35

Staiile de pompare 37

Determinarea debitului volumic 39

Calcularea cminului pompei, volumul de acumulare 40

Echipamentul cminului 41

Instalarea imersat 46

Instalarea uscat 47

Transportul n siguran al apelor de canalizare 49

Sistemul de separare a solidelor 49

Staii de pompare subterane cu pompe instalate uscat i sistem de separare a solidelor 50

Calculul ocurilor de presiune 51

C O N T E N T S

Managementul apei - tehnologii de canalizare 10/2008 3

C O N T E N T S

Principiile de baz ale proiectrii instalaiilor electrice 57

Instalaiile electrice 59

Tipurile de reele 59Msuri de protecie (DIN VDE 0100-410) 61

Motoarele asincrone trifazate 65

Proiectarea general i funcionarea 65Modurile de pornire 68Regimuri de funcionare 70

Dimensionarea specic a produselor 73

Protecia motoarelor prin sigurane fuzibile 73Protecia motoarelor 73Echipamentul de monitorizare 75Cabluri/linii 80Curentul admisibil de ncrcare a cablurilor (DIN VDE 0298, Part 4) 82

Tehnologia de comand 85

Sistemele de msurare a nivelului 85Instalaiile de comutare soluii specice n funcie de client 88

Aspecte speciale privind exploatarea cu dispozitive de pornire lin sau convertizoare de frecven 93

Pornirea lin 93Convertizorul de frecven 93

Protecia mpotriva exploziilor 97

Instalarea echipamentelor electrice n zone cu pericol de explozie 97Instalaii electrice n zone cu pericol de explozie 98

Anex 101

Note generale 101Tabele i diagrame pentru exemplele de calcul 102Abrevierile utilizate 104Formulare 105Tabele de materiale 106Analiza defeciunilor 109

Informaii privind drepturile de autor 111


Introducere Drenarea i canalizarea o problem milenar

Aceasta este o problem foarte veche cu care oamenii s-au confruntat ntot-deauna de cnd au convieuit mpreun n aezri mari ce s facem cu drenrile i canalizrile ? Aceasta este problema esenial a dezvoltrii urbane, e n vremurile antice, e n perioada modern.

Funciunile pe care le considerm asigurate astzi au fost rezolvate de inginerii din antichitate prin utilizarea unor instalaii sosticate bazate pe gravitaie i principii mecanice. n locul unor materiale de nalt tehnologie i al calculelor pe computer, ei utilizau profesionalism i o inventi-vitate uimitoare. Problema drenrii i canalizrii pare s avut ntotdeauna o mare nsemntate, chiar de la nceputurile civilizaiei. Exist dovezi ale primelor canalizri din mileniul al treilea nainte de Hristos. n timpul culturii minoice, palatul din Knossos era echipat cu un sistem de canalizare cu perei din piatr i tuburi din teracot pentru evacuarea apelor uzate. Cultura bilor la romani nu putea s existe, de asemenea, fr instalaii de drenare i canalizare. Nu numai oraul Roma era canalizat n rul Tibru prin Cloaca Maxima, care exist i astzi. i n Kln, exist sectoare ale sistemului de canalizare din epoca roman care pot vizitate i astzi. Cu ct numrul de oameni care triesc aproape unii de alii era mai mare, cu att mai urgent devenea problema evacurii excrementelor umane. Totui, din evul mediu pn n epoca modern, au prevalat condiii pe care nu ni le putem imagina astzi. Pentru cei mai muli, canalizarea avea loc prin jgheaburi deschise n rul cel mai apropiat.

Cei care locuiau n Berlin n Evul Mediu, trebuiau s utilizeze o latrin cu groap, la fel ca majori-tatea celor peste 6000 de locuitori. Un sistem nchis de canalizare nu exista nc, astfel nct apa de ploaie, apele uzate i noroiul se amestecau n jgheab pentru a curge sub form netratat n rul apropiat Spree.

n jurul anului 1870, Berlinul era deja un ora mare, cu o populaie de aproape un milion. Deoarece nici pe departe toate locuinele din cldiri aveau toalete proprii, brbaii i femeile erau nevoii s utilizeze amenajrile publice care existau n numr mare pe strzi i n locurile publice, unele dintre ele ind chiar nclzite. Aceste toalete erau legate la un sistem de canalizare. Totui, apele uzate curgeau tot n rul Spree, fr nici o instalaie de tratare a apei.

Odat cu nceputurile industrializrii i creterea rapid a populaiei urbane, un sistem controlat de evacuare a apelor uzate a devenit inevitabil. n acest context, oraul Hamburg a fost printre precursori. Primul sistem centralizat de canalizare i tratare a apei a fost dezvoltat aici n anul 1856.

Totui, aceast evoluie urban major a rmas privilegiul oraelor mari pentru nc un secol. n zonele rurale, apele uzate i fecalele erau colectate nc n gropi i hazna. Abia dup trecerea n noul mileniu, prevederile legale au asigurat ca gospodriile casnice s e legate aproape peste tot la un sistem de canalizare, iar apele uzate i de drenare s curg napoi n ciclul natural al apei, ind epurat n instalaiile de tratare a apelor.

I N T R O D U C E R E


Prevederile legale

Note privind standardele, directivele i foile de calcul (extras)

DIN 4045 Tehnologia canalizrii terminologie de baz

DIN EN 752, p. 1-7 Sisteme de canalizare n exteriorul cldirilor

DIN EN 1671 Sisteme de canalizare sub presiune n exteriorul cldirilor

DIN 24260, p. 1 Pompe centrifuge i staii de pompe centrifuge; terminologie, simboluri, formule, uniti

DIN 24293 Pompe centrifuge documente tehnice terminologie, coninutul livrrii, versiunea

VDE 0100 Specicaii pentru instalarea unitilor de cureni tari cu tensiunea nominal pn la 1000 V

VDE 0105 Exploatarea unitilor de cureni tari

VDE 0160 Echiparea unitilor de cureni tari cu echipament electronic i inclusiv:

inclusiv: DIN EN 61800, p. 3 Acionri electrice cu turaie variabil

DIN EN 50018 Echipamentul electric pentru zonele cu pericol de explozie, carcase rezistente la presiune

VDE 0660 Aparataj de comutare de joas tensiune

DIN EN 1299 Vibraii i ocuri mecanice, izolarea mainilor mpotriva vibraiilor

VDE 0165 Instalarea sistemelor electrice n zonele cu pericol de explozie

VDE 0170/0171 Echipamentul electric pentru zonele cu pericol de explozie

inclusiv: DIN EN 60439 T 1-5 Combinaii de aparataj de comutare de joas tensiune

DIN EN 60947 T 1-7 Aparataj de comutare de joas tensiune

I N T R O D U C E R E



Principii hidraulice de baz Funcionarea pompelor centrifuge

Pompele sunt necesare pentru transportul uidelor i pentru a nvinge rezistena la curgere care rezult n instalaiile de conducte. n instalaiile de pompe cu nivele diferite ale uidului, trebuie s e nvins i diferena de presiune static

Tipurile de instalri Pompele sunt necesare pentru transportul uidelor i pentru a nvinge rezistena la curgere care rezult n instalaiile de conducte. n instalaiile de pompe cu nivele diferite ale uidului, trebuie s e nvins i diferena de presiune static. Conform concepiei lor i al tipului de conversie a energiei, pompele centrifuge sunt maini hidrau-lice cu curgerea uidelor. Dei exist o gam larg de concepii, n toate pompele centrifuge, uidul intr ntr-un rotor pe direcie axial. Un motor electric rotete arborele pompei, pe care este montat rotorul. Apa care curge spre rotor prin oriciul de aspiraie i prin racordul de aspiraie, este deviat de paletele rotorului ntr-o micare radial (cu excepia pompelor cu elice i a pompelor multietajate). Forele centrifuge care iau natere n ecare particul de uid provoac o cretere a presiunii, precum i a vitezei, n timp ce uidul curge prin zona rotorului. Dup ieirea din rotor, uidul este colectat n carcasa spiral. Debitul este uor redus datorit construciei. Datorit conversiei energiei, presiu-nea crete i mai mult. O pomp este format din urmtoarele componente principale: Carcasa pompei Motorul Rotorul

n sistemele submersibile din aplicaiile munici-pale, se utilizeaz tipuri foarte variate de instalaii. Tipul de instalare depinde, n principal, de scopul aplicaiei i de volumul de investiii. n principiu, se disting trei tipuri principale de instalri: Instalarea imersat staionar, Instalarea imersat portabil, Instalarea uscat staionar Instalrile n cmin tubular sunt, de asemenea, cerute. Tipul de instalare depinde n principal de cerinele inginerului proiectant i de beneciar. Apar diferite puncte de vedere, ecare dintre acestea ind justicat n condiiile domeniului respectiv e aplicare.


Instalarea imersat sau instalarea staionar ntr-un rezervor

Instalarea imersat portabil

P R I N C I P I I H I D R A U L I C E D E B A Z

La instalarea imersat, pompa este instalat n uidul care urmeaz a pompat. Motorul este rcit de apa de canalizare care circul. Avantajul acestui tip de instalare l reprezint costurile reduse de investiii n comparaie cu proiectele mai sosticate de staii de pompare pentru pompele de ape uzate instalate uscat. ntr-un astfel de caz, nu este necesar o construcie suprateran sau un soclu intermediar pentru pompe n cmin. La adncimi mai mari, este necesar o platform.

Pompa este xat prin intermediul unei uniti de suspendare cu un mecanism de coborre. Aceasta permite extragerea pompei n orice moment, de exemplu pentru lucrri de ntreinere. Piciorul de cuplare i cotul sunt turnate, de obicei, ntr-o singur pies. Ghidajul se compune din dou evi, aceasta prevenind orice rsucire. Legtura prin cuplajul Wilo este fcut astfel nct o manet mpiedic inelul de etanare s cad afar. Conducta de refulare, dintr-o eav din oel galvanizat sau, n cazul ideal, dintr-o eav din oel inoxidabil, este montat direct pe unitatea de suspendare prin ane i iese n exteriorul cminului pompei. Cminul poate construit, la costuri reduse, din cmine prefabricate din beton prevzute cu garnituri din elastomeri n conformi-tate cu EN 1917 (completare naional: DIN 4034 T1). Totui, cminele monobloc din PEHD, fr garnituri, reprezint o soluie mai bun, deoarece mpiedic orice inltraii de ap din exterior. Dup cum se arat n schem, acest tip de instalare permite beneciarului opiunea unor geometrii speciale ale geometriei cminului pompei, adaptate la cerinele individuale, utiliza-rea unor ventile speciale de splare sau instalarea de rotoare Vortex cu tehnologie special cu cap de amestec. Dezavantajul unei instalri imersate l constituie lipsa de uurin n ntreinere. n plus, cu o pomp submersibil pentru ape uzate instalat imersat, nivelul apei nu poate cobort dect pn la un anumit nivel, deoarece rcirea optim a motorului este posibil numai n starea imersat.

La acest tip de instalare, motorul este rcit n acelai mod ca i la instalarea imersat staionar. Pompa nu este ns xat denitiv cu ajutorul unei uniti de suspendare. De aceea, pompa poate instalat n orice cmin, prin intermediul unei componente de baz pe carcasa pompei. Cu ajutorul unor cuplaje corespunztoare, pe oriciul de refulare pot instalate furtunuri cu lungimea corespunztoare. La alegerea pompei, trebuie s se ia n considerare condiiile hidraulice, ca debitul volumic i nlimea de pompare, precum i valoarea NPSH a pompei. Pompele portabile sunt utilizate frecvent pentru aplicaii municipale, ca drenaje de avarie sau pompe de drenaj rezidual.


Instalarea uscat staionar

Principiul de instalare a unei pompe submersibile instalate uscat

Avantaje n comparaie cu pompele instalate uscat (nu pompele submersibile)

P R I N C I P I I H I D R A U L I C E D E B A Z

Varianta de instalare uscat staionar, n particular pompa submersibil instalat uscat, ofer unele avantaje n comparaie cu pompele instalate uscat, precum i n comparaie cu pompele submersibile instalate imersat.

Principala diferen fa de o pomp submersibil instalat imersat este concepia motorului. Acesta este un motor complet capsulat cu rcire intern n circuit nchis. Se face distincie ntre un sistem de rcire deschis i un sistem de rcire nchis. La un sistem de rcire deschis,uidul pompat este utilizat ca agent de rcire. La un sistem nchis (sistem cu o singur camer sau cu dou camere), rcirea se face de ctre un uid extern, ca de ex. ap cu glicol sau ulei alb medical, ntr-un circuit nchis. O alt diferen principal fa de pompa submersibil instalat imersat este aceea c pompa submersibil instalat uscat nu este instalat n uidul pompat. Din punct de vedere al construciei tehnice, este necesar o baz intermediar direct n staia de pompare. Avan-tajele majore sun combinate. Pe de o parte, aceast pomp submersibil ofer toate beneci-ile unei pompe instalate uscat, iar pe de alt parte, toate beneciile unei pompe submersibile, ca aceea de a rezistent la inundare. Dup cum s-a mai menionat, pompa este instalat ntr-o ncpere separat. Pompa este xat de conducta de intrare n mod simplu, printr-un cot de eav.

Sunt rezistente la inundare i, astfel, mai abile n exploatare Etanri mecanice din carburi, cu ntreinere redus, sau cartue de etanare Fr cuplaje sau curele trapezoidale, astfel sunt necesare mai puine piese de uzur i mai puin ntreinere Protecia mpotriva exploziilor este posibil n orice moment Condiii de lucru curate i igienice ntreinere uoar

Rcire intern cu circuit nchis: Circuitul intern de rcire mpiedic orice ntrerupere a rcirii. Cldura motorului este disipat ctre uid printr-un schimbtor de cldur. Temperatura de funcionare i ncrcarea termic a componentelor rmn joase.


Fluidele pompate / formele rotoarelor Fluidul pompat (ape de canalizare netratate, nmol)

Concentraia solidelor

Viscozitatea

-6

Greutatea specic Valorile puterii motorului date n ele tehnice se aplic pentru ap ca uid (= 1 kg/dm). La o greutate specic mai mare a uidului dect cea a apei, trebuie s se ia n considerare o cerere de putere mai mare a pompei.

n funcie de concentraia solidelor, n mod normal, pot utilizate urmtoarele tipuri de pompe (ndreptar aproximativ): Pn la 8 % materie uscat: Rotor necolmatabil i rotor vortex Pompe cu curgere mixt cu rotor necolmatabil Pn la 12 % materie uscat: Pompe cu curgere mixt Peste 12 % materie uscat: Pompe cu piston, pompe cu cavitate progresiv Valoarea mai mic se aplic la solide hidrole, valoarea mai mare la solidele non-hidrole. Premiza pentru o pompare perfect este n toate cazurile aceea ca uidul pompei s curg nc de la sine.

Diagramele pompei i valorile date n a tehnic ale puterii motorului se aplic la pomparea apei = 1.0 x 10 m/s. Curba pierderilor prin frecare se aplic, de asemenea, numai pentru ap. Dac viscozitatea uidului este mai mare dect v = 1.5 x 10 m/s, trebuie s se aib n vedere n special urmtoarele aspecte: Pierderi crescute prin frecare n conduct (la determinarea nlimii de pompare) Creterea puterii cerute de pomp (la determinarea puterii de acionare)

-6


Proprieti: Domenii de aplicare:

Rotorul nchis cu un singur canal (rotorul monocanal)

Proprieti Domenii de aplicare:

Rotorul nchis cu mai multe canale (rotorul multicanal)

Proprieti:

Domenii de aplicare

Rotorul deschis cu toctor

F L U I D E L E P O M P A T E / F O R M E L E R O T O A R E L O R

Sensibilitate redus la nfundare Pasaj sferic mai mare Susceptibilitate redus la uzur Pompare linitit Este posibil corectarea puterii prin strunjirea rotorului Ecien ridicat Pentru concentraii de solide uscate pn la 8 %, n funcie de tipul nmolului n caz de uzur, se schimb numai inelul x de uzur i contrainelul Compensarea hidraulic a mpingerii axiale datorit vanelor inverse, aceasta reducnd ncrcarea pe lagre

Ape de canalizare netratate Circulaia i nclzirea nmolului Ap amestecat Nmol brut i digerat Nmol activat

Mers linitit Sensibilitate redus la nfundare Pasaj sferic mai mare Susceptibilitate redus la uzur Pompare linitit Este posibil corectarea puterii prin strunjirea rotorului Ecien ridicat Pentru concentraii de solide uscate pn la 5 %, n funcie de tipul nmolului n caz de uzur, se schimb numai inelul x de uzur i contrainelul Compensarea hidraulic a mpingerii axiale datorit vanelor inverse, aceasta

Ape de canalizare epurate la raclor Ape de canalizare tratate mecanic Ape uzate industriale Ap de reumplere Nmol activat Canalizri industriale

Toctorul din amonte taie solidele din apa de canalizare la dimensiunile necesare. Toctorul se compune dintr-o unitate de tocare din Abrasite i o lam din material 1.4034. Toctorul prezint posibiliti de reglare uor de utilizat pentru diferite jocuri ntre piese

Sensibilitate redus la nfundare Pasaj sferic redus Sensibilitate la uide care provoac uzur, de exemplu cele care conin nisip Ape de canalizare casnice Ape uzate Fecale Corespunztoare pentru drenajul de joas presiune



Rotorul Vortex (retras)


Proprieti:

Domenii de aplicare

Rotorul vortex cu cap de amestecare

Proprieti: Domenii de aplicare

Rotorul elicoidal

nfundarea este foarte puin probabil Fr garnitur de interstiiu Pasaj sferic optim Corespunztoare pentru unele uide care degaj bule Este posibil corectarea puterii prin strunjirea rotorului Ecien mai redus n comparaie cu rotorul fr nfundare Pentru concentraii de solide uscate pn la 8 %, n funcie de tipul nmolului Insensibil la apele de canalizare broase Compensarea hidraulic a mpingerii axiale datorit vanelor inverse, aceasta Uzur redus Corespunztoare i pentru uidele care degaj bule

Ape de canalizare netratate Nmol activat Nmol brut i digerat Ap amestecat Fluide cu constituente problematice Fluide cu constituente care provoac uzura

Capul de amestecare este un aparat mecanic de agitare care formeaz o unitate comun cu rotorul vortex. Astfel, nisipul este agitat numai n zona de intrare a pompei. Depunerile solide sunt deblocate i pompate. Datorit zonei de curgere strict delimitate, depunerea nisipului nu este perturbat. Capul de amestecare este confecionat din materialul special Abrasite, foarte rezistent la uzur.

Vezi rotorul vortex Deblocarea depunerilor de nisip solidicate Rezisten ridicat la uzur Cap de amestecare cu autocurare

n camera cu pietri Sisteme cu nisip i pietri Iazuri de decantare a nmolului Bazine de sedimentare Oriunde sunt posibile depuneri

Pentru uide cu viscozitate ridicat Pasaj sferic redus Sensibilitate la uide care provoac uzur, de exemplu cele care conin nisip Pompare foarte linitit Corectarea puterii este posibil numai ntr-o msur limitat Pentru concentraii de solide uscate pn la 12 %, n funcie de tipul nmolului Puterea consumat rmne constant cu creterea debitului

Circulaia i nclzirea nmolului Nmol brut i digerat Fluide vscoase Fluide cu materie uscat pn la 12 %


F L U I D E L E P O M P A T E - F O R M E L E R O T O A R E L O R


Rotorul cu elice

Alte forme de rotoare sunt: rotorul semiaxial i rotorul oal:

Rotorul semiaxial Rotorul oal

Pentru debit volumic foarte mare i nlime de pompare foarte mic Ecien ridicat Puterea consumat scade cu creterea debitului volumic Nu poate funciona mpotriva unei vane nchise

Fluide cu cantiti mici de impuriti Ap de ploaie Returul nmolului activat Circulaia nmolului activat Prize de ap etc.



Alegerea exact a rotorului corect depinde de urmtoarele: Condiiile de aplicare Condiiile sistemului Punctul de funcionare a pompei i muli ali factori.

Alegerea rotorului

Pasajul liber (sferic)

Aceti factori trebuie s e vericai cu grij, de la caz la caz.

Proprietile rotoarelorProtecia la nfundare (blocare)

Traseul curbei caracteristice++ = foarte abrupt = foarte plat

Pomparea uidelor cu coninut de gaze

Pomparea nmolului Ecien (randament)

Funcionare lin Rezistena la uzur(*cu contrainel i inel de uzur x)

Rotor Vortex + ++ /+ + + 0 + ++ + ++

Rotor nchis cu o singur pal

++ + + ++ + ++*

Rotor nchis cu multe pale

+ + 0 + ++ ++ + +*

Rotor elicoidal + ++ ++ +++ ++ + 0

Rotor semi-axial + + 0 0 + ++ ++ +*

Rotor axial ++ 0 + ++ ++ 0

Rotor oal +++ ++ + + ++ +++ ++*

+++ = ideal; ++ = foarte bun; + = bun, o = limitat; = nefavorabil

Pompele pentru canalizare i componentele lor hidraulice sunt adaptate la condiiile diferite i la constituenii corespunztori ai uidelor pompate. Totui, trebuie s se ia n considerare care dintre formele de proiectare ale rotoarelor este cea mai potrivit pentru uidul respectiv i compoziia acestuia. O cretere a pasajului sferic nseamn o reducere a ecienei hidrau-lice. Aceasta are ca urmare o putere mai mare a motorului pentru acelai rezultat hidraulic ceea ce, la rndul su, are un efect asupra costurilor de exploatare i de achiziie. Dimensionarea este important n ceea ce privete urmtoarele elemente: Aspecte economice Funcionarea fr defeciuni a pompelor pentru canalizare Fiabilitatea n exploatare


Puterea hidraulic Debitul volumic (Q)

Debitul volumic Q este debitul volumic hidraulic realizat de pomp (cantitatea de uid pompat) ntr-o unitate specic de timp, ca de ex. l/s sau m/h. Circulaia sau pierderile prin scurgeri necesare pentru rcirea intern sunt pierderi de putere care nu sunt cuprinse n debitul volumic. La specicarea debitului volumic, se face distincie dintre urmtoarele: Punctul cel mai bun (optim) al pompei (Qopt) Debitul volumic maxim (Qmax) Debitul volumic minim (Qmin)

nlimea de pompare (H)

nlimea de pompare H a unei pompe este diferena de energie a uidului ntre intrarea i ieirea pompei. Unitatea de nlime de pompare este m sau bar (10 m ~ 1 bar). Proporiile de energie sunt exprimate ca nlime cinetic (= nlime de pompare). Presiunea este o component a nlimii cinetice dar, n acelai timp, diferena de energie este utilizat ca un sinonim (diferena de energie = presiunea).

nlimea de pompare care trebuie s e realizat de pomp (diferena de energie) este suma dintre diferena de nlime static i pierderea de presiune (=pierderea de nlime) n conducte i armturi. H = H + H + H La specicarea nlimii de pompare, trebuie s se respecte semnicaia exact a presiunii. Exist o diferen de baz ntre presiunea n punctul optim de funcionare, presiunea cu cel mai bun randament al pompei (H ) i presiunea maxim a pompei (H ). Instalaia sau staia poate deteriorat datorit unor specicaii ambigue care au ca urmare supradimen-sionarea sau alegerea unor pompe prea mici, ceea ce face ca instalaia sau staia s aib cderi temporare. Punctele poteniale de maxim trebuie s e luate n considerare n mod corespunztor, adic punctul maxim cel mai nalt al conductei este (H ). n cazul conductelor de refulare fr dezaerisire care nu sunt pozate continuu, trebuie s se adune valorile individuale n conformitate cu variaiile de nlime. Aceasta se datoreaz faptului c, din cauza diferenelor individuale de nlime, este foarte probabil umplerea parial a conductelor, ceea ce nseamn c trebuie s se adauge cteva coloane de ap de amestec.

max stat VL VA

opt max

stat-max

HVL = Pierderi de presiune n conducte HVA = Pierderi de presiune n armturi i coturi Hstat = Pierderea de presiune datorit diferenei de nlime

Nivelul mediu al apei

Viteza de curgere

Materiile solide i sedimentele din apa de canalizare se pot depune n conducte, avnd ca urmare nfundarea sistemului de drenare. Pentru a preveni orice nfundare a conductelor, se recomand s se menin urmtoarele viteze minime de curgere:

P U T E R E A H I D R A U L I C A


n cazul umplerilor pariale, se adaug tronsoanele ascendente:

H stat-max = (MSL 1 - MSL) + (MSL 3 - MSL 2 ) = [10 m - (-1 m)] + (11 m - 5 m) = 17 m

Dac se consider umplerea complet a sistemului de conducte, va necesar s se calculeze numai diferena de nlime static dintre nivelul mediu al apei n rezervor i punctul cel mai nalt.

Pentru umplere complet:

H stat = MSL 3 - MSL = 11.0 m - (-1 m) = 12 m

NN D 0 m Racordul de refulare al staiei de pompare

MSL -1.0 m Nivelul apei la oprirea pompei

MSL 1 10.0 m

1

2 3

4

MSL 2 5.0 m

MSL 3 11. 0 m

MSL A 6.0 m Transfer

H stat-max

Recomandri conform DWA A 116-2 Conducta de refulare Conducte orizontale V min = 0.7 1.1 m/s*

Conducte verticale V min = 1.0 1.5 m/s Conducte canalizare V min = 2.03.0 m/s

Conducte suate cu aer comprimat EN 1671 0.7 V min Conducte nesuate DWA-DVWK A 134 0.7 V min 2.5

n funcie de compoziia uidului (de ex. coninut ridicat de nisip, pomparea de nmol), valorile menionate mai sus pot mai ridicate. Totui, se vor respecta standardele i directivele naionale. Viteza de curgere este determinat de debitul volumic complet (m/s) per seciune (m) i ar trebui s e, n general, ntre 0,7 m/s i 2,5 m/s. La alegerea diametrului conductelor, se vor lua n considerare urmtoarele: cu ct viteza de curgere este mai mare: cu att sunt mai puine depuneri cu att sunt mai mari pierderile pe conducte cu att mai puin economic cu att mai ridicat este riscul de uzur

* pn la Dn 100 0.70 m/s pn la Dn 150 0.80 m/s pn la Dn 200 0.90 m/s pn la Dn 250 0.95 m/s pn la Dn 300 1.00 m/s pn la Dn 400 1.10 m/s


P U T E R E A H I D R A U L I C

Curbele caracteristice ale pompelor

Creterea de presiune n pomp este denumit nlime de pompare.

Deniia nlimii de pompare nlimea de pompare H a unei pompe este lucrul mecanic utilizabil transferat de la pomp la uid, n raport cu fora de gravitaie a uidului n condiiile acceleraiei locale a gravitaiei.

E = energia mecanic utilizabil [N m] G = fora de gravitaie [N]

Creterea de presiune generat n pomp i debitul volumic prin pomp sunt dependente reciproc ntre ele. Aceast dependen este reprezentat ntr-o diagram sub forma unei curbe caracteristice a pompei. nlimea de pompare H a pompei este introdus n metri [m] pe axa vertical, axa ordonatelor. Sunt posibile i alte scale ale axei. Se aplic urmtorii coecieni de conversie:

10 m 1 bar = 100 000 Pa = 100 kPa

Scala pentru debitul volumic Q al pompei, n metri cubi pe or [m/h] este indicat pe axa orizontal, abscisa. i aici, este posibil o alt ax a scalei, de ex. (l/s). Traseul curbei caracteristice a pompei prezint urmtoarele relaii: energia acionrii electrice (innd seama de randamentul total) este convertit n pomp n formele de energie hidraulic: creterea de presiune i micarea. Dac pompa funcioneaz mpotriva unui ventil nchis, apare presiunea maxim a pompei. Aceasta se numete nlimea de pompare la debit zero Ho a pompei. Dac ventilul este deschis ncet, uidul ncepe s curg. Astfel, o parte din energia de acionare este convertit n energie cinetic. Dup aceasta, presiunea iniial nu mai poate meninut. Curba pompei descrete. Teoretic, punctul de intersecie dintre curba pompei i axa debitului volumic este atins atunci cnd apa conine numai energie cinetic i nu se mai creeaz presiune. Totui, deoarece un sistem de conducte are ntotdeauna o rezisten intern, curbele reale ale pompelor se termin nainte de a ajunge la axa debitelor de pompare.

Forma curbei caracteristice a pompeiDiagrama care urmeaz prezint diferitele nclinri ale curbelor caracteristice ale pompelor, n funcie, de exemplu, de turaia motorului.

Debitul volumic Q [m 3 /h]

Curba caracteristic a pompei

Traseul teoretic

nlimea de pompare zero H0

nl

im

ea d

e po

mpa

re]

m

[ H

E

G H = [m]

Variaii diferite ale debitului i ale presiunii

abrupt (e.g. 1450 rpm)

plat (e.g. 2900 rpm)

n funcie de pant i de variaia punctului de funcionare, rezult variaii diferite ale debitului volumic i ale presiunii: Curb caracteristic cu traseu plat variaii mai mari ale debitului volumic, dar variaii mici ale presiunii Curb caracteristic cu traseu abrupt variaii mai mici ale debitului volumic, dar variaii mari ale presiunii Pentru funcionarea permanent, nu se vor alege niciodat pompe cu un punct de funcionare n domeniul extrem din stnga sau din dreapta curbei caracteristice.

Curba caracteristic a pompei



nl

im

ea d

e po

mpa

re]

m[H

nl

im

ea d

e po

mpa

re]

m[H

Alegerea motorului submersibil

Cazul 1 Pompa lucreaz numai ntr-un singur punct de funcionare. De aceea, nlimea de pompare este constant. De regul, se alege motorul submersibil cu puterea de acionare imediat superioar (n acest exemplu: 2,5 kW). Cazul 2 Performanele pompei uctueaz ntr-un anumit domeniu de performan sau pompa funcioneaz pe ntregul domeniu al curbei caracteristice. n acest caz, se utilizeaz motorul cu puterea maxim de acionare (n exemplu: 4.0 kW).

Puterea motorului specicat de rma Wilo include deja o rezerv de putere de 10 - 15 %. Aceast rezerv de putere ine seama de faptul c apa normal de canalizare conine solide, ceea ce atrage dup sine o putere necesar mai mare (dect la funcionarea n ap curat), datorit mrimii, brozitii sau friciunii acestora. n ondiii speciale, de exemplu coninut ridicat de solide, viscozitate ridicat, greutate specic mare, constitueni speciali n uid etc., puterea acionrii trebuie s e determinat separat, dup experien. Astfel de condiii prevaleaz, n mod normal, n cazul nmolului ngroat.



Punctul de funcionare

Cazul 1Cazul 2

Puterea de acionare



Curba caracteristic a instalaiei

H VL = Pierderi de presiune n conducte H VA = Pierderi de presiune n armturi H stat = Diferena de nlime static

(nlimea static de nvins)

H tot = Pierderile totale de nlime

tot

stat VL

VA

stat VL

VA

Punctul de funcionare Punctul de funcionare este intersecia dintre curba instalaiei i curba pompei. Punctul de funcionare se stabilete n mod automat la pompele cu turaia x. Punctul de funcionare se schimb numai dac, de exemplu, n cazul unei staii de pompare staionare pentru canalizare, nlimea static de pompare uctueaz ntre o valoare maxim i una minim. Aceasta schimb debitul volumic furnizat de pomp, deoarece aceasta poate implementa numai punctele de funcionare de pe curba pompei. Motivele pentru orice uctuaie a punctului de funcionare pot include diferite nivele de ap n cmin sau n bazin, deoarece presiunea de intrare n pomp este modicat prin variaia nivelului. Pe partea de evacuare, aceste variaii pot provocate, de asemenea, de nfundarea conductelor (incrustare) sau prin strangulare datorit ventilelor sau consumatorilor.

Q [m 3 /h]

] m

[

H

H VL +H VA

H stat

H tot

Curba caracteristic a instalaiei

Q [m 3 /h]

] m

[

H

H stat Nivel maxim

H stat Nivel minim

A, B = punctul de funcionare

B

A

Curba pompei Curba caracteristic a instalaiei 1

Curba caracteristic a instalaiei 2

Curba caracteristic a instalaiei (curba conductelor)

Exemplu: nivelul uctuant n bazin

Curba caracteristic a instalaiei prezint nlimea total de pompare H necesar pentru instalaie. Aceasta const n componentele H , H i H n timp ce H (static) rmne constant indiferent de debitul volumic, H i H (dinamic) crete datorit diferitelor tipuri de pierderi n conducte, ventile, tinguri i creteri ale frecrii datorate temperaturii etc.



Valoarea NPSH

Valoarea NPSH (Net Positive Suction Head) este un parametru important pentru o pomp centrifug. Acesta specic presiunea minim la intrarea pompei, necesar pentru acest tip de pomp pentru a funciona fr cavitaie, deci presiunea suplimentar care este necesar pentru a preveni evaporarea uidului i meninerea acestuia n stare lichid. Valoarea NPSH a pompei este afectat de forma rotorului, de turaia pompei i de NPSH ambiant de temperatura uidului, de adncimea de mersiune n ap i de presiunea atmosferic. Se disting dou valori NPSH:1) NPSH pomp = NPSH cerut

Specic presiunea de intrare necesar pentru aevita cavitaia. Presiunea de intrare este i imersiunea n ap (diferena de nlime dintre intrarea pompei i nivelul apei n cmin).2) NPSH sistem = NPSH prezentSpecic presiunea la intrarea pompei.

NPSHsistem > NPSHpomp sau NPSHprezent > NPSHcerut.

Pentru pompele n instalare imersat, valoarea NPSH este calculat prin adunarea presiunii atmosferice i a imersiunii pompei n uid minus presiunea de evaporare. n instalarea uscat, se scad i pierderile de presiune pe partea de intrare. Valoarea NPSH este specicat de productor cu denirea unui criteriu de cavitaie.

sistem

pomp

curba NPSH

Hopt

NPSHexp

10 m + 1 m - 6 m

5 m (NPSHsistem )7m (NPSH pomp)

10 m

H exp = 1 m

Pierderi pe partea de aspiraie: 6 m

INCORECT!

Conversie10 m + 1 m - 2 m

9 m (NPSHsistem )

NPSHsistem 9 m

NPSHpomp 7 m

7m (NPSH pomp)

10 m

Pierderi pe partea de aspiraie: 2 m

= 1.3 Factor de siguran

CORECT!

H e xp = 1 m

Dimensionare economicNPSHsistem > NPSHpipe

Dimensionare economicNPSHsistem > NPSHpipe


P U T E R E A H I D R A U L I C A

Cavitaia

Prin cavitaie se nelege implozia bulelor de vapori (caviti) formate ca rezultat al depresiunii locale sub presiunea de evaporare a uidului pompat, la intrarea n rotor. Aceasta are ca urmare o reducere a evacurii (nlimea de pompare), funcionarea nelinitit, reducerea randamentului, zgomote i distrugerea materialului (n interiorul pompei). Exploziile de dimensiuni microscopice provoac, datorit expandrii i imploziei unor mici bule de aer n zonele cu presiune mai ridicat (de ex. n stare avansat la ieirea rotorului), ocuri de presiune care deterioreaz sau distrug sistemul hidraulic. Primele semne sunt zgomotele sau deteriorrile la intrarea rotorului.Deteriorarea materialului depinde de structura acestuia. De exemplu, oelul inoxidabil turnat de calitatea 1.4408 (AISI 316) este de circa 20 de ori mai rezistent dect materialul standard utilizat n industria pompelor: fonta cenuie(GG 25). Bronzul dubleaz cel puin durata de utilizare.Exploatarea vitezei e curgere, a presiunii i a temperaturii corespunztoare de evaporare ajut la prevenirea cavitaiei. O vitez mai mare de curgere nseamn o presiune mai redus, avnd ca urmare un punct de erbere mai sczut al uidului. De exemplu, formarea bulelor de vapori poate redus sau evitat printr-o cretere a presiunii de intrare (de ex. prin creterea adncimii de imersiune n ap sau un nivel mai ridicat al apei n cmin).

P a bs 0 approx. 10 m

Nivelul apei NPSH [m]

20 C

Temperatur[C]

Stare lichid

Stare solid

punct triplu

stare de vapori

punct critic

Bulele de vapori sunt purtate de curent i se contract brusc cnd presiunea static crete din nou peste presiunea de vapori. Suprafeele adiacente ale materialului sunt distruse prin eroziune (formare de caviti)

Curba presiunii de vapori a apei

Calculul nlimii minime de aspiraie H nec

Abreviere DescriereH nec [m] nlimea minim de aspiraie la

gura de aspiraie H H o. NPSH [m] nlimea net pozitiv de aspiraie necesar

pentru debitul volumic de funcionare a pompei, din diagrama caracteristic

0.5 Marja de siguran P D [bar] Presiunea de vapori a uidului ca

presiune absolut pentru temperatura corespunztoare a uidului, din tabelul presiunilor de vapori

[kg/m 3 ] Densitatea uidului g [m/s 2 ] Accelerarea local a gravitaiei P b [m] Presiunea atmosferic local

10 5 P D H nec = H H + 0.5 + P b [m] g

n sistemele cu mai multe pompe, se face o distincie ntre urmtoarele moduri de funcionare:

Funcionarea n paralel

Puterea

n termenii de putere a unei pompe, se poate face o distincie ntre puterea electric i puterea hidraulic. Puterea hidraulic este descris prin Q (m/h sau l/s) i H (m sau bar). n termenii puterii electrice, se disting mai muli parametri. Puterea absorbit este notat cu P i specicat n kilowai (kW). P reprezint puterea la arborele motorului, adic puterea transferat de la motor la unitatea hidraulic. P reprezint puterea hidraulic debitat de motor.


Abreviere U Tensiunea[V]I Intensitatea curentului [A]cos Factorul de putereM Momentul nominal [Nm]n Turaia nominal [rpm]p Densitatea uidului [kg/dm3]g 9.81 m/s 2

Q Debitul volumic[m3/h]H nlimea de pompare [m]

Puterea electric absorbit efectiv P1

P1 = 3U l cos (curent trifazat)

Puterea la arbore P2 (puterea nominal)

P2 = M 2n

Puterea hidraulic efectiv P

P3 = g Q H

Ca i la funcionarea individual, punctul de funcionare este intersecia dintre curba caracte-ristic a pompei i curba caracteristic a sistemului. Fiecare pomp continu s funcioneze pe propria sa curb caracteristic. Dac pompele sunt de acelai tip, toate pompele au acelai debit volumic (a se vedea procedura de calcul grac). Totui, se va nota c conducta de alimentare pentru colectorul de refulare are ventilele sale proprii, cu pierderile corespunztoare. Acestea trebuie s e sczute la calculul punctului de funcionare.

n principiu, aceste reguli se aplic i la funcionarea a dou pompe de mrimi diferite, la care cele dou pompe funcioneaz ecare pe curba sa caracteristic proprie, iar debitul volumic este repartizat n mod corespunztor (la aceeai presiune, prin nsumarea debitelor volumice).

Funcionarea n paralel

Scopul funcionrii n paralel este acela de a mri debitul volumic. Termenul se refer la funcionareaa dou sau mai multe pompe, toate pompele pompnd.Simultan ntr-o conduct de refulare comun (cu ventile separate n mod corespunztor i conducte de alimentare separate). Dac toate pompele pompeaz simultan, debitele volumice de pe acelai colector de refulare pot nsumate pentru a calcula debitul volumic total.

12

3


U Icos Mnpg 9.81 m/s 2

QH

1

P1 = 3U l cos (

P2 = M 2n

3

P3 = g Q H

Descriere



Q [m3/h]H

[m]

B1B2 B

1

2

5

6

74

A 3

Procedura de calcul grac

Legtura n serie Legtura n serie

Exist diferite motive pentru utilizarea mai multor pompe: Funcionarea n paralel cu pomp de baz i

conectarea corespunztoare de pompe de vrf. Pompele de vrf sunt conectate numai n cazul unor cerine crescute pe care pompa de baz nu le poate satisface (de ex. un aux mai mare de ap de canalizare dect debitul volumic maxim al pompei de baz).

Funcionarea n paralel pentru divizarea debitelor volumice pentru a reduce cheltuielile de exploatare n cazul unor condiii puternic variabile.

Funcionarea unei pompe cu conectarea pompei de rezerv n cazul n care unitatea n lucru cade.

Alternarea n timp a pompelor va luat ntot-deauna n considerare pentru a optimiza distri-buirea orelor de funcionare pe toate pompele i asigurarea unei durabiliti mai ndelungate a instalaiei.Panourile de automatizare Wilo pentru mai multe pompe ofer aceast funcie.

1) Trasarea curbei caracteristice pentru pompa 12) Reducerea curbei pompei 1 cu pierderile (de ex. datorit ventilelor

sau nfundrii) din conducta de refulare (pn la conducta colectoare)

3) Trasarea curbei caracteristice a sistemului4) Proiecia vertical a interseciei dintre curba sistemului i curba

redus a pompei n sus pn la curba original a pompei.5) Trasarea curbei caracteristice pentru pompa 2(adugarea debitului volumic pentru aceeai nlime de pompare)6) Reducerea curbei pompei 2 cu pierderile (de ex. datorit ventilelor

sau nfundrii) din conducta de refulare (pn la conducta colectoare)

7) Proiecia vertical a interseciei dintre curba sistemului i curba redus a pompei n sus pn la curba original a pompei.

A = punctul de funcionare al pompei n funcionarea individualB1= punctul de funcionare al sistemului pentru funcionarea n

paralelB2= punctul de funcionare al pompei 1 sau 2, n vedere izolat,

pentru funcionarea n paralel

Scopul legrii n serie este o cretere a presiunii (nlimii de pompare). Termenul se refer la funcionarea a dou sau mai multe pompe, n care toate pompele pompeaz simultan ntr-o conduct comun de refulare ( cu ventile separate n mod corespunztor i conducte separate de alimentare).

Pentru a calcula curba caracteristic global corespunztoare a pompelor, se nsumeaz valorile presiunilor pentru acelai debit volumic.

Totui, amenajarea unei legturi n serie este ndoielnic, deoarece pot aprea diverse diculti. Acestea pot include att cavitaia ct i efectele de turbin, n care prima pomp rotete cea de a doua pomp, ambele pompe putnd deteriorate.Dimensionarea exact i monitorizarea constant sunt eseniale.


28 Sub rezerva modicrilor 10/2008 WILO SECC

Debitul volumic Q [m3/h]

nl

im

ea d

e po

mpa

reH

[m]

Q1Q2

D2 D1Q2Q1

H12

H2

D1D2

2D1D2

D2 D1H2H1

Modicarea diametrului rotorului

Corectarea puterii prin modicarea rotorului

O modicare a diametrului rotorului nseamn o modicare a puterii motorului.

Dac este necesar corectarea debitului volumic Q sau a nlimii de pompare H n comparaie cu curba original, o corectare a diametrului rotorului poate favorabil. Se practic reducerea diametrului rotorului, ceea ce este posibil numai la rotoarele radiale i, ntr-o msur limitat, la rotoarele semiaxiale. Randamentul pompei este astfel redus.

Atenie. Se va respecta dimensionarea motorului

P1 D1

3

= speed nP2 D2

Dac turaia se dubleaz: Debitul volumic Q = valoarea dubl nlimea de pompare = valoarea de patru ori Puterea necesar P = valoarea de opt ori

Corectarea puterii prin schimbarea turaiei Prin schimbarea turaiei unei pompe centrifuge, curbele caracteristice ale acesteia se modic.

Conform legii similitudinii, se aplic urmtoarele condiii privind debitul volumic Q i nlimea de pompare H:

Q1Q2

n1n2

=

H12

H2

n1n2

=

Debitul volumic Q [m 3/h]

nl

im

ea d

e po

mpa

reH

[m]

Variaia vitezei



Corectarea puterii prin modicarea frecveneiDac se utilizeaz convertizoare de frecven, se vor avea n vedere cele ce urmeaz:

Modicri hidraulice: Punctul de funcionare se deplaseaz n jos pe curba sistemului nlimea de pompare i debitul volumic scade Pierderile prin frecare scad Puterea necesar scade

Modicri electrice: Pierderile n rotor cresc nclzirea rotorului crete Randamentul motorului crete Este necesar un motor mai puternic Momentul rmne constant Puterea absorbit este redus

De ce se utilizeaz convertizoare de frecven? Pentru a economisi costurile cu energia Pentru a realiza performane continue de pompare Pentru automatizarea proceselor Pentru a adapta puterea de ieire a pompei

ConvertizorulPompele submersibile ale rmei Wilo pot funciona cu orice convertizor de frecven disponibil n comer. Pot utilizate convertizoare "comandate n curent", "comandate n tensiune " i modulate n limea impulsurilor.

Tensiunea de interferen:Motoarele submersibile cu bobinajul imersat prezint un risc mai mare datorit vrfurilor de tensiune dect motoarele uscate. Trebuie s se utilizeze echipamente auxiliare corespunztoare (drosele, ltre) pentru reducerea vrfurilor duntoare de tensiune.

Pentru a satisface directivele EMC (compatibilitate electromagnetic), poate necesar utilizarea conductorilor ecranai sau instalarea cablurilor n evi metalice i instalarea de ltre.

Protecia motorului: senzor de temperatur PTC cu termistor (PTC),precum i senzor de temperatur cu rezisten (PT 100)

Motoarele anti-ex vor echipate ntotdeauna cu termistori PTC.

ncrcarea motorului i a mediului ambiant n cazul alimentrii prin convertizor:n comparaie cu funcionarea cu o alimentare sinusoidal, motorul i mprejurimile sale sunt expuse la ncrcare suplimentar prin: nclzirea bobinajului i a circuitului feromagnetic Cupluri alternante Dezvoltarea de zgomot Tensiuni n arbore i cureni n lagre ncrcarea izolaiei bobinajului

Variaia frecvenei

Frecvena Dateleelectrice 50 Hz 60 Hz

n 950 rpm 1140 rpm1450 rpm 1740 rpm2900 rpm 3480 rpm

Q 100 % 120 %H 100 % 145 %P 100 % 175 %

120 fn =

P

f = frecvenaP = numrul de poli

Dac turaia este redus, toate punctele de funcionare se deplaseaz pe o parabol, la un randament aproape constant,spre punctul zero.

Ct rezerv trebuie s aib un convertizor de frecven?Circa 20 %.

Ct rezerv trebuie s aib motorul?n plus cel puin 10 %.

Q [m3/h]

H[m

]

80 95 1206020 400

8

10

12

14

6

4

2

0

HA steep

HA atHstat

n-1100 1/min

n-900 1/min

n-1300 1/min

n-1450 1/min 0,7 opt0,9 opt

0,97 opt

opt

0,05 opt

Modicarea punciului de funcionare (diagram)


Uzuran exploatarea pompelor centrifuge, rotoarele pompelor i carcasele pompelor sunt n mod special expuse la diferite sarcini. n funcie de aplicaie, acestea pot conduce chiar pn la distrugerea pompei. Principalii factori de inuen a uzurii sunt uidul i punctul de funcionare al pompei. Aceti factori de inuen determin tipurile corespunztoare de uzur care trebuie s e contracarate prin diferite msuri, de ex. prin utilizarea unor materiale speciale.

Tipuri de uzur

Coroziunea Abraziunea Cavitaia

CoroziuneaCoroziunea este distrugerea materialelor prin reacii chimice sau electrochimice cu mediul lor ambiant. n majoritatea cazurilor, coroziunea se dezvolt la un pH de 4 10 i la fontele nealiate. n aceste cazuri, cauza este oxidarea cu oxigenul din aer. Produsul de reacie se numete rugin. Agresivitatea uidului poate mrit de diferite ingrediente cum ar , de exemplu, agenii de condiionare, acidul carbonic liber etc. Un alt factor important de coroziune este valoarea pH.

Valoarea pH (temperatura de referin - 25C)

Valoarea pH Reacia chimic1 to 3 Puternic acid4 to 6 Slab acid7 Neutr8 to 10 Slab alcalin11 to 14 Puternic alcalin

AbraziuneaPrin abraziune se nelege ndeprtarea de material de pe un obiect (aici pompa sau componentele pompei). Aceasta se poate realiza de ctre prile constituente din uid (de ex. nisipul). Constituentele solide sunt frecate de material prin creterea vitezei de curgere sau a presiunii n carcasa pompei, astfel nct materialul este ndeprtat treptat. Este foarte asemntor cu efectul mirghelului.

CavitaiaVezi capitolul "Cavitaia" (pag. 25 orig.).

U z u r a


Materialele n construcia pompelor

Abrasite (font clit rezistent la uzur)De mai muli ani, materialul Abrasite este utilizat pentru carcasele i rotoarele pompelor, capete de amestecare i toctoare amonte. Aliajul dur turnat cu crom are o rezisten ridicat la uzur datorit unei structuri de baz martensitice cu o proporie ridicat de carburi compozite de crom.

Durata de serviciu:Datorit acestui material, durata de serviciu este de 7 ori mai mare dect cea a material ului turnat normal, n aceleai condiii de aplicare.

Carcas pomp FA 10.22W, n versiunea din font cenuie, dup 6 sptmni de utilizare n camera cu pietri ?

Abrasite Previne abraziunea Font clit cu 23 % crom Microstructur martensitic

GG-25Font cenuie 0.6020

GGG-50Font sferoidal0.7050

Material

Pier

dere

a de

gre

utat

e[m

g]

Abrasite Font clit

Comparaie ntre materiale

Versiunea de materialProprieti Avantaje Aplicaii

Font clit Abrasite

Rezisten mecanic ridicat Utilizat n uide cu pH>6

Carcase de pompe Rotoare Toctoare amonte

RF Versiunea Material rezistent la coroziune

Rezisten la coroziune foarte bun la acizi i alcalii

1.4581

RF Versiunea1.4517

Turnat, nalt aliat cu crom

Carcase de pompe Rotoare

Oel turnat Duplex rezistent la coroziune i la acizi

Rezisten foarte bun la coroziune intercristalin i la surarea prin coroziune sub sarcin

Utilizat n uide cu: coninut de acizi suspensii acide de splare cu coninu ridicat de cloruri ap de mare i ap salmastr soluie de sare i sruri mixte


U Z U R A

Ceram Protecia modern mpotriva coroziunii i abraziunii

Stratul 4:Gudron rin epoxidic (110 m)

Fora de aderen 5 N/mm 2


Fora de aderen 5 N/mm2



Stratul 1:Amors cu pulbere de zinc (50 m)

Fora de aderen 2,5 N/mm2

Materialul de bazde ex.: carcasa din font

Acoperirea cu gudron rin epoxidic cu amors cu pulbere de zinc

Stratul 1:Ceram C0 (400 m)


Materialul de bazde ex.: carcasa din font

Structura unei acoperiri Ceram C0

Componentele care vin n contact cu uidul sunt supuse att la inuene puternic corozive ct i abrazive. Pentru acestea, rma WILO ofer acoperirea sa ceramic uid, Ceram. Aceasta asigur o protecie abil mpotriva acestui tip de solicitri.

Metodele normale grele de protecie mpotriva coroziunii, cum este amorsa cu pulbere de zinc cu trei straturi de gudron rin epoxidic sunt numite modele n foi de ceap. Avantajul amorsei cu pulbere de zinc este acela c pulberea de zinc se sacric, iar carbonatul de zinc poate nchide surile microscopice. Acesta se numete efectul de autovindecare al acoperirii. Dezavantajul este acela c aderena umed a acestei amorse cu pulbere de zinc nu este prea ridicat. Datorit modelului n foi de ceap al acoperirilor convenionale care conin solveni, fora de aderen depinde de calitatea straturilor individuale.

Schema din dreapta prezint structura unei acoperiri cu gudron rin epoxidic cu un strat amors cu pulbere de zinc. Acoperirea const n 4 straturi individuale cu o grosime total de acoperire de 380 m. Cele trei linii gri nchis reprezint punctele slabe ale acestei acoperiri. Linia neagr este punctul predeterminat de rupere.

Acoperirea Ceram, pe de alt parte, este bazat pe modelul diamantului. Acesta reunete proprietile pozitive a dou materiale, prin combinarea particulelor ceramice ntr-o matrice de polimer.

Particulele ceramice sunt incluse n matrice. Astfel, nu exist puncte de rupere predeterminate, iar aderena este foarte ridicat, de ex. n cazul acoperirii Ceram C0 - 15 N/mm3. Deoarece acoperirea Ceram este lipsit de solveni, aceste acoperiri pot aplicate ntr-un singur strat.Schema din dreapta arat structura unei acoperiri Ceram C0. Acoperirea const ntr-un singur strat cu o grosime total a acoperirii de 400 m. Prin aplicarea sa prin metoda pulverizrii fr aer, se obine o calitate foarte bun a suprafeei.

U Z U R A


Calitatea Ceram Straturi Grosimea [mm] AplicareaCeram C0 1 0.4 Acoperire complet n exterior i n interiorCeram C1 1 3 1.5 Acoperirea rotorului i a gurii de aspiraie sCeram C2 1 1.5 Acoperirea carcasei pompei (interior)Ceram C3 1 3 Acoperirea carcasei pompei (interior)

Calitatea Ceram Compoziia ProprietiCeram C0 Polimer epoxidic fr solveni cu ntritor poliaminic fr solveni i diferii extensori

Acoperire tenace i durabil cu rezisten mecanic i chimic ridicat i rezisten foarte bun la abraziune. Aderen excelent n stare umed i compatibilitate cu protecia catodic anticoroziv, ca acoperire n strat unic pe suprafeele din oel. Aderen foarte bun la suprafeele din oel. nlocuiete acoperirile care conin gudron. Economie de costuri datorit duratei de serviciu ridicate, ntreinerii reduse i uurinei de reparare. Testat de "Bundesanstalt fr Wasserbau" (Institutul Federal German pentru Inginerie Hidraulic) (BAW). Fr solveni. Acoperirea ntrit are un nisaj cu luciu nalt.

Ceram C1 Material compozit polimer/ceramic format dintr-un compound de baz i o armtur Compoundul de baz: un polimer modicat format din dou pri cu un agent de ntrire alifatic. Armtura: un amestec (protejat prin drepturi de autor) din oxid de aluminiu i extensori. Acest amestec ceramic are proprieti excelente de rezisten la abraziune i poate aplicat foarte uor

Acoperirea Ceram C1 complet ntrit are un nisaj lucios, fr pori i este uor de curat, foarte rezistent mecanic, rezistent la abraziune i are proprieti de aderen excelente. Ceram C1 se ntrete fr contracie i este rezistent la un mare numr de substane chimice, uleiuri, unsori, solveni, acizi organici i anorganici i baze sub form diluat i soluii saline. Ceram C1 reduce frecarea i mbuntete curgerea i randamentul. Protecie excelent la coroziune.

Ceram C2 Material compozit polimer/ceramic format dintr-un compound de baz i o armtur

Compoundul de baz: un polimer modicat format din dou pri cu un agent de ntrire alifatic.

Armtura: un amestec (protejat prin drepturi de autor) din oxid de aluminiu i extensori.

Acest amestec ceramic are proprieti excelente de rezisten la abraziune i poate aplicat foarte uor.

Rezistena excelent la abraziune asigur o funcionare ndelungat i, de obicei, dureaz mai mult dect un strat metalic ncrcat prin sudur.

Poate turnat cu uurin pe orice suprafa metalic. Structura tenace din rin sintetic rezist la ocuri de temperatur i

la impact. Aderena excelent asigur abilitatea i mpiedic exfolierea. Aplicarea simpl reduce cheltuielile cu manopera i staionrile. Rezist la condiii de exploatare variabile din punct de vedere chimic

n care metalele cedeaz Raport de amestec n greutate i volum practic 4:1.

Ceram C3 Material compozit polimer/ceramic format dintr-un compound de baz i o armtur

Compoundul de baz: un polimer modicat format din dou pri cu un agent de ntrire alifatic.

Armtura: un amestec (protejat prin drepturi de autor) din oxid de aluminiu i extensori.

Acest amestec ceramic are proprieti excelente de rezisten la abraziune i poate aplicat foarte uor

Rezistena excelent la abraziune asigur o funcionare ndelungat i, de obicei, dureaz mai mult dect un strat metalic ncrcat prin sudur. Structura tenace din rin sintetic rezist la ocuri de temperatur i la impact. Aderena excelent asigur abilitatea i mpiedic exfolierea. Aplicarea simpl reduce cheltuielile cu manopera i staionrile. Rezist la condiii de exploatare variabile din punct de vedere chimic n care metalele cedeaz Poate turnat cu uurin pe orice suprafa metalic. Raport de amestec n greutate i volum practic 4:1.

Acoperirile Ceram sunt disponibile n patru nivele de calitate. Acestea se disting n ceea ce privete rezistena la coroziune abraziv. n timp ce rezistena la coroziune este foarte bun pentru toate cele patru nivele de calitate, rezistena la abraziune crete cu numrul de ordine (C0 = protecie redus la abraziune; = protecie foarte bun la abraziune) a acoperirii, deoarece sunt prelucrate particule ceramice din ce mai mari.

Straturile individuale devin din ce n ce mai groase, iar amestecul de particule mari, mijlocii i mici de oxid de aluminiu este de aa natur nct, chiar n cazul abraziunii cu nisip n, acoperirile sunt foarte stabile.

Pentru utilizarea n uide speciale, calitile individuale Ceram pot combinate ntre ele, de ex. C2 + C1. De asemenea, acoperirea Ceram este foarte adecvat pentru utilizarea n mediul maritim.


U Z U R A

Compararea materialelor

Durata de via (h)

Eci

ena

(%)

Rotorul acoperit cu Ceram este nlocuit abia dup 2000 ore

Rotorul din font cenuie trebuie s e nlocuit dup 500 ore

Comparaie: rotorul din font cenuie fa de rotorul cu Ceram

Durata de via (h)

Cost

uri d

e ac

hizi

ie

Costuri pentru achiziionare, energie i nlocuirea rotorului din font cenuie (4 cicluri de via)

Zona de prot pentru client

Rotorul acoperit cu Ceram (1 ciclu de via)

Comparaie: costuri de achiziie i durat de serviciu

Deoarece apa este utilizat ntr-un mod din ce n ce mai conservator, exist o cantitate crescnd de contaminani n raport cu cantitatea de ap. Aceasta nseamn c concentraie constituenilor corozivi i abrazivi este mai ridicat. Unitile de canalizare sunt ntotdeauna expuse la acest uid agresiv. Coroziunea i abraziunea afecteaz suprafeele i structura materialelor unitilor, uneori cu o degradare considerabil a materialelor i, astfel, a performanelor.

Aceasta reduce n mod semnicativ randamentul hidraulic. Unitile au un consum crescut de energie electric. Pe de alt parte, pompele nu mai funcioneaz n mod optim, forele radiale cresc, lagrele i etanrile mecanice sunt mai solicitate, iar durata de serviciu a mainilor este redus.

Dac de utilizeaz materiale standard, cum este fonta cenuie, la solicitri ridicate, poate necesar nlocuirea componentelor chiar dup 500 ore de funcionare. Acoperirile Ceram permit creterea duratei de serviciu de 4 ori i aceasta, la acelai grad ridicat de ecien, ceea ce nseamn costuri energetice minime.

Dac se iau n considerare costurile globale pe ntreaga durat de serviciu a pompei, costurile de investiie pentru o unitate acoperit cu Ceram sunt sub 10 % i, ca urmare, neglijabile. n plus, exist un potenial ridicat de economii datorit faptului c sunt necesare mai puine reparaii, rezultnd n mai puine staionri ale instalaiei. Ca urmare, se ajunge de obicei mai repede la amortizare, datorit ecienei mai ridicate.


Staiile de pomparePrin staiile de pompare, eciena economic este mbuntit n ceea ce privete drenarea apelor de canalizare spre deosebire de conductele cu curgere liber deoarece se evit adncimile mai mari de instalare a conductei n sol, pe sub cldiri cu acces dicil.

Prin staiile de pompare, eciena economic este mbuntit n ceea ce privete drenarea apelor de canalizare spre deosebire de conductele cu curgere liber deoarece se evit adncimile mai mari de instalare a conductei n sol, pe sub cldiri cu acces dicil.

Staiile de pompare trebuie s e proiectate astfel nct s asigure aceeai abilitate a evacurii ca i la sistemele de conducte cu curgere liber. Funcionarea automat i n mare msur lipsit de deranjamente este cerina de baz. Lucrrile de ntreinere neigienice i periculoase trebuie s e restrnse l un minim.

O distincie de baz se face ntre dou tipuri de construcie: instalarea uscat i instalarea imersat.Avantajele instalrii uscate constau n faptul c mainile pot accesate n orice moment i de gradul mai ridicat de igien, datorit faptului c pompele nu sunt scufundate n uid. O cldire subteran de exploatare poate utilizat pentru tehnologia de comand i/sau pentru instalaiile sanitare.

Totui, la instalarea imersat, construcia mai simpl aduce economii de costuri. Pompele nu sunt instalate direct n uid. De obicei, nu este necesar o cldire de exploatare. Aparatajul electric este instalat ntr-un dulap, n exterior.

n funcie de mrimea staiei de pompare, n ceea ce privete construcia, se utilizeaz cmine din beton turnat la faa locului, cmine prefabricate din beton, PAFS sau cmine din PEHD. n comparaie cu cminele prefabricate din beton, acestea din urm au avantajul c pot produse absolut fr interstiii i pot etanate perfect pn la un diametru de 3,5 m. Astfel, nu este posibil nici o inltraie de ap din exterior.

Pentru instalarea uscat, cminele din PEHD ofer avantajul c, datorit utilizrii prolelor pentru pereii cminului, exist o valoare k foarte mic, ceea ce previne formare oricrui condens pe suprafeele interioare. Aceasta face ca toat instalaia din interior s e lipsit de coroziune.

S T A I I L E D E P O M P A R E


Exemple de concepii de staii de pompare cu pompe instalate imersat

Ventilaia camerei de aspiraie deasupra acoperiului

F

Acces la camera de aspiraieGrup sanitar

Camer de ventilaie

Sistem de comutare

Spaiu pentru instalaii

Camera de aspiraie

Camera mainilor

2 pompe centrifuge

Camera de aspiraie deschis n partea desus sau acoperit, n funcie de condiiile locale

Grup sanitar

Sistem de comutare


Camera de aspiraie

Camera mainilor

2 pompe centrifuge

Camera de aspiraie deschis n partea de sus sau acoperit, n funcie de condiiile locale

Sistem de comutare

Spaiu pentruinstalaii

Camera de aspiraieCamera mainilor

2 pompe centrifuge

Exemple de concepii de staii de pompare cu pompe instalate uscat

Grup sanitar

Ventilaia camerei de aspiraie deasupra acoperiului

Sistem de comutare

Cmin vane


Sistem de suspendareCamera de aspiraie

2 pompe submersibile

Grup sanitar


Sistem de comutare

Cmin vane





Sistem de comutare

Cmin vane



Debitul de aux menajerPentru zonele rezideniale cu case pentru una i dou familii, exist dou opiuni pentru determinarea acestei valori: cu o diagram cu o formuln mod normal, se pot consulta uzinele de ap pentru debit, deoarece consumul de ap potabil este echivalentcu debitul de ap menajer.


S T A I I L E D E P O M P A R E

Determinarea debitului volumic

Pentru a determina mrimea staiei de pompare, trebuie s se determine auxul zilnic de ap de canalizare.

Acesta este afectat de: Tipul metodei de drenare (sistem mixt sau cu separare) Mrimea i structura zonei de drenare Numrul de locuitori (PE = echivalentul populaie) Numrul i tipul zonelor industriale i comerciale conectate

Auxul total al unei staii de pompare este calculat din dou pri:Auxul total = debitele de ape pluviale + debitele de ape menajere

Auxul de ape pluvialeDebitul de aux pluvial depinde n mare msur de locaie. Debitul trebuie s e determinat de inginerul proiectant sau trebuie s e consultat biroul de inginerie civil. n Germania, de exemplu, debitele uctueaz ntre 36 i 144 l/(m2 h) pentru Germania de nord sau de sud.

Numrul de uniti locative

Cons

umul

max

im d

e ap

m

3 /h

Zone rezideniale cu case pentru una i dou familii

Pentru hoteluri i spitale, exist dou opiuni pentru determinarea acestei valori: cu o diagram prin numrarea tuturor toaletelor, duurilor, mainilor de splat etc.

E aQmax =

14 60 60

= 0.003 l/s

or = 10l/h/persoan

Abrevierea DescriereaQmax Debitul maxim l/sE Locuitoria Consumul pe persoan/zi,

de ex. n Germania 150 l/ziQs Debitul de drenaj n secunde K Factor pentru tipul de cldireDU Drenajul previzibil

Numrul de paturi

Cons

umul

max

im d

e ap

m

3 /h

Spitale

Hoteluri

Diagram: hoteluri i spitale

Numrul angajailor

Con

sum

ul m

axim

de

ap

m3 /

h

Cldiri de birouri

Centro comerciale

Qs [l/s] = K DU

Pentru centre comerciale i cldiri pentru birouri, debitul de aux pentru ape menajere este determinat utiliznd o diagram.

Centre comerciale i cldiri pentru birouri

Pentru toate celelalte cldiri, debitul trebuie s e determinat individual, prin numrarea toaletelor, duurilor, mainilor de splat etc.

Calculul cminului de pompare, volumul de acumulare

S T A I I D E P O M P A R E


Debitul volumic al pompei Q

U

Frec

ven

a de c

onec

tare

a po

mpe

i

Volumul utilizabil al cminului (diagram)

Formula volumului utilizabil

0.9 QVutilizabil[m3] =

Z

Abreviera DescriereaQ Debitul volumic al celei mai

mari pompe [l/s]Z Frecvena de conectare [1/h]

Rezultatul este pentru o pomp, pentru dou pompe, rezultatul se njumtete.

0.9 l/s=

porniri/h 2 pompe

900 30=

10 2

= 1350 l utilizabil

Volumul utilizabil de acumulare al spaiului de aspiraie depinde de frecvena admisibil de conectare i de debitul celei mai mari pompe instalate. Pentru dou pompe identice i activare alternant automat, volumul poate redus la jumtate.

Frecvena admisibil de conectare S:pn la cca. 35 kW 15 activri pe or.

Pentru capaciti mai mari ale motorului sau frecvene mai ridicate de conectare, este necesar consultarea cu rma noastr. Volumele indicate n diagram sunt valori minime pentru a garanta funcionarea lin a pompei n condiii nefavorabile. Acesta este cazul cnd debitul pentru o pomp este jumtate din debitul volumic. Aceasta conduce la un numr maxim de activri pe or.



Echipamentul cminului

Dispunerea unui ecran de intraret

Dispunerea unui ecran de intrare

Poziia vertical: solidele se depun direct n clapeta de reinere

Poziia orizontal: solidele se depun direct n amonte i n aval de clapeta de reinere

Staiile de pompare n cmine sunt, n mod normal, staii de pompare simple i eciente economic care sunt echipate cu pompe submersibile. Pompele submersibile se a direct n cminul de colectare a apelor de canalizare. n general, acolo nu exist prea mult spaiu. De aceea, este important ca componentele funcionale individuale s nu aib un efect negativ una fa de cealalt. Trebuie s se asigure n special ca intrarea s e dispus n mod corect n staia de pompare din cmin. Nu trebuie s se dezvolte un jet de ap care s afecteze pompa direct. Dac un jet de ap lovete direct suprafaa apei, se formeaz bule de aer i exist o turbulen crescut n imediata apropiere a jetului de ap. Pompele care sunt dispuse n zona de perturbaie nu funcioneaz lin i, de aceea, durabilitatea suprafeei lor nu este satisfctoare. De aceea, pompele trebuie s e protejate n mod ecient mpotriva incluziunilor de aer i a turbulenelor. Instalarea unui ecran de intrare este o msur ecient. Marginea inferioar a unui ecran de intrare trebuie s e ntotdeauna imersat, adic trebuie s ajung sub nivelul minim al apei n cminul de colectare (vezi gura).

De regul, staiile de pompare pentru canalizare au o conduct de refulare ascendent. Dup oprirea pompei, solidele din uid, n special constituenii grei (de ex. nisipul), curg napoi n conducta de refulare. Dispozitivul de retur trebuie s e aranjat astfel nct solidele care vin napoi s nu se depun direct n dispozitivul de retur i s afecteze funcionarea acestuia.



Dispunerea unitii de retur n cminul de vane

n cazul unei conducte lungi de refulare, dispozitivul de retur trebuie s e dispus ntotdeauna orizontal.

n plus, accesul la ventile trebuie s e uor i fr probleme pentru orice lucrri necesare de inspecie i curare. La staiile de pompare n cmine, este practic s se instaleze ventilele ntr-un cmin separat, direct lng staia de pompare (vezi gura).

Min. 100 mm

pe ct posibil, peste nivelul max. al apei

Gol de intrare

Coliere de xare

Gol pentru solide otante

aprox.35

Marginea superioar a golului

Deectorul ntotdeauna sub nivelul min. al apei

60

Dispunerea tubului pilot direct la intrare

aprox.



falsch richtig

besser

Legarea pompelor la o conduct colectoare

greit corect

mai bine

Dispunerea recomandat a tubului pilot asigur ventilarea apei i reducerea energiei cinetice n spaii foarte restrnse.

Avantaje: evi din material plastic disponibiile n comer (sau

evi din oel), de ex. Dn 300 pntru un debit pn la 40 l/s

Spaiul necesar este redus Fixare simpl Independen fa de forma cminului

La pompare apelor de canalizare, se va avea n vedere ntotdeauna c solidele din uid se pot depune. O concentraie ridicat a acestor depuneri de solide are ca urmare funcionarea defectuoas a ventilelor i a pompelor. Dac pompele sunt legate la o conduct colectoare, trebuie s se asigure c asemenea depozite nu pot intra n unitile de retur sau n pompe.

n practic, aceasta atrage dup sine cerinele care urmeaz.

Legtura nu trebuie stabilit n partea inferioar a conductei colectoare. n acest caz, solidele ar putea s curg direct n conducta de derivaie i s provoace funcionarea defectuoas a dispozitivului de retur i a pompei. De aceea, condutele de derivaie sunt legate ntotdeauna spre partea superioar n sensul de curgere. Armturile (dispozitivul de retur i vana) trebuie de asemenea s e dispuse imediat naintea punctului de legtur (vezi gura).

O protecie suplimentar se poate obine dac conducta de derivaie este ndreptat peste conducta colectoare i legat la conducta colectoare n direcia curgerii (vezi gura).



Rezervorncperea pompelor

Ventilaie

Ventilarea pompelor la instalarea uscatn cazul pompelor centrifuge fr autoamorsare, uidul trebuie s curg n pompe. Pomparea pornete numai dac rotorul pompei centrifuge este practic complet presurizat cu ap.

La nceputul funcionrii unei staii de pompare, pompa i conducta este dezaerisit, astfel nct uidul poate urca n pomp sau n conduct n conformitate cu nlimea de aspiraie sau cu presiunea de intrare.

n mod normal, aceast ventilaie este realizat o dat, nainte de nceperea funcionrii, prin dezaerisirea pompei pe la oriciul de dezaerisire sau prin dezaerisirea clapetei de reinere.

Odat ce carcasa pompei este inundat, pompa poate ncepe s pompeze n orice moment.

Ventilaia contnu nu este necesar dac pompa este oprit cnd se ajunge la un nivel minim de ap. Nivelul minim de ap este denit astfel nct pompa s e ntotdeauna inundat, astfel nct s nu se poat aspira aer prin conducta de aspiraie.

Dac aceast cerin nu poate ndeplinit, trebuie s se asigure o ventilaie constant. n acest scop, n mod normal, se instaleaz o conduct de ventilaie de la gura de refulare a pompei n camera de aer a cminului colector (vezi gura).



greit greit

Instalarea imersat, cotul cu picior xat de o suprafa solid

Instalarea uscat,placa de baz a pompei xat deo suprafa solid

Instalarea pompelor de canalizare

Dac ntr-o staie de pompare funcioneaz mai multe pompe, se instaleaz o conduct colectiv de ventilaie deasupra nivelului maxim al apei, aceasta ind o opiune practic. n acest caz, ecare pomp individual este legat la conducta colectiv de ventilaie prin conducta sa individual de ventilaie.

Pentru funcionarea stationar (timp de funcionare mai lung), o pomp nu trebuie s e instalat liber pe o suprafa plan. Datorit presiunii la pornire, a pulsaiilor de debit i a vibraiilor naturale, pompa s-ar mica tot timpul pe suprafaa plan, avnd ca urmare un numr mare de ocuri. n acest caz, pompa trebuie s e xat de sol sau prin alte mijloace, pentru a xat n poziie.

Fixarea pompei trebuie s e realizat printr-un sistem static i ferm care s nu produc, s nu transmit sau s nu reecte deloc (sau aproape deloc) vibraiile nsele.

Coturile cu picior (la instalarea uscat) sau un sistem de suspendare (la instalarea imersat) direct pe pardoseala unei construcii masive (sau a cminului) sunt corespunztoare pentru xarea pompei.

Este extrem de nefavorabil s se xeze pompa de un sistem care vibreaz el nsui la frecvene ridicate sau care este expus la astfel de vibraii.



Instalarea imersat

Conducta de refulare

Ventilaie i evacuare aer i cabluri electrice

Volum suplimentar de avarie

Volum rezidual

Intrare

Volum de umplere

Staie de pompare: Wilo-DrainLift WS

Pompele (pompe submersibile) sunt imersate n uid. Deaoarece aceast variant este o zon de aspiraie cu pericol de explozie, trebuie s se utilizeze motoare submersibile anti-ex.

Pompele sunt legate, n mod normal, la conducta de refulare cu ajutorul unui cuplaj, prin intermediul unei baze de cuplare.

Extragerea pompelor pentru lucrri de ntreinere este posibil de sus, cu ajutorul unui lan, fr a necesar desfacerea unor uruburi sau golirea apei i fr a necesar ca operatorul uman s intre n interiorul staiei.

La proiectare, trebuie s se fac distincie ntre volumul de umplere i volumul utilizabil. Volumul utilizabil este calculat ca diferena dintre punctele de comutare PORNIT i OPRIT. Pompele cu rcire intern a motorului au un punct de comutare OPRIT, motorul poate funciona n stare neimersat. La toate celelalte motoare, punctul de comutare OPRIT este, n mod normal, marginea superioar a motorului.

V o lum u til

Volum util



Instalarea uscat

Condiii de debit

Pomp instalat uscat cu motor standard i acionare prin curele trapezoidale

Pomp instalat vertical cu motorul n sus i cuplaj

Atenien ambele cazuri, trebuie s se asigure o rcire sucient

Cminul de pompare este legat la ncperea uscat pentru maini din amonte. Instalaia poate vizitat n orice moment. Nu este necesar protecia anti-ex a motoarelor.

Pompele instalate uscat pot avea un motor de acionare standard care acioneaz pompa printr-un cuplaj rigid sau prin curele trapezoidale. Este posibil i instalarea vertical cu motorul n sus i legtura arborilor prin cuplaj.

Alegerea mai bun este pompa submersibil instalat uscat, care poate instalat att orizontal (se v or respecta indicaiile productorului) ct i vertical. Aceste pompe au rcire intern prin circulaie de ulei sau rcire prin manta. n plus, pompele sunt complet submersi-bile, astfel nct evacuarea rmne asigurat chiar dac staia de pompare este inundat.

Punctul de comutare OPRIT trebuie s e reglat i aici cu grij. Acesta trebuie s e ntotdeauna deasupra prii hidraulice, n caz contrar exist riscul de aspirare a aerului, ceea ce ar bloca urmtoarea operaiune de pompare.

Pompe pentru un debitu volumic pn la 100 l/s: cnd pompa este pornit, uidul pentru pomp trebuie s curg cu o presiune iniial a apei de cel puin 0,5 m. Pentru a evita aspirarea aerului, imersia punctului de aspiraie n ap va , de asemenrea, de cel puin 0,5 m. Conducta de intrare a pompei trebuie s e instalat cu o pant continuu ascendent.



Legtura conductei de refulare la pompele de canalizare

Pomp submersibil instalat uscat cu rcire intern n circuit nchis, fr ventilaie suplimentar

Conducta instalaieiPompa de sistem

Instalare uscat, placa de baz xat de o suprafa solid

Conductele sunt sisteme vibratoare. Dat0rit curgerii i ncovoierii, se dezvolt fore care au ca urmare vibraiile naturale ale conductei. n plus, conductele transmit i reect vibraiile care li se transmit. De aceea, n cazul unei legturi rigide ntre conduct i pomp, exist tot timpul o interferen reciproc.

Legturile la conductele mai lungi nu trebuie s e rigide. Dimpotriv, ele trebuie s e realizate utiliznd compensatori.



Transportul abil al apelor de canalizare

Instalaia de separare a solidelor

Funcionarea

Pe stnga proces de umplere pe dreapta proces de pompare

Pe ambele pri: proces de umplere

Punctul de activare a fost atins

Oriunde se produc ape de canalizare municipale i industriale, acestea trebuie s e colectate i introduse n instalaia de tratare a apei. Staiile de pompare subterane n cmine din PEHD sau n cmine din beton sunt ideale pentru acest scop. Ele funcioneaz n mod abil i ofer o protecia maxim mpotriva coroziunii.

La aceast instalaie, apele de canalizare introduse curg n bazinul de distribuie, iar de acolo n bazinul deschis separare a solidelor. Aici, materialele solide sunt reinute de clapetele de separare, iar solidele sunt scoase prin ltrare. Acum, numai apele de canalizare preepurate pot s treac prin pomp n bazinul mare, combinat, de colectare. n timp ce bazinul de colectare este umplut, nivelul apei n bazinul de separare a solidelor crete. Clapeta sferic nchide automat intrarea.

Acum, pomparea ncepe n funcie de nivel. Pompa pompeaz n sens invers i deschide clapetele de separare cu debitul apelor de drenaj i de canalizare preepurate. Apele de canalizare curg prin bazinul de separare a solidelor i transport astfel solidele separate prin ltrare n conducta de refulare de evacuare.

Dup aceasta, ntreaga instalaie de separare a solidelor este splat i curat. Pomparea se oprete din nou, n funcie de nivel. Clapeta sferic cade i permite un nou proces de umplere. n timpul acestui proces de pompare, apele de canalizare sunt pompate n bazinul de separare a solidelor. Costurile reduse de exploatare rezult din utilizarea unor pompe cu pasaj sferic redus, deoarece pentru acestea este sucient o putere mai redus a motorului.



Staiile de pompare subterane cu pompe instalate uscat i instalaie de separare a solidelor

n timpul procesului de pompare, pompele nsele nu vin n contact cu materiile solide din apele de canalizare.

Aceasta prezint urmtoarele avantaje: Costuri reduse de ntreinere i exploatare

pentru componentele mobile ale pompei ncperea pompelor este uscat, curat i fr

miros Condiii igienice pentru lucrrile de ntreinere

i montaj Congurarea ca staie cu pomp dubl;

instalaia rmne complet funcional chiar n timpul ntreinerii unei pompe

Pompe submersibile pentru canalizare cu rotorul ajustat

Fr probleme de, fr efect asupra formrii de hidrogen sulfurat

Utilizarea de pompe cu pasajul sferic < 80 mm, ca urmare un necesar redus de combustibil i o ecien mai ridicat

Uzur mai redus, deoarece solidele nu sunt pompate de ctre unitatea hidraulic

Pompe submersibile de canalizare cu gradul de protecie IP 68 (submersibile)

Drenarea aproape complet a spaiului de colectare, deoarece la acest sistem, ecare operaie de pompare are loc mult sub unitatea hidraulic. La ecare proces de umplere, aerul de deasupra intrrii este expulzat din carcasa pompei. Astfel, volumul spaiului de colectare este aproape acelai cu volumul utilizabil.



1

0

-10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Timp [s]

H [bar]

2

3

4

5

1 Pornirea pompei 2 Cderea tensiunii

Pmax

Pmin

2

1

Cderea tensiunii

Pornirea pompei

Propagarea presiunii n aval de pomp la nivelul clapetei de reinere (rezultate din calcul)

Calculul ocurilor de presiune

ocurile de presiune i cauzele acestora

-

-

Urmtoarele defeciuni pot cauza ocurilor de presiune

Defeciunea Efectuln alimentarea electric

n proiectarea instalaiei

n instalaie

Dac debitul masic ntr-o conduct este acceler-ated sau decelerat, energia cinetic corespunztoare este convertit n energie sub form de presiune. Dispozitivul care efectueaz decelerarea sau accelerarea (de ex. o pomp, un ventil, o clapet de reinere etc.) se numete punct de interferen. naintea sau dup punctul de interferen, exist o cretere sau o scdere a presiunii, dup cum a avut loc o accelerare sau o decelerare. Aceste valori maxime de presiune care se continu de ambele pri ale punctului de interferen, se numesc ocuri de presiune pozitive i negative. Cu ct acceleraia pozitiv sau negativ este mai mare, cu att ocul de presiune rezultat este mai mare. ocurille de presiune se deplaseaz de-a lungul conductei cu o vitez de 200 1300 m/s (n funcie de: modulul E al materialului conductei, modulul E i densitatea uidului, dimensiunile i rezemarea evii).

n punctele de reecie (de ex. la schimbri de seciune, vane sertar, teuri, pompe, goliri etc.), ocurile de presiune sunt parial reectate. Undele individuale de suprapresiune i de depresiune interfer ntre ele, avnd ca urmare efecte de anulare i de amplicare. n cazul unei decelerri puternice (de ex. cderea tensiunii, oprirea brusc a pompei), se poate ajunge la presiunea de vapori a uidului (cca. 0,03 bar) avnd ca urmare separarea coloanei de uid. Cnd coloanele de uid separate se unesc din nou, pot aprea lovituri puternice.

Cderea tensiunii: pompa se oprete n funcie de momentul de inerie Cderea tensiunii de comand a ventilelor

Timpul de pornire ales este prea scurt: oc puternic de umplere dac conducta este goal Dac se capteaz aer, bulele se deplaseaz prin conduct cu vitez ridicat Timpul de oprire este prea scurt: coloana accelerat de ap continu s se deplaseze i creeaz o depresiune Robinei de ventilare i dezaerisire insuciente sau incorect proiectai Turaia pompei se schimb prea rapid Alegerea unor dispozitive de retur necorespunztoare Clapetele de reinere se nchid prea rapid (eroare de manevrare etc.) Clapeta de reinere este defect Robineii de ventilare i dezaerisire nu funcioneaz nfundare brusc a pompei Fluturarea unor piese n micare n ventil, vibraii de presiune



3

E[N

/m2 ]

2

10 11

5

3

2

10 10

5

3

2

10 9

5

3

2

10 8

5 6 8 10 2 3 4 5 6 7 8 10 2 2 3 4 5 8

D/s

10 3

a [m/s]

1350

1300

1200

1100 1000

900 700800 600 500

400

300

200

100

50

Oel

Font

BetonAzbociment

PAFS (saltea)

PAFS (bre)

PVC dur

PVC moale

PE dur

PE moale

a Viteza de propagare a undei [m/s]D Diametrul interior al conducteis Grosimea peretelui conducteiE Modulul E al conductei [N/m]

Viteza de propagare n funcie de modulul E al conductei (pentru conducte umplute cu ap)

Pericole datorate ocurilor de presiunePericole privind componentele instalaiei n cel mai ru caz, ruperea evii datorit suprapresiunii sau depresiunii. Distrugerea ventilelor. Distrugerea pompelor. Slbirea mbinrilor cu manon. Datorit gradienilor mari de presiune, conducta poate s e slbit din xare sau chiar smuls din suport.

Producerea de zgomote nchiderea clapetelor de reinere provoac zgomote i vibraii. Deplasarea maselor n conduct provoac zgomote specice. Aerul captat se deplaseaz rapid prin conduct sub form de bule. Zgomotul poate att de puternic nct locatarii sunt deranjai.

Evaluarea ocurilor de presiuneFactorii mentionai mai jos sunt semnicativi pentru pericolul privind conductele de refulare datorit ocurilor de presiune.

Riscul ocurilor de presiune crete: cu ct conducta este mai lung cu ct variaia de vitez este mai mare (deci cu ct debitul este mai mare) cu ct timpul n care are loc variaia de vitez este mai scurt cu ct viteza de propagare a undei este mai mare cu ct nlimea manometric de pompare este mai mare



Calculul ocurilor de presiune Calculul presiunii dup metoda caracteristicilorProcesele instabile de curgere n conductele care vehiculeaz uide provoac sarcini dinamice care pot depi cu mult sarcinile statice. Astfel de situaii apar, de exemplu, la pornirea i oprirea pompelor i la comanda funcionrii ventilelor care declaneaz sau opresc curgerea uidelor. Pentru a putea cuantica sarcinile respective i a dimensiona orice msuri de amortizare, sunt necesare calcule ale ocurilor dinamice de presiune. n plus, ageniile de supraveghere tehnic solicit, de asemenea, un document corespunztor pentru instalaiile noi.

Conductele de ap potabil i cele de ap erbinte pentru transportul cldurii pe distane mari, precum i conductele de canalizare, sunt expuse n mod special la riscuri n cazul opririi brute a pompelor datorit unei cderi de tensiune. n aceste cazuri, pornirea lin proiectat nu este utili. n plus, toate pompele se opresc n acelai moment. n majoritatea cazurilor, aceasta are ca urmare scderea brusc a presiunii de vapori i formarea intens a bulelor de vapori n conduct. n faza de revenire, bulele de vapori se contract i provoac unde de presiune foarte ridicat, cu pante mari. Acestea pot distruge conductele imediat dac rezistena la compresiune este depit sau, dac se rspndesc prin instalaie, pot cauza deteriorarea conductelor i a ventilelor n alt parte.

Gradienii de presiune generai reprezint un ef

Documents

70054029 Ghid Proiectare Canalizare