Канализационная насосная станция (КНС)

КНС Чертеж.dwg

Наименование помещений
Монтажная площадка машзала
Монтажная площадка помещения решеток
Механическая мастерская
Гардероб домашней и рабочей одежды
Комната отдыха рабочих
Насос сточно-динамический
напором Н=23м с эл. двигателем
Кран подвесной грузопо-
Таль грузоподъемностью
Задвижка с электроприводом
Переход эксцентрический d=350x200
Переход концентрический d=250x200
Обратный клапан d=250
Механизированная решетка СУСУЭ
Ультразвуковой расходомер d=350мм
Фланцевое соединение d=250мм
Фланцевое соединение d=350
Фланцевое соединение d=400мм
цементноя стяжка-20мм
гидроизоляция из асфальта-50мм
щебеночная подготовка-350мм
ЖБ ребристая плита-300мм.
цементная стяжка-20мм.
План на отметке 40.000
план на отметке 41.000
Проектирование системы водоотведения г.Амвросиевка Донецкой области
График совместной работы насосов и трубопроводов
Производительность насосов

КНС пояснительная.docx

3.1. Построение ступенчатого графика притока сточных вод и
определение числа ступеней.
1.1. Построение графика почасового притока сточных вод и его анализ.
Приток сточных вод на насосную станцию в течении суток осуществляется неравномерно. Значения часового притока сточных вод определяют с учетом общего коэффициента неравномерности Кgenmax = 16. Значения этого коэффициента зависят от среднего расхода сточных вод Q лс и принимают по табл. 2 [1]. По этим значениям (табл. 1.1) построен график представленный на рис. 3.1. Анализ графика показывает что величина максимального часового притока составляет 670 % (с 8 до 11 ч) минимального – 165 % (с 22 до 5 ч) от суточного.
Рис. 3.1. График притока сточной жидкости на насосную станцию.
1.2. Определение производительности насосной станции и числа ступеней (количества рабочих насосов).
Расчётная подача насосной станции должна быть равна или несколько превосходить максимальный часовой приток сточных вод. Исходя из графика водоотведения расчётная часовая производительность насосной станции Qрм3ч:
Принята работа насосной станции в трехступенчатом режиме. Откачка максимального притока осуществляется четырьмя насосами.
1.3. Определение производительности рабочих насосов.
Согласно ступенчатому графику притока сточных вод на насосную станцию (Рис.1.1) на третьей ступени параллельно работают четыре однотипных насосных агрегата суммарная подача которых обеспечит откачку Qр.
При выключении из работы одного насоса (вторая ступень) производительность оставшихся увеличивается. Это увеличение учитывается коэффициентом величина которого зависит от числа параллельно работающих насосов
При выключении из работы двух насосов (первая ступень) производительность оставшегося увеличивается.
4. Выбор числа резервных насосов.
Исходя из принятой категории надёжности действия и числа рабочих насосов согласно [1 табл. 21] – число резервных насосов равно двум.
2. Проектирование вне станционных напорных трубопроводов
2.1. Определение диаметра вне станционного трубопровода и потерь
Так как проектируемая насосная станция относится ко второй категории надежности то принято два напорных водовода.
Для прокладки напорных трубопроводов применяют преимущественно неметаллические трубы в зависимости от условий строительства и эксплуатации а также от развиваемого напора насосной станции. В данном курсовом проекте применяем пластмассовые трубы.
Напорный трубопровод должен иметь уклон в сторону насосной станции. Расстояние между трубопроводами при параллельной прокладке должно быть не менее 15 м.
Диаметр вне станционного напорного трубопровода определяется по средне кубическому расходу
где Q1 – производительность 1-й ступени
– время работы соответствующих ступеней за сутки ч;
n – количество напорных водоводов.
В часы суток когда производительность первой ступени Q1 больше притока Qпр время её работы ч:
В другие часы суток когда приток становится больше производительности первой ступени но меньше второй ступени (или третьей ступени) время работы:
Полученные значения сведены в табл. 3.1
По [2] определен диаметр трубопровода с учетом скоростей по таблице 16[1]. Диаметр составляет 400 мм.
Для выбранного диаметра сделана проверка на максимальную скорость при максимальной откачке и определены потери напора. Результаты занесены в таблицу 3.3.2.
Расчетный расход Qрлс
3 Выбор насосного агрегата.
3.1. Ориентировочное определение расчетного напора насоса.
Напор насосной станции составляет м.
Нр = Нст + Ннв + h + hвдм+ hсвв;
гдеНр – расчетный напор насосов м;
Нст – статический напор насосов м;
Ннв – потери напора в наружных напорных водоводах м;
h – сумма потерь напора во внутренних коммуникациях насосной
станции предварительно приняты 15 м;
hвдм. – потери напора в водомере предварительно принятые 1 м
Нр = 609+9+2+0+05 = 1759.
Нст = Zпотр – Zр = 1792 – 1725= 67 м.
где Zпотр – отметка максимального уровня воды в приёмной камере
очистных сооружений м;
Zр – отметка расчетного уровня сточных вод в приёмном
резервуаре насосной станции м:
Zр = 1735-22 = 1725м.
где Zл – отметка лотка подводящего коллектора м;
Нп. р. – глубина приёмного резервуара. Принята 2 м.
3.2. Выбор типа насосов
Выбор типа насосов осуществляется по расчетному напору Нр и по расчетной производительности Qн .
Выбран насос типа СД 450225. Характеристика насоса приведена на рис. 3.2.1 и на рис. 3.2.2.
Рис. 3.2.1. Характеристика насоса СД 450225.
Рис.3.2. Габаритные размеры электро-насосного агрегата типа СД 450225.
3.3. Подбор двигателя для привода насоса.
Мощность двигателя принимаемого для привода насоса:
гдеQн – производительность насоса м3с;
Нр – расчетный напор м;
ρ – плотность перекачиваемой жидкости кгм3;
g – ускорение силы тяжести мс2;
Кз – коэффициент запаса учитывающий возможные перегрузки двигателя.
Принят по табл. 2.3 [3].
н – КПД насоса принятый по характеристике Q = f();
n – КПД передачи ( = 10).
Выбран двигатель АИР 280M6 мощностью 90 кВт.
4. Проектирование трубопроводов насосной станции
4.1. Проектирование внутристанционных всасывающих и напорных трубопроводов подбор трубопроводной арматуры.
Внутристанционные трубы выполняются из стальных труб на сварке.
Диаметры трубопроводов подобраны по расчетному расходу с учетом
рекомендуемых скоростей движения:
гдеQн – производительность насоса м3сек;
v – расчётная скорость движения воды в трубопроводе мс.
Принимаются стальные электросварные трубы по ГОСТ 8696-74* с толщиной стенки 9мм.
На горизонтальных участках трубопровода установлены задвижки на вертикальных –обратные клапаны.
Для опорожнения напорной линии а также для взмучивания осадка в приемном резервуаре предусмотрен трубопровод диаметром 100мм.
5. Подбор устройства для учёта количества перекачиваемой
Принимаем расходомер: ЭХО-Р-02 Dy=400мм
Рис. 5.1 ЭХО-Р-02 ультразвуковой расходомер сточных вод
Рис.5.2. Схема установки расходомера АКРОН-01 и ЭХО-Р-02
6. Проектирование приёмного резервуара насосной станции
6.1. Определение вместимости приёмного резервуара
Согласно требованиям [1] объём приёмного резервуара насосной станции надлежит определить в зависимости от притока сточных вод производительности насосов и допускаемой частоты включения электрооборудования.
Частота включений насосных агрегатов в течение 1ч принимается равной трем.
Пятиминутная подача насоса:
где максимальный приток на насосную станцию
Максимальный часовой приток на насосную станцию составляет 67% от суточного притока тогда 50% притока равен 335% и разделена три части по 112% которые отложены на оси координат. Минимальная ёмкость резервуара равна Wпр.р 046%.
Объем приемного резервуара равен 6989м3
6.2. Оборудование приемного резервуара
Для защиты насосов от засорения и механической очистки сточных вод в приемном резервуаре насосной станции устанавливаем решетки.
Принимаем решетку грабельную реечного типа СУСУЭ.
Расстояние между стержнями мм
Количество стержней шт
Ширина решетки в мм 10
Количество перемычек шт
Губина канала в мм 300
Угол наклона к горизонту град
Количество граблин шт
Скорость движения граблин
Дно приемного резервуара устраивается с уклоном >01 в сторону приямка всасывающих труб. К всасывающим трубопроводам каждого насоса подводят трубопроводы для взмучивания осадка. Для монтажа и демонтажа решеток предусматривают необходимое подъемно – транспортное оборудование. Типоразмеры решеток СУСУЭ
6.3. Определение отметок уровней включения и отключения насосов
Включение насосов – автоматическое и зависит от притока сточной жидкости
Минимальный расчётный уровень воды в приёмном резервуаре при включении насоса:
где Zmax – отметка максимального уровня воды в приёмном резервуаре
принята равной отметке лотка;
7. Составление схемы насосной станции размещение агрегатов определение размеров фундамента.
7.1. Размещение насосных агрегатов в машинном зале.
Насосы расположены в один ряд вдоль стенки отделяющей машинный зал от приёмного резервуара. Размещение агрегатов в машинном зале вполне обеспечивает безопасность и простоту обслуживания возможность реконструкции станции с незначительными затратами средств. В маш-зале предусмотрена монтажная площадка размеры которой определены габаритами оборудования.
7.2. Определение размеров фундамента
Размеры рамы и фундамента под насосный агрегат определяют по размерам насоса и подобранного к нему электродвигателя. Минимальную длину и ширину фундамента принимают на 50 100мм больше длины и ширины фундаментной рамы.
Высота фундамента; м
Мн.а. – масса насосного агрегата;
ρ – плотность материала кгм3 .
8. Графоаналитический расчет.
8.1. Гидравлический расчет трубопроводов насосной станции.
Гидравлическое сопротивление внутристанционного всасывающего трубопровода с2м5:
-напорного внутристанционного трубопровода:
-вне станционного напорного трубопровода:
где Н н.в. – потери в напорном трубопроводе м;
h вдм – потери напора в водоизмерительном устройстве.
8.2. Графоаналитический расчёт совместной работы насосов и
Цель данного расчёта – определение координат рабочей точки насоса. Для нахождения этой точки системы насос – трубопровод необходимо найти общую точку на характеристиках насоса и трубопровода. Построены суммарные характеристики насосов при их параллельной работе и характеристики трубопроводов насосной станции
Характеристика трубопроводов построена по уравнению:
Н=Нст + h(mn) h(mn)=Sпр·Q2н
Sпр – приведенный коэффициент сопротивления системы;
h(mn) = [S1 + S2 + S3 + (mn)2·S4]·Q2н
где: m – число рабочих насосов;
n – число напорных водоводов.
Насосная станция II категории надёжности действия и при наличии аварийного выпуска насосной станции должна обеспечивать 70%-ный расчётный расход. В случае если данное условие не выполняется т.е. производительность насосной станции падает более чем на 30% то для достижения необходимой степени обеспеченности подачи воды между водоводами следует устраивать перемычки с установкой задвижек.
Кол-во напорн вводов
Определяем количество перемычек между напорными трубопроводами одинакового диаметра:
Количество перемычек:
Графоаналитический расчет насосной станции представлен на рисунке 3. 4.
8.3. Анализ графика работы насосной станции.
Графоаналитический расчёт совместной работы насосов и трубопроводов позволяет определить рабочие параметры насоса при различных режимах работы насосной станции. Результаты анализа работы насосов сводятся в таблицу 3.3
Потребляемая мощность
По результатам графоаналитического расчета подача одного насоса при работе четырех насосов на два водовода возрастает на 5% что не превышает допустимые 15%. Действительная производительность насосной станции превышает расчетную на 37%. Необходимо предусмотреть регулирование подачи насосов путем дросселирования. При наличии аварийного режима производительность насосной станции падает более чем на 30% поэтому для достижения необходимой степени обеспеченности подачи воды между водоводами следует устраивать перемычки с установкой задвижек. Количество перемычек по расчету принимаем 2. По характеристики с перемычками определяем что производительность насосной станции возрастает на 28%.
9. Проектирование и расчёт системы технического водопровода и дренажа.
9.1. Подбор технических насосов.
Технический водопровод подаёт воду на охлаждение и гидро уплотнение сальников рабочих насосов.
Для защиты сети хоз-питьевого водопровода от возможного загрязнения технический водопровод подключается к хоз-питьевому через бак «разрыва струи».
Вместимость бака принимаем 15 м³.
Напор насосов технического водопровода:
Нт.н.=Нр. – (Zд.б. – Zо.н.) + H = 2128 – (17428 – 17155) + 2 = 1627 м.
где Нр. = 2128 м напор развиваемый основными насосами м;
Zд.б. – отметка дна бака равная 17428м;
Zо.н. – отметка оси насоса равная 17155м;
H – рекомендуемое превышение напора м.
В качестве технических насосов принимаются насосы типа ВКС 226
(1 рабочий 1 резервный).
9.2. Подбор дренажных насосов
Подача дренажных насосов
где: Σq1 – утечка через сальники лс;
q2 – фильтрационный расход лс:
q2=152 + 0001·W = 152 + 0001·97968 = 1132 лс.
W – объём части машинного зала расположенный ниже max отметки
В качестве дренажного насоса принят насос ГНОМ 1010T.
10. Электроснабжение насосной станции
10.1. Особенности потребителей электроэнергии
Канализационная насосная станция использует электроэнергию для питания электродвигателей рабочих и резервных насосов двигателей дренажных и технических насосов задвижек с электроприводом устройств автоматики освещения и вентиляции.
Насосная станция получает электропитание от районных электросетей и местных электростанций. Для составления принципиальной схемы электрических соединений и подбора необходимого электрооборудования определяем мощность и рабочее напряжение электропотребителей насосной станции. Параметры электропотребителей заносим в таблицу 10.1.
Потребители электроэнер-гии
Электропривод задвижки
Грузоподъёмные устройства:
Автоматика и приборы
10.2. Определение мощности трансформаторных подстанций и выбор
Понижающие трансформаторы принимаем для низковольтного оборудования:
где Кс – коэффициент спроса по мощности зависит от числа
работающих электродвигателей.
Рn – паспортная мощность приводных электродвигателей
основных насосов а также других электроприводов кВт;
дв – коэффициент полезного действия электродвигателя насоса%
соs φ – коэффициент мощности электродвигателей;
Sо – потребляемая мощность отопительных и осветительных
По расчитанным данным принимаем 2 трансформатора ТМ – 100035 – У1
Сочетание напряжений кВ
11. Строительная часть
11.1. Выбор грузоподъемного оборудования.
Грузоподъемное оборудование выбирается исходя из наибольшей массы монтируемого оборудования и периодичности его использования а также безопасности подъемно-транспортных операций.
Для подъема и погрузки в транспорт решеток предусматривается таль грузоподъемностью 2т.
Для подъема и погрузки в транспорт насосного оборудования используется кран подвесной ручной однобалочный грузоподъемностью 5т.
11.2. Определение высоты насосной станции
где высота надземной части здания
высота подземной части здания
где высота авто транспортирующего насосный агрегат
высота насосного агрегата
высота строповки груза
высота грузоподъемного оборудования
высота подкранового пути
Высота насосной станции:
Подземная часть здания проектируется круглой в плане в виде жб колодца где размещается приемный резервуар и машинное отделение. Диаметр колодца 15м.
Подземную часть здания выполняют из монолитного жб и ее сооружение ведут методом “стена в грунте”
Толщина стен принята 055м.