Водопроводная насосная станция второго подъёма. Курсовой проект проектирование насосных станций Водопроводная насосная станция второго подъёма Пояснительная записка
 Скачать 205.34 Kb.
|
|
ТРЕБУЕМЫЙ НАПОР НАСОСОВ Рассматривается 2 режима: 1.Максимальное водопотребление, когда вода в «диктующую точку» - точку 1 (план населенного пункта из курсового проекта по водоснабжению часть 1) поступает и от НС II, и от водонапорной башни: Н1=Н1г+h1w,вс+ h1w,н+ Нсв где Н1г – разность отметок диктующей точки и РУВ, м (Н1г=96,4 м - 84,0 м=12,4 м); h1w,вс=0,362 м; h1w,н=1,787 м; Нсв=38 м (свободный напор в 1-ом районе курсового проекта по водоснабжению часть 1). Н1=12,4+0,362+1,787+38=52,549 м. 2. Минимальное водопотребление, когда вода от насосной станции поступает частично потребителю, а частично – в башню: Н2=Н2г+h2w,вс+ h2w,н где Н2г – разность отметок расчетного уровня воды в резервуаре и РУВ, м (Н2г=125,6 м - 84,0 м=41,6 м); принимаем h1w,вс= h2w,вс; h1w,н>< h2w,н (скорость больше в первом случае, длина - во втором) h2w,н= h1w,н + нагнетательные суммарные потери напора на участках: 1-2; 2-3; 3-4; 4-5; (участки из плана населенного пункта курсового проекта поводоснабжению часть 1 в час максимального водопотребления). Рассмотрим написанные выше участки: - 1-2 : L=1200 м; D=355 мм; Q=145,95 л/с; V=1,88 м/с; i=0,00862 (i и V определяем по таблицам Шевелева): hд=0,00862*1200=2,8044 м; hм=1, 5*1,88^2/(2*9,8)=0,2705 м; hн=3,0749 м; - 2-3 : L=1050 м; D=315 мм; Q=65, 81 л/с; V=1,08 м/с; i=0,00374 (i и V определяем по таблицам Шевелева): hд=3,927 м; hм=0,0893 м; hн=4,0163 м; - 3-4 : L=736 м; D=250 мм; Q=52,81 л/с; V=1,62 м/с; i=0,0112 (i и V определяем по таблицам Шевелева): hд=8,2432 м; hм=0,2001 м; hн=8,4440 м; - 4-5 : L=870 м; D=225 мм; Q=21,27 л/с; V=0,79 м/с; i=0,00359 (i и V определяем по таблицам Шевелева): hд=3,1233 м; hм=0,0478 м; hн=3,1711 м; Н2=41,6+0,362+1,787+18,7063=62,4553 м. 3.По существующим правилам проектирования водопровода (СНиП 2.04.02-84) работа НС II должна быть проверена на случай возникновения. Подача полного расчетного расхода воды на тушение пожара должна быть обеспечена в час максимального водоразбора, то есть в момент наиболее напряженной работы НС II. Следовательно, в момент возникновения пожара НС II должна подать расход воды, равный сумме Qпож.+ Qмакс. При расчете Qмакс. Не учитывается расход воды на полив территории, а на промышленном предприятии, кроме того, на прием душей, мытье полов и технологического оборудования. Полная высота подъема воды при пожаре: Нпож.=hпож. w,вс+ hпож. w,н+ Нпож. св где Нпож. св – свободный напор в расчетной точке при пожаре, м (Нпож. св =10 м); «Расчетная точка» - наиболее возвышенная и наиболее удаленная от НС. hпож. w,вс; hпож. w,н - рассчитывают на Q= Qпож.+ Qмакс. C запасом на всасывающей линии 2,5 м; на напорной – 5 м. принимаем h1w,вс= h2w,вс; h2w,н= h1w,н + нагнетательные суммарные потери напора на участках: 1-2; 2-3; 3-4; 4-5 (участки из плана населенного пункта курсового проекта поводоснабжению часть 1 при пожаре в час максимального водопотребления). Рассмотрим написанные выше участки: - 1-2 : L=1200 м; D=355 мм; Q=175,21 л/с; V=2,26 м/с; i=0,012 (i и V определяем по таблицам Шевелева): hд=0,012*1200=14,4 м; hм=1, 5*2,26^2/(2*9,8)=0,3901 м; hн=14,7909 м; - 2-3 : L=1050 м; D=315 мм; Q=88, 01 л/с; V=1, 44 м/с; i=0, 00623 (i и V определяем по таблицам Шевелева): hд=6,5415 м; hм=0,1587 м; hн=6,7002 м; - 3-4 : L=736 м; D=250 мм; Q=75, 01 л/с; V=2, 29 м/с; i=0, 0208 (i и V определяем по таблицам Шевелева): hд=15,3088 м; hм=0,4013 м; hн=15,7101 м; - 4-5 : L=870 м; D=225 мм; Q=25, 16 л/с; V=0, 94 м/с; i=0, 00489 (i и V определяем по таблицам Шевелева): hд=4,2543 м; hм=0,0676 м; hн=4,3219 м; Нпож.=10+ 0,52401+ 2,893+2,5+5+41, 5231=61,17 м. Нпож.<H (61,17 м<62,4553 м), где H- напор основных насосов. Требуемый расход Q= Qпож.+ Qмакс. Обеспечивается основными насосами за счет снижения напора с Hдо Нпож.Временное снижение КПД – не страшно, так как это недолго. ВЫБОР ТИПА НАСОСОВ Выбор типа насоса производится по сводным графикам полей характеристик. Основой для выбора служат найденные значения расчётной подачи и требуемого напора. При выборе необходимо учитывать следующие рекомендации. Желательно принимать к установке однотипные насосы. Применение разнотипных насосов допускается лишь в исключительных случаях, когда нельзя подобрать однотипные насосы. Предпочтение следует отдавать насосам, имеющим более высокие КПД и наибольшую допустимую высоту всасывания. Желательна установка малого числа насосов большей мощности. Но следует учитывать, что уменьшение числа насосов ведёт к увеличению регулирующего объёма бака водонапорной башни. На водопроводных насосных станциях наиболее широкое применение нашли насосы типа Д. При подаче равной 647,47 м³/ч и требуемом напоре 62,4553 м по сводному графику полей Q – H насосов типа Д выбираем насос марки Д 800-57. Таким образом для нашей насосной станции 1-ой категории надежности выбирается 2 основных и 2 резервных насоса марки Д 800 - 57. РАСЧЕТНАЯ СХЕМА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ На станциях II подъёма количество резервных насосов принимается в зависимости от класса надёжности станции. При установке противопожарных насосов следует предусматривать один резервный агрегат. Насосные станции противопожарных и объединенных хозяйственно-противопожарных или производственно-противопожарных водопроводов следует относить к I классу по надёжности действия. Если схемой водоснабжения предусмотрено устройство противопожарных ёмкостей, обеспечивающих необходимый напор, то насосную станцию следует относить к II классу. Общее количество устанавливаемых насосов определяется суммой рабочих и резервных агрегатов. На его основе может быть составлена расчётная схема насосной станции. Обычно все насосы работают на один напорный коллектор, от которого вода отводится по напорным трубопроводам. Количество напорных водоводов рекомендуется принимать не менее двух. 10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ ОСИ НАСОСА И ПОЛА МАШИННОГО ЗАЛА В НС-II 1-ой категории насосы устанавливаются под залив, т.е. ниже уровня противопожарного запаса воды в источнике.  Zи – отметка минимального уровня воды в источнике (дна источника), м; а - расстояние от оси насоса до верха корпуса насоса, м (а=0,121м – определяем по методическим указаниям для курсового и дипломного проектирования « Оборудование водопроводных насосных станций» для насосов марки Д 800 - 57 ).  Отметка пола машинного зала :  , м - отметка оси насоса в м; - высота фундамента над уровнем пола. Обычно =0,15…0,2 м. В нашем случае принимаем =0,2 м; - размер оси насоса от нижней опорной плоскости установочной плиты или рамы до оси. В данном случае =а+ =0,121+0,2=0,321 м. 11. ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ Для привода насоса применяют электродвигатели. Выбор двигателя производится по требуемой мощности и частоте вращения. Требуемая мощность двигателя:  N – мощность на валу насоса  (для насосов марки Д 320 – 70  ); – к. п. д. электродвигателя , ориентировочно принимаемый в диапазоне 0,85…0,95 и уточняемый при выборе двигателя; – к. п. д. передачи. Обычно применяется непосредственное соединение валов двигателя и насосов с помощью муфты. В этом случае  ;k – коэффициент запаса мощности, учитывающий возможные перегрузки двигателя. По приложению к методическим указаниям для курсового и дипломного проектирования «Водопроводные насосные станции», таблиц 8 определяем, что k =1,15)  Выбираем электродвигатель АО 101 - 4м. С учетом марки электродвигателя =0,91.В результате утечек через сальники насосов, при выполнении аварийных и ремонтных работ, за счёт фильтрации грунтовых вод через стены и пол здания, в машинном зале может скапливаться вода. Для её удаления устанавливаются дренажные насосы (один рабочий и один резервный). Подача дренажного насоса принимается в пределах 10…30 л/с. Напор зависит от подземной части здания и обычно составляет 10…20 м. Для монтажа, ремонта и демонтажа оборудования, арматуры и трубопроводов предусматривают подъёмно-транспортное оборудование с ручным приводом, при массе грузов до 3000 кг – подвесную кран-балку. Электропитание насосных станций осуществляется от понижающих трансформаторов, необходимая мощность которых определяется:  ΣN – суммарная мощность электродвигателей насосов (без учета резервных) в кВт;  – коэффициент трансформаторного резерва ( =1,5); – коэффициент, учитывающий дополнительную мощность на освещение и другие нужды ( =1,05);  Выбираем трансформатор марки ТМ 560/10. На насосных станциях предусматривается установка одного рабочего и одного резервного трансформатора. 12.ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ НАСОСОВ И ВОДОВОДОВ Анализ совместной работы насосов и водоводов выполняется с целью уточнения рабочих параметров и для проверки аварийных и пожарного режимов. Анализ выполняется графическим способом с помощью совместных характеристик насосов и системы трубопроводов. На насосных станциях обычно применяется параллельная работа насосов. Суммарная характеристика нескольких параллельно работающих насосов строится графическим сложением их характеристик. С этой целью на графике Н – Q строятся характеристики всех рабочих насосов, взятые из каталога. Далее на том же графике в координатах Н – Q строятся необходимые характеристики системы водоводов, совместно с которыми работает насосная станция. Уравнение характеристики водоводов: Н = Нст +SQ2 , м где Нст – статический напор в м; Q– расход воды по водоводам в м3/с; S – сопротивление системы водоводов в с2/м5. Статический напор: Нст = Нг + Нсв , м где Нг– геометрическая высота подъема жидкости в м; Нсв– свободный напор в точке питания в м. Величина SQ2 представляет собой суммарные потери напора в системе водоводов, поэтому сопротивление S можно определить как сумму: S = Sвс + Sст + Sн , с2/м5 где Sвс – сопротивление всасывающей линии, с2/м5; Sст – сопротивление внутристанционных коммуникаций, с2/м5; Sн – сопротивление напорной линии, с2/м5. Значения этих сопротивлений могут быть найдены по формулам:  , с2/м5 , с2/м5 , с2/м5.где Qр– расчетная подача насосной станции, м3/с; hвс– суммарные потери напора во всасывающей линии в м; hст – внутристанционные потери напора в м (потери напора в коммуникациях составляют 1,5…2,0 м, в нашем случае принимаем hст = 1,5 м); hн – суммарные потери напора в напорной линии в м. h = hвс + hн , м Задаваясь различными Q в формуле Н = Нст +SQ2 определяют соответствующие напоры Н и по результатам расчета строят графическую характеристику системы водоводов. Для дальнейшего анализа режимов работы насосов в аварийных ситуациях потребуется характеристика системы водоводов с одной отключенной ниткой на напорной линии (авария на водоводе). Для ее построения необходимо найти сопротивление напорной линии в аварийной ситуации, которое с достаточной для практики точностью определяется выражением:  , с2/м5где Sн – сопротивление напорной линии в расчетном режиме, с2/м5; N– число параллельных ниток напорных водоводов (N=2). Построение характеристики ведется тем же способом, что и для расчетного режима, только вместо Sн принимается  .РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ НАСОСОВ И ВОДОВОДОВ Совместный график работы: Н = Нст +SQ2 Нст = Нг + Нсв Нст = 34 м (из курсового проекта по водоснабжению часть 1). S = Sвс + Sст + Sн  с2/м5  с2/м5  с2/м5S = 10,83+30,99+59,77=102 с2/м5 Н = 34 +102Q2 Авария на водоводе: Н = Нст +SQ2 Сопротивление напорной линии6  с2/м5Сопротивление системы водоводов в аварийной ситуации: S = 10,83+30,99+239=281 с2/м5 Н = 34+281Q2 Пожар: Н = Нст +SQ2 Нст =10 м Н = 10 +102Q2 Результаты расчетов для построения характеристики совместной работы насосов и водоводов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе данного курсового проекта была определена расчётная схема водопроводной насосной станции. Разработан режим работы станции с определённым количеством насосов их подачи и напора. Приняли 5 насосов – из них 3 рабочих, 2 резервных. Марка насосов Д 320 - 70. Определена ёмкость бака водонапорной башни Wвб = 520,96 м³. Рассчитаны наружные водоводы. Их диаметры: всасывающие – 355 мм; напорные –315 мм. Проведён совместный анализ работы насосов и водоводов. Определены отметки оси насоса и пола машинного зала. Выбрано вспомогательное оборудование. В качестве грузоподъёмного оборудования применяем кран-балку подвесную с грузоподъёмностью 2 т. Выполнена графическая часть. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1.СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1977. 2.В. Я. Карелин, А.В. Минаев. Насосы и насосные станции. – М.: Стройиздат, 1986. 3.Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Под ред. А. С. Москвитина. – М.: Стройиздат, 1978. 4.Ф. А. Шевелёв. Таблицы для гидравлического расчёта водопроводных труб. – М.: Стройиздат, 1978. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
