Проектирование насосной станции второго подъема

Курсовая по НиНС 2015.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 ВТОРОГО ПОДЪЕМА»
Составление таблицы и графика суточного водопотребления подачи воды
насосами и колебания воды в баке башни ..3
Определение диаметра и высоты бака башни 5
Определение диаметров всасывающих и напорных водоводов 5
Определение потерь напора во всасывающих и напорных водоводах
и внутри насосной станции .6
Определение потребного напора насосов в случае максимального водопотребления .6
Определение расхода который должен обеспечивать насос в случае максимального водопотребления и пожаротушения .7
Подбор насосов и уточнение их параметров .. 7
Определение геометрически допустимой высоты всасывания 8
Составление предварительной вертикальной схемы насосной станции 8
Составление плана насосной станции . .. 9
Уточнение потерь напора создаваемого насосом . .10
Уточнение потребного напора и геометрической высоты всасывания 10
График совместной работы насосов и сети .11
Подбор дренажного насоса . ..13
Подбор грузоподъемных устройств . 14
Определение высоты насосной станции(машинного зала) ..15
Компоновка остальных помещений насосной станции .15
Определение удельной нормы расхода электроэнергии для насосных агрегатов и электродвигателей 16
Определение суточного и годового расхода электроэнергии насосных агрегатов 16
Список использованной литературы . .. 17
Составление таблицы и графика суточного водопотребления подачи воды насосами и колебания воды в баке башни.
Определение расчетной максимальной подачи насосной станции.
Определяется расчетный расход. т.е. та подача которая должна быть обеспечена насосной станцией:
Таким образом в час максимального водопотребления водонапорная башня подает:
Количество насосов на станции должно быть не менее 2ух. Учитывая неравномерность водопотребления примем 3 рабочих насоса одной марки.
При выключении одного насоса подача оставшихся составит:
По исходным данным строим график суточного водопотребления.
Составление таблицы водопотребления.
Подача воды насосами м3ч
Поступление воды в бак башни м3ч
Расход воды из бака башни м3ч
Остаток воды в баке башни
Количество работающих насосов
Определение спорного часа и времени включения и выключения агрегатов.
Суммарная подача насосов меньше расчетной на qр = 30 м3ч. Спорный час принимаем в 6-7 часов утра и увеличиваем подачу насосов в этот час (изначально было 2).
Таким образом время включения насоса (переход с 2 рабочих агрегатов на 3) должен осуществляться не в 6 часов а позже на величину x(мин) которая составляет:
Таким образом время включения насоса 6:07 время выключения 21:00.
Определение диаметра и высоты бака башни.
Wрег – необходимый регулирующий объем бака водонапорной башни. Принимается по таблице суточного водопотребления.
Wпож – неприкосновенный объем воды на тушение 3 наружных и 1 внутреннего пожара в течение 10 минут.
qн - Расход на внешний пожар.
qвн - Расход на внутренний пожар. Принимается 2 струи по 25 лс
По полученному значению W подбирается типовой бак и определяются его размеры.
Принимаем железобетонную башню с жб баком объемом 400 м3
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 525м3ч = 146лс и скорости 07-15мс по СНиП
При поломке 1 водовода и расходе 100%:
Диаметр на напорной линии принимаю по половинному расходу 525м3ч = 146лс
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 = 20м.
Это значение будет уточнено после установки оборудования внутри насосной станции.
Определение потребного напора насосов в случае максимального водопотребления.
В час максимального водопотребления:
Статический напор Hст равен:
Отметка поверхности воды у водонапорной башни:
Отметка поверхности земли у водонапорной башни zбаш по заданию равна 420м.
Высота бака водонапорной башни hбак принимаем 64м.
Потери в насосной станции hн ст в первом приближении примем 25м.
В час максимального водопотребления и пожаротушения:
Z - Отметка поверхности земли в расчетной точке при пожаре (по заданию).
Определение расхода который должен обеспечивать насос в случае максимального водопотребления и пожаротушения.
Определение хозяйственно питьевого и противопожарного расхода одного насоса.
qп - Расход одного насоса на пожар;
m - количество пожаров;
n - количество насосов.
Сравнение отметок чтоб выбрать режим подачи при пожаре:
Неравенство не выполняется расход станции будет равен хозяйственному расходу и башню при пожаре отключать не потребуется.
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 3 рабочих агрегатов будет предусмотрено 2 резервных насоса.
Выбор насоса осуществляется при следующих параметрах:
На станции будут использоваться насосы фирмы Grundfos HS 150-125-381379
Доп. кав. запас NPSH:
Мощность на валу: P2 = 540 кВт
(полная характеристика находится в приложении)
Рабочее колесо стачивается 381мм до 379мм.
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 под залив так как разница отметок земли и воды в резервуаре не велика. Это обеспечит более высокую надежность станции и устранит трудности с запуском насосов.
Составление предварительной вертикальной схемы насосной станции
Напорный трубопровод прокладывается ниже глубины промерзания (для Калининградской обл. 12м) 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.
Учитывая во внимание разницу отметок земли у насосной станции Z = 670м. и отметки минимального уровня воды в РЧВ Z = 640м. и принимая во внимание установку насосов под залив заглубление станции составит порядка 5 метров.
Всасывающие и напорные трубопроводы будут уложены в каналы.
Крышка насоса на 03-05м ниже уровня воды в РЧВ.
Расчет основания под насосы.
Масса насоса Grundfos HS 150-125-381379 по паспорту составляет 1150кг. Если масса фундамента m составляет 3-5 массы насоса то зная габариты опорной плиты насоса мы можем определить объем и глубину заложения фундамента.
Масса фундамента принимаю порядка 4500кг. Значит объем бетонной смеси:
Учитывая то что высота фундамента от пола должна составлять около 02м. 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 05м. Можно сделать вывод что подобранный насос нам подходит с незначительным запасом не превышающем 1м.
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.
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 01м несущественна)
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 205лс).
Удельные сопротивления единицы длины:
Выходит при аварии станция не будет обеспечивать потребный напор. Однако разница достаточно мала 06м чтобы ее можно было не принимать во внимание.
Таблица для построения линии сети при аварийном режиме.
На основании строим график характеристики сети.
– характеристика (H-Q) работы 1 насоса Grundfos HS 150-125-381381
– характеристика (H-Q) работы совместно 2 насосов Grundfos HS 150-125-381381
– 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 = 1150 кг - насос с электродвигателем) умноженного на поправочный коэффициент 11
т.е. 1150- 11 = 1265 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 46х90м
Размеры ворот 36х30м
Для определения габаритов трансформаторной требуется определить мощность трансформаторов.
- коэффициент спроса по мощности при 3 работающих двигателях равен 09
- паспортная мощность электродвигателей основных насосов.
- КПД электродвигателя.
- коэффициент мощности электродвигателя.
Предусматриваем 2 трансформатора мощностью 160кВА(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 48% перегрузки для масляного трансформатора составляет порядка 80 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 2014никитос.dwg

КП.50.01.00.00 - НВК
город С. Калининградская область
Водопроводная насосная станция первого подъема
План насосной станции
поперечный и продольный разрезы
ПЛАН НАСОСНОЙ СТАНЦИИ НА ОТМЕТКЕ 32
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 150-125-381381 51-F-A-BBVP
с электродвигателем MMG250MС
Обратный поворотный клапан с
эластичным запиранием DN 250
Задвижка клиновая DN 250
электросварные DN 250
Отводы крутоизогнутые типа 2D
Фланцы плоские DN 250
Переход несимметричный
Переход симметричный
Дренажный насос Unilift KP 350