Cum se dimensionează o pompă de canalizare: debit, cap și solide

Dacă întrebați cum să dimensionați o pompă de canalizare, nu începeți cu cai putere.

Cai putere vă spune ceva despre motor, dar nu vă spune cât de multă apă uzată va deplasa pompa prin conducta dvs. la locul dvs. Un proces fiabil de dimensionare a pompei de canalizare începe cu un punct de lucru - debit necesar la înălțimea dinamică totală - și apoi verifică manipularea solidelor, diametrul conductei, volumul bazinului, modelul de funcționare și alimentarea cu energie electrică.

Acest lucru contează deoarece sistemele de apă uzată sunt mai puțin îngăduitoare decât sistemele de apă curată-. Lichidul poate conține solide moi, material fibros, nisip, grăsime și aer antrenat. Pompa pornește și se oprește pe măsură ce nivelul bazinului se modifică. Linia de refulare poate fi parțial verticală, parțial orizontală și umplută cu fitinguri. O selecție care pare adecvată la datele de debit maxim-poate eșua odată ce sunt aplicate pierderile reale de cap și conducte.

Un proces de dimensionare bun nu trebuie să fie misterios. Are nevoie de informații precise despre site și de o curbă a pompei. Pașii de mai jos funcționează pentru sistemele mici de evacuare rezidențiale, maceratoarele compacte de toaletă, stațiile de ridicare a hotelurilor și pompele submersibile mai mari de tip WQ-. Scara se schimbă, dar logica rămâne aceeași.

Dimensionarea pompei de canalizare începe cu debitul și înălțimea. Pe măsură ce capul se ridică, debitul disponibil scade. Punctul de funcționare-unde curba sistemului se întâlnește cu curba pompei-indică ce poate furniza pompa în timpul funcționării. O pompă cu un debit maxim de 150 L/min și o ridicare maximă de 11 m nu poate asigura ambele simultan; curba acestuia trebuie să confirme necesarul de 90 L/min la 8 m TDH. Codurile de model precum 80WQ45-22-7.5 sunt doar un prim filtru. Verificați întotdeauna curba și utilizați fluxul de vârf realist al aplicației.

Primul pas în dimensionarea pompei de canalizare este de a determina câtă apă uzată trebuie să elimine pompa în perioada cea mai aglomerată de funcționare. Acesta nu este același cu debitul maxim tipărit într-un catalog de pompe. Datele de catalog descriu ce poate furniza pompa în condiții specifice de testare. Fluxul necesar descrie ceea ce clădirea sau procesul va trimite de fapt în bazin.

Pentru o casă, o clădire comercială mică sau un hotel, începeți cu corpurile conectate și probabilitatea ca mai multe dintre ele să se descarce în același timp. Toaletele, dușurile, chiuvetele, mașinile de spălat și scurgerile de podea nu funcționează în mod normal continuu, dar debitul maxim combinat al acestora poate fi mult mai mare decât media zilnică. Spălătoriile merită o atenție deosebită deoarece mai multe mașini de spălat pot descărca volume mari într-o perioadă scurtă.

Dacă sistemul există deja, un test de umplere a bazinului oferă adesea un rezultat mai util decât o estimare teoretică. Opriți pompa, măsurați cât de mult crește nivelul lichidului într-un timp cunoscut și calculați volumul adăugat. Pentru un bazin dreptunghiular, volumul se bazează pe lungimea, lățimea și schimbarea nivelului. Pentru un bazin cilindric, utilizați diametrul interior și schimbarea nivelului acestuia.

Relația de bază este:

Debitul necesar=modificarea volumului/modificarea în timp

Repetați măsurarea într-o perioadă aglomerată, mai degrabă decât în ​​timpul utilizării reduse. Dacă fluxul de intrare variază, utilizați cel mai înalt rezultat realist și adăugați o alocație rezonabilă de funcționare. Evitați adăugarea unei marje de siguranță excesive, deoarece o pompă supradimensionată poate goli bazinul prea repede, poate porni și opri prea des și poate funcționa departe de raza sa eficientă.

Odată ce fluxul de proiectare a fost stabilit, combinați-l cu capul dinamic total pentru a crea punctul de lucru. Acest punct de lucru-nu numai cai putere-este ceea ce ar trebui verificat în raport cu curba pompei. Când solicitați o selecție de pompă de canalizare, furnizați debitul normal așteptat, debitul de vârf estimat, sursa de apă uzată și modelul de funcționare. Aceste detalii oferă furnizorului o bază mult mai solidă pentru selectarea pompei corecte.

După determinarea debitului necesar, se calculează înălțimea dinamică totală, de obicei scurtată la TDH. Aceasta este rezistența totală pe care trebuie să o depășească pompa de canalizare la debitul necesar. Utilizarea numai a înălțimii de ridicare verticală este una dintre cele mai frecvente greșeli în dimensionarea pompei de canalizare.

TDH include ridicarea statică, pierderea prin frecare și orice presiune necesară la punctul final de descărcare. Ridicarea statică este diferența de cotă verticală dintre nivelul lichidului de funcționare din bazin și punctul de evacuare. O țeavă orizontală nu adaugă ridicare statică, dar creează totuși frecare. Cursurile lungi ale țevilor, diametrele interne mici, suprafețele rugoase ale țevilor, coturile, supapele de reținere, supapele de izolare și alte fitinguri pot adăuga o rezistență semnificativă.

Înainte de a selecta pompa, înregistrați ridicarea verticală, lungimea totală a țevii, diametrul interior al țevii, materialul țevii și numărul de fitinguri. De asemenea, confirmați dacă evacuarea intră într-o scurgere deschisă, într-o canalizare gravitațională sau într-o conductă sub presiune. O supapă de reținere creează de obicei mai multă rezistență decât o secțiune de țeavă dreaptă, așa că nu trebuie ignorată.

Pierderea prin frecare crește pe măsură ce viteza curgerii crește. Aceasta înseamnă că o conductă mică de refulare poate părea economică, dar poate crește foarte mult înălțimea necesară a pompei. De asemenea, poate crea costuri de operare mai mari și poate face ca punctul de lucru să fie mai sensibil la schimbările din sistem. Pierderile prin frecare pot fi calculate cu formule de inginerie sau luate din tabele de pierderi-fiabile ale conductelor, cu condiția să fie utilizate debitul și diametrul interior corecte.

Relația simplificată este:

TDH=ridicare statică + pierderi prin frecare în conductă + pierderi prin racordare și descărcare

După calcularea TDH, reprezentați grafic debitul și înălțimea necesare pe curba pompei. Pompa selectată trebuie să treacă prin sau aproape de acest punct de lucru, de preferință într-o parte stabilă a curbei. Nu selectați o pompă pur și simplu pentru că înălțimea sa maximă este mai mare decât ridicarea verticală. Înălțimea maximă este măsurată în mod normal la debit zero și nu reprezintă funcționarea normală.

Se poate adăuga o cantitate modestă pentru incertitudinea normală, dar creșterea inutilă atât a debitului, cât și a înălțimii duce adesea la o pompă supradimensionată. Informațiile exacte ale amplasamentului produc o selecție mai fiabilă a pompei de canalizare decât un factor de siguranță mare, arbitrar.

Apa uzată nu este apă curată, așa că performanța hidraulică este doar o parte a selecției. Pompa trebuie să gestioneze, de asemenea, solidele și materialele care sunt susceptibile de a intra în sistem. Înainte de a alege o pompă de canalizare, identificați dacă lichidul conține deșeuri de toaletă, hârtie, șervețele, fibre, păr, particule de alimente, grăsime, nisip sau alte resturi.

O pompă de ape uzate de tip vortex sau canal-este folosită în mod obișnuit atunci când trecerea liberă a solidelor este principala cerință. O pompă de râșniță, tăietor sau tocător poate fi mai potrivită atunci când apa uzată conține material fibros care s-ar putea înfășura în jurul unui rotor convențional. Spălătoriile de hotel, toaletele publice și sistemele comerciale de drenaj pot prezenta riscuri diferite de blocare chiar și atunci când debitul necesar este similar.

Pasajul de solide declarat al pompei trebuie verificat împreună cu intrarea, evacuarea și designul rotorului. O ieșire mare nu garantează automat că fiecare pasaj intern are același spațiu liber. Pentru aplicațiile care implică cârpe sau fibre, întrebați cum se ocupă pompa de material lung și flexibil, în loc să verificați doar diametrul maxim al particulelor.

Conducta de refulare trebuie să se potrivească, de asemenea, cu pompa selectată. O conductă prea mică crește viteza curgerii și pierderea prin frecare. O conductă prea mare poate permite sedimentarea solidelor atunci când pompa se oprește sau când debitul este scăzut. Scopul este de a menține o viteză suficientă pentru a transporta materialul suspendat fără a crea pierderi inutile de cap.

Evitați reducerea diametrului de refulare sub recomandarea producătorului pompei, cu excepția cazului în care sistemul complet a fost revizuit. Supapa de reținere ar trebui, de asemenea, să aibă un pasaj liber și să fie adecvată pentru serviciul de apă uzată. Supapele selectate prost pot prinde resturile chiar și atunci când pompa în sine are o capacitate bună de manipulare-solidelor.

Pentru apele uzate care conțin grăsime, nisip sau materiale neobișnuit de abrazive, explicați acest lucru în timpul selecției. Un mecanism de tăiere poate ajuta cu fibrele, dar nu va rezolva orice problemă cauzată de nisip, pietre sau grăsime întărită. Dimensionarea fiabilă a pompei de canalizare se potrivește cu designul rotorului, trecerea solidelor și diametrul țevii cu fluxul real de deșeuri, mai degrabă decât să se bazeze numai pe putere sau pe debitul maxim-.

O pompă poate îndeplini debitul și înălțimea cerute, dar totuși funcționează slab dacă bazinul și sistemul de control nu sunt potrivite corespunzător. Volumul de lucru dintre nivelurile de pornire și oprire ale pompei determină cât timp funcționează și cât de des pornește. Dacă acest volum este prea mic, pompa poate porni repetat într-o perioadă scurtă de timp, provocând încălzirea motorului, uzura contactorului și întreținerea inutilă.

În mod normal, pompa ar trebui să funcționeze suficient de mult pentru a muta apa uzată prin conducta de refulare și pentru a evita repornirea imediată. O pompă mai mare nu este întotdeauna mai bună. Dacă capacitatea sa este mult mai mare decât debitul de intrare, acesta poate goli rapid bazinul și poate crea cicluri scurte. Verificați pornirile maxime recomandate de producător pe oră și confirmați că volumul de lucru disponibil poate atinge această limită.

Nivelul de oprire trebuie să lase suficient lichid în jurul unei pompe submersibile pentru răcire și funcționare stabilă. Setarea prea scăzută poate atrage aer în pompă, poate crea turbulențe sau poate expune motorul. Nivelul de pornire trebuie să ofere suficientă stocare fără a permite apei uzate să ajungă la conducta de admisie sau la punctul de alarmă de-nivel înalt.

Comutatoarele plutitoare și senzorii de nivel ar trebui să aibă suficient spațiu pentru a se deplasa liber. Țineți-le departe de turbulențele de admisie, șinele de ghidare, cablurile pompei și pereții bazinului. În apele uzate care conțin fibre, flotoarele prinse pot rămâne prinse, așa că locația lor este la fel de importantă ca metoda de control în sine.

Pentru aplicații mai critice, un sistem duplex oferă o fiabilitate mai mare. Pompele pot alterna după fiecare ciclu, în timp ce a doua pompă pornește în timpul debitului neobișnuit de mare sau dacă pompa de serviciu nu poate controla nivelul. O alarmă separată de-nivel înalt ar trebui să avertizeze operatorul înainte să se producă depășire.

În timpul punerii în funcțiune, umpleți bazinul cu apă curată și respectați secvența completă. Confirmați nivelurile de pornire și oprire, mișcarea plutitorului, verificați-funcționarea supapei, rotația pompei, curentul motorului și timpul necesar pentru scăderea nivelului. Bazinul și comenzile nu sunt accesorii adăugate după dimensionarea pompei de canalizare; fac parte din sistemul complet de pompare.

O întrebare completă privind dimensionarea pompei de canalizare ar trebui să includă următoarele date. Dacă o valoare este necunoscută, marcați-o necunoscută în loc să o înlocuiți cu o presupunere:

• Aplicație: casă, hotel, apartament, clădire comercială, stație municipală sau proces industrial.
• Sursa lichidului, temperatura, pH-ul, dacă este cazul, și o descriere a solidelor sau a fibrelor.
• Debitul necesar în starea de proiectare, inclusiv unitățile și modelul de vârf.
• Ridicare statică de la nivelul de operare la limita de descărcare.
• Diametrul interior al țevii, materialul, lungimea orizontală, lungimea verticală și numărul de fitinguri.
• Tensiunea disponibilă, frecvența, fază și orice limitare-de curent de pornire.
• Dimensiunile bazinului, nivelul de admisie, nivelurile de pornire și oprire și volumul de alarmă necesar.
• Configurație unică sau duplex, funcții-panoului de control și cerințe de comunicare.
• Tipul de instalare, materialele necesare, lungimea cablului, accesorii și nevoile locale de certificare.

Cu aceste informații, furnizorul poate selecta o curbă, poate verifica trecerea solidelor, poate estima timpul de funcționare, confirma datele motorului și de control și poate identifica riscurile înainte de ofertare. De asemenea, face comparațiile între furnizori mai semnificative, deoarece fiecare propunere abordează aceeași obligație.

1. Cea mai frecventă greșeală de dimensionare a pompei de canalizare este alegerea dintre valorile maxime. Înălțimea maximă și debitul maxim nu sunt simultane, așa că solicitați întotdeauna curba completă. A doua greșeală este tratarea ridicării verticale ca cap total. Cursele orizontale lungi, conductele mici și supapele pot adăuga suficientă frecare pentru a schimba modelul.
2. A treia greșeală este cumpărarea de cai putere suplimentară fără a verifica bazinul. O pompă supradimensionată poate să scurteze-ciclul, să creeze închiderea supapei și să se îndepărteze de regiunea sa eficientă. Al patrulea este ignorarea solidelor. O pompă de apă curată-poate avea o curbă atractivă și totuși eșuează imediat în canalizarea. A cincea presupune că fiecare macerator acceptă o toaletă; unele unități de ridicare sunt produse de apă gri-.
3. O altă greșeală este dimensionarea unei pompe într-un sistem duplex și apoi presupunerea că două pompe vor dubla debitul. Funcționarea în paralel modifică frecarea sistemului și punctul de funcționare. Curba combinată și pierderile la conducte trebuie evaluate. De asemenea, o pompă de rezervă oferă redundanță numai dacă sunt testate comenzile, supapele și alarmele.
4. În cele din urmă, multe întrebări omit calea de descărcare. Un furnizor primește debit, înălțime și putere, dar nu diametrul, lungimea sau fitingurile țevii. Dacă capul declarat este doar o ridicare statică, cotația poate fi greșită, chiar dacă se potrivește exact cu cererea. O schiță simplă cu cote și lungimi este adesea mai valoroasă decât câteva pagini de specificații generale.

De ce cai putere am nevoie de pompa de canalizare?

Puterea este un rezultat al sarcinii hidraulice și al eficienței, nu punctul de plecare. Determinați debitul necesar, TDH și manipularea solidelor, apoi selectați o curbă de pompă și un motor care să acopere această sarcină fără suprasarcină.

O pompă de canalizare de 1 CP este întotdeauna mai bună decât o pompă de 1/2 CP?

Nu. Pompa de 1 CP poate produce mai mult debit sau înălțime, dar poate fi supradimensionată pentru un bazin mic și poate rula prea repede. Comparați ambele curbe la TDH real și verificați timpul minim de funcționare, viteza conductei și pornirile pe oră.

Cât cap în plus ar trebui să adaug?

Calculați pierderile statice și prin frecare cât mai exact posibil, apoi aplicați o toleranță modestă, documentată, pentru incertitudine. Evitați adăugarea de factori de siguranță mari în mod independent la debit, înălțime și putere, deoarece supradimensionarea combinată poate fi severă.

Ce dimensiune a solidelor ar trebui să se ocupe de o pompă de canalizare?

Depinde de aplicație și de codul local. Apele reziduale de la toaletă necesită, în general, o adevărată pompă, râșniță sau macerator cu o metodă de manipulare-solidelor stabilite. Confirmați trecerea liberă sau specificația de măcinare; nu-l deduceți doar din dimensiunea prizei.

Lungimea conductei orizontale contează ca cap?

Nu adaugă elevație statică, dar adaugă pierderi prin frecare. Efectul poate fi semnificativ într-o linie cu diametru mic-sau la debit mare, deci includeți lungimea completă echivalentă și fitingurile în TDH.

Când ar trebui să folosesc două pompe?

Utilizați pompe duplex atunci când debitul maxim poate depăși o unitate, întreținerea nu poate opri scurgerea sau preaplinul ar crea costuri mari sau riscuri de salubritate. Confirmați atât punctele de funcționare cu o singură-pompă, cât și cele paralele.