Насосы и насосные станции

Насосные станции.dwg

Ситуационный план местности 1:5000. Продольный профиль гидроузла 1:500 1:5000. План здания насосной станции 1:100. Продольный разрез здания насосной станции 1:100. Продольный разрез водовыпуска 1:50.
Продольный разрез здания насосной станции 1:100
- Машинный зал 2 - Помещение электрораспределительных устройств 3 - Служебное помещение 4 - Гардеробная 5 - Санитарный узел
План здания насосной станции 1:100
Ситуационный план местности 1:5000
Здание насосной станции
Глубина заложения трубопровода
Продольный профиль гидроузла Мв 1:500 Мг 1:5000
Продольный разрез водовыпуска 1:50
Основные характеристики насоса 800В-2
Диаметр рабочего колеса
Допустимый кавитационный запас
Частота вращения двигателя
Основные характеристики электро двигателя СДВ2-17346-12

Насосная станция.docx

Министерство образования РФ
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра «Гидротехнические и земляные сооружения»
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине:
«Насосы и насосные станции»
2Целевое назначение насосной станции5
3Данные положенные в основу курсовой работы6
Краткое конструктивное описание сооружений насосной станции. Схема узла сооружений8
Определение подачи и напора насоса9
Выбор основного и вспомогательного гидромеханического и энергетического оборудования.13
Определение экономического диаметра напорного трубопровода19
Конструкция здания насосной станции20
Список используемой литературы21
Целью курсовой работы является закрепление теоретических знаний полученных в курсе «Насосы и насосные станции» приобретение необходимых практических навыков в решении многих технических вопросов а также научиться правильно пользоваться нормами проектирования ГОСТами и другой технической литературой.
Насосные станции являются важным элементом систем водоснабжения и водоотведения. Они представляют собой сложный комплекс сооружений и оборудования. Правильный выбор технико-экономических параметров этого комплекса во многом определяет надежность и экономическую эффективность подачи или отведения воды.
2Целевое назначение насосной станции
В настоящей курсовой работе запроектирована насосная станция системы водоотведения которая подаёт сточную жидкость на мелиоративный канал. Место расположения насосной станции определяется при решении схемы водоотведения на основе технико-экономических расчетов. Необходимость устройства насосной станции возникает в случаи достижения максимальной глубины заложения трубопроводов.
3Данные положенные в основу курсовой работы
Водоисточник – водохранилище
Тип подводящего сооружения – глина
Отметка дна отводящего канала – 204
Краткое конструктивное описание сооружений насосной станции. Схема узла сооружений
В состав насосной станции входит: приемный резервуар с решеткой; машинное отделение где размещены насосы; производственно-вспомогательные и бытовые помещения.
Приёмный резервуар служит для регулирования неравномерности поступления к насосам сточных вод.
Решётки задерживают крупные отбросы содержащиеся в сточных водах.
В машинном зале отделённом герметической стенкой от приёмного резервуара размещают насосы имеющие в качестве привода электродвигатели трёхфазного тока
В состав вспомогательных производственных помещений входят помещения электрораспределительных устройств и пусковых щитов. В состав бытовых помещений предусматривают гардеробные и санитарные узлы.
Определение подачи и напора насоса
Насосная станция забирает воду из водохранилища. Вода к станции подается подводящим каналом длиной 80 м.
Максимальный расход – 570 м3с
Русло канала – глина
Русло трапецеидальной формы.
Коэффициент заложения откосов m = 1
Коэффициент шероховатости n = 00225
Задаемся предварительным значением = 3
Максимально допустимая скорость воды в канале - 15 мс
Определим площадь живого сечения:
Ширина канала по дну:
b = 3(38(3+1))12 = 292 м
Принимаем ширину канала по дну равной 3 м.
Определим глубину воды в канале:
Определим смоченный периметр:
= 3+2088((1+12))12 = 549 м
Определим гидравлический радиус:
Определим уклон канала мо дну из формулы Шези:
у = 25(00225)12-013-075(0692)12((00225)12-01) = 0214
С = 0692021400225 = 41077 (мс)-1
i = 572(3824107720692) = 000193
Отметка дна подводящего канала = 1640 – 111 – 006 = 16283
Определим средневзвешенный геометрический напор:
Число суток в периоде
Подача насосной станции
Гедезическая высота подъема
Hг ср = 267522367080 = 3988
Определим суммарные потери напора на всасывающих и нагнетающих трубах:
Потери по длине (L = 92092 м) составляют 3684 м.
h = 07 + 3684 + 1 = 54 м
Определим рабочий напор:
Нр = 399 + 54 = 453 м.
Выбор основного и вспомогательного гидромеханического и энергетического оборудования.
Определим расчетные расходы насоса и число агрегатов:
np = 5.701.35 = 4.22
Принимаем 5 основных агрегатов и 1 резервный.
Выбираем насос 800В-25100-0.
Насосы типа В предназначены для перекачивания воды с содержанием взвешенных частиц не более 3 гл размером не более 01 мм из них абразивных частиц не более 2% с температурой не более 45°C.
Они используются для ирригационных систем для водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий и в других отраслях хозяйства.
Приводом является электродвигатель.
Вода к насосу подводится через металлическое колено или бетонную всасывающую трубу.
Корпус насоса спиральный.
Направляющий подшипник скольжения смазывается водой с содержанием взвешенных частиц до 50 мгл.
Уплотнение вала - мягкий сальник.
Основные характеристики
Диаметр рабочего колеса
Допустимы кавитационный запас
Частота вращения двигателя
Выбираем электродвигатель СДВ2-17346-12
Монтаж вертикальных насосов производят как в собранном так и в разобранном виде. Наиболее сложен монтаж насоса поступающего на площадку в разобранном виде. Перед такой установкой насоса проверяют фундамент под насос и через проём для электродвигателя на нижний этаж к месту монтажа подают сборочные единицы.
Сначала устанавливают фундаментные плиты насоса и предварительно выверяют их по высотной отметке металлической линейкой в горизонтальной плоскости – уровнем. Отклонения не должны превышать по вертикальной отметке ±1мм; по горизонтальной плоскости – 03мм на 1м. Затем устанавливают и закрепляют болтами корпус насоса. На верхний этаж подают статор электродвигателя с закреплёнными нижней крестовиной и фундаментными плитами и устанавливают его на заданной отметке. Статор в горизонтальном положении выверяют уровнем с ценой деления 01 мм на 1 м который помещают на верхнем кольце корпуса. Отклонения не должны превышать по вертикальной отметке +1 мм; по горизонтальной плоскости – 01 мм на 1 м.
Затем приступают к центровке агрегата по вертикальной оси струной и отвесом. За базу принимают уплотняющее кольцо корпуса насоса. Струну натягивают через центр насоса и статора. Зазоры между струной и уплотняющим кольцом насоса замеряют штихмассом электроакустическим методом. Он состоит в том что цепь с радионаушниками и источником тока в виде батарейки для карманного фонаря одним концом присоединяют к струне а другим концом к раме (или цилиндрам). При замерах соосности один конец штихмасса устанавливают на обработанную поверхность рамы или цилиндра и подбирают его длину при которой второй конец легко касается струны. В момент касания цепь замыкается и в наушниках слышен треск. Расстояние до струны считается замеренным правильно если уменьшение длины штихмасса на 002 мм не дает контакта в цепи наушников. Несоосность рамы и цилиндра не должна превышать 015–02 мм. После предварительной центровки насоса и статора подливают бетонной смесью фундаментные болты а когда бетон затвердеет агрегат центруют окончательно. Допустимые отклонения по соосности не должны превышать 003–005 мм.
Ротор насоса устанавливают на нижнюю крышку корпуса. После этого ставят верхнюю крышку насоса с вкладышами подшипника и предварительно выверяют вертикальность вала насоса равным уровнем; допустимое отклонение от вертикали не более 004мм на 1м. указанной точности добиваются путем установки в зазор между шейкой вала и вкладышами подшипника полуколец заранее изготовленных из металлических пластин толщиной 01–04 мм. После предварительной выверки вертикальности вала монтируют трансмиссии. Затем собирают электродвигатель и проверяют зазоры межжелезного пространства между ротором и статором вверху и внизу в четырех диаметрально противоположных точках. Зазоры не должны превышать ±10% проектного размера. Несоосность ротора по отношению к статору можно устранить передвижением вала ротора по сегментам подпятника опорного подшипника с помощью прижимных болтов.
После выверки вертикальности вала и зазоров в подшипниках подливают бетонную смесь под плиты насоса и электродвигателя. После затвердения бетонной смеси перебирают сальники ставят вспомогательное оборудование и трубопроводы. Затем приступают к опробованию и испытанию насосного агрегата.
К пуску и опробованию насосных агрегатов должны быть закончены работы по устройству верхнего покрытия пола и вентиляции монтаж всего оборудования трубопроводов насосного агрегата КИП и автоматических устройств смазочных систем электромонтажные работы и др.
При подготовке агрегата к пуску проверяют затяжку всех крепежных изделий удаляют пыль и грязь и продувают сжатым воздухом смазочные системы трубопроводов. Затем через сетку заливают чистое масло в картер насоса редуктор и зубчатые муфты проверяют затяжку сальников. Муфту вручную приводят в движение при этом вращение ротора или коленчатого вала и ход поршней или плунжеров насоса должен быть плавным и без рывков. Насосы предназначенные для перекачки горячих жидкостей перед пуском прогревают паром температура которого может быть на 40оС ниже температуры перекачиваемой жидкости. Напор жидкости и производительность агрегата регулируют у центробежного вихревого или центробежно-вихревого насоса задвижкой установленной на напорном трубопроводе у регулируемого приводного поршневого и плунжерного насоса – изменением хода поршня или плунжера у парового поршневого насоса – запорном вентилем свежего пара. Пробный пуск агрегата производят при малой нагрузке насоса.
Пуск в работу центробежных вихревых и центробежно-вихревых агрегатов осуществляют следующим образом. Все задвижки или вентили на всасывающем напорном и вспомогательных трубопроводах а также краны вакуумметра манометров и расходомеров закрывают. Не закрывают задвижку на всасывающем трубопроводе насоса работающем под давлением а также на напорном трубопроводе вихревого или центробежно-вихревого агрегата. У центробежного агрегата при необходимости задвижка может быть закрыта только на 80%.
Затем открывают краны подающие смазывающую или охлаждающую жидкости к сальнику подшипникам или охладителю. Всасывающий трубопровод и насос заполняют перекачиваемой жидкостью. После заполнения насоса жидкостью закрывают кран для выпуска воздуха и если у агрегата предусмотрен байпас то его открывают. Затем включают электродвигатель агрегата и открывают краны манометров.
У вихревого или центробежно-вихревого насоса перед пуском электродвигателя открывают задвижку на всасывающем трубопроводе. Запрещается пуск насосов без воды или перекачиваемой жидкости и с отключённой системой охлаждения. Не допускается работа центробежного насоса при закрытой задвижке на напорном трубопроводе более 2–3 минут.
Когда частота вращения вала центробежного насоса достигнет предусмотренной а манометр при напорном патрубке будет показывать номинальное давление необходимо открыть задвижку на напорном трубопроводе и закрыть байпас (если он предусмотрен). Напорную задвижку следует открывать постепенно чтобы прохождение жидкости было минимальным что исключает нагрев корпуса насоса и электродвигателя. При открытии напорной задвижки необходимо следить за равномерным возрастанием нагрузки электродвигателя до рабочего режима. В случае его перегрузки нужно немедленно остановить агрегат для выявления причин. При остановке агрегата сначала медленно перекрывают задвижку на всасывающем (если она предусмотрена) трубопроводе затем задвижку на напорном трубопроводе и выключают электродвигатель.
При пуске в работу приводных поршневых и плунжерных агрегатов открывают задвижки или вентили на всасывающем и напорном трубопроводах и краны вакуумметра манометров и расходомера. У насоса с байпасом следует закрыть задвижку на напорном трубопроводе и открыть задвижку байпаса. Затем заливают маслом шестеренчатый насос и наполняют жидкостью всасывающий трубопровод и камеру гидравлической части насоса. Открывают вентили на вспомогательных трубопроводах подводящих охлаждающую воду или масло к сальникам цилиндрам или охладителю. Далее включают электродвигатель. Нагрузка насоса до рабочего режима должна повышаться равномерно. В случае перегрузки электродвигателя нужно немедленно остановить агрегат для выяснения причин.
Во время работы агрегата необходимо следить за показаниями контрольно-измерительных приборов. Повышенное давление указывает на большое сопротивление в напорном трубопроводе вызванное его засорением или неполным открытием напорной задвижки. При нормальной работе насоса стрелки приборов за исключением вольтметра должны равномерно колебаться относительно значения измеряемого параметра; скачки стрелок показывают что насос подсасывает воздух. В этом случае необходимо устранить негерметичность стыков всасывающего трубопровода.
Повышенная сила тока (показание амперметра) по сравнению с паспортным значением указывает на неисправность в насосе (заедание ползунов перетяжка шатунных подшипников сальников штоков) неправильную сборку редуктора и т.п.
При появлении резких стуков и чрезмерного нагревания корпуса насос следует немедленно остановить для устранения неисправностей.
В процессе опробования агрегатов необходимо обеспечить: работу агрегата без стука и чрезмерного шума а также без утечек перекачиваемых смазывающих и охлаждающих жидкостей в стыковых соединениях деталей и сборочных единиц; температуру масла в картерах или масляных ваннах (баках) не выше 60оС; нагрев подшипников и трущихся поверхностей деталей и сборочных единиц агрегата (при перекачке холодной жидкости) не выше 65оС. Если в каком-либо подшипнике температура будет выше указанной то необходимо проверить качество масла и поступление его в подшипник.
Опробование насоса считается законченным при достижении устойчивой работы агрегата в течение 2 ч. После опробования насосные агрегаты проходят индивидуальное испытание под рабочей нагрузкой в течение 4 ч.
Определение экономического диаметра напорного трубопровода
Пример напорный трубопровод состоящий из двух ниток металлических труб (n = 0017). Уклон трубопровода составляет i = 0.0433.
Насосы установленные на насосной станции работают параллельно т.е. одновременно подают жидкость в два параллельно соединенных трубопровода. Необходимость в параллельной работе нескольких одинаковых насосов возникает в тех случаях когда невозможно обеспечить требуемый расход воды подачей одного насоса. Параллельная работа насосов используется для увеличения общей подачи при постоянных напорах и для регулирования подач путём изменения числа работающих агрегатов.
Расчет ведем для пропуска одной ниткой трубопровода половины максимального расхода:
Определим расходную характеристику:
К = 285(00433)12 = 13.7 м2с
Определим расходную характеристику для труб с коэффициентом шероховатости n = 1:
К1 = 13.70.017 = 0.23
Диаметр труб соответствующий этой расходной характеристике составляет 1 м.
Принимаем напорный трубопровод состоящий из 2 ниток с диаметром труб d = 1 м.
Конструкция здания насосной станции
Насосная станция состоит из надземной и подземной части.
В верхней части расположен машинный зал монтажная площадка грузоподъемное оборудование бытовые и эксплуатационные помещения. Фундаментом для надземной части служат массивные стены подземной части.
В подземной части расположены насосные установки (основные и резервные). Стены подземной части выполнены из гидротехнического бетона марки не ниже 150 водонепроницаемостью не ниже В-4 и морозостойкостью М – 50. С внешней стороны камера покрыта гидроизоляцией для уменьшения агрессивного действия воды и увеличения водонепроницаемости.
Подземная часть включает в себя водозаборную камеру. Вода в нее поступает сквозь водопропускные отверстия с сороудерживающими решетками и фильтрами. При необходимости ремонта затопленной камеры на водопропускных отверстиях предусмотрены затворы.
Междуэтажное перекрытие выполняется на месте из монолитного железобетона с толщиной плит 20 см. Наземная и подземная часть соединена лестничной клеткой расположенной под монтажной площадкой
Под здание насосной станции укладывают подготовку из гравия или щебня слоем 5-10 см втрамбованного в грунт и выравнивающего поверхность основания затем выкладывают подготовку из тощего бетона марки 40-60 слоем 15-20 см. По подготовке укладывают гидроизоляционный слой из асфальта толщиной 2-3 см армированного сеткой из проволоки предохраняющей асфальт от выдавливания.
Толщину стен подземной части принимаем равной 1 м. Толщину стен надземной части принимаем равной 05 м.
Список используемой литературы
«Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Насосы и насосные станции» Волгоград.
«Насосы и насосные станции» В. Я. Карелин А. В. Минаев Москва 1986.
«Справочник по гидравлическим расчетам» под ред П. Г. Киселева Москва 1972.