Способ замены задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата и временный участок в подводной зоне приемного отделения канализационной насосной станции Российский патент 2019 года по МПК F16L55/10 E03F5/22 F04D29/60 

Способ замены задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата и временный участок в подводной зоне приемного отделения канализационной насосной станции.

Изобретения относится, к гидротехнике и могут быть использованы при ремонте и профилактических работ запорной арматуры на гидротехнических сооружениях, в частности погружных (заглубленных) канализационных насосных станций.

Общеизвестно, что в состав городских водоочистных сооружений, например, Центральной станции аэрации (ЦСА), о. Белый г. Санкт-Петербурга входит Главная насосная станция, предназначенная для приема сточных вод из Главного канализационного коллектора и перекачки их в приемную камеру очистных сооружений.

Главная насосная станция, расчетной производительностью 1,5 млн. м³/сут. конструктивно состоит из трех вложенных друг в друга железобетонных цилиндров различных диаметров. В промежутке между первым (внешним) и вторым (средним) цилиндрами расположено приемное («мокрое») отделение, куда поступают по коллектору сточные воды. В промежутке между вторым и третьим (внутренним) цилиндрами расположено «сухое» отделение насосных агрегатов, где имеются линии перекачки сточных вод с насосными агрегатами и установленными (перед насосами) всасывающими задвижками. Перекачка сточной жидкости из приемного отделения на очистные сооружения осуществляется путем открытия всасывающей задвижки. («Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга», Кол. авторов. С-Петербург, Стройиздат СПб, 1999. - 424 с.).

Для обеспечения надежного процесса перекачки сточных вод необходимо производить техническое обслуживание и ремонт насосного оборудования, трубопроводов и запорной арматуры. При ремонтных работах требуется выполнять разборку насосных агрегатов, запорной арматуры, что связано с опорожнением от сточной воды насосов, всасывающих и напорных трубопроводов. Всасывающая задвижка обеспечивает перекрытие поступления сточных вод соответствующей линии перекачки в «сухом» отделении. Основная проблема возникает, в случае, когда не обеспечивается герметичность закрытия всасывающей задвижки и возникает ситуация, при которой невозможно произвести опорожнение линии перекачки сточных вод для выполнения ремонтных работ, в связи с постоянным поступлением сточной воды из приемного отделения.

В случае выхода из строя всасывающей задвижки, линия перекачки сточных вод с насосным агрегатом становится не ремонтопригодна и выводится из работы. В таком случае возникает острая необходимость в замене всасывающей задвижки.

Традиционный способ замены всасывающей задвижки влечет за собой полную остановку на длительное время Главной насосной станции с опорожнением приемного отделения, и соответственно, прекращение приема сточных вод из коллектора бассейна канализования, что является полным прекращением процесса очистки сточных вод, в результате чего неочищенный сток необходимо сбрасывать через аварийные выпуски в водоем или на рельеф, что неприемлемо и фактически является чрезвычайной ситуацией.

Указанный недостаток устранен в предлагаемой группе изобретений.

Задачей, на решение, которого направлены изобретения, является замена задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата без останова канализационной насосной станции (КНС) городских водоочистных сооружений.

Техническим результатом является обеспечение возможности выполнения замены задвижки на новую без прекращения процесса очистки сточных вод.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе замены задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата, включающем: перекрытие отверстия всасывающего трубопровода насосного агрегата приемного отделения канализационной насосной станции, демонтаж участка всасывающего трубопровода линии перекачки сточных вод насосного агрегата, замена задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата, проверка ее на герметичность, монтаж участка всасывающего трубопровода, и проведение гидравлических испытаний.

Предусмотрены следующие отличия: перекрытие отверстия всасывающего трубопровода КНС производится установкой временного участка в подводной зоне приемного отделения, путем проведения водолазных работ, при этом временный участок содержит талреп, узел для строповки к подъемному устройству, и шлюз с вентильным краном, при этом шлюз представляет собой полую четырехугольную усеченную пирамиду, основание которой геометрически повторяет внешнюю поверхность бетонной стены с отверстием всасывающего трубопровода КНС, а противоположная основанию сторона пирамиды выполнена с возможностью установки талрепа, а по периметру основания шлюза установлен уплотнитель.

Кроме того, предложенный способ отличается:

- для предотвращения движения сточной воды в приемном отделении насосной станции в секторе водолазных работ устанавливают щитовые затворы по обе стороны от временного участка;

Кроме того, предложенный способ отличается:

- закрепление шлюза производят путем расклинивания талрепом с упором во внешнюю стену приемного отделения;

Кроме того, предложенный способ отличается:

- установку шлюза проводят через подготовленный проем в перекрытии в надводной зоне приемного отделения насосной станции, с использованием тельфера.

Реализация способа замены задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата осуществляется с использованием временного участка в подводной зоне приемного отделения канализационной насосной станции, который содержит водоподвод в виде шлюза, имеющий вход, связанный с подводной зоной приемного отделения и выход, связанный с отверстием всасывающего трубопровода КНС, причем вход водоподвода имеет временное перекрытие, а выход выполнен открытым, в качестве временного перекрытия входа водоподвода применен вентильный кран для выравнивания давления при монтаже или демонтаже шлюза.

Между совокупностью существенных признаков заявляемых объектов и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно реализация способа и устройства позволяет обеспечить возможность выполнения замены задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата, без прекращения процесса очистки сточных вод.

Предложенные технические решения позволяют обеспечить герметичность закрытия отверстия всасывающего трубопровода КНС только на одной линии при работе остальных линий, тем самым обеспечивает возможность ремонта или замены задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата в «сухом» отделении насосных агрегатов без остановки КНС.

Сущность способа ремонта задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата технических решений поясняется чертежами: Фиг. 1 Схема канализационной насосной станции в плане Фиг. 2 Схема канализационной насосной станции в разрезе. На фигуре 1 и 2 показана схема канализационной насосной станции.

1 - приемное отделение; 2 - отделение насосных агрегатов; 3 - отделение напорных трубопроводов; 4 - отверстие всасывающего трубопровода КНС; 5 - линии с насосными агрегатами; 6 - временный участок в подводной зоне приемного отделения КНС; 7 - всасывающая задвижка; 8 - напорная задвижка; 9 - демонтируемый участок всасывающего трубопровода; 10 - дренажный трубопровод; 11 - тельфер; 12 - щитовой затвор.

Сущность устройства для реализации способа ремонта задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата поясняется чертежами:

Фиг. 3 Временный участок в подводной зоне приемного отделения канализационной насосной станции в виде шлюза вид сбоку

Фиг. 4 Временный участок в подводной зоне приемного отделения канализационной насосной станции в виде шлюза

На фигуре 3 и 4 представлен вариант временного участка в виде шлюза, представляющего собой 13 - шлюз в виде объемной металлической сварной конструкции, с одной стороны геометрически повторяющую внешнюю поверхность бетонной стены с отверстием всасывающего трубопровода КНС; 14 - узел для установки талрепа; 15 - талреп; 16 -ребра жесткости; 17 - резиновый уплотнитель; 18 - вентильный кран для выравнивания давления; 19 - узел для строповки к подъемному устройству (тельферу).

Возможность осуществления заявляемого изобретения показан на следующем примере.

Подготовительные работы.

Производятся работы по устройству проема в верхнем перекрытии приемного отделения для транспортировки временного участка и обеспечения выполнения водолазных работ и монтажу тельфера (11). Изготавливается временный участок (6), для обеспечения возможности перекрытие железобетонного прямоугольного отверстия (4) всасывающего трубопровода в ж/б стене, разделяющей приемное (1) и отделение насосных агрегатов (2). Устанавливаются щитовые затворы (12) для предотвращения движения сточной воды в зоне производства работ в приемном отделении КНС с целью обеспечения безопасности водолазных работ.

Монтаж временного участка.

Производится спуск водолазов в водолазной клети с помощью тельфера (11) через проем в перекрытии к месту производства работ. Производятся подготовительные работы по очистке места установки временного участка. С помощью тельфера (11) устанавливается шлюз (13) на прямоугольное отверстие (4) всасывающего трубопровода в ж/б стене, разделяющей приемное и насосное отделения. Производится монтаж талрепа (15) с упором одной стороны во внешнюю стену приемного отделения и второй стороны - в узел для установки талрепа (14) шлюза (13) и осуществляется крепление путем расклинивания. Водолазы производят проверку прилегания уплотнительного материала шлюза к бетонной стене. При необходимости производят дополнительные работы по герметизации (например, путем тампонирования гидроизоляционными материалами).

Подготовка всасывающего трубопровода к замене временного участка.

В отделении насосных агрегатов (2) открывается задвижку на дренажном трубопроводе (10) и производится слив воды, при этом, напорная задвижка (8) в открытом положении, всасывающая задвижка (7) в закрытом положении. Далее производится частичное открытие всасывающей задвижки (7). После этого оценивается степень герметичности шлюза (13) путем величины истечения воды через задвижку опорожнения дренажного трубопровода (10). В случае, если через задвижку опорожнения идет большое поступление воды в дренажный приямок, то водолазы производят дополнительную герметизацию шлюза. Производятся подготовительные работы путем поочередной замены болтов и гаек на фланцевых соединениях с чередованием через один. Изготавливается аварийная заглушка диаметром, соответствующим диаметру задвижки. Эта заглушка будет необходима в случае непредвиденных обстоятельств, а именно: при разгерметизации шлюза во время демонтажа и монтажа задвижки; при несовпадении межцентровых размеров отверстий под болты во фланцевых соединениях. Изготовленная аварийная заглушка находится в зоне производства работ.

Монтажные работы по замене временного участка.

Производится демонтаж дренажного трубопровода (10), участка всасывающего трубопровода (9), демонтаж и монтаж всасывающей задвижки (7). Производится спуск водолазов в приемное отделение КНС. На шлюзе (13) открываются вентильные краны (18) для впуска воды во временный участок между шлюзом (13) и задвижкой (7) для испытания герметичности задвижки и фланцевого соединения. Для проведения испытаний по герметичности в течение 72-часов, на задвижку с обратной стороны устанавливается аварийная заглушка с врезанным в нее вентильным краном. После проведения испытаний на герметичность аварийная заглушка демонтируется. Производится монтаж участка всасывающего трубопровода (9), дренажного трубопровода и дренажной задвижки (10). Производятся гидравлические испытания всасывающего трубопровода, задвижки, фланцевых соединений.

Демонтаж временного участка.

Закрывают всасывающую задвижку (7). Производят спуск водолазов в водолазной клети с помощью тельфера (11) через проем в перекрытии к месту производства работ. Открывают вентильные краны (18) для впуска воды во временный участок между шлюзом (13) и задвижкой (8) для выравнивания давления в приемном отделении и всасывающем трубопроводе. Производят строповку и демонтаж шлюза (13) и талрепа (15).

Группа изобретений относится к гидротехнике и может быть использована для ремонта и профилактических работ запорной арматуры на гидротехнических сооружениях, в частности погружных (заглубленных) канализационных насосных станций (КНС). Техническим результатом является обеспечение возможности выполнения замены задвижки на новую без прекращения процесса очистки сточных вод. Способ включает перекрытие отверстия всасывающего трубопровода насосного агрегата приемного отделения КНС, демонтаж участка всасывающего трубопровода линии перекачки сточных вод насосного агрегата, замену задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата, проверку ее на герметичность, монтаж участка всасывающего трубопровода и проведение гидравлических испытаний. Перекрытие отверстия всасывающего трубопровода КНС производится установкой временного участка в подводной зоне приемного отделения путем проведения водолазных работ. Временный участок содержит талреп, узел для строповки к подъемному устройству и шлюз с вентильным краном. Шлюз представляет собой полую четырехугольную усеченную пирамиду, основание которой геометрически повторяет внешнюю поверхность бетонной стены с отверстием всасывающего трубопровода КНС, а противоположная основанию сторона пирамиды выполнена с возможностью установки талрепа. По периметру основания шлюза установлен уплотнитель. Устройство для реализации способа представляет собой временный участок в подводной зоне приемного отделения канализационной насосной станции, содержащий водоподвод в виде шлюза, имеющий вход, связанный с подводной зоной приемного отделения, и выход, связанный с отверстием всасывающего трубопровода КНС. Вход водоподвода имеет временное перекрытие, а выход выполнен открытым. В качестве временного перекрытия входа водоподвода применен вентильный кран для выравнивания давления при монтаже или демонтаже шлюза. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ замены задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата, включающий перекрытие отверстия всасывающего трубопровода насосного агрегата приемного отделения канализационной насосной станции (КНС), демонтаж участка всасывающего трубопровода линии перекачки сточных вод насосного агрегата, замену задвижки на всасывающем трубопроводе насосного агрегата, проверку ее на герметичность, монтаж участка всасывающего трубопровода и проведение гидравлических испытаний, отличающийся тем, что перекрытие отверстия всасывающего трубопровода КНС производится установкой временного участка в подводной зоне приемного отделения путем проведения водолазных работ, при этом временный участок содержит талреп, узел для строповки к подъемному устройству и шлюз с вентильным краном, при этом шлюз представляет собой полую четырехугольную усеченную пирамиду, основание которой геометрически повторяет внешнюю поверхность бетонной стены с отверстием всасывающего трубопровода КНС, а противоположная основанию сторона пирамиды выполнена с возможностью установки талрепа, а по периметру основания шлюза установлен уплотнитель.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для предотвращения движения сточной воды в приемном отделении насосной станции в секторе водолазных работ устанавливают щитовые затворы по обе стороны от временного участка.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закрепление шлюза производят путем расклинивания талрепом с упором во внешнюю стену приемного отделения.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку шлюза проводят через подготовленный проем в перекрытии в надводной зоне приемного отделения насосной станции с использованием тельфера.

5. Устройство для реализации способа по п. 1, представляющее собой временный участок в подводной зоне приемного отделения канализационной насосной станции, содержащий водоподвод в виде шлюза, имеющий вход, связанный с подводной зоной приемного отделения, и выход, связанный с отверстием всасывающего трубопровода КНС, причем вход водоподвода имеет временное перекрытие, а выход выполнен открытым, в качестве временного перекрытия входа водоподвода применен вентильный кран для выравнивания давления при монтаже или демонтаже шлюза.