Проектирование насосной станции первого подъема

Курсовая по НиНС 2014Витя Тащи.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»
Факультет инженерной экологии и городского хозяйства
Кафедра водопользования и экологии
Дисциплина: Насосы и насосные станции
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту:
«ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ПЕРВОГО ПОДЪЕМА»
Определение расчетного расхода . . ..3
Определение противопожарного запаса воды 3
Определение диаметров всасывающих и напорных водоводов 4
Определение потерь напора во всасывающих и напорных водоводах
и внутри насосной станции .4
Определение потребного напора насосной станции .5
Подбор насосов и уточнение их параметров .. 5
Определение геометрически допустимой высоты всасывания 6
Составление предварительной вертикальной схемы насосной станции . 7
Составление плана насосной станции .. . .. 8
Уточнение потерь напора создаваемого насосом . 8
Уточнение потребного напора и геометрической высоты всасывания 10
Подбор вакуумных насосов . ..10
График совместной работы насосов и сети .11
Подбор дренажного насоса . ..14
Подбор грузоподъемных устройств . 15
Определение высоты насосной станции(машинного зала) ..16
Компоновка остальных помещений насосной станции .16
Определение удельной нормы расхода электроэнергии для насосных агрегатов и электродвигателей 17
Определение суточного и годового расхода электроэнергии насосных агрегатов 17
Список использованной литературы . .. 18
Определение расчетного расхода.
Определяем расчётный расход то есть подача которая должна быть обеспечена насосной станцией первого подъёма:
Где α – коэфф учитывающий расход воды на собственные нужды в водоочистных сооружениях.
При суточном расходе более 20000 м3сут α=105.
Где Т – время работы очистных сооружений (24часа)
Определение противопожарного запаса воды.
QППЗ – пополнение противопожарного запаса
qП – расход воды на один наружный пожар (определяется из количества жителей по снипу)
При наличии внутреннего пожара qП +5 лс - > 2струи по 25лс
m - расчетное число пожаров
Qчас max – расход воды за 3 часа смежных с максимальными при коэффициенте k = 135
– продолжительность пожара (в часах).
Qчас ср – средняя часовая подача насосной станцией первого подъема. Т. е. расход поступающий с насосной станции.
Т1 – время пополнения противопожарного запаса. По СНиП 2.04.02-84* принимается 24 часа.
Так как k = 75 > 7% то QППЗ необходимо учитывать при подборе насосного оборудования:
Определение диаметров всасывающих и напорных водоводов.
Для насосной станции I категории надежности количество напорных водоводов должно быть не менее 2. При подборе диаметров пользуются таблицами Шевелева и рекомендациями СНиП.
Диаметр на всасывающей линии принимаю по половине расхода 705м3ч = 196лс и скорости 08-15мс по СНиП
При поломке 1 водовода и расходе 100%:
Диаметр на напорной линии принимаю по половинному расходу 705м3ч = 196лс
и скорости 1-3мс по СНиП
При поломке 1 водовода и расходе 70%:
Также по таблицам Шевелева принимаю водоводы:
На участке насос - напорная линия:
На участке всасывающий водовод - насос:
Определение потерь напора во всасывающих и напорных водоводах и внутри насосной станции.
-коэффициент учитывающий местные потери на водоводах;
Lн.в. – длина напорной линии;
Lвс.в. – длина всасывающей линии;
Потери внутри насосной станции на данном этапе проектирования принимаем hн ст = 25м.
Это значение будет уточнено после установки оборудования внутри насосной станции.
Определение потребного напора насосной станции.
где Нст — статический напор.
Z1 — отметка уровня воды в смесителе очистных сооружений (резервуаре)
Z2 — отметка наинизшего уровня воды в водозаборном колодце.
hвс.вод — потери напора во всасывающем водоводе
hвдм — потери напора на водомере (сужающем устройстве); предварительно принимаются равными 05—15 м;
hнс — потери внутри насосной станции; предварительно принимаются равными 20—25 м;
hнап.вод — гидравлические потери в напорном водоводе;
hиз — запас напора на излив учитывающий потери при выходе из трубы в резервуар;
принимается hиз = 05 м.
Подбор насосов и уточнение их параметров.
При определении количества резервных агрегатов руководствуются рекомендациями СНиП в зависимости от категории надежности станции и количества рабочих насосов.
В нашем случае для 2 рабочих агрегатов будет предусмотрено 2 резервных насоса.
Выбор насоса осуществляется при следующих параметрах:
На станции будут использоваться насосы фирмы Grundfos HS 250-200-381357
Доп. кав. запас NPSH:
Мощность на валу: P2 = 878 кВт
(полная характеристика находится в приложении)
Рабочее колесо стачивается с 226мм до 223мм
Определение геометрически допустимой высоты всасывания.
Допустимый кавитационный запас
Потери во всасывающем трубопроводе:
Атмосферное давление Pаρg = 1033м.
Парциальное давление Pпарцρg = 024м.
– запас который рекомендует учитывать Grundfos.
Насосы устанавливаю не под залив так как разница отметок земли и воды в колодце велика. В связи с этим придется подобрать вакуум-насосы для залива насосов.
Допустимая положительная высота всасывания составляет 45м. Устанавливать ось насоса выше этой высоты запрещается так как это ведёт к разрыву сплошности потока и появлению пузырей следовательно к кавитации что категорически недопустимо.
Ось насоса проходит на отметке 327м.
Составление предварительной вертикальной схемы насосной станции
Напорный трубопровод прокладывается ниже глубины промерзания (для Ленинградской обл. 14м) на величину 05d.
Отметка оси насоса должна быть выше отметки пола на 05 - 07м.
Уровень пола должен превышать на 01-03м отметку земли чтобы исключить попадание дождевой воды.
Расчет основания под насосы.
Масса насоса Grundfos HS 250-200-381357 по паспорту составляет 2070кг. Если масса фундамента m составляет 2-3 массы насоса то зная габариты опорной плиты насоса мы можем определить объем и глубину заложения фундамента.
Масса фундамента принимаю порядка 5000кг. Значит объем бетонной смеси:
Учитывая то что высота фундамента от пола должна составлять около 03м. заглубление фундамента составит 090м.
Составление плана насосной станции
Рассмотрены 2 варианта плана станции: А В.
Компоновка насосов типа Д в один ряд и установка напорной флейты выше оси насоса.
Крупных недостатков не имеет. Длина машинного зала больше чем в варианте В.
Компоновка насосов типа Д в два ряда и установка напорной флейты на определенной отметке. Тяжело организовать обслуживание насосов и запорной арматуры. Но более компактна чем вариант А.
Из них наиболее рациональным представляется вариант А.
Все планы представлены в приложении
Размер монтажной площадки определяем исходя из размеров транспортного средства заводящего оборудование внутрь станции +07 м вокруг него.
Размер монтажной площадки принимаем: 90x36м.
Уточнение потерь напора создаваемого насосом.
Схема к определению потерь напора
Сводная таблица потерь напора
Наименование сопротивления
Местные сопротивления
тройник в прямом направлении
тройник с разде-лением потоков
Переход суживающийся
Переход расширяющийся
тройник с соединием потоков
Определение потерь в водомере.
Чаще всего на насосных станциях в качестве водомеров ставятся сужающие устройства.
Для заданного расхода 707м3ч находим подходящий диафрагменный водомер с соотношением диаметров ddy = 067. (водомер ставится на напорном трубопроводе).
Относительное сужение потока:
Перепад напора в сужающем устройстве составляет:
Потери напора в диафрагменном водомере составят:
Уточнение потребного напора и геометрической высоты всасывания.
Таким образом разница в потребном напоре составляет 082м. Можно сделать вывод что подобранный насос нам подходит с незначительным запасом не превышающем 1м.
Уточним геометрически допустимую высоту всасывания насоса.
Из за того что высота изменилась требуется уточнить отметку оси насоса и пола насосной станции:
Подбор вакуумных насосов.
Производительность вакуумных насосов:
где k – коэффициент запаса принимается k=105 - 11;
Wтр – объем всасывающего трубопровода от всасывающего патрубка насоса до зеркала воды
Wн – объем всасывающей полости насоса принимается Wн = 04 м3;
T – Время заливки насоса водой принимается 4 мин;
Ра – атмосферное давление 1033 м.
Устанавливается один рабочий и один запасной насос фирмы Sigma Zavadka 80-SZO-244-125-LC-00.
График совместной работы насосов и сети.
При нормальном режиме (работе одного всасывающего и двух напорных водоводов):
Статический напор -
Потери напора в системе -
– суммарный коэффициент удельного сопротивления.
Статический напор Hст равен:
Отметка подачи воды на очистные сооружения ZОС = 455м.
Принимаем по таблицам Шевелева [табл.2] удельное сопротивление единицы длины А в зависимости от диаметров:
Коэффициенты удельного сопротивления:
– коэффициент учитывающий местные потери на водоводах;
(разница в 08м объясняется тем что при расчете не были учтены потери в водомере и запас на излив 05м.)
Таблица для построения линии сети при нормальном режиме.
При аварийном режиме (работе одного всасывающего и одного напорного водовода):
При выходе из строя одного водовода насосная станция должна обеспечивать не менее 70% расчетного расхода (не менее 275лс).
Удельные сопротивления единицы длины:
Выходит при аварии станция не будет обеспечивать потребный напор. Для устранения подобной проблемы следует сделать перемычку.
Разделим напорный водовод на 4 равных участка по 275м.
В случае аварии на каком либо участке:
Потребный напор обеспечен.
Таблица для построения линии сети при аварийном режиме.
На основании строим график характеристики сети.
– характеристика (H-Q) работы 1 насоса Grundfos HS 250-200-381357
– характеристика (H-Q) работы совместно 2 насосов Grundfos HS 250-200-381357
– характеристика (H-Q) сети при работе одного всасывающего водовода и двух напорных (нормальная работа)
– характеристика (H-Q) сети при работе одного всасывающего водовода и одного напорного (авария на участке)
Подбор дренажного насоса.
В подземную часть насосной станции вода поступает из грунтовых вод фильтрующих через стены здания через сальники насосов и при ремонте оборудования изливом. Для ее удаления предусматривается установка дренажного насоса.
Насос подбираем по следующим параметрам:
Принимаем к установке
насоса Unilift KP 350
Один рабочий другой резервный
Расположим дренажный колодец под лестницей ведущей в машинный зал. Вода к колодцу будет подводиться по лотку расположенному у стены. Пол делается с уклоном 0002 в сторону лотка.
Подбор грузоподъемных устройств.
Для транспортировки и монтажа оборудования насосной станции используем грузоподъёмное устройство в зависимости от веса самого тяжёлого элемента оборудования расположенного внутри насосной станции (Магр = 2070 кг - насос с электродвигателем) умноженного на поправочный коэффициент 11
т.е. 2070- 11 = 2277 кг.
Пролет крана Lk .. .75m
База крана Bk .. 17m
Полная длинна крана L .83m
Базовый телфер МТ410Н V121EN20
Высота на подъем телфера Н 9m
Определение высоты насосной станции (машинного зала).
Высота станции определяется по формуле:
– погрузочная высота платформы;
- высота от груза до тс;
- высота наиболее высокого груза;
- высота крана от крюка до верха.
минимальная высота станции:
Принимаю высоту станции:
Компоновка остальных помещений насосной станции.
Размер монтажной площадки определяем исходя из размеров транспортного средства +07м. вокруг.
Габариты площадки 36х90м
Размеры ворот 30х30м
Для определения габаритов трансформаторной требуется определить мощность трансформаторов.
- коэффициент спроса по мощности при 2 работающих двигателях равен 1
- паспортная мощность электродвигателей основных насосов.
- КПД электродвигателя.
- коэффициент мощности электродвигателя.
Предусматриваем 2 трансформатора мощностью 250кВА(понижение с 10 до 63кВ) и один трансформатор для нужд станции мощностью 160кВА(понижение с 63 до 04кВ)
При выходе из строя одного трансформатора перегрузка другого составит
Допустимое время 64% перегрузки для масляного трансформатора составляет порядка 40 минут.
Таблица размеров помещений насосной станции:
Определение удельной нормы расхода электроэнергии для насосных агрегатов и электродвигателей.
Анализируя полученный результат можно сказать что насос и электродвигатель к нему подобраны экономично.
Определение суточного и годового расхода электроэнергии насосных агрегатов.
- КПД электродвигателя
– КПД насосов при i-й ступени.
- время работы в течение суток в режиме i-й ступени (в часах).
и – соответственно суммарная подача м3с и напор м.
Годовой расход электроэнергии с учетом того что насосная станция не каждый день работает с максимальной подачей определяют по формуле:
Список использованной литературы.
Залуцкий Э.В. Петрухно А.И. Насосные станции. Курсовое проектирование. – К. Вища шк. Головное изд-во 1987. – 167 с.
Кораблев А.И. Черкасов Г.Н. Учебное пособие к выполнению курсового проекта: Проектирование водопроводных и канализационных насосных станций. Ленинград 1985г.
Карелин В.Я. Минаев А.В. Насосы и насосные станции. Учебник для вызов – 2-е издание переработано и дополнено – М.: Стройиздат 1986.
Шевелев Ф. А. Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. М.: Стройиздат 1984. 116 с.
Справочник монтажника: Оборудование водопроводно-канализационных сооружений М.: Стройиздат 1979 . 430 с.

НиНС Курсовая 2014.dwg

КП.50.01.00.00 - НВК
город С. Ленинградская область
Водопроводная насосная станция первого подъема
План насосной станции
поперечный и продольный разрезы
4 9 4 5 25м. 10м. 15м. 6 22 20 10 4 4 4 4 2 2
Насос горизонтальный двустороннего входа HS 250-200-381357 51-F-A-BBVP с электродвигателем MMG315MB
80 обмин. Обратный поворотный клапан с эластичным запиранием DN 350 Задвижка клиновая DN 350 то же DN 400 то же DN 500 Трубы стальные электросварные DN 350 то же DN 400 то же DN 500 Отводы крутоизогнутые типа 2D DN 350 Фланцы плоские DN 350 то же DN 400 то же DN 500 Вибровставка DN 350 то же DN 400 Переход несимметричный DN 400x200 Переход симметричный DN 200x350 Дренажный насос Unilift KP 350 Водокольцевой вакуум-насос 80-SZO-244-125-LC-00
Grundfos AVK то же то же то же ГОСТ 8696-74 ГОСТ 30753-01 ГОСТ 12820-80 Dunfoss ГОСТ 17378-01 Grundfos Sigma Zavadka
раб. +2рез. насоса укороч. то же то же 90° 1 раб. +1рез.
ПЛАН НАСОСНОЙ СТАНЦИИ НА ОТМЕТКЕ 38
ПЛАН МАШИННОГО ЗАЛА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ. ВАРИАНТ А
ПЛАН МАШИННОГО ЗАЛА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ. ВАРИАНТ B
Гидроизоляция из ПВХ мембраны AQUA 100P Минераловатный утеплитель "Rockwool" Пароизоляционная пленка "Паробарьер" Выравнивающая песчано-цементная стяжка Уклонообразующий слой из керамзитобетона Жб плита покрытия 1ПГ6 Балка двутавр широкополочный 40Ш2
Насос горизонтальный
HS 250-200-381357 51-F-A-BBPV
с электродвигателем MMG315MB
Обратный поворотный клапан с
эластичным запиранием DN 350