Оросительная насосная станция производительностью 3 м3/сек

КПЛазутова2.docx

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное Бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«российский государственный аграрный университет –
МСха имени К.А. Тимирязева» (ФГБОУ ВО ргау - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Факультет Гидротехнического агропромышленного и гражданского строительства
Кафедра « Сельскохозяйственного водоснабжения и водоотведения »
Курсовой проект на тему: « Оросительная насосная станция производительностью 3 м3сек »
Дата регистрации КП на кафедре Допущена к защите
к.т.н. профессор Померанцев О.Н.
учена* степень ученое звание ФИО
к.т.н. проф. Померанцев О..Н.
ученая степень ученое звание ФИОподпись
к.т.н.. доцент Али М.С.
к.т.н. доцент Сушко В.В.
ученая степень ученое знание ФИО подпись
СОДЕРЖАНИЕ TOC o "1-3" h z u
ВВЕДЕНИЕ PAGEREF _Toc501902043 h 3
Техническое задание на курсовой проект PAGEREF _Toc501902044 h 4
ПАСПОРТ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ. PAGEREF _Toc501902045 h 6
КОНСТРУКТИВНОЕ ОПИСАНИЕ СООРУЖЕНИЙ УЗЛА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ. PAGEREF _Toc501902050 h 7
Расчет отводящего и подводящего каналов. PAGEREF _Toc501902051 h 8
1 Расчет отводящего канала. PAGEREF _Toc501902052 h 8
2. Расчет подводящего канала. PAGEREF _Toc501902053 h 13
Определение местоположения здания насосной станции и длины напорного трубопровода. PAGEREF _Toc501902054 h 17
1 Определение местоположения здания насосной станции PAGEREF _Toc501902055 h 17
2 Определение длины напорного трубопровода PAGEREF _Toc501902056 h 17
Определение расчетной подачи и напора основных насосов PAGEREF _Toc501902057 h 20
1 Определение расчетной подачи и числа основных насосов PAGEREF _Toc501902058 h 20
2 Определение расчетного напора основных насосов PAGEREF _Toc501902059 h 20
Выбор основного гидромеханического и энергетического оборудования. PAGEREF _Toc501902060 h 23
1Выбор основного насоса. PAGEREF _Toc501902061 h 23
2Выбор электродвигателя основного насоса. PAGEREF _Toc501902062 h 28
Определение отметки установки насоса и выбор типа здания насосной станции. PAGEREF _Toc501902063 h 32
1Определение отметки установки насоса. PAGEREF _Toc501902064 h 32
2Выбор типа здания насосной станции. PAGEREF _Toc501902065 h 33
Компоновка и определение размеров PAGEREF _Toc501902066 h 35
здания насосной станции PAGEREF _Toc501902067 h 35
1Подбор трубопроводной арматуры. PAGEREF _Toc501902068 h 36
2.Определение размеров здания насосной станции PAGEREF _Toc501902069 h 40
Водозаборное сооружение PAGEREF _Toc501902070 h 47
Напорные трубопроводы. PAGEREF _Toc501902071 h 50
Водовыпускное сооружение. PAGEREF _Toc501902072 h 54
1Водовыпускное сооружение с механическими запорными устройствами PAGEREF _Toc501902073 h 54
Генеральный план PAGEREF _Toc501902074 h 57
ЛИТЕРАТУРА PAGEREF _Toc501902075 h 58
В утвержденной Постановлением Правительства РФ от 22 января 2013 г. № 37-р «Концепции федеральной целевой программы «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014–2020 годы» говориться о том что мелиорация земель сельскохозяйственного назначения относится к первому уровню приоритетов государственной политики в сфере развития производственного потенциала страны и определена решающим условием стабильно высокого производства сельско-хозяйственной продукции. Водная мелиорация (орошение и осушение) определена как наиболее действенный способ обеспечения устойчивости сельскохозяйственного производства. Площадь мелиорированных земель в России составляет 79 % от площади пашни что значительно меньше показателей развитых в агромелиоративном отношении стран . И даже при этом на мелиорированных угодьях Российской Федерации производится более 50 % овощей до 20 % кормов . Отмечено что по состоянию на 2012 год более 70 % (по площади земель) оросительных и осушительных систем нуждаются в проведении работ по модернизации техническому улучшению перевооружению и восстановлению. В исправном состоянии находится не более 50 % широкозахватной дождевальной техники а реконструкция гидромелиоративных систем выполняется не более чем на 5–10 % площадей от потребности. При наметившихся тенденциях возможно выбытие из сельскохозяйственного оборота 22 млн га орошаемых земель и 09 млн га осушаемых угодий; Основываясь на анализе сложившейся ситуации и краткосрочном прогнозе в «Концепции 2014–2020» предполагается что проявления чрезвычайных ситуаций и техногенных катастроф на многолетне используемых (мелиоративных) гидротехнических сооружениях будет увеличиваться а без восстановления существующих мелиоративных систем их реконструкции и модернизации ежегодный ущерб от недобора продукции будет составлять не менее 20 млрд рублей а в засушливые годы – до 50 млрд рублей. В утверждённой «Концепции 2014–2020» отмечено что развитие мелиоративного комплекса страны позволит предотвратить дальнейшее выбытие ранее мелиорированных земель из сельхозоборота защиту сельскохозяйственных угодий от деградации улучшить социальную обстановку на селе резко поднять продуктивность и устойчивость сельскохозяйственного производства России вне зависимости от природно-климатических аномалий. Основываясь на выше сказанном можно прийти к выводу что развитие орошения путем создания насосных станций имеет хорошие перспективы на будущее следовательно будет активно развиваться и все смежные области в том числе и насосные установки. Именно поэтому в курсовом проекте проектируется насосная станция мелиоративного назначения (для орошения). Водоисточником насосной станции является магистральный канал.
ПАСПОРТ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ.
Наименование показателей
Название или количество
Назначение насосной станции
Тип компоновки гидроузла
Тип насосной станции
Максимальная подача насосной станции
Количество подаваемой воды в год
Количество потребляемой электроэнергии в год
Количество агрегатов
Марка электродвигателя
Мощность электродвигателя
Установленная мощность основных электродвигателей
II. Основные объемы работ.
Строительная кубатура здания - наземная часть
Напорный трубопровод:
КОНСТРУКТИВНОЕ ОПИСАНИЕ СООРУЖЕНИЙ УЗЛА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ.
Запроектированный узел машинного водоподъема состоит из следующих компонентов:
подводящего канала трапецеидального поперечного сечения выполненного в земляном русле шириной по дну b = 20 м с заложением откосов m = 10;
раздельного водозаборного сооружения с четырьмя камерами шириной Вк=2.25 м длиной Lк=44 м выполненными из железобетона и оборудованными сороудерживающими решетками и ремонтными затворами;
четырех всасывающих трубопроводов по которым вода от водозаборного сооружения поступает к насосам (d = 10 м);
здания насосной станции с сухой камерой с Qнс = 3м3с. Здание каркасной конструкции. В качестве каркаса используются стандартные сборные железобетонные элементы (стеновые панели 04 м 15 м 6 м; колонны 04 м 06 м 94 м).
напорного трубопровода в две нити подающего воду от насосов в водовыпускное сооружение (Dэк = 0.9 м; Lтр = 740 м); трубы засыпные;
водовыпускного сооружения с механическими запорными устройствами с двумя камерами (Вк =1.9 м);
Вспомогательные насосные установки:
установка хозяйственных и технических нужд насосной станции;
масляные предназначенные для маслоснабжения насосной станции;
Крановое оборудование:
для монтажа внутри здания;
для водозаборных и водовыпускных сооружений.
Расчет отводящего и подводящего каналов.
1 Расчет отводящего канала.
а) канал выполняем в земляном русле с поперечным сечением трапецеидальной формы без облицовки дна и откосов. В таких каналах при нахождении площади живого сечения и уклона дна определяющими являются максимально и минимально допустимые скорости устанавливаемые из условия размыва и незаиление русла канала. В таблице 1.1 приведены допустимые неразмывающие скорости в зависимости от вида грунта.
Таблица 1.1.- Допустимые неразмывающие скорости
допустимая скорость Vдоп мс
Суглинки легкие и лессовидные
Проверка незаиляемости русла осуществляться по транспортирующей способности потока или по незаиляющей скорости воды в канале которая может быть ориентировочно определена по формуле Абальянца
или по формуле Гиршкана
где:R - гидравлический радиус;k - коэффициент изменяющийся от 033 до 055 в зависимости oт гидравлической крупности частиц (15–35 ммc);- минимальный расход в канале.Для предотвращения зарастания канала достаточно поддержать в нем среднюю скорость течения воды не ниже 05 мс. В обычных каналах расчетные скорости находятся в пределах 05 – 3 мс в зависимости от типа грунтов или одежды канала.б) площадь поперечного сечения канала:
Qmax – максимальный расход в канале (см. исходные данные) м3с
Vдоп – допустимая неразмывающая скорость воды в канале мс
в) задаемся относительной шириной канала по дну .
Относительная ширина канала по дну это отношение ширины канала по дну (в) к глубине наполнения (hmax). Для каналов трапецеидального поперечного сечения ее рекомендуется принимать в соответствии с таблицей 1.2.
Таблица 1.2 Рекомендации для определения ширины канала
где:m – коэффициент заложения откосов канала который зависит от типа грунта
для среднего суглинка m=1
Таблица 1.3. Коэффициент заложения откосов (m)
Откос надводный (выше бермы)
Полускальный водостойкий
Галечник гравий с песком
Глина суглинок тяжелый и средний
Суглинок лекгий супесь
Торф со степенью разложения
г) глубина воды в канале при пропуске максимального расхода Qmax. :
д) определяем ширину канала по дну:
полученное значение округляем до рекомендованного которое зависит от способа производства работ. При ручной выемке ширина канала по дну не должна быть менее 04 м при механизированной — не менее 15 м. При этом следует руководстваеться следующими значениями в: 08; 10; далее до 5 м с интервалом 05 м; при ширине более 5м — через 1 м.
Принимаем новое значение в =2 м.
Изменение ширины канала по дну (в) при сохранении площади поперечного сечения () приведет к изменению глубины наполнения (hmax).
е) уточняем глубину воды в канале при пропуске максимального расхода Qmax:
=-2+22+4*1*32*1=1 м.
При новых значениях в и hmax необходимо проверить соответствие относительной ширины канала рекомендованному значению - см. таблицу 1.2.
ж) относительная ширина канала:
сравниваем полученное значение с рекомендованным (таблица 1.2). Если оно не отвечает табличному то возвращаемся к пункту (в) расчета – принимаем новое значением и повторяем вычисления. И так до тех пор пока не будет выполнено поставленное условие.
з) величина смоченного периметра:
к) гидравлический радиус:
и) определяем уклон дна канала:
=32324012062=0001003
С – коэффициент Шези определяем по формуле Павловского:
n – коэффициент шероховатости русла (таблица 1.4):
=2500225-013-075062(00225-01)=0215Коэффициент шероховатости русла канала (п) зависит от качества поверхности ложа канала и расхода.
Таблица 1.4 Определение коэффициента шероховатости русла
Тип поверхности ложа канала
Кооффициент шероховатости (п)
При расходе менее 1м3с:
в связных и песчаных грунтах
При расходе 1 25м3с:
в гравелисто-галечниковых грунтах
При расходе более 25м3с:
л) для того чтобы знать глубину наполнения канала при различных расходах производим расчет характеристики канала (зависимость ). Расчет проведем в табличной форме - табл. 1.5.
Таблица 1.5. Расчет для определения глубины наполнения канала
По данным таблицы 1.5 на рис. 1.1 строим график и график .
м) отметка дна отводящего канала:
где: - отметка максимального уровня воды в отводящем канале (водоприемнике).
м) отметка форсированного уровня воды в отводящем канале:
- глубина воды в канале при пропуске форсированного расхода Qф=11*(4Qmin)=4.4. м3с
н) отметка гребня дамбы отводящего канала:
а – превышение гребня дамбы отводящего канала форсированным уровнем.
Превышение гребней дамб и бровок берм в необлицованных и облицованных каналах над форсированным уровнем воды в канале принимают по таблице 1.6.
Таблица 1.6. Превышение гребней дамб и бровок берм в необлицованных и облицованных каналах
Расход воды в канале м3с
Канал в земляном русле а м
Ширину дамб по верху или ширину берм каналов необходимо принимать из условий производства работ и удобства эксплуатации но не менее 15 м. Часто для обслуживания канала вдоль одного берега прокладывают служебную дорогу шириной 5 м по другому берегу устраивают берму (дамбу) шириной 5 м.
При высоте откоса более 7 м подводные откосы от надводных отделяют бермами которые устраивают через 5 м. Ширина берм определяется классом сооружений и способом производства работ но не может быть менее 1 м.
о) строительная глубина отводящего канала: =78.53-77=1.53 м
2. Расчет подводящего канала.
Параметры подводящего канала форму поперечного сечения уклон дна коэффициент заложения откосов принимаем такими же как и в отводящем канале.
а) отметка бровки бермы подводящего канала: = 43+0.3=43.3 м
где: - отметка максимального уровня воды в подводящем канале (водоисточнике) см. бланк задания.
б) отметка дна подводящего канала = 42-1=41 м
где: - отметка минимального уровня воды в подводящем канале (водоисточнике) см. бланк задания.
б) определяем строительную глубину: =43.3-41=2.3 м
Для обслуживания канала вдоль одного из берегов канала прокладываем служебную дорогу шириной 5 м по другому берегу устраиваем берму шириной 5 м. Поперечное сечение подводящего канала приведено на рис. 1.3.
Определение местоположения здания насосной станции и длины напорного трубопровода.
1 Определение местоположения здания насосной станции
Местоположение здания насосной станции выбирают в зависимости от инженерно-геологических и гидрогеологические условий местности. Любое инженерное сооружение или здание можно возводить лишь на таком основании прочность которого обеспечивает его устойчивость и долговечность. Осадка грунта под фундаментами сооружение неизбежна однако она не должна приводить к деформации конструкции. Особенно опасна неравномерная осадка вызывающая появление трещин отклонений и потери устойчивости сооружения. В случаях когда основание не отвечает требованиям по несущей способности применяют специальные способы его подготовки с целью повышения физико-механических свойств грунтов.
В курсовом проекте местоположение здания насосной станции находим упрощенно по среднему экономическому заглублению hзаг которое является функцией максимальной подачи насосной станции hзаг =f(Qmax). Среднее экономическое заглубление это глубина выемки от поверхности земли до дна подводящего канала см. рис. 2.1.
При промежуточных значениях Q - hзаг находим интерполированием.
Тогда отметка земли в месте расположения здания насосной станции будет:
что определяет ось здания на пикете ПК1 +696 м- определяется графически с рис. 2.1. За ПК 0 принимается место пересечение профиля поверхности с дном подводящего канала
2 Определение длины напорного трубопровода
Длина напорного трубопровода определяется из условия: начало трубопровода принимаем на расстоянии 10м от оси здания насосной станции (10м отводиться на размещение внутристанционных напорных коммуникаций).
Конец трубопровода обусловливается началом водовыпускного сооружения в полувыемке – в полунасыпи.
Для нахождения начала водовыпускного сооружения проводим горизонтальную линию до пересечения с профилем через отметку =77+1.532=76.24 м . Полученная точка определяет начало водовыпускного сооружения.
Длина трубопровода устанавливается графически - Lтр = 740 м. см. рисунок 2.1.
Определение расчетной подачи и напора основных насосов3.1 Определение расчетной подачи и числа основных насосов
Обычно график водопотребления оросительной сети имеет сложный характер. В связи с этим на насосной станции целесообразно устанавливать несколько однотипных насосов. Покрытие ординат графика водопотребления с максимальной экономической эффективностью обеспечивается путем включения или отключения одного или группы насосов. За расчетную подачу насоса принимают либо минимальную ординату графика водопотребления либо разность соседних ординат.
В курсовом проекте задан простейший (равноступенчатый) график водопотребления поэтому за Qрасч рационально принять минимальную ординату графика водопотребления . На насосной станции необходимо стремится устанавливать однотипные насосы.
Число основных рабочих насосов определяют из условия покрытия максимальной ординаты графика водопотребления.
Для обеспечения форсированного расхода и замены в случае аварии основного насоса устанавливаем резервные агрегаты. Число резервных насосов () назначают по нормам проектирования которые учитывают назначение насосной станции число рабочих насосов категорию надежности водоподачи.
Для мелиоративных насосных станций при .
В нашем случае принимаем .
Число основных насосов .=3+1=4
2 Определение расчетного напора основных насосов
Для определения напора основного насоса построим совмещенный график водоподачи и колебаний уровней воды в водоисточнике и водоприемнике рисунок 3.1.
На рисунок 3.1 нанесем линию соответствующую отметке дна отводящего канала=77 м. Отметку уровня воды в отводящем канале в любом периоде поливного сезона можно найти следующем образом.
hi – глубина наполнения канала в i-ом периоде определяется по графику (см. рис. 1.1).
Определим отметки уровней воды в водоприемнике для графика водоподачи представленного в исходных данных – таблица.
Δднок =ΔmaxУВок - hmax
hmin – глубина воды в отводящем канале при пропуске минимального расхода Qmin определяется по графику (см. рис.
Рисунок 3.1. Совмещенный график водопотребления и колебания уровня воды в подводящем и отводящем канале.
hср – глубина воды в отводящем канале при пропуске расхода 2Qmin определяется по графику (см. рис. 1.1). hmax - глубина воды в отводящем канале при пропуске расхода Qmax (3Qmin) определяется по графику (см. рис. 1.1).
hср - глубина воды в отводящем канале при пропуске расхода 2Qmin определяется по графику (см. рис. 1.1).
По результатам таблицы 3.1 на рис. 3.1 строим график колебаний уровней воды в водоприемнике.
Напор насоса вычисляется по формуле: =35.17+1+2.83=39 м.
где: - средневзвешенный геодезический напор
- местные потери напора–принимают из опыта проектирования 07 – 1м - при заборе из магистрального канала и 1 – 15м при заборе из водохранилища; Принимаем =1 м.
- потери напора по длине рассчитывают по формуле:
=3-47401000=2.22-2.96 где
Lтр = 740 м – длина напорного трубопровода в метрах (снимется графически см. рис. 2.1).Принимаем потери по длине =2.83 м
Средневзвешенный геодезический напор определяется из условия равенства работ - фактической за сезон и работе за сезон при средневзвешенном геодезическом напоре (Hгср). Расчет сведен в таблицу 3.2.
=10797.2307=35.17 мТаблица 3.2. - К определению средневзвешенного геодезического напора.
Число суток в периоде t
Геодезическая высота подъема Нг
Выбор основного гидромеханического и энергетического оборудования.
1Выбор основного насоса.
Основной насос подбираем по расчетным Qрасч и Нрасч по каталогам насосного оборудования. Если расчетным параметрам отвечает сразу несколько насосов то во внимание принимают следующие критерии:
кавитационные качества;
эксплуатационные свойства;
серийное или опытное изготовление.
Подбор насоса производится в следующей последовательности.
По сводному графику в каталоге находим насос удовлетворяющий расчетным параметрам Qрасч и Нрасч в моем случае это насос Д 3200 – 55 . Характеристика насоса представлена на Рис. 4.1 а габаритный чертеж на рис. 4.2 размеры насоса помещены в таблице
Рис 4.1 Характеристика насоса Д 3200-55n =730 обмин
Рис. 4.2 Габаритный чертеж насоса Д 3200-55 n =730 обмин
Наносим расчетную точку с координатами Qрасч. и Нрасч на поле характеристику насоса рис.4.1.
Далее могут иметь место следующие случаи:
- расчетная точка попала непосредственно на характеристику насоса Н-Q или в трехпроцентную зону;
- расчетная точка не попала непосредственно на характеристику насоса Н-Q или в трехпроцентную зону;
- в каталоге нет насоса удовлетворяющего расчетным параметрам Qрасч..и Нрасч.
В нашем случае расчетная точка не попала непосредственно на характеристику насоса Н-Q
Имеется 2 способа доработки насоса - изменением частоты вращения вала насоса и обточкой рабочего колеса.
Подбор насоса при помощи обточки рабочего колеса.
Если подобрать центробежный насос непосредственно по каталогу и с применением закона динамического подобия не удалось то прибегаем к обточке его рабочего колеса. Способ используется только в случае если расчетная точка находится ниже характеристики насоса напротив рабочей зоны.
Обточка представляет собой обрезку на токарном станке рабочего колеса по внешнему диаметру D2. Величина обточки зависит от быстроходности насоса чем выше быстроходность насоса тем ниже допустимый процент обточки. Изменять параметры насоса при помощи обточки можно только в сторону понижения.
Последовательность расчета диаметра обточенного рабочего колеса и построение характеристик насоса:
По сводному графику в каталоге находим насос наиболее близко отвечающий расчетным напору и подаче.
на поле характеристики насоса наносим расчетную точку С с координатами;
Qрасч = 1 м3с и Нрасч = 39 м (напомним что точка С должна быть ниже кривой Н-Q насоса);
Строим кривую соответствия диаметров рабочего колеса или
где:= 139=0.16012815
Задаваясь значениями Q по формуле определяем Н расчет сводим в таблицу 4.2.
По данным таблицы на рис 4.3 строим кривую соответствия диаметров рабочего колеса.
находим точку Е – точку пересечения кривых Н-Q и .
Точки С и Е – соответствующие т.к. обе лежат на кривой соответствия диаметров;
Определяем диаметр обточенного рабочего колеса D2обт
При быстроходности насоса ns 200 обмин. используют зависимость =825(11.107)=744.9мм
D2 – внешний диаметр рабочего колеса - приводится на характеристике насоса.
Qc = Qрасч QЕ – подачи соответствующие точкам С и Е см. рис. 4.3.
Напомним что быстроходность насоса вычисляется по формуле:
=3.65*730*0.922(34.51)34=127обмин где
n – паспортная частота вращения (приводятся на характеристике насоса) обмин;
Q Н – соответственно подача (м3сек) и напор насоса (м) при максимальном КПД (с характеристики насоса);
iст – число ступеней нагнетания (для многоступенчатых насосов).
Определяем процент обточки рабочего колеса:
=825-744.9825*100%=9.7%
Полученное значение сравниваем с допустимым процентом обточки см. таблицу 4.3.
Допустимый процент обточки
Для ns=127 обмин интерполируя получаем допустимый процент обточки %доп =14.56 % 9.71%
Поэтому метод обточки можно использовать .
Характеристики насоса при обточке рабочего колеса пересчитываем по зависимостям:
Практикой установлено что КПД насоса при обточке уменьшается незначительно.
Величина снижения зависит от быстроходности насоса:
При: ns = 60-120 обмин.на каждые 10% обточки колеса КПД насоса снижается на 1%
а при ns > 120 обмин.на каждые 4% обточки колеса КПД насоса снижается на 1%.
Величина кавитационного запаса при обточке колеса не меняется поэтому характеристика Δh – Q не пересчитывается.
Расчет характеристик сводим в таблицу 4.4. Столбцы левой части таблицы заполняются используя характеристику выбранного насоса. Задаваясь несколькими значениями Q (обычно 6-8 значений) с соответствующих кривых на рис. 4.3 графически снимают значения H N . Правая часть таблицы заполняется путем пересчета параметров насоса при ns 200 обмин. по формулам (4.2). КПД насоса пересчитывается в соответствии с рекомендациями изложенным выше. Тогда при ns > 120 обмин.на каждые 4% обточки колеса КПД насоса снижается на 1%
Имея значения H D2обт N D2обт h D2обт Q D2обт при обточенном колесе (правая часть таблицы 4.4) на рис.4.3 строим новые характеристики насоса HD2обт -QD2обт N D2обт - QD2обт hD2обт - QD2обт . Новая характеристика насоса обязательно должна пройти через расчетную точку С.
Рис.4.3 Характеристика насоса Д 3200-55 n =730 обмин
2Выбор электродвигателя основного насоса.
Для привода насоса используются двигатели внутреннего сгорания ветродвигатели и электродвигатели. Наиболее широкое применение для стационарных насосных станций нашли электродвигатели. Электродвигатели подразделяются на синхронные и асинхронные. Синхронные используют при больших мощностях Nдв > 300 кВт т.к. они имеют более высокий КПД и cosφ.
Для подбора электродвигателя основного насоса необходимо знать максимальную расчетную мощность частоту вращения условия работы конструктивное исполнение двигателя. На последнее особое влияние оказывает конструкция насоса. При использовании горизонтальных насосов двигатель должен быть горизонтального исполнения. При использовании вертикальных насосов – вертикального исполнения. Частота вращения двигателя (nдв) как правило принимается равной частоте вращения вала насоса (n). Максимальную расчетную мощность двигателя (Nдв) рассчитывают исходя из максимальной расчетной мощности насоса которую определяют по известной формуле с учетом колебаний уровней воды в водоприемнике и в водоисточнике.
Выбор осуществляется по каталогам силового оборудования. Если в каталоге нет электродвигателя необходимой мощности то принимают ближайший электродвигатель с большей мощностью того же исполнения и той-же частоты вращения.
Расчетную максимальную мощность двигателя определяем по формуле:
=524.81*1.1=577.28 кВт
где: k – коэффициент запаса зависит от мощности электродвигателя.
При Nдв 300 кВт - коэффициент запаса k = 115; при Nдв > 300 кВт - k = 11
пер – КПД передачи при непосредственном соединении вала насоса с валом двигателя пер = 1
- максимальная мощность насоса на рабочем отрезке. Рабочий отрезок это часть рабочей зоны насоса ограниченная предельными значениями напора - и . Последние обуславливаются условиями работы насосного агрегата в течение сезона в том числе колебаниями уровней воды в водоприемнике и в водоисточнике.
=35.55+2.83+1=39.38 м;
где:Hгmin Hгmax - минимальная и максимальная геодезическая высота подъема в сезоне
hтм hдл – потери напора местные и подлине – см. раздел 3.2.
По известным и на рабочем отрезке характеристики графически определяют предельные значения =0.978 и = 1.19 за. сезон.
Максимальную мощность насоса вычисляем по формуле:
=9.81*1.19*39.380.876=524.8 кВт
Qн Нн – подача и напор насоса для режима наибольшей мощности на рабочем отрезке.
Учитывая особенности мощностных характеристик осевого и центробежного насоса принимаем:
-для центробежного насоса ;
- КПД насоса для режима максимальной мощности на рабочем отрезке. Определяется по подаче соответствующей максимальной мощности (подставляем в долях). 87.6 %
Рис.4.12 Схема к расчету мощности насоса.
По максимальной расчетной мощности частоте вращения (n =730 обмин) и исполнению двигателя (в нашем примере насос горизонтальный Д 3200-55 означает что и двигатель горизонтальный) по каталогу подбираем горизонтальный асинхронный двигатель марки А-13-62-8 с частотой вращения n =730 обмин и мощностью N = 630 кВт. Габаритный чертёж двигателя приведен на рис. 4.13.
Рис.4.13 Горизонтальный асинхронный двигатель марки А-13-62-8
n =730 обмин N = 630 кВт
Определение отметки установки насоса и выбор типа здания насосной станции.
1Определение отметки установки насоса.
Известно что для устойчивой безкавитационной работы насос необходимо располагать как можно ближе к уровню воды в водоисточнике а иногда поместить и под уровень воды. Это обстоятельство может привести особенно при значительных колебаниях уровней воды в водоисточнике к необходимости устройства железобетонной камеры в подземной части здания насосной станции. это актуально. В камере размещаются насосы и другое оборудование. Наличие камеры значительно усложняет производство работ и в целом приводит к удорожанию строительства. Поэтому проектировщик должен уметь расположить насос на такой отметке чтобы он работал устойчиво а здание не имело подземной части или ее размеры были минимальными. Сказанное в большей степени относится к горизонтальным центробежным насосам. Вертикальные осевые и центробежные насосы всегда устанавливаются под уровень воды. Кроме выполнения условий безкавитационной работы их заглубление обуславливается еще и необходимостью заливки водой корпуса для облегчения пуска. Эти насосы как правило имеют значительные размеры и залить их водой при помощи вакуум – системы перед пуском достаточно трудоемко. Необходимо также обеспечить вход потока во всасывающую трубу без образования воронок что также требует необходимого заглубления насоса.
Обеспечение необходимой отметки установки насоса с учетом выполнения перечисленных выше требований достигается тем что геометрическая высота всасывания (расстояние по вертикали от минимального уровня воды в водоисточнике до оси насоса) рассчитывается из нескольких условий:
- бескавитационной работы насоса (для любых насосов);
- компоновки здания насосной станции с учетом конструктивных особенностей исключающих наличие камеры в подземной части (для горизонтальных центробежных насосов).
-заливки корпуса насоса водой и недопущения воронкообразования на входе во всасывающую трубу (для вертикальных осевых и центробежных насосов);
Определение допустимой геометрической высоты всасывания:
из условия безкавитационной работы насоса (для всех типов насосов):
=10.2-0.2-0.5-8.75=0.75 м 5.1
Н0 – атмосферное давление принимаем Н0 = 102 м (нормальные условия);
hпж – давление насыщенных паров жидкости. Зависит от рода жидкости и температуры. Принимается по справочникам для воды при t = 19оС - hпж =02м.;
hтв – потери напора во всасывающей линии насосной установки принимают hтв =03 – 05 м.;
hдоп – допустимый кавитационный запас принимается с характеристики насоса для наиболее опасного случая.
Если насос будет установлен по тем или иным причинам выше чем это следует из расчета (по формуле 5.1) то при работе он будет кавитировать. Если ниже - будет работать нормально но возникает вероятность устройства подземной части здание насосной станции что приведет к дополнительным материальным затратам.
б)из условия компоновки здания насосной станции по конструктивным соображениям (только для горизонтальных центробежных насосов типа К Д М МС и так далее).
=1+0.3+0.2+0.5+1.05=3.05 м 5.2
z – амплитуда колебании уровней воды в водоисточнике;
а – превышение бермы над максимальным уровнем воды в подводящем канале;
– превышение уровня чистого пола здания над отметкой пристанционной площадки;
Р – превышение фундамента над отметкой пола принимают из опыта проектирования Р = 03 – 05м;
hн -габарит насоса (расстояние по вертикали от лапок до оси вала см. габаритный чертеж насоса).
Сравниваем величины геометрической высоты всасывания полученные по формуле 5.1 () и формуле 5.2 () окончательно принимаем минимальное значение .
Отметка установки оси насоса
Здесь; - минимальный уровень воды водоисточнике (см. бланк задания на КП.)
2Выбор типа здания насосной станции.
Здание насосной станции служит для размещения основного гидромеханического оборудования энергетического и вспомогательного оборудования (вакуум-система дренажная освещение отопление вентиляция грузоподъемное оборудование) всасывающих и напорных коммуникаций.
Тип здания насосной станции зависит от многих факторов в том числе:
- подачи одного насоса;
- допустимой геометрической высоты всасывания ;
- колебаний уровня воды в водоисточнике.
Тип здания насосной станции
С мокрой камерой и сухим помещением под насос
Наземный (незаглубленный)
Вертикальный (О ОП ВЦ)
Центробежный с горизонтальным валом
Геомет-рическая высота всасывания
Колеба-ния уровня воды в водоисточ-нике
Средние в пределах вертика-льного габарита насоса
Проанализировав все критерии выбора приведённые в таблице 5.2 принимаем например наземный тип здания насосной станции - Рис.5.2 а.
Ниже на рисунках показаны поперечные разрезы зданий насосных станций различного типа.
Рис.5.2 Насосная станция с сухой камерой
а) с горизонтальным насосом типа Д
Компоновка и определение размеров
здания насосной станции
Наземную часть здания насосной станции выполняют как общепромышленное здание. Оно может быть каркасным и бескаркасным. Если пролет здания равен 24 м то выбирается каркасная конструктивная схема. При каркасном типе здания используются сборные железобетонные элементы промышленного изготовления. Каркас состоит из колонн защемленных в массивных конструкция подземной части здания либо в специальном фундаменте и балки покрытия. Балки шарнирно опираются на верх колонн. Колонны каркаса принимают сечением – 40 х 60 см при оборудовании насосной станции мостовым краном. Пролет 12м перекрывают полигональными двутавровыми балками. Стены выполняются из сборных панелей изготовленных в заводских условиях из легких бетонов или из кирпича толщиной 38 см. По балкам перекрытия укладывают железобетонные плиты шириной 15м диной 6 м. а по ним изолирующие слои: пароизоляция выравнивающий слой теплоизоляция стяжка гидроизоляция. При пролете 12 м расстояние между несущими конструкциями перекрытий (стойки каркаса балки фермы) в продольном направлении здания принимается 6 м. Подземную часть насосной станции отливают из монолитного железобетона. Марка бетона устанавливают расчетом в зависимости о напряженного состояния конструкции обычно М 150 — 200 водонепроницаемость назначают в зависимости от напорного градиента - отношение напора к толщине конструкции обычно В4- В8 морозостойкость назначают в зависимости от климатических условий: умеренные Мрз 200; суровые 300. Толщина стен принимается в пределах 08 м в зависимости от геологических и гидрогеологических условий и глубины здания. В основании подземной части лежит монолитный блок или фундаментная плита. Стены и основание защищены гидроизоляцией. Могут использоваться следующие виды гидроизоляции: окрасочная — битумная битумно-латексная эластин; штукатурная-торкрет; литую — асфальт; оклеечную - битумную стеклорубероид фольгоизол полиэтилен поливинилхлорид при засыпке грунтом; пластмассовую от агрессивных сред.
Между наземной и подземной частями здания устраивается междуэтажное перекрытие состоящее из 3 элементов: основные балки (поперек здания). Они несут все основные нагрузки; второстепенные балки. Они идут вдоль здания насосной станции и располагаются между основными. Эти балки предназначены для восприятия отдельных нагрузок. Их устанавливают при больших пролетах между основными балками. Для соединения надземной и подземной частей здания устраивается открытая лестничная клетка. Служебные лестницы изготовляются в виде маршей. Ширина лестниц 10 м; ширина проступи ступеней 25 (при уклоне 1:12); высота подступенка от 20 до 28 см. Уклон лестницы 1:125. По высоте каждый марш не более 3 м. При заглублении более 18 м должно предусматриваться не менее двух эвакуационных выходов.
Монтажно-эксплуатационные мостики изготовляются шириной не менее 10 м из полосной стали с рифленой поверхностью с ограждением высотой 10 – 12 м..
Пол в машинном зале насосной станции как правило железобетонный сверху покрывается метлахской плиткой.
Разность отметок пола машинного зала и прилегающей территории составляет
Для переходов через трубопроводы и подъема к отдельным площадкам можно применять служебные лестницы и монтажно-эксплуатационные мостики шириной 10 м наклоном 60° и более а также стремянки.
При размещении насосных агрегатов или другого оборудования в машинной зале под монтажной площадкой балконом или площадкой обслуживания необходимо предусматривать проход высотой не мене 18м.
Освещение верхнего строения естественное через окна либо электрическое. Подземная часть только электрическое освещение. При естественном освещении общая площадь окон должна составлять не менее () площади пола машинного зала (Fокон = () Fпола).
Ширину оконных проемов в курсовом проекте можно принимать 300 см при высоте каждой секции окна 120 или 180 см.
Типовые двери имеют высоту 240 см при ширине 100-150-200 см. Размер ворот (ширина х высоту):; 400х300.
Внутри здания насосной станции применяют мостовой кран при массе монтажной единицы свыше 5 тонн (в этом случае колонны с консолью).
1Подбор трубопроводной арматуры.
Для обеспечения нормальной эксплуатации основного оборудования на напорных и всасывающих коммуникациях устанавливаем трубопроводную арматуру (задвижки монтажные вставки обратные клапаны и т.д.). Подбор трубопроводной арматуры для насосной станции с сухой камерой.
Рис. 6.1 схема внутристанционных коммуникаций насосной станции с сухой камерой
- конфузор 2.- задвижка 3 - монтажная вставка; 4 - насос 5 - монтажная вставка 4 - клапан обратный поворотный 5 - задвижка 6 - диффузор
Расчет размеров конфузора.
Определение большого диаметра конфузора.
=4*13.14*1.27=1000 мм
Qрасч – расчетная подача насоса м3сек
Dвс.тр – диаметр всасывающего трубопровода
Vдоп – допустимая скорость во всасывающих коммуникациях насосной станции Vдоп = 12 – 15 мс. Полученное значение округляем до ближайшего стандартного значения см. таблицу .
Малый диаметр конфузора принимаем равным диаметру всасывающего патрубка насоса. =800 где
Dвсп - диаметр всасывающего патрубка насоса см таблицу
Определяем длину конфузора = (3-4) (1000-800)=600-1200
Рис. 6.4 Конфузор стальной
Задвижка служит для перекрытия воды при ремонте или обслуживании
коммуникаций насосной станции. Рекомендуется применять задвижку плоскопараллельную фланцевую с невыдвижным шпинделем с ручным приводом или с электроприводом. Подбирается по каталогу.
=700 мм; =101.3= где
hзаг – величина заглубления задвижки под максимальный уровень воды в водоисточнике
к – коэффициент запаса к = 13
Рис. 6.5 Задвижка параллельная с невыдвижным
шпинделем фланцеваяс электроприводом 30ч915бр (Ру = 10 атм.)
Подбор монтажной вставки.
Монтажная вставка служит для облегчения монтажа и демонтажа оборудования компенсации осевых радиальных угловых смещений.
hзаг – величина заглубления монтажной вставки под максимальный уровень воды в водоисточнике рис. 6.26.
Рис. 6.6 Монтажная вставка фланцевая
(компенсатор сальниковый стальной) Ру =6 атм.
=6.6710*1.3=0.87 где:
Н0 – напор насоса при нулевой подаче Q = 0 с характеристики насоса рис. 4.12.
к – коэффициент запаса к = 13.
Рис. 6.7 Монтажная вставка фланцевая
Обратный клапан - служит для предотвращения обратного тока воды при внезапной остановке насоса.
Подбирается по каталогу аналогично монтажной вставки.
=6.6710*1.3=0.87 Н0 – напор насоса при нулевой подаче Q = 0 с характеристики насоса рис. 4.12.
Рис. 6.8 Клапан обратный поворотный однодисковый
фланцевый с верхней подвеской диска 19ч16бр (Р =10атм.).
Задвижка служит для пуска и отключения насоса а также отсоединения насоса от напорного трубопровода при подключении нескольких насосных агрегатов на один трубопровод. Рекомендуется применять задвижку плоскопараллельную фланцевую с электроприводом и невыдвижным шпинделем.
=500 мм =6.6710*1.3=0.87 где
Рис. 6.9 Задвижка параллельная с невыдвижным
Диффузор служит для сопряжения всасывающего трубопровода с фланцем задвижки. Он изготавливается на месте строительства насосной станции из отрезка трубы нужного диаметра путем вырезания клиньев с последующей сваркой.
Определение большого диаметра диффузора.
Dнап.тр – диаметр трубопровода напорных внутристанционных коммуникаций.
Vдоп – допустимая скорость во всасывающих коммуникациях насосной станции Vдоп = 22 – 25 мс. Полученное значение диаметра округляется до ближайшего стандартного значения см. таблицу 8.4.
Малый диаметр диффузора принимаем равным диаметру задвижки.
3776048895Dзад - диаметр задвижки см таблицу
Определяем длину диффузора
=(6..7)(700-500)=1200 1400 мм
Рис. 6.10 Диффузор стальной
Определение размеров здания насосной станции
Размеры здания насосной станции определяются из условия размещения гидромеханического и энергетического оборудования монтажно-эксплуатационных проходов монтажной площадки монтажных расстояний служебных мостиков и лестниц.
В конструкции здания рекомендуется использовать сборные железобетонные элементы промышленного изготовления. На рис. 6.11 приводятся железобетонные детали заводского изготовления.
Определение размеров здания насосной станции: Поперечный разрез здания насосной станции с сухой камерой показан на рисунке 6.12.
Определение пролета здания насосной станции:
=0.6+0.1+0.3+1+1+0.7+2.26+0.7+1.1+0.7+1.2+0.1+0.6=10.36 м где
м – монтажное расстояние.;
Lконф – длина диффузора
bк – размер колонны;
l*мв – длина монтажной вставки
lмр – монтажное расстояние м.
Окончательно пролет здания (В) увязываем с размерами стандартных железобетонных балок (6; 9; 12 18; 24м и тд).
Рис. 6.11 железобетонные детали заводского изготовления.
Определение высоты наземной части здания насосной станции:
=5.665+2.1+0.135=7.9 м
Нкр – расстояние от пола до верхнего положения крюка крана.
=1.5+0.1+0.5+2.765+0.8=5.665 м
Hтр.пл – высота платформы транспортного средства;
hбр – высота брусков принимают hбр = 01м.
hнас – высота насоса (с чертежа насоса);
hзап – запас между оборудованием и проносимой детали
hдет – габарит наибольшей детали (монтажной единицы);
hстр – длина строп hстр = 08 м.
hкр – габарит крана.
Рис. 6.13 Схема мостового крана грузоподъемностью
Определение грузоподъемности крана
Грузоподъемность крана =4.96*1.1=5.456 кг где
Gдет – вес наиболее тяжелой монтажной единицы.
Окончательно высоту здания (Нзд) увязываем с размерами стандартных железобетонных колонн стеновых панелей и тд.
Определение длины здания насосной станции.
=4.45+1+(2.45+1.47)*3+1(3-1)+1=20.21 м где
Lагр = (lдв + lнас) – длина насосного агрегата
n – число насосных агрегатов;
l0 l1 l2 – монтажно-эксплуатационные проходы принимают не менее 1м - при низковольтном оборудовании и 12 м - при высоковольтном оборудовании (6000В и более вольт).
lмпл – длина монтажной площадки
=2.45+1+1=4.45 М где
(1 12) – проход между деталями и оборудованием;
– монтажно-эксплуатационный проход между деталью и стеной.
Окончательно длину здания (Lзд) увязываем с размерами стандартных железобетонных плит покрытия стеновых панелей и других деталей. Обычно длина здания (Lзд) кратна 6 метрам.
Рисунок 6.12. Поперечный разрез здания насосной станции
Рисунок 6.14. План здания насосной станции
Водозаборное сооружение
Водозаборное сооружение состоит из аванкамеры и водоприемного оголовка. Оно предназначено для забора воды из водоисточника в соответствии с графиком водоподачи. Оно должно не допускать попадания в узел сооружения мусора льда шуги и должно давать возможность отключать узел сооружения во время ремонта или аварии.
а) водоисточник – магистральный канал водохранилище при наличие подводящего канала.
Раздельный тип (компоновка) – всегда при положительной геометрической высоте всасывания (при отрицательной высоте всасывания когда необходимо обеспечить устойчивость здания засыпкой грунтом со всех сторон когда необходимо уменьшить размеры водозаборного сооружения в плане).
Водозаборное сооружение раздельного типа с забором воды из канала для насосной станции с сухой камерой при большем заглублении здания
Водозаборное сооружение раздельного типа с забором воды из канала для насосной станции с сухой камерой при большом заглубление показано на рисунке 7.1.
Водоприемный оголовок водозаборное сооружение выполняем из монолитного железобетона число водоприемных камер и всасывающих труб принимаем равных числу установленных насосов.
Входной диаметр всасывающей трубы: =4*1314*10=12 м
Vвх – допустимая скорость на входе в конфузор всасывающей трубы Vвх – 08 – 10 мс
Длина конфузора =(3-4)(12-10)=06..0.8 м.
Lос – расстояние между осями соседних агрегатов
Ширину камеры Вк округляем до ближайшего большего из следующего ряда: 08; 1; далее через 025 до 25; и через 05 от 25 до 5 м. Принимаем Вк= 45м.
где Кв – коэффициент водообмена при Qрасч=1 м3с значения K = 1530;
h – глубина от дна камеры до минимального уровня воды в подводящем канале
Заглубление входного отверстия всасывающей трубы под минимальный уровень воды
h2 = 06Dвх=06*12=072 м
Рисунок 7.1 Водозобороное сооружение насосной станции
Размеры сороудерживающей решетки. Площадь решетки:
Где: К – коэффициент учитывающий стеснение потока стержнями решетки равный 13; Vреш – допустимая скорость в решетке мс2.
Ширина водозаборного фронта
=2.25*4+10(4-1)=12 м
гдебыка – толщина разделительного быка быка = 10 м;n – число камер.
Аванкамера служит для сопряжения каналов с фронтом водоприемного оголовка. Она должна обеспечивать прямой равномерный подвод воды ко всем водоприемным камерам.
=(12-2)2tg452=12.1 м
гдевк – ширина канала по дну;к – центральный угол конусности к =30º - 45º.
Напорные трубопроводы.
Выбор трассы числа ниток и материала трубопровода
Выбор трассы. Протяженность напорных трубопроводов должна быть минимально возможной. Теоретически наименьшую длину имеют трубопроводы оси которых лежат на прямых линиях соединяющих насосную станцию с водовыпускным сооружением. Однако выбор трассы вдоль этих линий обычно приводит к излишним объемам земляных работ или невозможен по другим причинам. Трасса напорных трубопроводов в большинстве случаев имеет повороты как в вертикальной так и в горизонтальной плоскости.
Опытом проектирования установлено что при длине трубопровода больше 300 м – два насоса на один трубопровод.
Для центробежных насосов при длине трубопровода выше 100 м – два насоса на один трубопровод. В
. Он служит для пуска насоса при работающем соседнем насосе.
Рис. 8.1 Схема соединения насосных агрегатов с напорными трубопроводами
Материал стенок трубопровода принимаем в зависимости от диаметра и расчетного напора.
Предварительно диаметр определяем по формуле:
=(07..08)1=0857 0.979 м
= 32=1.5 м3с - при схеме 2 насоса на одну нитку.
Расчет на давление: =3910*1.1=4.29 атм где
- максимальный напор на расчетном отрезке;
Кз – коэффициент запаса (Кз = 11)
Имея Dтр = Dу и Ррасч по таблице 8.1 подбираем тип труб для трубопровода:
Асбестоцементные трубы
Железобетонные сборные
Железобетонные со стальным цилиндром
Железобетонные монолитной конструкции (выполняются на месте)
Любое (рекомендуется
Любое (рекомендуется Dy > 15
Принимаем железобетонные сборные трубы.
Определение экономического диаметра напорного трубопровода.
Экономический диаметр определяется технико-экономическим расчетом. Он соответствует минимуму приведенных затрат:
К – капитальные затраты;
И – эксплуатационные издержки;
Е – нормативный коэффициент окупаемости
Ток = 8-10 лет – срок окупаемости объекта.
а – стоимость 1 кВтч
– отчисление в фонд восстановления
– отчисления на капитальный и текущий ремонт.
Э – потерянная электроэнергия где
Т – время работы насосной станции за сезон
ну – КПД насосной установки
н – определяется по характеристике насоса для расчетного режима работы по Qрасч подставляется в долях единицы 086;
дв – из паспорта на двигатель 0867 ;
пер – КПД передачи при непосредственном соединении вала насоса с валом двигателя пер =1;
сети – КПД сети принимают сети.= 099.
- потери напора в трубопроводе. трубопровода.
А – удельное сопротивление трубопровода вычисляется по формуле
Dу – условный диаметр м.
qрт – приведенный среднекубический расход .
В нашем случае при ступенчатом графике водоподачи рис. 3.1 интеграл можно заменить суммой тогда для схемы а) – рис.8.10 и графика водоподачи на рис. 3.1 получим следующее выражение для определения среднекубического расхода.
для схемы б) и графика водоподачи на рис. 3.1
Для других схем соединения насосных агрегатов с напорными трубопроводами и графиков водоподачи выражение для определения среднекубического расхода составляется аналогично рассмотренному выше.
Выбор экономичного диаметра напорного трубопровода сводится к рассмотрению нескольких вариантов трубопроводов с различными диаметрами и отысканию варианта с минимальными приведенными затратами. Расчет диаметра проводим на 1 м длины трубопровода в табличной форме - таблица 8.3
Где D1 D2 D3 D4 Di – стандартные значения диаметров трубопровода в метрах принимается по таблице 8.4.
Расчет проводят до тех пор пока не будет определен минимум приведенных затрат - Зmin. Ему соответствует экономичный диаметр напорного трубопровода.
Минимум приведенных затрат при Dу= 900 мм.
В таблице 8.4 приводится стоимость 1 погонного метра (с укладкой) для трубопроводов из различного материала.
Стоимость 1 погонного метра железобетонного сборного трубопровода (с укладкой) руб. Таблица 8.4
Железбетонные сборные трубы
Примечание: Прокладка трубопровода принята в сухих грунтах 2 3 группы. Глубина укладки принята 1 м до верха труба.
Водовыпускное сооружение.
Водовыпускное сооружение предназначено для соединения напорных трубопроводов с сооружениями транспортирующими воду потребителям.
Водовыпускное сооружение должно выполнять следующие функции:
обеспечивать выпуск воды с минимальными гидравлическими потерями;
делить поток если вода подается в несколько подводящих каналов;
отключать трубопроводы от водоисточника при внезапной остановке насоса.
Тип водовыпускного сооружения выбираем в зависимости от колебания УВВП и других факторов:
Водовыпускное сооружение с механическими запорными устройствами применяют при любых диаметрах трубопровода при любых насосах и любом количестве насосов работающих на 1 трубопровод а также при колебаниях уровня воды в водоприемнике.
Для предотвращения обратного тока воды в качестве запорных устройств рекомендуется использовать:
Клапаны – захлопки: однодисковые – при диаметре напорного трубопровода до 2м включительно;
Поворотные затворы с гидроприводом - на выходных отверстиях площадью до 20 м2
Плоские и сегментные затворы - при площади выходного отверстия более 1 м2
Последовательность расчета
Основной недостаток водовыпускного сооружения с механически запорными устройствами состоит в применении механического оборудования что значительно усложняет работу.
1Водовыпускное сооружение с механическими запорными устройствами
Водовыпускное сооружение оборудованными механическими запорными устройствами типа «захлопка»
Dвых>0.9 м2 м используют затворы дроссельного типа с горизонтально расположенной осью. Эксцентричная постановка оси образует пару сил благодаря чему осуществляется открытие дроссельного затвора на больший угол.
Рис. 9.1.Запорное устройство
Рассмотрим водовыпускное сооружение оборудованное запорными клапанами типа «захлопка» при Dвых>0.9 м2 м.
Водовыпускное сооружение
оборудванное клапанами – захлопками
Рис. 9.2 Водовыпускное сооружение оборудованное
клапанами – захлопками
Определение диаметра выходного отверстия
где Qтр=2 Qрасч = 2*1= 2 м3с – подача по одной нитке трубопровода м3с
Vвых – допустимая скорость выхода Vвых = 15 - 2 мс
Определение длины диффузора
=(6-7)*(13-0.9)=24-2.8 м
Выходное отверстие заглубляем под минимальный уровень воды на величину =(4-5)1.522*9.81=046-057 . Принимаем =05 м
Определяем высоту порога =1.3+0.5+0.3-0.55=1.55 м
где b – расстояние от трубы до дна колодца b=03 м для устройства уплотняющих конструкций
- минимальная глубина в клапане (с гр. Q=f(n) при Qmin)
=1.55+1+0.05+0.3=2.9 м
где а – запас до дамбы над max ув
5 м – на потерь напора в переходном участке
Длину колодца определяем =2.6-3.9 м при выходной скорости 2 мс. При больших скоростях и при вертикальных порогах длину колодца увеличивают на 20-50%. Принимаем длину колодца Lкол=3 м
Длина переход участка определяем =5*1.55=775 м
Расстояние между осями трубопроводов в плане определяется по формуле:
3+2*0.3+1=2.9 м > =19 м
- расстояние между осями определяется:
Втр=07 09 – для сборного трубопровода
где - толщина разделительного бычка
b – конструктивный запас для размещения уплотняющих конструкций b=03
Расстояние между осями трубопроводов согласовываем с возможностью производства работ т.е.определяем расстояние между трубопроводами в свету
Определяем общую ширину колодца
=13+0.8(2-1)+2*0.3=2.7 м
Определяем длину переходной участка
Определяем диаметр воздушных труб =4*23.14*50=0.226 м
где vв – допустимая скорость vв= 50 мс.
Переходные участки и начальные части отводящих каналов на длине (4-5) (при ) крепят бетонными плитами или каменной наброской.
На топографической основе (см. бланк задания) выделяем область включающую гидроузел насосной станции. Перечерчиваем ее на миллиметровку в масштабе 1:500 туда же наносим подводящий канал водозаборное сооружение здание насосной станции.
Али М.С.Бегляров Д.С. Чебаевский В.Ф. Насосы и насосные станциии: Учебник М.С. Али Д.С. Бегляров В.Ф. Чебаевский. М.: Изд-во РГАУ-МСХА 2015. 330 с.
Д.С.Бегляров В.Ф. Чебаевский. Гидроэнергетические установки и их оборудование. Учебное пособие .М.: МГУП 2009207с.
Насосные станции для орошения.; Ольгаренко Г.В. и др.; Справочное пособие. - Коломна 2007.-304с.
Гидромашины.; Али М.С.; Бегляров Д.С. и др. Учебное пособие. - М.: МГУП 2004.-187с.
Гидротехнические узлы сооружений насосных станций.;Али М.С.; Бегляров Д.С. и др. Учебное пособие. - М.: МГУП 2004.-63с.
Проектирование насосных станций и испытание насосных установок: Учебное пособие Чебаевский В.Ф. Вишневский К.П. Накладов Н.Н. – М.: Колос 2000. – 376 с.
Насосы и насосные станции: Учебник Чебаевский В.Ф. Вишневский К.П. Накладов Н.Н. Кондратьев В.В.: Под ред. Чебаевского В.Ф. – М.: Агропромиздат 1989. – 416 с.
Померанцев О.Н. Али М. С.; Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по дисциплине насосы и насосные станции для студентов 4 курса дневной и заочной форм обучения специальности мелиорация рекультивация и охрана земель М. МГУП 2014. – 48с. 2. Померанцев О.Н. Али М. С учебно-Методическое пособие к курсовому проекту насосы и насосные станции для студентов 4 курса дневной и заочной форм обучения специальности мелиорация рекультивация и охрана земель М. МГУП 2014. – 98с.
Каталог насосов применяемых в мелиорации. – м.: Росоргтехводстрой МВХ РСФСР 1988. – 229 с.

Чертеж21.dwg

Рис. 2.1. Продольный профиль
по трассе водоподачи. Мг=1: Мв=1:
Рисунок 1.2. Поперечное сечение отводящего канала. М 1:50nотметки даны в метрах
Рисунок 1.3. Поперечное сечение подводящего канала. М 1:50nотметки даны в метрах
Рис. 1.1 Характеристика канала h=f(Q).
План местности с нанесенной трассой водоподачи
График водопотребления
График колебания nуровней воды в ПК
График колебания уровней воды в ОК
Рисунок 3.1 Совмещеный график водопотребления и колебания уровня воды в подводящем и отводящем каналах.
м для размещение внутристанционных напорных коммуникаций НС
Рисунок 2.1 Продольный профиль по трассе водоподачи. Мг 1:2500 Мв 1:50
Рис. 11.8. Клапан обратный поворотный однодисковый фланцевый с верхней подвеской диска 19ч16бр(Р-10 атм).
Рис. 11.7. Монтажная вставка фланцевая (компенсатор сальниковый стальной сварной)(Р=6 атм)
Размеры даны в миллиметрах.
Рис. 11.9. Задвижка паралельная с невыдвижным шпинделем фланцевая с электроприводом 30ч915бр (Р=10 атм).
D=500 H=1550 H=1300nL=700 l=603 l=390
D=500nD=720nL=1100nH=520nh=380
Экспликация:n1. Подводящий канал;n2. Аванкамера;n3. Водозабор;n4. Всасывающие трубопроводы;n5. Здание НС;n6. Основной агрегат;n7. Монтажная площадка;n8. Напорные коммуникации;n9. Водовыпускное сооружение;n10. Отводящий канал.
Назначение насосной станции - для орошения для осушения
График колебаний У.В. в водоисточнике
Водоисточник - магистральный канал К - 11 .
Водоприемник - канал.
Максимальная отметка У.В. в водоприемнике - 78 м.
Грунт - суглинок легкий суглинок средний суглинок тяжелый.
Стоимость 1 кВт.ч электроэнергии -
Дополнительные сведения: Q = 12Q. .
План местности с нанесенной трассой водоподачи.
А. Пояснительная записка:
Техническое задание на курсовой проект.
Паспорт насосной станции.
Конструктивное описание сооружений узла насосной станции.
Определение месторасположения здания насосной станции.
Определение расчетных Q и Н основных насосов и их колличества.
Выбор основного гидромеханического и электрического оборудования.
Определение отметки установки насоса и выбор типа здания насосной станции.
Компановка и определение размеров здания насосной станции.
Поперечный разрез по зданию насосной станции и водозаборногу сооружению М 1:100
План здания насосной станции и водозаборного сооружения М 1:100.
Продольный разрез по зданию насосной станции М 1:100.
Продольный разрез и план водовыпускного сооружения М 1:100.
Генплан узла насосной станции М 1:500.
Внутристанционные коммуникации и напорные трубопроводы.
Водовыпускное сооружение.
Вспомагательное оборудование насосной станции.
Гидравлический расчет.
Водноэнергический расчет.
Техноэко-экономические расчеты и показатели насосной станции.
Водозаборное сооружение.
Российский государственный аграрный университет МСХА имени М.К. Тимирязева
Кафедра "Сельскохозяйственного водоснабжения и водоотведения
Техническое задание на курсовой проект "Мелиоративная нсосная станция
Гидроузел насосной станции
РГАУ-МСХА-74-ДГ-609-28-02
Кафедра сельскохозяйственного
Насосная станция для орошения производительностью
РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева
Поперечный разрез А-А М1:100
Водоприемное сооружение М1:100
План здания насосной станции М1:100
Водовыпускное сооружение М1:100
Генеральный план насосной станции М1:500