Расчет насосной станции

Для правильного определения  отметки расположения оси насоса величину Н вычисляем для всех режимов работы станции. Расчеты представлены в  таблице  5.

 

Таблица 4 – Расчет отметки оси насоса

 

QНС, м3/с	m	Q , м3/с	Н , м	, м	, м	Н , м	z , м
0,407 0,575 0,700 1,73	1 2 3 5	0,407 0,288 0,233 0,346	0,61 2,50 3,46 1,56	0,02 0,01 0,01 0,01	0,014 0,008 0,005 0,011	0,576 2,482 3,445 1,539	115,0 116,9 117,9 116,0

 

В таблице 4 приняты обозначения:

Q_НС – подача насосной станции на различных ступенях ее работы, в том числе и в режиме пожаротушения;

m – количество работающих на каждой ступени насосов;

Q - подача одного насоса при параллельной работе m насосов;

Н - допустимая вакуумметрическая высота всасывания насоса при данной подаче;

- скоростной напор во всасывающем  патрубке насоса;

- потери напора во всасывающей  линии.

Величина  Н определялась по формуле:

 

,

 

где - величина атмосферного давления, выраженная в м. вод. ст. (принята равной 10 м);

- давление насыщенных паров  перекачиваемой жидкости, выраженное  в  м. вод. ст. (принято равным 0,24 м);

- допустимый кавитационный запас,  м.

Допустимый кавитационный  запас определяется по формуле:

 

,

 

где - минимальное значение кавитационного запаса, м.

Минимальное значение  кавитационного  запаса  определяется:

 

;

 

где    n – число оборотов вала насоса в минуту;

Q - подача насоса, м /с, (для насосов двустороннего входа в формулу подставляется половинная подача);

с – постоянная, зависящая от коэффициента быстроходности n .

Коэффициент быстроходности определяется по формуле:

 

;

 

где Q - подача в оптимальной точке (при максимальном КПД) характеристики насоса выбранной марки, Q = 0,085 м /с;

Н - напор в оптимальной точке характеристики насоса, равен 65 м.

 

Тогда

.

 

При n = 95 постоянная  с = 800-1000 .

Ниже приводятся вычисления и Н для всех ступеней работы станции:

1)  м;

      м.

 

2)  м;

      м.

 

3)  м;

      м.

 

4)  м;

    м.

 

Из всех определенных отметок оси насосов (таблица 5) выбираем минимальную  z = 115 м.

Дальнейшее вычисление отметок производится по формулам:

• отметка верха насоса:  z_вн = z_рчв – (0,3 ÷ 0,5);
• отметка оси насоса:  z_он = z_вн – ( H – h);
• отметка верха фундамента: z_вф = z_он – h;
• отметка пола в машинном зале:   = z_вф – (0,15 ÷ 0,2);
• отметка пола в наземной части:   = z_нс + (0,15 ÷ 0,2);

Отметка пола в наземной части здания принимается за относительную  нулевую отметку. При трех одновременных  пожарах за расчетный принимаем  средний уровень пожарного объема z_{ср. пож} =  + 0,5.

Схема к определению  отметки оси насосов второго подъема представлена на рисунке 4.

 

 

 

Рисунок 4 – схема к определению оси насосов второго подъема

 

Схемы размещения насосных агрегатов и трубопроводов представлена на рисунке 5.

 

Рисунок 5 – Схема расположения насосных агрегатов, трубопроводов, арматуры и фасонных частей

 

Так как по справочникам [10] по диаметрам условного прохода и рабочему давлению (напору) арматура и фасонные части не подбираются, меняем диаметр напорного и всасывающего водоводов.

 Ориентировочно назначив V = 2,8 м/с, определяем диаметр всасывающих линий:

м.

 

Округляем полученную величину диаметра до ближайшего стандартного размера d_вс = 0,600 м.

Определяем фактическую  скорость движения:

 

 м/с.

 

Расчетный расход воды для  одной линии водовода:

 

 м³/с.

 

Принимаем напорный водовод  из стальных труб. Диаметр напорного  водовода определяем по предельным экономическим расходам, согласно приложению А, при экономическом факторе Э = 1.

При расходе Q_1В = 542 л/с, принимаем диаметр напорного водовода d_н=700мм.

Внутристанционные трубопроводы выполняют из стальных труб на сварке с применением фланцев для  присоединения к арматуре и насосам. Диаметры внутристанционных трубопроводов  должны соответствовать стандартным  диаметрам выпускаемой арматуры и определяются с учетом рекомендаций, изложенных в [1,2].

Результаты расчета  сводятся в таблицу.

 

Таблица 5 – Определение диаметров внутристанционных трубопроводов

 

Наименование трубопровода	Расход Q, л/с	Диаметр D, мм	Скорость V,м/с	Гидравлический уклон, i
Наружные всасывающие  трубопроводы	175	600	0,587	0,77
Всасывающий коллектор	175	600	0,587	0,77
Всасывающий трубопровод  хозяйственно-питьевого насоса	175	600	0,587	0,77

Окончание таблицы 5

 

Напорный трубопровод  хозяйственно-питьевого насоса	175	700	0,447	0,396
Наружные напорные трубопроводы	175	700	0,447	0,396
Напорный коллектор	175	700	0,447	0,396

 

Основные схемы установки  арматуры на всасывающих и напорных трубопроводах насоса показаны на рисунке 6.

 

 

1,4 – задвижки; 2 – насос; 3 – обратный клапан

 

Рисунок 6 – Схема установки  трубопроводной арматуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Построение плана  машинного зала насосной станции

 

 

По схеме расположения насосных агрегатов, трубопроводов  и фасонных частей выполняется чертеж плана размещения оборудования в машинном зале (по размерам в масштабе 1:100).

При любой схеме расположения насосных агрегатов должны обеспечиваться удобство и безопасность их обслуживания.

Ширину проходов между  выступающими частями насосов, трубопроводов  и двигателей следует принимать:

- между насосами или электродвигателями – не менее 1-1,2 м в зависимости от напряжения электродвигателей;

- между насосами или электродвигателями  и стеной в заглубленных помещениях – не менее 0,7-1 м;

- между фундаментами агрегатов и распределительным щитом – не менее 1,5 м;

- между неподвижными выступающими частями оборудования – 0,7 м.

Машинный зал оборудуется  подъемными устройствами для проведения ремонтных работ и монтажа  оборудования (мостовые краны, подвесные  кран-балки и монорельсы в зависимости от массы монтируемых блоков)

Размеры машинного зала в плане принимаются с учетом стандартных размеров зданий насосной станции. При этом должно быть предусмотрено  место под монтажную площадку, минимальные размеры которой  определяются из следующих соображений : вокруг оборудования или транспортного средства, устанавливаемого на монтажной площадке в зоне обслуживания кранового оборудования, должен быть обеспечен проход шириной не менее 0,7 м.

Вычерчиваются продольный (лист 1, 1-1) и поперечный (лист 1, 2-2) разрез машинного зала. Глубина заложения наружных трубопроводов, считая до низа, должна быть не менее расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры, определяемой по [6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Выбор подъемно-транспортного оборудования и определение высоты верхнего строения здания насосной станции

 

 

Подъемно-транспортного  механизма зависит от размеров здания, массы поднимаемого элемента, компоновки технологического оборудования и схемы  подъемно-транспортных операций.

Определяется необходимая  грузоподъемность подъемно-транспортного оборудования (ПТО) и его тип. Грузоподъемность определяется по массе наибольшей монтажной единицы (насос, электродвигатель, насосный агрегат в сборе при фундаментной плите заводского изготовления, задвижка) с учетом 10%-ной надбавки. В нашем случае грузоподъемность будет равна 1067 кг. Согласно [1] при массе груза до 5 т – таль ручная или кран-балка подвесная ручная. При подъеме груза на высоту 6 м или при длине подкранового пути более 18 м – электрическое крановое оборудование.

Схема подъемно-транспортных операций составляется согласно схемам, представленным на рисунке 7.

 

 

Рисунок 7 – Схема к определению высоты верхнего строения здания насосной станции, оборудованного подвесным краном

 

Доставку оборудования и арматуры на монтажную площадку следует производить тележными средствами или талью на монорельсе, выходящем из здания, а в обоснованных случаях – транспортными средствами.

 

 

 

Заключение

 

Тип здания насосной станции  существенным образом влияет на   технико-экономические показатели работы системы водоснабжения. Поэтому при выборе типа здания необходимо учесть все условия строительства и последующей эксплуатации насосной станции. Оптимальное решение достигается путем сравнения нескольких вариантов.

Однако, при выполнении курсового проекта представляется возможным ограничиться анализом лишь основных факторов, влияющих на выбор типа здания насосной станции. К таким факторам относятся: колебания уровня воды в месте водозабора; мощность основного оборудования; сезонность работы; необходимость перемещения в течении сезона; гидрогеологические условия в месте строительства; тип грунтов; судоходность русла реки в месте водозабора и т.д. Подробный анализ указанных факторов представлен в  [5,6, 7,8], в данной же работе ограничимся указаниями по выбору типа здания в связи с колебанием уровня воды в источнике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. СНиП 2.04.02-84*.Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2001.

2. Шевелев, Ф.А. Таблицы гидравлического расчета наружных водопровод-    

    ных  труб: Справочное пособие / Ф.А. Шевелев, А.Ф. Шевелев. – 7-е изд.,         

    перераб. и  доп. – М.: Стройиздат, 1985.

3. Строительный каталог.  Разд. 86. «Оборудование насосное  для санитарно-технических систем и контрольных установок. Насосы центробежные типа 1Д». – М.: СантехНИИпроект, 1999.