Насосная станция 2-го подъема

Производительность.docx

Производительность м3сут 103
Расход при пожаре лс
Коэффициент часовой неравномерности Кч
Длина напорного водо-вода км
Потери в сети города при максимальной подаче м
в водонапорной башне
в точке схода потоков
земли у здания насосной станции
Гидравлическая схема насосной станции 4
Расчетные подачи насосной станции 5
Расчёт характеристик водопроводной сети 9
Проектирование машинного зала 15
1 Расчет машинного зала в плане 15
2 Высотная компоновка машинного зала 18
Расчет параметров насосной станции 21
Выбор трансформаторов 27
Подбор дренажных насосов 28
Список использованной литературы 29
Гидравлическая схема насосной станции
По данным задания принимается система с башней.
Расчетные подачи насосной станции
Таблица 1 – Расчетные подачи станции
Qст.макс = 09Рмакс Qсут100=097018500(10036) = 32375
Qст.мин = 11РминQсут100 = =111018500(10036)=5652
При аварии на водоводах
Qав = 07*Qст.макс=0732375=22663
Qпcт = Qст.макс + q = 32375 +45=36875 лс
Необходимо подобрать трубопроводы для всасывающей и напорной линии. Согласно [1 п. 7.5 7.6] количество всасывающих линий и напорных линий должно быть не менее двух. Трубы подбираем по [2]. Выполняем гидравлический расчет трубопроводов (таблица 2) учитывая что всасывающие трубы подбираем на расход 32375 а напорные на подачу Qн=323752=16175 лс.
Всасывающие водоводы
Потери во всасывающих водоводах hвс м вычисляем по формуле:
где - местные сопротивления – плавный вход в трубу отвод задвижка тройник:
Lвс – длина всасывающего водовода Lвс = 012 км по заданию.
Потери в напорных водоводах hн м составляют
где K – коэффициент учитывающий местные потери К=11;
Lн – длина напорного водовода Lн = 48 км.
Потери в водомере принимаются =0 так как устанавливаем электромагнитный влодомер.
Потери при пожаре найдем используя следующие соотношение:
где hмз – потери напора в пределах машинного зала hмз=25м;
hс – потери в сети города.
Если подача станции поступает в один водовод (случай аварии) то
h1ав = (h – hн) + 4hн
h1ав = (179-144) + 4144 =611 м
при подаче через 15 водовода (одна перемычка)
h15ав = (h – hн) + 25hн
h15ав = (179 – 144) + 25144 =395 м
Где hн – потери напора в водоводе при Qмакс 4 и 25 – коэффициенты увеличения потерь напора в рабочей части водоводов.
Таблица 3 – Расчетные напоры
Нмакс ст =Zдпсп-Zmin+hcв =
м-свободный напор при max режиме
Нтр ст = Zр-Zmin=198-167=31 м
Нстп = Zдтп-Zд+10=175-165+10=20 м
м-свободный напор при пожаре
Нн=Нст+hн+hвс+hмз+hс
=34+144+104+25+0=519 м
Ннп=Нстп+h(QпQmax)2 =
=20+179(3687532375)2 =432 м
Hнmin= Нсттр+h(QminQmax)2=
+179(565232375)2=355 м
Нн15ав=Нстав+Σh15ав=
Расчет характеристик водопроводной сети
Характеристики водопроводной сети имеют вид:
Hс = Hст + h = Hст + KQ2
где Hст - высота подъема воды; h - сумма потерь напора;
К=hQ2 - коэффициент сопротивления водопроводной сети. К=179032372=171 с2м5
Потери напора при подаче воды на тушение пожаров
hп = 179(3687532375) 2=232 м
где: Qмакс – максимальная;
Qп в случаях пожара;
h – потери напора при Qмакс.
Коэффициенты сопротивления водопроводной сети:
Кр=179032372= 171 с2м5
Ктр=1790056522=281 с2м5
Кпож=233 036872=1714 с2м5
Кав1=611022662=11899 с2м5
Кав2=39502272=7666с2м5.
Таблица 4 – Уравнения характеристик водопроводной сети
Расчёт характеристики сети с2м5
Число рабочих насосов подобрано руководствуясь соотношение
n=QмаксQмин n=323755652=576 насосов но принимаем 2 рабочих насоса в следствии больших затрат электроэнергии и 2 резервных насоса.
По расчетной подаче Qсут.макс = 324 лс и напору Нн=519 м принимаются насосные агрегаты Д500-65 n = 1450 обмин D=465 мм два рабочих с подачей Qн=3242=162 лс и два резервных согласно 2 п.7.3.
Мощность электродвигателя найдем по формуле
где Q1н Нн - подача и напор одного насоса
н – кпд насоса при подачи Qн=16175 лс=53%
Nдв=111000981161755191000053=171кВт
Таблица 6 – Насосные агрегаты
Подача и напор станции
Qсут.макс=32375лс; Нн=519 м
Марка и масса насоса
Диаметр рабочего колеса
Число рабочих агрегатов
Число резервных агрегатов
Характеристика насоса
Размер монтажного пятна
Рисунок 1 – Характеристика насоса
Рисунок 2 – Габариты агрегата
К габаритам агрегата добавлено по 100 мм на каждую сторону – это монтажное пятно 2370×1170 (рисунок 3).
Рисунок 3 – Размеры монтажного пятна.
Рисунок 4 – Присоединительные размеры.
Проектирование машинного зала
1 Расчет машинного зала в плане
Арматура машинного зала (рис.4) позволяет ремонтировать любой участок трубопровода клапан или задвижку при работе двух насосов. Спецификация труб приведена в таблице 6 арматура и фасонные части - в таблице 7.
Между осями агрегата 1000мм. Расстояние между осями агрегатов вдоль коллекторов не совпадает с расстоянием состоящим из длины агрегатов и проходов между ними. Для компенсации этой разности приняты трубные вставки. Вдоль всасывающего и напорного коллектора сумма длин всех элементов составляет 10600 мм вдоль осей агрегатов сумма элементов составляет 12480 мм.
Учитывая то что максимальный вес деталь имеющихся в машинном зале не привышает 5 тонн то будем использовать монтажную площадку 6x12 для въезда автомобиля ЗИЛ-130. В итоге здание машинного зала занимает площадь 30x12м.
Рисунок 5 – Схема машинного зала
Таблица 6 - Спецификация труб
Таблица 8 – Расчётные размеры машинного зала мм
Вдоль оси труб насоса № 1
Перпенд. оси труб насоса № 1
Вдоль всас. коллектора
Вдоль напорн. коллектора
От стены до задвижки 700
От стены до оси насоса 3521
Сальниковый компенсатор 600
Между агрегатами 1 и 2-3370
Сальниковый компенсатор 515
Между агрегатами 2 и 3-3370
Между агрегатами 3 и 4-3370
Насосный агрегат 1170
От оси насоса до стены - 4369
От задвижки до стены 700
Таблица 7 - Элементы схемы машинного зала
Сальниковый компенсатор
Сальниковый компенсатор*
Элементы обозначенные * - их габариты и масса были найдены в интернете.
2 Высотная компоновка машинного зала
Заглубление машинного зала
Отметки в подземной части машинного зала (рис. 6):
верх корпуса насоса 172-05=1715м;
верх фундамента 1715-105=1705м;
ось насоса 1705-15=1715 м;
чистый пол 1705-05=170 м;
заглубление 1728-170=28 м.
Рисунок 6 – Схема заглубления машинного зала
В курсовом проекте в качестве грузоподъемного механизма принимаем мостовой кран грузоподъемностью 5тонн.
Рисунок 7 – Мостовой кран
Принимается высотная схема насосной станции – полузаглубленный машинный зал. Высота надземной части строения определяется по формуле
Нстр = hп + hгр + hс + hз + hгм + hкр + hзаз ; (11)
где hп – высота грузовой платформы транспорта 15 м;
hгр – высота транспортируемого груза здесь максимальная высота – высота задвижки 07м;
hс – высота стропа hс=05 м;
hгм – высота механизма мостового крана в стянутом состоянии равна 01м;
hкр – высота кранового оборудования hкр = H= 105 м;
hзаз – величина зазора hзаз = 02 м;
Нстр = 15+17+05+05+01+105 + 02 = 555м.
Принимается стандартная высота верхнего строения 58м (рисунок 10).
Рисунок 8 –Высотная компоновка машинного зала
Для того чтобы машинный зал имел хорошее естественное освещение общая площадь оконных проемов Q принимается не менее 125% площади пола q т.е
Q=0125q=0125(3018)=675м2.
На основании этого принимается 8 окон для заглубленной части машинного зала и 4 окна во вспомогательном помещении шириной каждого окна 3м и высотой 18м. В машинном зале также принимаются двери высотой 24м при их ширине 1м. Пол машинного зала выполняется с уклоном в сторону колодца для сбора дренажных вод.
Расчет параметров насосной станции
Уравнение характеристик водопроводной сети при максимальном водопотреблении работы станции на один или полтора водовода:
Shп = Sh(QпQмакс)2 =179(3687532375)2=2322 м.
kп =Shп Q2 = 233036872 =2224 с2м5
Нсп = Нстп +kп Q2 = 20 +2224Q2
Sh1ав = (Sh – hн) + 4hн = (179-144)+4144=611 м
k1ав = Sh1ав Q2 = 611032372 = 5831 с2м5
Sh15ав = (Sh – hн) + 25hн = (179-144) +2.5144= 395 м
k15ав = Sh1ав Q2 = 395032372 = 377 с2м5
kс= Sh Q2 = 1790056522 = 281с2м5
Нтр.= Нсттр+ kс Q2=31+281 Q2
kс= Sh Q2 = 179323722 = 171с2м5
Нс = Нст +kс Q2 = 34 + 171Q2 ;
Совместные характеристики насосов
Нн1 = 807+840 Нн(1+2)= 807-210Q2
Таблица 8 - Уравнения характеристик насосов и сети
Характеристики насосов
Таблица 9 – Работа насосной станции
Рисунок 9 – График работы насосной станции
Таблица 10 – Расчет графика водопотребления лс
Рисунок 10-График водопотребления
По рабочим точкам графика рисунка 8 определяются подачи Qнi напоры Hнi и КПД нi при работе одного двух и т. д. насосов в рабочих режимах а по графику рисунка 10 – сколько часов по сути ti заняты эти насосы. По этим значениям вычисляется удельный расход электроэнергии квт-чм3. Результат расчёта сведен в таблицу 12.
Таблица 11– Данные проекта насосной станции
Число рабочих насосов
Действительная подача станции м3сут находится по формуле
где Q1 Q2- подача одновременно работающих 1-го2-х насосов соответсвенно л c;
Q=(02159+032815)3600=24678 м3сут.
Расход электроэнергии находится:
Э=pg(Q1H1t11+ Q2H2t22)1000Qдв
где дв – КПД электродвигателя дв =09
Э=1000981(02154239071+03285515067)100009=5653 кВт.
Удельный расход электроэнергии кВт-чм3 определяется
Подбор дренажных насосов
Подачу дренажных насосов определяем по формуле
где - суммарные утечки через сальники =0114=14лс;
q2 – фильтрация через стены и пол определяют
где W - объем заглубленной части МЗ = 3012280=1008 м3;
q2= 15+00011008=251лс
Принимаем 1 дренажный насос марки ВКС1045 его характеристики приведены в таблице 12
Таблица 12 – Дренажный насос
Выбор трансформаторов
Мощность силовых трансформаторов S кВт найдем по формуле
где - коэффициент спроса =12 (три электродвигателя);
- мощность двигателей основных насосов (без резервных);
- коэффициент полезного действия (КПД) двигателя =09;
cos γ – коэффициент мощности электродвигателя cos γ=09;
50 – нагрузка от вспомогательного оборудования и освещения
Принимаем силовой маслонаполненный трансформатор ТСМ 1006-10с массой 710 кг длиной 965 мм шириной 1580 мм и высотой 1365 мм и ТСМ 3206-10 массой 1005 кг длиной 1120 мм шириной 1820 высотой 1645 мм.
Список использованных литературы
Любовский З.Е. Гидравлика и насосы. Новокузнецк 2005.
Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Нормы проектирования: СНиП 2.04.02-84*. Стройиздат 1985.
Шевелёв Ф. А. Шевелёв А. Ф. Таблицы для гидравлического расчёта водопроводных труб. Стройиздат 1984.
Карасёв Б. В. Насосные и воздуходувные станции.- Минск. «Высшая школа» 1990.
ГОСТ 5525-88 Трубы металлические и соединительные части к ним. Москва 2002

Чертеж1.dwg

План насосной станции второго подъема М 1:100
Вспомогательные помещения
Всасывающий трубопровод ø500
Всасывающий коллектор ø500
Всасывающие соединительные
Обратный клапан ø450
Напорные соединительные
Напорный коллектор ø450
Напорный трубопровод ø450
Задвижка клиновая ø500
Задвижка параллельная ø450
Дисковый поворотный
Сальниковый компенсатор ø500
Сальниковый компенсатор ø450
СибГИУ.2013.270112.100047.КП
Насосные и воздуходувные станции
Насосная станция II подъема
График работы насосной станции
Насосная станция 2-го подъема
КП. 2013. 270112. 100047
Вставка ø500 длина 2070мм
Вставка ø500 длина 1220мм
Вставка ø500 длина 1120мм
Вставка ø500 длина 2230мм
Вставка ø450 длина 2230мм
Вставка ø450 длина 2720мм
Вставка ø450 длина 1415мм
Вставка ø450 длина 1355мм