Водопроводная насосная станция второго подъема

Рисунок1.dwg

Насос типа Д 800-57 М 1:10
Насос типа Д 800-57 М 1:20
Водоизоляционный ковер
08-ИГАСУ-ФИС-290800-05635-НС-КП
Проектировании насосных станций
Насос Д 800-57 Анализ совместной работы насосов и водоводов
Водопроводная насосная станция второго подъема
Анализ совместной работы насосов и водоводов
- характеристика двух параллельных водоводов 2 - характеристика водовода с перемычкой 1' - характеристика двух параллельных водоводов при регулировании подачи 3 - характеристика водоводов при пожаре 4 - характеристика одного насоса 5 - характеристика двух насосов
Всасывающие трубопроводы ø 426*2·5
Напорные трубопроводы ø 377*2·5
Сборные железобетонные плиты
План Разрез 1-1 Разрез 2-2
Помещение статических конденсаторов
Помещение выпрямителей
Камеры трансформаторов
Насос центробежный Д 800-57 ГОСТ 22465-88
Электродвигатель ГОСТ 28330-89

Пояснительная записка.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ивановский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра гидравлики водоснабжения и водоотведения
Водопроводная насосная станция второго подъема
Пояснительная записка
студентка 3 курса гр. ВВ-31
Пояснительная записка содержит 18 страниц 3 таблицы 2 графика библиография: 7 названий.
НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ПОДАЧА НАПОР ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ ВОДОВОДЫ ВЫСОТА ВСАСЫВАНИЯ ОСЬ НАСОСА МОЩНОСТЬ.
В ходе курсового проекта спроектирована водопроводная насосная станция второго подъема выбран график работы насосной станции определены объемы бака водонапорной башни и резервуаров чистой воды произведен анализ совместной работы насосов и водоводов рассчитана отметка оси насоса подобрано вспомогательное оборудование.
СУММАРНОЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ6
РЕЖИМ РАБОТЫ НАСОСОВ7
РЕЗЕРВУАРЫ ЧИСТОЙ ВОДЫ10
РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ12
ТРЕБУЕМЫЙ НАПОР НАСОСОВ13
АНАЛИЗ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ НАСОСОВ И ВОДОВОДОВ13
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ ОСИ НАСОСА И ПОЛА МАШИННОГО ЗАЛА15
ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ16
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК18
на курсовой проект “Водопроводная насосная станция второго подъема”
по курсу “Проектирование насосных станций систем
водоснабжения и водоотведения”
Студент ВВ-31 Фомина Е.А.
Разработать проект насосной станции с выбором основного и вспомогательного оборудования с анализом совместной работы насосов.
Исходные данные к проекту
Водопроводная сеть - объединенная;
Максимальное хозпитьевое и технологическое водопотребление* 2551121 м3сут;
Доля расхода на технологическое водопотребление* 1%;
Расчетное число одновременных пожаров* 2
Расход воды на один пожар* 35 лс;
Отметки уровней воды в резервуаре чистой воды (РЧВ):
максимальный* 23 м; минимальный пожарного запаса * - 098 м; наинизший *-25 м;
Отметки поверхности земли:
у РЧВ *1013 м; у НС *1013м; у точки входа в городскую сеть *1017 м;
Свободные напоры у точки входа в городскую сеть:
при максимальном водопотреблении 60 м;
при максимальном транзите воды в башню* 30 м;
при пожаротушении 10 м;
всасывающих *10 м; напорных*230 м;
Состав грунтов* суглинок;
Глубина промерзания грунтов* 189 м;
Глубина залегания грунтовых вод* 146 м.
* - по данным КП “Водоснабжение ч. I. Сети водопроводные”
Суммарное водопотребление.
График суммарного водопотребления берется из курсового проекта по водоснабжению (часть 1)
Таблица 1. Суммарное водопотребление города по часам суток.
Технологическая часть
В обеспечении надёжной работы систем водоснабжения важная роль отводится насосным станциям. В зависимости от места расположения в общей схеме различают водопроводные насосные станции первого и второго подъёма.
Задачей насосной станции второго подъёма является подача воды из резервуаров чистой воды к потребителям и в бак водонапорной башни. Напор насосной станции должен быть достаточен для преодоления всех гидравлических сопротивлений водоводов и распределительной сети а также для создания некоторых необходимых напоров у потребителей.
Порядок проектирования зависит от условий состава исходных данных. Однако можно рекомендовать некоторую укрупнённую схему расчёта включающую в себя следующие основные этапы:
Выбор режима работы насосов и числа насосных агрегатов.
Определение расчётной подачи насосов.
Расчёт трубопроводов.
Определение требуемого напора насосов.
Анализ совместной работы насосов и трубопроводов.
Определение допустимой отметки оси насосов.
Выбор вспомогательного оборудования.
Проектирование здания насосной станции.
Режим работы насосов.
Требуемая среднечасовая подача насосов в период максимального водопотребления
где - общее водопотребление за период максимального водопотребления
Qч.I – часовые расходы воды у потребителей за этот период;
- продолжительность периода максимального водопотребления
По аналогии требуемая среднечасовая подача насосов в период минимального водопотребления определяется из соотношения
где - общее водопотребление за период минимального водопотребления
- продолжительность периода минимального водопотребления
Рекомендуемое к установке количество рабочих насосов пропорционально отношению найденных максимальной и минимальной подач насосной станции
где к – коэффициент пропорциональности принимаемый по возможности наименьшим целым числом.
Исходя из принятого числа рабочих насосов определяется ориентировочная часовая подача одного насоса
В период максимального водопотребления работают все насосы т.е. число работающих насосов
В период минимального водопотребления число работающих насосов определяется как округленное до целого числа отношение среднечасового водопотребления за этот период к подаче одного насоса
Количество насосо – часов работы насосной станции за сутки
Уточненная подача одного насоса (расчетная)
где Qсут. – суточная подача насосной станции равная суточному водопотреблению.
По результатам расчета определяем расчетные подачи насосной станции в любой час суток
где - расчетная часовая подача одного насоса;
- число работающих насосов в данный час.
насос: м3ч;2 насоса: м3ч.
Совместный анализ режимов водопотребления и работы насосной станции второго подъема позволяет составить режим работы водонапорной башни т.е. определить величину поступления или отбора воды из водонапорной башни. При этом определяется величина остатка воды в баке башни наибольшее значение которого составляет требуемый минимальный регулирующий объем бака.
Таблица 2. Режим работы водонапорной башни
Остаток воды в баке м3ч
Полная вместимость водонапорной башни WВБ м3 состоит из регулирующего объема Wp и неприкосновенного десятиминутного противопожарного запаса воды Wп для тушения одного наружного и одного внутреннего пожара:
Регулирующий объем Wp определяют сопоставляя режимы водопотребления и работы насосной станции второго подъема. Регулирующий объем водонапорной башни Wp м3 соответствует максимальному остатку воды в баке.
Десятиминутный противопожарный запас воды Wп м3 определяют по формуле:
qп.н. – расход воды на тушение одного наружного пожара лс;
qп.в. – расход воды на тушение одного внутреннего пожара лс определяется по СНиП 2.04.01-85.
Wp =1106194 м3; м3; м3 - 443 %
Резервуары чистой воды.
Полный объем резервуаров чистой воды Wрчв м3 должен включать кроме регулирующего объема Wр также запас воды на тушение пожаров Wпож и запас воды на собственные нужды очистных сооружений Wс.н т.е.
Wрчв = Wр + Wпож + Wс.н
Противопожарный запас Wпож м3 определяют исходя из необходимости тушения расчетных пожаров в течение трех (иногда двух) часов максимального водопотребления с учетом поступления воды в резервуары чистой воды из очистных сооружений на протяжении всего периода тушения пожаров:
Wпож = tпожQпож + Qmax t– tпожQос
где tпож – расчетная продолжительность тушения пожаров ч; Qпож - расчетный противопожарный расход воды м3ч; Qma Qос - расход воды поступающий в резервуары чистой воды из очистных сооружений в период тушения пожаров равный среднечасовому расходу воды в сутки максимального водопотребления Qсут max24 м3ч.
Запас воды на собственные нужды очистных сооружений Wс.н определяют в зависимости от технологии обработки воды типа применяемых сооружений и др. При пользовании на очистных сооружениях скорых фильтров и контактных осветлителей запас воды в резервуарах должен приниматься на одну дополнительную промывку фильтров или осветлителей. Ориентировочно в этом случае запас воды может быть принят в размере 5 8 % от максимального суточного водопотребления Qсут max.
Общее количество резервуаров чистой воды должно быть не менее двух. При отключении одного резервуара в остальных должно храниться не менее 50 % требуемого запаса воды.
Таблица 3. Резервуар чистой воды.
Подача НС-I: 255112124=1062965 м3ч.
Wp = 3679515 м3; tпож·Qпож = 1566 м3;
Wпож = 1566 + 416602 – 3·1062965=2543125 м3
Wрчв = 3679515+2543125+178578=800842 м3
Общее количество резервуаров – 2 тогда W1 = Wрчв2 = 8008422=400421 м3
резервуар чистой воды:
Wпож=127156 м3; Wостал=273265 м3;W=l·b·h.
Принимаем Н=5 м h=48 м. Тогда l=34 м b=245 м (34·245·48=400421 м3)
hпож=127156(34·245)=152 м; hостал=48-152=328 м.
Расчёт внешних и всасывающих трубопроводов выполняется с определения их диаметров и потерь напора в них.
Расчётный расход воды по трубопроводу определяется по формуле:
где N – количество параллельно работающих трубопроводов;
Qр – расчётная подача насосной станции.
Всасывающие трубопроводы.
Принимаем оптимальную скорость n = 15 мс
Ориентировочно значение диаметра: м
По ГОСТ 18599-83 расчетный внутренний диаметр трубы: Dгост = 0426 м.
Напорные трубопроводы.
Принимаем оптимальную скорость n = 2 мс.
Ориентировочно значение диаметрам.
По ГОСТ 18599-83 расчетный внутренний диаметр трубы: Dгост = 0377 м.
Требуемый напор насосов.
При проектировании системы водоснабжения мы определили требуемые напоры: в случае максимального водоразбора Н=40 м в случае максимального транзита воды в башню Н=50 м. Расчетным выбираем наибольший напор т.е. Н=50 м.
Выбор типа насоса производится по сводным графикам полей характеристик. Основой для выбора служат найденные значения расчётной подачи и требуемого напора. При выборе необходимо учитывать следующие рекомендации.
Желательно принимать к установке однотипные насосы. Применение разнотипных насосов допускается лишь в исключительных случаях когда нельзя подобрать однотипные насосы.
Предпочтение следует отдавать насосам имеющим более высокие КПД и наибольшую допустимую высоту всасывания.
Желательна установка малого числа насосов большей мощности. Но следует учитывать что уменьшение числа насосов ведёт к увеличению регулирующего объёма бака водонапорной башни.
На водопроводных насосных станциях наиболее широкое применение нашли насосы типа Д.
При подаче равной 65413 м³ч и требуемом напоре 50 м по сводному графику полей Q – H насосов типа Д выбираем насос марки Д 800-57.
Таким образом для нашей насосной станции 1-ой категории надежности выбирается 2 основных и 2 резервных насоса марки Д 800-57.
Анализ совместной работы насосов и водоводов.
Анализ совместной работы насосов и водоводов выполняется с целью уточнения рабочих параметров и для проверки аварийных режимов. Анализ выполняется графическим способом с помощью совмещенных характеристик насосов и системы трубопроводов.
На водопроводных насосных станциях обычно применяется параллельная работа насосов. Суммарная характеристика нескольких параллельно работающих насосов строится графическим сложением их характеристик. С этой целью на графике H-Q строятся характеристики всех рабочих насосов взятые из каталога ли полученные построением при изменении частоты вращения или обрезке рабочего колеса. Т.к. обычно применяются насосы одного типа с одинаковыми характеристиками то достаточно построить характеристику одного насоса. На этом же графике или совмещенном с ним по оси Q строятся характеристики мощности – N (Q) к.п.д. – (Q) и допустимой вакуумметрической высоты всасывания насоса – Hвак доп (Q).
На том же графике в координатах H-Q строятся необходимые характеристики системы водоводов совместно с которыми работает насосная станция. Уравнения водоводов
где Нст – статический напор в м;
Q – расход воды по водоводам в м3с;
S – сопротивление системы водоводов в с2м5;
гдеНг – геодезическая высота подъема воды;
Нсв – свободный напор в точке питания.
Величина SQ2 представляет собой суммарные потери напора в системе водоводов. Поэтому сопротивление S можно определить как сумму
гдеSвс – сопротивление всасывающей линии;
Sст – сопротивление внутристанционных коммуникаций;
Sн – сопротивление напорной линии.
QP – расчетная подача насосной станции в м3ч;
hвс – суммарные потери напора во всасывающей линии в м;
hст – внутристанционные потери напора во всасывающей линии в м;
hн – суммарные потери напора в напорной линии в м;
При аварии на водоводе с одной перемычкой
SH – сопротивление напорной линии при расчетном режиме;
NП – число перемычек между водоводами;
N – число параллельных водоводов.
Нг=82 м; Нсв=30 м; м;
Qр=1308266 м3ч=036 м3с
Sвс=0730362=563; Sст=2140362=1651; Sн=3870362=2986;
Случай аварии на водоводе с одной перемычкой
Qр=07· Qр =07·1308266=915786 м3ч=025 м3с
Sвс=0730362=563; Sст=2140362=1651; Sн=3870252=6192;
S=563+1651+12384=14598
В случай возникновения пожара необходимая подача обеспечивается двумя насосами (Qp = Qmax+Qпож=1308266+2·126=1560266 м3ч).
Определение отметки оси насоса и пола машинного зала.
В НС II 1-ой категории насосы устанавливаются под залив т.е. ниже уровня противопожарного запаса воды в РЧВ. Т.к. возникают 2 пожара:
где Zрчв – отметка минимального уровня воды в РЧВ (дна резервуара) обычно на 25 м ниже отметки поверхности земли у РЧВ;
Sпож – высота слоя воды соответствующая полному противопожарному запасу;
а – расстояние от оси до верха корпуса насоса.
Вычисленная отметка Zон должна быть проверены на обеспечение допустимой вакуумметрической высоты всасывания или допустимого кавитационного запаса приведенных в каталогах или паспортах насосов.
Максимальная геометрическая высота всасывания
За величину Zмув принимают Zрчв.
Максимальная допустимая высота всасывания:
где hв – максимальные потери во всасывающей трубе.
Отметка пола машинного зала :
Где- отметка оси насоса в м;
- размер оси насоса от нижней опорной плоскости установочной плиты или рамы до оси;
- высота фундамента над уровнем пола. Обычно =015 02 м.
Для привода насоса применяют электродвигатели. Выбор двигателя производится по требуемой мощности и частоте вращения.
где н – КПД насоса при работе в данном режиме.
Требуемая мощность двигателя:
где N – мощность на валу насоса;
- к. п. д. электродвигателя принимаем 079;
- к. п. д. передачи;
k – коэффициент запаса мощности учитывающий возможные перегрузки двигателя.
Для монтажа ремонта и демонтажа оборудования арматуры и трубопроводов предусматривают подъёмно-транспортное оборудование с ручным приводом при массе грузов до 3000 кг – подвесную кран-балку.задвижки = 360 кг масса электродвигателя насоса 3000 кг.
Электропитание насосных станций осуществляется от понижающих трансформаторов необходимая мощность которых определяется:
где ΣN – суммарная мощность электродвигателей насосов в кВт;
- коэффициент трансформаторного резерва;
- коэффициент учитывающий дополнительную мощность на освещение и другие нужды.
Выбираем трансформатор марки ТМ 100010.
На насосных станциях предусматривается установка одного рабочего и одного резервного трансформатора.
Библиографический список.
СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат 1977.
В. Я. Карелин А.В. Минаев. Насосы и насосные станции. – М.: Стройиздат 1986.
Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Под ред. А. С. Москвитина. – М.: Стройиздат 1978.
Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения. под ред. Н.Н. Репина. – М.: Высшая школа 1995. – 431 с. ил
Водопроводные насосные станции: Методические указания для курсового и дипломного проектирования. – Иваново 1986.
Оборудование водопроводных насосных станций: Методические указания для курсового и дипломного проектирования. – Иваново 1988.
Проектирование насосных станций. Компоновка оборудования: Методические указания для курсового и дипломного проектирования. – Иваново 1989.