Если кратко, то КНС — это канализационная насосная станция. Это комплект оборудования, включающий: агрегаты, запорную арматуру, автоматику и накопительную емкость для сбора и перекачки сточных вод. Она необходима, когда имеется существенное различие в уровне установки между местом сбора стоков и очистными сооружениями. Мощные канализационные насосы способны перекачивать стоки в промышленных объемах и поднимать их на требуемую высоту.
В этой статье мы рассмотрим, что такое КНС, как расшифровывается, из чего состоит и для чего предназначена.
Назначение и элементы КНС
Аббревиатура КНС, определение и его расшифровка указывают на основное назначение комплекса — установка в канализационных системах. Ее задача — собрать стоки, накопить их до уровня, при котором перекачка будет эффективна, и транспортировать на следующий этап очистки. Поэтому станция включает следующие обязательные элементы:
- Накопительная емкость. Обычно она выполняется в виде бака цилиндрической формы высотой до 14 метров и более, диаметром — до 4,2 метров и более. Он имеет прочное основание. В верхней части оснащен люком для обслуживания оборудования и удаления крупного мусора, препятствующего нормальному движению сточных масс и эффективной работе насосов.
- Сами насосы. В зависимости от проектной производительности и назначения КНС может быть установлено один, два и более агрегата. В станции такого типа осуществляется перекачка загрязненной воды. Для чего нужен канализационный насос. Модели для чистой воды для таких задач не подходят.
- Трубы, запорная арматура, кабели, электрооборудование для защищенного подключения насосов к электросети.
Стоит отметить, что в некоторых документах и планах территории предприятий расшифровка КНС — это помещение, здание, сооружение, выполняющие те же функции, что и станция. Более того, среди нескольких таких комплексов может определяться статус. Одна может назначаться главной, другие — вспомогательными. Количество и статусы зависят от ветвления очистных сооружений и их масштаба.
Для чего предназначена главная канализационная насосная станция, также зависит от конфигурации системы сбора стоков. Обычно она служит для приема основного объема сточных масс. Впоследствии осуществляется распределение стоков между очистными сооружениями или перевод их в КНС меньшей производительности — вспомогательные.
Очистные сооружения могут быть рассчитаны на разную производительность, иметь определенную специфику. Поэтому одной стандартной схемы для КНС для ЖКХ, сбора хозяйственно-бытовых, дождевых, промышленных стоков не существует. Размеры также подбираются под требования проекта. Диаметр накопительной емкости может меняться от 0,6 до 3,2 метров.
Схема канализационной станции
Схему работы станции разберем на примере КНС, используемой инженерами завода «Взлет» для большинства выполненных ими проектов. Эта конструкция показала эффективность при работе на промышленных объектах. Преимущество такой технологии изготовления КНС — возможность масштабирования под назначение, проектную производительность, особенности грунта в районе монтажа.
Обозначение элементов КНС и расшифровку их назначения приведем, опираясь на приведенную ниже типовую схему:
- Накопительная емкость. Представляет собой бак цилиндрической формы. На схеме обозначен цифрой 1. Нижняя часть выполняется из более толстого материала. В стальных конструкциях дно изготавливается из металла толщиной до 20 мм. При этом боковые стенки редко превышают по толщине 16 мм.
- Погружные насосные агрегаты (2). Подбираются по производительности и под специфику перекачиваемых стоков. КНС для очистных сооружений предприятий комплектуются канализационными насосами. Они способны перекачивать воду с твердыми неабразивными загрязнениями различной природы.
- Насосы подключаются к напорным трубопроводам (12), по которым стоки отправляются в очистные сооружения. Для проведения обслуживания можно отключить оборудование от исходящих трубопроводов с помощью независимых гильотинных затворов (6). Преимущество конструкции этой запорной арматуры — возможность разрезания волокон бумаги и ткани для большей герметичности перекрытия потока. Для предотвращения попадания сточных масс назад в емкость устанавливается обратный клапан (5).
- Для удобства подъема и спуска насосов предусмотрено опускное устройство (3) и выполнены специальные направляющие (4). Если агрегаты имеют значительную массу, над сооружением возводят ручную таль с балкой.
- Стоки поступают через трубу, выход которой защищен сеткой (8). Она способна улавливать крупный мусор, который угрожает работе насосных агрегатов и может стать причиной засорения трубопроводов. Сетку можно поднять с помощью цепи. Это позволяет выполнить ее очистку, не дожидаясь полной откачки стоков из накопителя.
- Все электрооборудование станции подключается через клеммную коробку (11) к шкафу управления (9). Если необходимо обеспечить автоматическое подключение резервного источника электропитания, дополнительно предусматривают щит АВР (10).
- Для поддержки автоматического режима управления насосными агрегатами предусмотрены поплавковые выключатели (7). Об алгоритме их использования будет рассказано ниже.
Принцип автоматического управления оборудованием
Пример алгоритма автоматического управления канализационной станцией с установленными в ней двумя поплавочными выключателями:
- В нормальном положении, когда уровень стоков в накопительной емкости ниже высоты установки первого поплавка, агрегаты обесточены. Это позволяет экономить ресурс насосов и исключает возможность запуска их в холостом режиме.
- Когда через входную трубу поступает значительный объем сточных вод, поплавок 1 всплывает. Но электронасосы не активируются. Шкаф управления дает команду на запуск электродвигателя одного из насосов при всплытии поплавка 2. Стоит отметить, что для равномерного распределения ресурса агрегатов включаются они по очереди. Т.е. если при прошлом включении отработал первый насос, то на следующий раз шкаф управления включит второй.
- Если всплывает поплавок 3, это сигнал для системы, что производительности одного агрегата для откачки стоков стало недостаточно. И шкаф управления удваивает скорость, подключая второй насос. Обычно агрегаты устанавливаются с одинаковыми характеристиками.
- По мере откачки накопленных стоков поплавок 3 опускается и отключает второй агрегат. Далее работает один. Пока уровень воды не опустится ниже места установки поплавка 1.
- Срабатывание поплавка 4 отрабатывается шкафом управления как сигнал опасности. Он передается на пульт диспетчерской.
Такая автоматика позволяет решить три задачи:
- Сокращает затраты рабочего времени на управление и обслуживание канализационной станцией. Особенно если очистные сооружения установлены на большом расстоянии от основного здания предприятия.
- Повышает срок эксплуатации агрегатов за счет равномерного распределения ресурса между насосами и предотвращения их запуска в холостом режиме.
- Позволяет передавать сигнал тревоги на диспетчерский пульт при нештатном поведении системы. Например, при переполнении емкости.
Обслуживание КНС
Стоит отметить, что автоматика делает станцию автономной, но это не означает, что КНС не нуждается в обслуживании в принципе. Как минимум, необходимо регулярно проверять состояние сетки-фильтра и удалять из нее мусор. Обслуживание погружных агрегатов выполняется по рекомендованному производителем регламенту. Учет наработки по каждому насосу можно организовать с помощью шкафа управления.
Для обеспечения надежности работы канализационной насосной станции используют следующие решения:
- Организация резервного питания с возможностью автоматического переключения. Это позволяет обеспечить работу станции на период работ на основной линии электроснабжения или ее временного отключения.
- Установка дополнительных датчиков в корпус электронасоса. Эта работа выполняется производителем агрегатов. Могут устанавливаться датчики наличия давления на выходе. Они нужны для объективного определения работоспособности насоса. Также для погружных моделей применяются датчики появления воды в системе смазки.
Для выполнения процедур по обслуживанию в корпусе станции устанавливают съемную или постоянную лестницу из нержавеющей стали. На ней предусматривают рабочую площадку. Находясь на ней, оператор может управлять запорной арматурой, не спускаясь на дно накопителя.
В верхней части корпуса устанавливают вытяжную трубу. Это позволяет снизить вероятность накопления токсичных газов в емкости и повысить безопасность работы персонала.
Материал для изготовления корпуса
Выбор материала изготовления корпуса зависит от того, для чего нужна канализационная насосная станция и каковы условия ее эксплуатации, монтажа. Например, для сбора сточных вод с дорожного покрытия небольшой протяженности может оказаться достаточно полиэтиленовой емкости диаметром 600 мм. А КНС для очистных производственной площадки большого завода требует прочной стальной емкости.
Ниже приведем преимущества использования трех наиболее распространенных материалов для изготовления корпусов таких сооружений:
- Сталь. Применяется для изготовления больших по размеру накопителей диаметром до 3 200 мм. Также использование стали оправдано в случае установки станции в регионе с повышенной активностью грунтовых вод или на поверхности земли. Этот корпус выдерживает максимальные боковые нагрузки без деформации.
- Полиэтилен. Для придания надежности корпусу он изготавливается из полиэтиленового профиля. Это позволяет обеспечить хорошую упругость как при боковых, так и при вертикальных нагрузках. Максимальный класс кольцевой жесткости таких корпусов — до SN20. Емкости из полиэтилена обычно не превышают в диаметре 2,2 метра. Наибольшей эффективностью материал обладает при изготовлении малых по объему КНС — от 600 мм в поперечнике.
- Стеклопластик. К достоинствам материала стоит отнести низкий вес при значительной, сравнимой со стальными конструкциями, прочностью. Поэтому из него могут изготавливаться накопители диаметром до 3 метров. Важно, что стеклопластик не восприимчив к воде. Использованная при пропитке его нитей полиэфирная смола обеспечивает прочность и устойчивость к коррозии.
Независимо от выбора материала бак КНС рассчитан на срок службы до 50 лет. В случае со сталью это достигается использованием многослойной антикоррозионной защиты.
Как выполняется монтаж канализационной насосной станции
Монтаж станции выполняется заглубленным способом. Ее бак полностью скрывается в грунте. Это снижает вероятность замерзания воды в зимнее время. Но в районах Крайнего Севера проводится дополнительное утепление крышки и, возможно, верхней части накопителя. Для большинства регионов России такое усложнение конструкции будет излишним.
Монтаж выполняется в три этапа:
- В грунте готовится котлован, достаточный для размещения самого корпуса и проведения монтажных работ рядом с ним.
- На дно опускается плита, выполняющая роль фундамента. При необходимости грунт перед ее укладкой уплотняется, устраивается гравийный слой для эффективного отведения воды. Также может потребоваться пригрузка корпуса товарным бетоном, как профилактика выталкивания его грунтовыми водами.
- С помощью подъемного крана или тали опускается корпус. Он жестко закрепляется на плите анкерным крепежом.
- Проводится подключение труб, кабелей, устанавливаются электронасосы.
В районах с высокой активностью грунтовых вод могут потребоваться следующие меры:
- Заливка бетоном места крепления корпуса КНС к фундаментной плите — пригруз. Это позволяет снизить опасность выталкивания емкости грунтовыми водами. Масса бетона устанавливается расчетным путем. Учитываются величина выталкивающей силы, объем бака и плотность бетонного состава.
- Дополнительное укрепление боковых сторон накопителя. Эта мера требуется при надземной установке.
Пробный пуск канализационной станции выполняется с помощью чистой воды, заливаемой через верхнюю крышку. Для пусконаладочных работ необходимо обеспечить достаточный объем жидкости и наличие на площадке КНС подъемного крана или тали. Эти механизмы позволят поднять электронасосы при необходимости.
Автор статьи: Александр Шихов