bbk 000000

УДК 628.16.067.1:681.121

Рушников А. Ю.

Оценка производительности насосно-фильтровальных установок в скиммерных бассейнах по показаниям манометра

Аннотация

В системах водоподготовки плавательных скиммерных бассейнов при отсутствии водомеров контроль за подачей циркуляционного насоса возможен только с помощью манометра, установленного на скором напорном фильтре. Однако показания манометра, как правило, не совпадают с напором насоса. Поэтому на этапе монтажа системы водоподготовки бассейна целесообразна временная установка водомера на напорной линии с целью получения экспериментальной кривой зависимости показаний манометра от расхода воды. Данные испытания следует проводить только при окончательно смонтированной линии от скиммеров до точки установки манометра и заполненном фильтрующей загрузкой фильтре.

Ключевые слова:

манометр , бассейн , скиммер , напорный фильтр , подача насоса

Скачать статью в журнальной верстке PDF

Напорный скорый фильтр с зернистой загрузкой – один из основных элементов системы водоподготовки плавательных бассейнов – служит для механической и физико-химической очистки воды, подаваемой циркуляционным насосом. Как правило, скорые фильтры оборудованы манометрами, с помощью которых можно контролировать давление на фильтре, что позволяет определить момент, когда необходима обратная промывка фильтрующей загрузки. Манометры могут быть вмонтированы непосредственно в корпус фильтра либо в шестиходовой вентиль, служащий для переключения режимов работы фильтра (рис. 1). В фильтрах большого диаметра может использоваться панель из двух манометров, показывающих давление до и после фильтра, что позволяет отслеживать потери напора в фильтре.

Системы водоподготовки плавательных бассейнов, согласно требованиям СанПиН 2.1.2.1188-03, должны быть оборудованы водомерами, по которым определяется расход воды, подаваемой в чашу бассейна. В частных бассейнах водомеры, как правило, не устанавливаются, поэтому манометры фильтров оказываются единственными контрольно-измерительными приборами, по показаниям которых можно оценивать работу циркуляционного насоса. Информация о подаче насоса имеет большое значение при эксплуатации бассейна: по производительности насоса можно судить о соблюдении санитарных норм относительно времени водообмена в бассейне и расхода подаваемой в чашу бассейна воды в расчете на одного купающегося. Снижение подачи насоса может указывать на значительную кольматацию фильтрующей загрузки накопившимися загрязнениями и соответственно на необходимость ее обратной промывки.

Недостаточный расход воды в системе водоподготовки может нарушать нормальную работу другого оборудования бассейна, в некоторых случаях вызывать срабатывание устройств защитной автоматики. Кроме того, известное значение расхода показывает положение рабочей точки насоса на кривой «подача – напор», тем самым позволяя оценить оптимальные условия работы насоса.

Существует мнение, что показания манометра на напорном скором фильтре соответствуют напору насоса. Данное утверждение нельзя назвать корректным, так как показание манометра, как правило, отличается от напора насоса в большую или меньшую сторону. Напор насоса, как известно, складывается из геометрической высоты подъема и потерь напора по тракту водоподачи. В бассейне забор воды на очистку производится с поверхности при помощи специальных устройств – скиммеров. Подача очищенной и подогретой воды в бассейн происходит через донные либо стеновые форсунки. Независимо от типа форсунок геометрическая высота подъема в скиммерном бассейне равна нулю. Поэтому скиммерные бассейны можно представить в виде двух бассейнов с одинаковым уровнем воды (рис. 2), причем вода забирается из одного из них с помощью скиммеров, циркуляционным насосом подается на фильтр, проходит через другие устройства водоподготовки (на рисунке не показаны) и направляется в другой бассейн. На рис. 2 представлена схема, при которой циркуляционный насос бассейна не работает. В отсутствие тока воды в системе наблюдается только гидростатический напор, соответствующий расстоянию от плоскости 0–0 до рассматриваемой точки. Для манометра гидростатический напор составляет Н_г-м – расстояние от плоскости 0–0 до точки установки манометра (м вод. ст.), показание манометра Н_м будет соответствовать Н_г-м.

При работе циркуляционного насоса картина распределения напоров в системе меняется (рис. 3): пьезометрическая линия приобретает сложную форму. На участке от «первого» бассейна по направлению течения воды (во всасывающей линии) пьезометрическая линия опускается ниже уровня статического напора, что связано с возникновением потерь напора в водозаборных устройствах системы водоподготовки и всасывающей линии насоса h_вс. В месте расположения насоса пьезометрическая линия вертикально поднимается вверх до своего максимального значения. Затем идет постепенный спад вследствие наличия гидравлических сопротивлений в напорной линии – в оборудовании системы водоподготовки, трубах и фитингах. Дойдя до «второго» бассейна, пьезометрическая линия опускается до уровня плоскости 0–0, т. е. совпадает со статическим уровнем. Напор насоса Н_н при такой схеме работы является суммой потерь напора во всасывающей h_вс и напорной h_нап линиях. Данная схема применима для любых скиммерных бассейнов независимо от расположения оси установки насоса. На рис. 3 наклонные отрезки пьезометрической линии изображены прямыми, что является допущением.

Из рис. 3 следует, что напор насоса Н_н и показания манометра Н_м не равны друг другу. Их несоответствие объясняется не только высотным расположением насосно-фильтровальной установки, но и наличием потерь напора на участке от скиммера до насоса h_вс и на участке от насоса до точки установки манометра h_н-ф. В реальной системе, в которой из контрольно-измерительных приборов есть только манометр, задача сводится к нахождению зависимости показания манометра Н_м от расхода протекающей воды:

Н_м = f(Q). (1)

Исходя из расчетной схемы для напора насоса Н_н можно записать:

Н_н = Н_м + h_н-ф + h_вс – Н_г-м. (2)

Преобразовав выражение (2), получим:

Н_м = Н_н – h_н-ф – h_вс + Н_г-м. (3)

В формулах (2) и (3) количество переменных превышает количество констант, следовательно, напор насоса не может быть определен расчетным путем без вычисления значений потерь напора по тракту водоподачи. Это является довольно сложной задачей ввиду большого разнообразия устройств забора, подачи, очистки и подогрева воды в системе водоподготовки бассейна. Однако в формуле (3) отсутствуют значения потерь напора от точки установки манометра до возвратных форсунок, подающих обработанную воду в бассейн, что будет использовано далее.

Уровень воды в бассейне можно принять постоянным, вследствие чего значение Н_г-м не меняется. Другие величины – Н_н, h_н-ф и h_вс – являются для конкретной системы водоподготовки бассейна только функцией производительности насоса Q. Таким образом, определенному значению расхода воды Q соответствует определенное значение выражения Н_н – h_н-ф – h_вс. Данное обстоятельство позволяет получить тарировочную кривую зависимости показаний манометра от расхода воды в системе водоподготовки бассейна. Если в системе не предусмотрена установка водомера, то в период монтажа системы следует временно установить водомер на участке от фильтра до возвратных форсунок. При этом важно, чтобы линия вплоть до точки установки манометра была полностью смонтирована, фильтр заполнен фильтрующей загрузкой, так как согласно формуле (3) изменение гидравлического сопротивления на данной линии повлечет за собой изменение значений h_вс и h_н-ф, а следовательно, некорректную форму тарировочной кривой.

Регулировать значение расхода воды в период испытаний можно прикрытием одного из шаровых кранов на напорной линии, желательно между точкой установки водомера и возвратными форсунками. В ходе гидравлических испытаний с помощью водомера измеряются значения расхода воды и соответствующие им показания манометра. По полученным точкам выстраивается тарировочная кривая. Пример такой кривой показан на рис. 4. После проведенных измерений водомер снимается, а напорную линию монтируют согласно проекту бассейна. Полученная в результате испытаний тарировочная кривая позволит в ходе эксплуатации контролировать значение циркуляционного расхода в системе водоподготовки и своевременно проводить необходимые регламентные работы по обслуживанию плавательного бассейна.

Выводы

В системах водоподготовки плавательных бассейнов, оснащенных скиммерами, при отсутствии водомеров контроль за подачей циркуляционного насоса возможен только с помощью манометра, установленного на скором напорном фильтре. Однако показания манометра, как правило, не совпадают с напором насоса. Поэтому на этапе монтажа системы водоподготовки бассейна целесообразно временно установить водомер на напорной линии с целью получения экспериментальной кривой зависимости показаний манометра от расхода воды. Данные испытания следует проводить только при окончательно смонтированной линии от скиммеров до точки установки манометра и заполненном фильтрующей загрузкой фильтре.