Progettazione
DI STAZIONI DI POMPAGGIO CON POMPE CENTRIFUGHE
PER ACQUE REFLUE FLYGT DI GRANDI DIMENSIONI
2
Indice
Pompe centrifughe Flygt di grandi dimensioni
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Principi generali per la progettazione dei pozzi
Pozzo standard Xylem
Dimensioni del pozzo
Volume richiesto
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Livelli minimi di arresto
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Criteri per l’installazione
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Criteri per l’installazione di pompe sommerse
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Criteri per l’installazione a secco delle pompe sommergibili
Importanza del punto di lavoro
Progettazione dei sistemi
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Questo opuscolo è destinato a tecnici, disegnatori,
progettisti e gestori di stazioni di pompaggio per
acque piovane e di fognatura realizzate mediante
pompe Xylem Flygt sommerse e sommergibili con
installazione a secco.
In installazioni di questo tipo, è fondamentale che il
pozzo della pompa sia progettato correttamente
ed è necessario rispettare due importanti requisiti
di progettazione: impedire che alla girante arrivino
quantità significative di aria e smaltire i solidi sedimentati e quelli galleggianti. Il pozzo standard Flygt
può essere utilizzato, con opportuni adattamenti,
per ogni necessità nella maggior parte delle installazioni.
La pompa e il pozzo sono parti di un unico sistema
che comprende anche diverse strutture e altri elementi quali i sistemi di ventilazione e attrezzature di
trattamento.
4
4
5
8
10
10
12
12
12
14
15
Un’accurata progettazione della stazione riduce i
costi iniziali di investimento ed i costi di gestione.
Per avere un supporto in questo campo, è possibile rivolgersi al personale Xylem oppure consultare
le pubblicazioni disponibili. Nella progettazione di
stazioni di sollevamento di acque reflue è importante tenere in considerazione anche l’analisi dei transitori idraulici per il dimensionamento delle casse
d’aria, la scelta delle valvole, ecc. Questi argomenti
non vengono trattati in questo opuscolo, ma è possibile ottenere maggiori informazioni al riguardo
rivolgendosi direttamente a noi.
Per assicurarsi le prestazioni ottimali e la durata
massima della pompa è consigliabile richiedere la
consulenza di nostri tecnici. I suggerimenti per la
progettazione sono intesi solamente per apparecchiature Xylem Flygt. Xylem non si assume alcuna
responsabilità per apparecchiature di altri produttori.
3
Pompe centrifughe
Flygt di grandi dimensioni
Le pompe sommergibili centrifughe Flygt di grandi
dimensioni sono state utilizzate in molteplici applicazioni in tutto il mondo. Le pompe possono essere
sommerse o installabili a secco. Fra le applicazioni
possibili troviamo stazioni di pompaggio delle acque
reflue di diverse dimensioni, stazioni in ingresso negli
impianti di trattamento, pompaggio delle acque piovane, irrigazione, applicazioni in miniera, cantieri
navali e altre ancora.
Le pompe Flygt con installazione a secco sono di
facile manutenzione. Il gruppo del motore e della
girante può essere facilmente estratto dalla voluta
della pompa per effettuare revisioni e riparazioni. Il
gruppo pompa/motore sommergibile consente di
avere una stazione di pompaggio anti-allagamento
che funziona sempre in sicurezza.
Le pompe sommergibili centrifughe Flygt offrono
importanti vantaggi, tra cui:
• Motore e unità pompa compatti
• Nessun sistema separato di lubrificazione
• Basso livello di rumorosità durante il funzionamento
• La variante della girante N offre un’elevata efficienza e affidabilità, grazie a una progettazione idraulica esclusiva
• Stazioni di pompaggio anti-allagamento anche
per pompe con installazione a secco
• La connessione e disconnessione automatica di
installazioni sommerse permette di effettuare ispezioni e manutenzioni rapide e semplici
• Sovrastruttura della stazione ridotta al minimo
Le nostre pompe sommerse sono installate su un
piede d’accoppiamento imbullonato sul fondo del
pozzo. La pompa viene guidata in posizione con
doppi tubi fissi da 3”. Il collegamento è automatico e
non è indispensabile che sia visibile. La pompa viene
semplicemente abbassata sul piede d’accoppiamento e viene tenuta in posizione dal suo stesso peso. Il
recupero della pompa è altrettanto semplice.
4
Principi generali per la
progettazione dei pozzi.
Il flusso d’acqua verso una pompa deve essere uniforme e costante, senza presenza di aria e di vortici. La mancanza di uniformità di flusso non consente
un funzionamento ottimale della pompa, con conseguente riduzione del rendimento idraulico. Un flusso
non costante produce un carico variabile sulla girante determinando rumorosità e vibrazioni, con possibili danneggiamenti meccanici.
Un eccesso di vorticosità in aspirazione può provocare una variazione significativa del punto di lavoro
alterando la portata, la potenza e il rendimento. Può
inoltre originare zone a bassa pressione con formazione di vortici che costantemente si estendono all’interno della pompa. Quest’aria causa inevitabilmente
una riduzione della portata, e costituisce, per la girante, un carico variabile: si generano così rumorosità e
vibrazioni con conseguenti danni fisici. Tali situazioni possono inoltre influenzare i carichi di processo in
altre parti dell’impianto.
La progettazione di un pozzo dovrebbe non solo
garantire un flusso corretto, ma impedire anche l’accumulo di sedimenti e impurità nel pozzo stesso.
Devono essere considerati i seguenti aspetti:
• Il flusso d’acqua in ingresso al pozzo deve essere
diretto verso l’aspirazione della pompa, ciò deve
avvenire con il minimo di vorticosità e di perdite
idrauliche.
• Per evitare la formazione di vortici di superficie nel
pozzo le pareti devono essere realizzate in modo
tale da evitare, per quanto possibile, zone di ristagno dell’acqua. Una parete correttamente posizionata nelle vicinanze dell’aspirazione della pompa
può ridurre ogni tendenza alla formazione di vortici con conseguente entrata d’aria. L’immersione
minima delle pompe deve essere sufficiente ad
evitare formazione di vortici superficiali.
• Sebbene debba essere evitata una turbolenza
eccessiva con presenza di grossi mulinelli, una leggera turbolenza è spesso utile nel prevenire la formazione e lo sviluppo di vortici persistenti.
• I sedimenti, che potrebbero nel tempo diventare veri e propri depositi, non devono accumularsi
nel pozzo. Devono pertanto essere evitate le zone
stagnanti o a bassa velocità. Per prevenire la sedimentazione spesso vengono realizzati pozzi con
fondo inclinato, muretti e gradini di riempimento. Per grandi variazioni di portata, parte del pozzo
può essere riservato a portate in ingresso ridotte
con un livello del fondo più basso e una pompa di
piccole dimensioni. Per una progettazione ottimale del pozzo, consultare Xylem.
• La schiuma di superficie, croste galleggianti e piccoli detriti in genere, potrebbero restare in ogni
zona relativamente calma della superficie d’acqua: questi materiali devono essere rimossi continuamente. Il livello d’acqua dovrebbe essere
abbassato il più possibile ad intervalli, in modo da
aumentare velocità e turbolenza. E’ indispensabile
comunque evitare l’entrata d’aria nella pompa. Per
ottenere prestazioni di pompaggio ottimali, consultare un tecnico Xylem. Gli occasionali aumenti
di velocità del flusso aiuteranno inoltre a contrastare l’accumulo di sedimenti sul fondo.
• In molti pozzi, l’ingresso della fognatura è posizionato ad un livello relativamente alto. Il liquido
quindi deve compiere un salto elevato prima di
arrivare nel pozzo. Il salto risulta tanto più elevato
quanto più basso è il livello nel pozzo. Questo si
verifica in genere quando le pompe stanno terminando lo svuotamento e sono prossime all’arresto. Il percorso tra l’ingresso nel pozzo e le pompe
deve essere sufficientemente lungo affinché l’aria
possa raggiungere la superficie e fuoriuscire prima
che il flusso raggiunga le pompe. L’energia dovuta
alla caduta dovrebbe dissiparsi contro un ostacolo per evitare velocità troppo elevate nel pozzo.
Questo si può realizzare in pratica con una parete
di smorzamento posta all’ingresso del pozzo.
• Il pozzo dovrebbe essere il più piccolo e semplice
possibile per ridurre i costi di realizzazione. Deve
comunque assicurare un volume minimo per evitare che si verifichi un elevato numero di avviamenti/
ora.
I principi da adottare nel progettare un pozzo vengono illustrati in specifiche guide alla progettazione e in
manuali contenenti regole pratiche, quali ad esempio
quelle pubblicate dall’American Hydraulic Institute e
dalla British Hydromechanics Research Association.
Quando si realizza un nuovo progetto, fuori da standard collaudati, si raccomanda di eseguire un test su
modello in scala.
Pozzo standard Xylem
Un pozzo progettato in base a questo opuscolo è
di dimensioni inferiori rispetto ad un pozzo convenzionale. Ciò determina, di conseguenza, un volume
tampone inferiore per compensare le variazioni di
portata transitorie. Abbiamo l’assenza di volume supplementare per contenere il flusso in eccesso rispetto
alla portata totale della pompa (i volumi dei tubi sono
in genere superiori a quelli di qualsiasi stazione di
pompaggio). La corretta progettazione di una stazione di pompaggio deve pertanto tenere in considerazione tutti gli aspetti critici del funzionamento.
La portata della pompa deve essere tale da consentire la gestione dei picchi di portata in afflusso per
ridurre al minimo il rischio di allagamento. Spesso
può risultare utile analizzare anche le caratteristiche
di portata del sistema fognario di alimentazione.
Il sistema di controllo delle pompe deve fornire
anche protezione nel caso di mancanza di corrente.
Qualora il volume del pozzo venga ridotto al minimo,
come indicato nella sezione precedente, l’impiego di
determinati sensori di livello può risultare cruciale.
La tubazione di mandata dovrebbe essere progettata in modo da evitare l’allagamento causato dal flusso
di ritorno delle pompe, anche in situazioni di emergenza. L’effetto di possibili colpi d’ariete deve essere
ridotto al minimo mediante l’adeguata progettazione
dei dispositivi di controllo.
5
A1
A2
6
Per evitare la formazione di vortici nella
camera della pompa, a monte del pozzo, il
tubo di adduzione deve avere un tratto diritto di lunghezza pari a cinque volte il proprio
diametro. Il disegno esatto del pozzo varia in
funzione del numero di pompe e della loro
dimensione.
Il pozzo con ingresso frontale a livello alto
viene definito come tipo A1. In questa configurazione, il flusso non deve compiere una
deviazione orizzontale, che potrebbe indurre una rotazione della massa liquida presente nel pozzo.
Una parete di smorzamento appositamente
progettata riduce al minimo l’ingresso d’aria
nella pompa dovuto alla caduta del liquido. Il flusso proveniente dal tubo di adduzione colpisce la parete di smorzamento e
quindi scende nella camera attraverso l’apertura alla base della parete stessa. L’apertura
distribuisce uniformemente il flusso verso
tutte le pompe. La parete di smorzamento
deve essere sufficientemente alta da garantire il totale contenimento del getto. Sebbene
il flusso nella camera di smorzamento sia
molto turbolento, è possibile, in alcuni casi,
che si accumuli del materiale galleggiante.
Si possono allora realizzare degli stramazzi
o passaggi laterali che contribuiscono a prevenire l’accumulo di detriti. (Per consentire il
convogliamento del materiale galleggiante
nella camera della pompa, la parte superiore
della parete di smorzamento, o parti della
stessa, dovrebbero essere al di sotto del più
alto livello di avvio delle pompe).
Se le tubazioni e la posizione del pozzo non
consentono un ingresso frontale, è possibile
adottare un ingresso laterale con una
parete divisoria modificata con l’aggiunta
di aperture. Questa configurazione viene
definita come tipo A2. In questo caso, la
parete di smorzamento devia il flusso entrante e lo distribuisce in modo uniforme verso
le pompe attraverso le aperture. In caso di
ingresso superiore, si consiglia la presenza
di un deflettore sul fondo della camera d’entrata, per rompere il getto quando il livello
dell’acqua nella stazione è basso.
Spesso può risultare utile dotare i pozzi di
scanalature, deflettori, e/o gradini, a seconda del numero e delle dimensioni delle
pompe presenti nel sistema. Per una progettazione ottimale del pozzo è pertanto consigliabile richiedere la consulenza di Xylem.
Pozzo circolare
Doppio pozzo
Realizzazioni alternative
B2
Pompe con orientamento inverso
Quando il numero di pompe è superiore a quattro,
l’eccessiva larghezza richiesta per il pozzo base in
alcuni casi rappresenta un problema. In questi casi,
può risultare più conveniente e pratico realizzare un
doppio pozzo.
Per pozzi profondi, potrebbe diventare vantaggioso
l’utilizzo di un modulo inserito in una struttura circolare esterna. All’interno di una tale struttura è infatti
possibile inserire dei moduli pozzo singoli simili a
quelli utilizzati per il pozzo compatto.
Per consigli sulla progettazione di pozzetti compatti con un ingresso frontale a livello basso contattare
Xylem.
Nella configurazione, tipo B2, con un muro ripartitore
diritto, il tubo di afflusso è al di sotto del normale
livello dell’acqua nel pozzo, oppure il pozzo viene alimentato da un canale aperto. In assenza di flusso in
caduta all’ingresso, non si verifica entrata d’aria nel
liquido. Di conseguenza, è possibile semplificare
molto la camera di smorzamento, il cui unico scopo
rimane quello di distribuire uniformemente il flusso
alle pompe. Nell’applicazione con pompe installate a
secco, è consigliabile avere dei deflettori verticali tra
i tubi di aspirazione al fine di proteggere la rotazione
della massa nell’installazione sommersa.
Talvolta è necessario posizionare il tubo di mandata al centro delle stazioni o in un’altra direzione; in
tali casi una soluzione potrebbe essere rappresentata
dal diverso orientamento della pompa.
La figura illustra una parte di una stazione di sollevamento per acque reflue con orientamento inverso
della pompa.
L’adozione di tale configurazione, unitamente alle
tecniche di gestione in uso, consente di ottenere
condizioni di pompaggio ottimali con conseguente
pulizia del fondo del pozzo e trasporto dei solidi.
7
Dimensioni del pozzo
La tabella dimensionale è valida per stazioni di pompaggio con un massimo di quattro pompe, che possono essere tutte in funzione.
Per le dimensioni del pozzo sono ammesse tolleranze
F
C
E
B
A
Portata nominale pompa (l/s)
D
pari a ±10 %, a condizione che l’effetto combinato
delle differenze non produca velocità sensibilmente
superiori a quelle previste per il pozzo standard.
Per portata nominale pompa si intende la portata di
una pompa che funzioni da sola
Bisogna tenere presente che in questo
campo di flusso sono
applicabili anche le
procedure per la progettazione del pozzo
per la linea di prodotti
di gamma media.
Dimensioni (mm)
Vedere dimensioni di ingombro
A1
Sommersa
Ø piede di
accoppiamento
Vedere dimensioni
di ingombro
A1
A secco
0.5 Ø cono di
aspirazione
0.75 Ø cono di aspirazione
Vedere dimensioni di ingombro
A2
0.5 Ø cono di
aspirazione
0.75 Ø cono di aspirazione
Ø piede di
accoppiamento
E (>1.25 Ø tubo di immissione)
E (>1.25 Ø tubo di immissione)
Vedere dimensioni
di ingombro
B2
Vedere dimensioni di ingombro
A secco
≥ 0.75 Ø tubo di immissione
Sommersa
≥ 0.75 Ø tubo di immissione
A2
Sommersa
Ø piede di
accoppiamento
E (>1.25 Ø tubo di immissione)
B2
A secco
0.5 Ø cono di
aspirazione
0.75
Ø cono di
aspirazione
E (>1.25 Ø tubo di immissione)
Volume richiesto
Progettazione di pozzi tipo A1, A2, B2
Il volume utile richiesto per il pozzo, V, ovvero, il
volume tra il livello di avvio e quello di arresto di una
pompa, dipende dalla durata minima possibile del
ciclo, T, dalla portata della pompa, Q, e dalla portata
del flusso in ingresso, q.
Per una qualsiasi portata in ingresso il ciclo più breve
si verifica quando q = Q/2, che dà il volume utile
minimo del pozzo:
Le indicazioni sono valide per la progettazione di
pozzi con due, tre o quattro pompe Flygt, installate
in immersione semipermanente (P) o permanente
(T). Le indicazioni sono valide per tutte e quattro le
posizioni delle pompe con qualsiasi combinazione di
pompe in funzione, sebbene esistano delle eccezioni
per la parete diritta di smorzamento Si presume che
almeno una pompa venga destinata a rimanere in
stand-by e che il funzionamento contemporaneo di
tutte e quattro le pompe avvenga esclusivamente in
casi estremi.
Quando la posizione del tubo di ingresso è asimmetrica, ad un livello basso, o quando la parte terminale ha un diametro inferiore a quello di cinque tubi
diritti, si devono considerare livelli di arresto più alti
per sopprimere i vortici, secondo le indicazioni per
un flusso in ingresso non ottimale (vedere il grafico:
Ingresso anteriore basso).
T = 3600 / avviamenti/ora
Per una stazione di pompaggio con pompe uguali,
il volume richiesto è minimo se le pompe si avviano
in sequenza all’aumentare del livello dell’acqua, cioè
della portata in ingresso, e si arrestano in sequenza
alla diminuzione del livello. Si può ottenere una significativa riduzione dei volumi utili richiesti utilizzando
la rotazione ciclica logica delle pompe, ossia l’ultima
pompa ad avviarsi dovrebbe essere l’ultima ad arrestarsi.
Livelli minimi di arresto.
Le pompe possono essere arrestate allo stesso livello d’acqua ma, per evitare improvvisi e marcati cambiamenti di flusso e transiti di pressione nei tubi di
scarico, è importante che gli arresti siano distanziati. Le seguenti indicazioni sul livello minimo di arresto
consentono di evitare vortici e penetrazione di aria
agli ingressi delle pompe. Per un breve periodo di
tempo il livello potrebbe essere inferiore, ad esempio durante il ciclo di pulizia del pozzo.
Ingresso
High
levelfrontale
central alto
front entry,
L-shaped baffle
A1
Sommergenza
Submergence
to pump inlet
Il tempo minimo di un ciclo (Tminimum) è determinabile dal numero massimo di avviamenti della pompa
che sono accettabili per il motore ed il suo sistema di
raffreddamento.
m
1,9
1,7
1,5
1,3
1,1
0,9
0,7
0,5
0,5
1
1,5
2
arresto
1a stop
pompa
1st pump
outsu
of 33funzionanti
pumps running
arresto
1a
pompa
su
2
funzionanti
1st pump stop out of 2 pumps running
livello
di arresto
di una pompa
One pump
stop level
2,5
3
portata
pompa
Flow/pump
m3/sm3/s
Ingresso
basso
Low
levelfrontale
front entry,
off-set front entry, L-shaped baffle
A1
Sommergenza
Submergence
to pump inlet
m
2,3
10
2,1
1,9
1,7
1,5
1,3
1,1
0,9
0,7
0,5
0,5
1
1,5
2
arresto
1a stop
pompa
1st pump
outsu
of 33funzionanti
pumps running
arresto
1a stop
pompa
1st pump
outsu
of 22funzionanti
pumps running
livello
di arresto
di una pompa
One pump
stop level
2,5
3
portata
pompa
Flow/pump
m3/sm3/s
NPSHav - Pressione di aspirazione disponibile
dovuta alla pressione atmosferica, alla temperatura, al livello dell’acqua nel pozzo e alle perdite in
entrata.
NPSHreq - La pressione richiesta per ottenere un
funzionamento corretto in termini di cavitazione;
il valore è determinato dalla curva NPSH per la
pompa.
Il carico in aspirazione deve essere maggiore di
quello richiesto dalla pompa.
Il carico in aspirazione in un’applicazione con
pompe sommerse è:
Ingresso
laterale
Side entry,
L-shaped baffle
A2
m
2,7
2,5
Sommergenza
Submergence
to pump inlet
2,3
2,1
1,9
1,7
1,5
1,3
1,1
0,9
NPSHav = Hatm + Hsump – Hev
0,7
0,5
0,5
1
1,5
2
2,5
3
arresto
1a stop
pompa
portata
pompa m33/s
/s
Flow/pump
1st
pump
outsu
of 33funzionanti
pumps running
arresto
1a stop
pompa
1st
pump
outsu
of 22funzionanti
pumps running
livello
di arresto
di una pompa
One
pump
stop level
Ingresso
laterale
Side
entry,
straight baffle wall
B2
m
2,7
2,5
Sommergenza
Submergence
to pump inlet
2,3
2,1
1,9
1,7
Per un’applicazione con pompe con installazione a
secco, è necessario prendere in considerazione le
perdite di carico dinamiche nel tubo in entrata. Di
conseguenza, il rapporto del carico in aspirazione diventa:
1,5
1,3
1,1
0,9
0,7
0,5
NPSHav = Hatm + Hsump – Hloss – Hev
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Livello
di arresto
una pompa
portata
pompa m33/s
/s
Flow/pump
Stop
level
for oneper
of outer
pumps
quando
4 pompe
sono in funzione
when
4 pumps
running
arresto
1astop
pompa
su 33 pumps
funzionanti
1st
pump
out of
running
arresto
1astop
pompa
su 22 pumps
funzionanti
1st
pump
out of
running
livello
di arresto
di una pompa
One
pump
stop level
Si deve tenere presente che il valore NPSHreq deve essere
rispettato come da paragrafo seguente.
Prevalenza di aspirazione positiva netta
disponibile – NPSHav
La prevalenza sul lato di aspirazione della pompa
per garantire un funzionamento sicuro in termini
di cavitazione è determinato dalla curva NPSH
(Prevalenza aspirazione positiva netta). Il criterio di
base da rispettare in qualsiasi applicazione in cui
vengano utilizzate macchine idriche rotanti, come
le pompe, è:
NPSHav > NPSHreq
dove:
dove:
Hatm – Pressione atmosferica
Hsump – Differenza di livello tra la linea centrale
della girante e la superficie del liquido nel pozzo
Hev – Pressione di evaporazione del liquido
Hloss – Perdita di carico dinamica nelle tubature in
entrata
11
Criteri per l’installazione
Pompe sommerse
Di seguito sono riportate alcune indicazioni generali
per l’installazione delle pompe sommergibili:
• Per evitare fenomeni di cavitazione sulla valvola di
ritegno, questa non dovrebbe essere posizionata
ad un’altezza superiore a 8 metri al di sopra del
piede di accoppiamento.
• Per facilitare la manutenzione e proteggere i cavi,
è consigliabile realizzare nel pavimento un’apposita scanalatura in cui far correre i cavi della stazione di sollevamento (fare riferimento alle normative
elettriche locali).
• La staffa di supporto del cavo va montata in modo
da essere facilmente accessibile.
• Quando, a protezione del cavo, si utilizza un tubo
rigido o flessibile, questo non dovrebbe coprire interamente il cavo fino all’interno del quadro
di comando, in quanto i gas esplosivi in evaporazione dall’acqua di scarico ed infiltrati all’interno
dell’armadio, potrebbero essere pericolosi (fare
riferimento alle normative locali in materia).
• I gas provenienti dalle acque di scarico possono provocare l’ossidazione dei relè. E’ pertanto
opportuno collocare il quadro di comando in un
ambiente ventilato.
• Per evitare problemi legati al funzionamento dei
regolatori di livello, dovuti alla presenza di residui galleggianti, ecc., è opportuno adottare una
zona di calma, con l’apertura a un livello inferiore
al minimo previsto.
• I sedimenti si possono accumulare nella zona
dietro i piedi di accoppiamento. Ciò può essere
evitato proteggendo la cavità con una lastra in
acciaio o un riempimento in cemento.
Pompe sommergibili per installazione a secco
Progettazione del tubo di aspirazione
Il posizionamento del tubo di aspirazione su una
pompa con installazione a secco si basa sugli stessi
principi idraulici delle pompe sommerse. In questo
caso tuttavia occorre prestare maggiore attenzione
alla sommergenza dell’entrata tubo, in quanto l’aria
può venire risucchiata nel tubo più facilmente che in
una pompa sommersa, la quale agisce da elemento
di soppressione dei vortici.
L’aria che si accumula nel tubo di aspirazione può
compromettere il funzionamento della pompa e
bloccare il sistema, impedendo così del tutto l’azione
di pompaggio.
Per portate superiori a 500 l/s, il tubo di aspirazione
dovrebbe essere provvisto di un apposito cono di
aspirazione per ridurre al minimo le perdite e le
interferenze con il flusso all’interno della pompa.
Per ottenere un flusso uniforme a livello dell’ingresso
della pompa, il tubo di aspirazione dovrebbe essere
progettato in modo da soddisfare i seguenti requisiti:
1. Fornire un NPSHav sufficiente
2. Ridurre al minimo le perdite per attrito
3. Ridurre al minimo il numero di curve
4. Eliminare il vapore dal tubo di aspirazione
5. Garantire il corretto allineamento dei tubi
6. Prevedere uno sfiato automatico dell’aria a valle
della pompa, prima della valvola di ritegno.
Posizionamento della valvola sul tubo di
aspirazione
Per ridurre al minimo il rischio di cavitazione, rumorosità e vibrazioni, la valvola e la relativa sede dovrebbero essere lisce e uniformi per evitare interferenze
con il flusso (sono preferibili le valvole a saracinesca)
e, se possibile, dovrebbero essere posizionate a una
distanza minima dalla pompa pari a cinque volte il
diametro del tubo.
Effetti delle curve d’aspirazione
90°
Le curve d’aspirazione nelle tubazioni generano perdite di carico
dinamiche e vortici, pertanto,
ove possibile, andrebbero evitate. Per ridurre al minimo gli effetti
delle curve d’aspirazione, il prevortice (che potrebbe aumentare i requisiti di potenza della
pompa) dovrebbe essere su un
piano, come indicato nelle configurazioni della tubazione a 360° e a 180°.
12
360°
180°
270°
Cono di aspirazione
Per accelerare in modo uniforme il flusso nel tubo di
entrata e ridurre le perdite in ingresso, è opportuno
montare su quest’ultimo un cono di aspirazione.
La velocità ottimale all’entrata del convogliatore svasato è di 1,7 m/s e deve rientrare nei limiti seguenti:
Portata
< 1200 l/s
Velocità
0.9–2,4 m/s,
3–8 ft/s
> 1200 l/s
1.2–2,1 m/s,
4–7 ft/s
Indicazioni per l’installazione della
pompa e relative tubazioni
Evitare vibrazioni e rumorosità
Il funzionamento di una macchina rotante genera
sempre e comunque qualche forma di rumorosità
e/o vibrazioni.. La pompa e/o il gruppo motore possono emettere nell’ambiente delle onde che possono a loro volta generare vibrazioni e provocare
rumorosità da parte di altre parti del sistema, nei
tubi, ecc. Nel caso delle pompe sommerse, il liquido
stesso attenua le vibrazioni e la rumorosità. La progettazione di impianti con pompe a secco richiede
invece una maggiore attenzione, proprio al fine di
limitare questo genere di problemi.
La prima regola da seguire è che la pompa funziona
al meglio se viene utilizzata nel campo di lavoro per
cui è prevista, normalmente tra il 50 % e il 125 % del
punto di miglior rendimento (BEP). In tale intervallo, i
disturbi derivanti dalle forze generate dalla girante e
dalla voluta, la cavitazione, ecc, vengono mantenuti
al minimo.
Gli accessori standard per le pompe sono progettati
per l’uso in un’installazione fissa in cui la frequenza prevalente delle onde di disturbo sia inferiore alla
più bassa frequenza naturale, con conseguente riduzione delle vibrazioni.
In alcuni casi, una configurazione totalmente fissa
non è sufficiente e il sistema o parti di esso devono
essere isolati mediante piedini in gomma, tappeti in
gomma, giunti flessibili per le tubazioni, ecc.
Nella valutazione di un sistema, l’analisi delle sorgenti dei possibili disturbi dovrebbe tenere conto dei
seguenti aspetti:
• Squilibrio delle parti rotanti. Queste, alla frequenza di rotazione della pompa, generano disturbi di
entità elevate.
• Forze idrauliche causate dalle differenze di pressione nella voluta.
• Forze agenti sulla girante e impulsi di pressione
nelle tubazioni si formano quando i getti di liquido provenienti dalla girante attraverso la flangia
della voluta, a una frequenza pari al prodotto della
velocità della girante per il numero di pale della
stessa.
Con queste informazioni è possibile analizzare il
sistema al fine di ridurre al minimo il rischio di vibrazioni, intervenendo in particolare su fattori quali la
lunghezza critica del tubo e la distanza minima del
suo supporto per evitare risonanze armoniche.
Altri elementi che possono generare rumorosità
sono il motore elettrico, il flusso interno stesso (turbolenze e vortici possono indurre le tubazioni e le
valvole a generare rumore) e la cavitazione all’interno
della pompa, nei tubi e nelle valvole.
13
Per maggiori informazioni sulla prevenzione di vibrazioni e rumorisità nelle pompe con installazione a
secco, consultare “Criteri per l’installazione a secco
delle pompe” di Xylem.
Indicazioni per il fissaggio della pompa e il supporto delle tubazioni.
Attenendosi alle seguenti indicazioni è possibile evitare vibrazioni indesiderate:
1) Tutte le parti del sistema dovrebbero essere fissate
in modo che la frequenza prevalente delle onde
di disturbo sia inferiore alla più bassa frequenza
naturale del sistema, inclusi pompa, valvole, supporti e tubi.
2) Per isolare la pompa e la fondazione dalla stazione
di pompaggio, è consigliabile attenersi alla
seguente procedura:
a) Il peso delle fondazioni dovrebbe essere
almeno il doppio di quello delle parti rotanti.
b) Usare un supporto flessibile, come ad esempio
dei piedini in gomma o un tappeto in gomma, tra
la base di appoggio e il pavimento.
c) Usare giunti flessibili per i tubi.
Importanza del punto di
lavoro
Per raggiungere un funzionamento ottimale della
pompa e potenziare la durata dell’apparecchiatura,
è estremamente importante scegliere la pompa
corretta per il punto di lavoro in questione. Il POR
(campo operativo preferenziale) per la maggior parte
delle pompe centrifughe di grandi dimensioni va dal
70 % al 120 % del BEP punto di migliore efficienza,
come riportato negli standard dell’Hydraulic Institute.
Il campo operativo consentito (AOR) dal BEP per il
funzionamento ottimale delle pompe centrifughe
nelle applicazioni per acque reflue si trova tra il 50 %
e il 125 % del BEP (a meno che la curva non abbia un
limite operativo) e in presenza di un NPSH sufficiente.
Se la pompa lavora al di fuori dell’AOR, si possono
verificare i seguenti problemi:
• Funzionamento instabile.
• Cavitazione incombente quale risultato di erosione della girante, rumorosità o vibrazioni.
Forze
radialiand
e assiali
elevate
High radial
axial forces
50% – 125% of Qopt
d) Ancorare i tubi al pavimento o ad un’altra struttura solida.
3) Prevedere dei supporti orizzontali e verticali.
Predisporre dei supporti supplementari per i componenti pesanti quali le valvole.
4) Per tubazioni provviste di giunti a soffietto, per
ridurre al minimo le vibrazioni, i tubi dovrebbero
essere supportati in corrispondenza del giunto
stesso per evitare il trasferimento delle oscillazioni
di pressione.
5) Le velocità dei tubi verticali devono essere mantenute uniformi, per evitare la sedimentazione delle
sostanze solide. L’intervallo consigliato è pari a
1,5–2,5 m/sec.
14
BEP
NPSHr
High radial forces
Se è richiesto un funzionamento al di fuori di AOR,
consultare i tecnici Xylem
Progettazione dei sistemi
Xylem fornisce l’assistenza alla progettazione grazie
all’esperienza maturata nel dimensionamento e nella
realizzazione di stazioni di pompaggio.
Additional services:
Il nostro know-how e la nostra esperienza uniti ad
un’ampia scelta di prodotti di qualità offrono soluzioni personalizzate e altamente efficienti. Per raggiungere questi risultati, i nostri tecnici si avvalgono sia di
programmi computerizzati specifici sia di programmi
comunemente disponibili sul mercato, per i progetti
di disegno e di sviluppo.
• Assistenza per specifiche di miscelazione e aerazione e progettazione dei sistemi più appropriati
L’assistenza garantisce un’analisi approfondita della
situazione e delle soluzioni proposte, unitamente alla
scelta di prodotti e di accessori.
Forniamo inoltre assistenza e consulenza nel campo
idraulico per problemi reologici o relativi alle portate.
I clienti si rivolgono a noi anche per chiedere l’analisi
di sistemi complessi inclusi i calcoli relativi ai transitori idraulici e le verifiche di avviamento.
• Ottimizzazione del progetto del pozzo per i nostri
prodotti e luoghi specifici
• Simulazione del sistema mediante l’utilizzo del
Computational Fluid Dynamics (CFD)
• Indicazioni per i test e loro strutturazione
• Indicazioni per minimizzare i costi operativi, di servizio e di installazione
• Sviluppo di un software specifico per facilitare la
progettazione
I nostri servizi sono alquanto diversificati, ma la nostra
filosofia è molto semplice: non esistono sostituti per
eccellenza.
15
Siamo 12.000 persone unite da un obiettivo comune: creare soluzioni innovative
per rispondere alle esigenze idriche del nostro pAianeta. Sviluppare nuove
tecnologie per migliorare lo sfruttamento dell’acqua, la sua conservazione e il suo
riutilizzo in futuro è un concetto fondamentale per la nostra attività. Trasportiamo,
trattiamo, analizziamo e restituiamo l’acqua all’ambiente e aiutiamo la gente ad
utilizzare le risorse idriche in modo efficiente, a casa, negli edifici, negli stabilimenti
e in fabbrica. Sono più di 150 i paesi in cui abbiamo allacciato relazioni solide e
durature con i clienti che conoscono i nostri prodotti per i loro marchi ben noti
ed apprezzano la nostra competenza nelle applicazioni, il tutto fondato su un
tradizionale principio di innovazione.
Per saperne di più su Xylem e come può sostenerti, visita xyleminc.com.
Flygt is a brand of Xylem. For the latest
version of this document and more
information about Flygt products visit
www.flygt.com
665 . Design recommendations . 1 . Italian . 1 . 20111027
1) Nelle piante, il tessuto che porta l’acqua dalle radici verso l’alto
2) Un’azienda globale leader in tecnologia idrica