Насосная станция первого подъема

НиНС Курсовая 2014.dwg

Насос центробежный Д1600-90 980 обмин
Электродвигатель АИР355S6Y3 Nдв=160 кВт
Насос дренажный ВКС-5-24
Кран мостовой ручной однобалочный ГОСТ 7413_60
КузГТУ СИ 270112 133062
Курсовой проэкт г.Санкт-Петербург
Водопроводная станция первого подьема
Камера трансформаторов
Вентялиционная камера
КузГТУ СИ 270112 133065
Курсовой проект г.Астрахань
Д800-57б. n=1450 обмин.
Кран мостовой электрический

Мой КП, ПЗ.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра строительных конструкций
водоснабжения и водоотведения.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
«Насосная станция первого подъема»
ФЕДЕРАЛЬНОЕ МИНИСТЕРСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра строительных конструкций
водоснабжения и водоотведения
на выполнение курсового проекта по предмету
«насосные и воздуходувные станции»
Студенту Филиппову Павлу Сергеевичу
Тема: «Насосная станция первого подъема»
Отметка наинизшего уровня воды во всасывающем отделении
Задание выдано «9» сентября 2015 г.
Курсовую работу необходимо сдать до «__» декабря 2015 г.
Защита курсового проекта состоится «__» декабря 2015 г.
Задание выдал Зайцева Н.А.
Задание получил студент Филиппов П.С.
ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ5
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВОЙ ПОДАЧИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ5
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДАЧИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ В ПЕРИОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОТИВОПОЖАРНОГО ЗАПАСА ВОДЫ5
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВО НАПОРНЫХ ВОДОВОДОВ И ИХ ДИАМЕТРОВ7
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА В НАПОРНОМ ВОДОВОДЕ8
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПОТРЕБЛЯЕМОГО НАПОРА НАСОСА9
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И ТИПА РАБОЧИХ НАСОСОВ10
7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ ПОДАЧИ ОДНОГО НАСОСА10
8 ПОДБОР ТИПОРАЗМЕРА НАСОСА10
9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА РЕЗЕРВНЫХ НАСОСОВ11
10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ НАСОСА12
11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ12
12 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТЫ ВСАСЫВАНИЯ НАСОСА14
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ15
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТОК ОСИ НАСОСА И ПОЛА МАШИННОГО ЗАЛА15
2 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ЛОТКОВ ТРУБОПРОВОДОВ И АРМАТУРЫ16
3 ПОДБОР ДИАМЕТРА ТРУБ ФАСОННЫХ ЧАСТЕЙ И АРМАТУРЫ17
2.1 ПОДБОР ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ17
2.2 ПОДБОР ФАСОННЫХ ЧАСТЕЙ И АРМАТУРЫ20
4 КОМПОНОВКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ИАРМАТУРЫ23
5 ПОДБОР ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ УСТРОЙСТВ25
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ26
7 ПОДБОР ДРЕНАЖНЫХ НАСОСОВ27
УТОЧНЕНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ28
1 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ НАПОРА ВО ВНУТРИСТАЦИОННЫХ КОММУНИКАЦИЯХ И УТОЧНЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА28
2 АНАЛИЗ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ НАСОСА И СИСТЕМЫ НАПОРНЫХ ВОДОВОДОВ33
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ36
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ38
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. На насосной станции размещается главный насосный агрегат для обеспечения нормальной работы которых имеется целый ряд вспомогательных устройств: система всасывающих и напорных трубопроводов с необходимой арматурой системы запуска насосов смазки электроснабжения автоматики управления и контроля.
По назначению системы водоснабжения делятся на станции первого и второго подъема циркуляционные и повысительные.
Станции первого подъема подают воду из источника на очистные сооружения а если очистки не требуется - в регулирующие емкости или непосредственно в сеть потребителю.
По типу здания насосные станции подразделяются на наземные заглубленные и глубокие. По характеру управления станцией: с ручным полуавтоматическим и автоматическим управлением.
В курсовом проекте запроектирована насосная станция первого подъема с подачей Q = 109375 м3ч двумя рабочими и двумя резервными насосами типа 1Д.
ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВОЙ ПОДАЧИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
По данным задания определяется часовая подача насосной станции Q в мч как подача среднего часового расхода в дни максимального водопотребления по формуле:
Qч = = 109375 м3ч = 30382 лс = 03038 м3с.
где Qмакс.сут - максимальный суточный расход м;
Т - продолжительность работы насосной станции в часах обычно принимают равной 24 часам;
α - коэффициент учитывающий расход воды на собственные нужды насосной станции и очистных сооружений; в курсовом проекте предварительно можно принять равным 105 при производительности очистных сооружений более 20 000 м3сут.
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДАЧИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ В ПЕРИОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОТИВОПОЖАРНОГО ЗАПАСА ВОДЫ
насосный станция водовод
Устанавливается величина подачи насосной станции первого подъёма в период восстановления противопожарного запаса воды хранящегося на насосной станции второго подъёма и окончательно уточняется расчётная подача насосной станции первого подъёма. Пополнение противопожарного запаса воды часто осуществляется рабочими насосами насосной станции первого подъёма т.к. в соответствии с [1] на период пополнения противопожарного запаса допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды на 30% а подача воды на производительные нужды - по аварийному графику. В курсовом проекте разрешается принять условно допустимое снижение всего среднего часового расхода воды на период восстановления противопожарного запаса в размере 30% и определять величину подачи насосной станции первого подъёма в период восстановления противопожарного запаса воды Qч.восст. по формуле:
где Qn·3- полный пожарный расход за 3 часа т.е. за расчётную продолжительность тушения пожара в населённом пункте или на предприятии м3;
Qn складывается из расхода воды на тушение nнар наружных пожаров и расхода на тушение одного внутреннего пожара qвнутр. Расход воды на тушение одного наружного пожара qнap и число наружных пожаров nнар приводятся в задании; на тушение одного внутреннего пожара предусмотрим две струи по 2 лс.
Тогда Qn = qнар·nнар + qвнутр·1 = qнар·nнар + qвнутр
Qч·3 – подача нормально работающих насосов насосной станции первого подъема расчётную продолжительность тушения пожара т.е. за 3 часа м;
Твосст - продолжительность восстановления противопожарного запаса устанавливается по пожарным нормам в пределах от 24 до 36 часов; в курсовом проекте можно принять что Твосст равно 24 часа.
Qп = qнарnнар + qвнутр = 20·2 + 5 = 45 лс = 162 м3ч.
При = 25000 м3 определяем: = 3850 м3.
Qч.восст = 07 · Qч + =
= 07·109375 + = 809537 м3ч.
Полученное по формуле значение Qч.восст сравниваем с подачей Qч нормально работающих насосов станции первого подъёма. Если Qч.восст меньше Qч то восстановление противопожарного запаса будет обеспечено рабочими насосами первого подъёма. И тогда за расчётную подачу можно окончательно принять величину Qч Qч.расч = Qч . В противном случае Qч.расч = Qч.восст . Оч.восстQч; окончательно принимаем Qч.расч = Qч = 109375 м3ч = 0304 м3с.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВО НАПОРНЫХ ВОДОВОДОВ И ИХ ДИАМЕТРОВ
Затем предварительно назначается количество напорных водоводов и определяется их диаметр с учётом экономического фактора. По [1] на насосных станциях первой и второй категорий надёжности действия число напорных водоводов nвод должно быть не менее двух обычно nвод равно двум. Тогда расход по одному водоводу будет равен:
= 546875 м3ч = 15191 лс = 01519 м3с.
Из-за отсутствия необходимых подробных данных о трассе и исходя из требования надёжности работы водоводов в качестве напорных водоводов целесообразно выбрать стальные или железобетонные трубы.
Согласно [2] экономический фактор - Э можно принять равным для районов Урала Сибири и Дальнего Востока - 05; для центральных и западных районов Европейской части России - 075; для остальных районов 1.
Насосная станция расположена в г. Астрахань: Э = 1. по (приложению 2) для Qвод=15191 лс определяем экономически выгодный диаметр стального водовода: dвод = 400 мм.
Определяем живое сечение вод м2 по формуле:
Определяем скорость движения воды в напорном водоводе Vвод мс по формуле:
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА В НАПОРНОМ ВОДОВОДЕ
Вычисляются потери напора hвод в напорных водоводах для нормальных условий их работы:
где 11 - поправочный коэффициент на местные сопротивления имеющиеся на водоводах;
lвод - длина водопровода м. Для подсчёта потерь напора можно воспользоваться и другими водопроводными формулами например:
где А - удельное сопротивление трубопровода определяемое по [Приложение 3];
K1 - поправочный коэффициент на неквадратичную зависимость потерь напора от средней скорости движения воды; вводится при скорости меньшей 12 мс и определяется по [Приложение 3] при Vвод больше 12 мс K1 = l;
Qвод - расход по одному водоводу м2ч.
hвод = 11·01907·1·700·015192 = 339 м.
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПОТРЕБЛЯЕМОГО НАПОРА НАСОСА
Предварительно устанавливается значение потребного напора насосов по формуле:
Hпотр = 5335 – 1827 + 4 + 339 + 1 = 4347 м.
Где Zсмес - отметка уровня воды в смесителе очистных сооружений м;
Zвс.отд - отметка наинизшего уровня воды во всасывающем отделении водоприёмного колодца м;
hн.с - потери напора во внутренних коммуникациях насосной станции предварительно принимаемые равными 2 25 м; в [3] рекомендуется к этим потерям добавлять ещё запас на взаимное влияние местных сопротивлений в размере 15 м во всасывающей трубе и 3 м на нагнетательном трубопроводе;
Нзап - запас напора на излив воды из трубопровода в смеситель; принимается равным 1 м.
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И ТИПА РАБОЧИХ НАСОСОВ
Количество рабочих насосов nраб на насосной станции первого подъёма предварительно можно назначать в зависимости от величины суточной подачи станции равным: при Qмакс.сут до 20 000 м3сут - 1 насос; от 20 000 до 40 000 м3сут - 2; при более 40 000 м3сут - 3-4 насоса. Т.к. Qмакс.сут = 25 000 м3сут; то принимаем число рабочих насосов nраб = 2.
7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ ПОДАЧИ ОДНОГО НАСОСА
Расчётная подача одного насоса Q1 определяется по формуле:
8 ПОДБОР ТИПОРАЗМЕРА НАСОСА
По Q1 и Нпотр производится выбор типоразмера насоса по полю Q-H в приложении 4; из [4 табл. 1] или из [10 приложение 3] выписывают основные параметры; затем снимают на кальку его рабочие характеристики Q-H Q-n и Q-hдоп приведённые в [5] или в [10] а также эскиз насоса с габаритными и присоединительными размерами из [5] [6] или [10]. По приложению 4 при Q1= 546875 м3ч и Нпотр = 4347 м выбираем насос марки Д800-57б n=1450 обмин.
Из [Прод. Приложения 3] выписываем основные параметры и размеры: подача Q =800 м3ч напор Н=57 м – не менее 83 % масса не более 560 кг диаметр рабочего колеса D2=371 мм частота вращения n=1450 обмин.
Рисунок 1. Характеристика насоса Д800-57б.
9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА РЕЗЕРВНЫХ НАСОСОВ
По [1 табл. 52] или по [3 табл. 9.2] устанавливается количество необходимых резервных насосов. Так как насосная станция первого подъёма непосредственно не подаёт воду на тушение пожара её следует относить ко второй категории надёжности действия следовательно при числе рабочих агрегатов от одного до трёх на насосной станции первого подъёма необходимо устанавливать один резервный агрегат. Однако учитывая малую стоимость одного насосного агрегата по сравнению со стоимостью всего водопровода рекомендуется принимать на насосных станциях первого подъёма не менее двух резервных насосов (на случай если один рабочий насос будет находиться в плановом капитальном ремонте и произойдёт авария со вторым насосом). Получается принимаем число резервных насосов nрез = 2.
10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ НАСОСА
Определяется мощность насоса N в кВт по формуле:
где р - плотность воды кгм;
- коэффициент полезного действия насоса;
Q1 - расчетная подача одного насоса м3с;
Hпотр - предварительное значение потребляемого напора насоса м.
11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Потребная мощность электродвигателя Nдв. определяется по формуле:
Nдв = 115 · 7796 = 8966 кВт.
Где k – коэффициент запаса для учета возможных перегрузок электродвигателя в процессе эксплуатации насоса; по [3 166] при мощности насоса N до 20 кВт: k=125; при N от 20 до 50 кВт: k=12; при N от 50 до 300 кВт: k=115 и при N более 300 кВт: k=11.
По мощности Nдв и синхронной частоте вращения n ближайшей к частоте вращения n рабочего колеса насоса приняв напряжение 380 В по [6] устанавливаем типоразмер электродвигателя 5А280S4У3 и выписываем его основные размеры электронасосного агрегата Д (рис.2):
Мощность электродвигателя – 110 кВт; Частота вращения рабочего колеса – 1450 обмин.;
Масса агрегата – 1566 кг; масса насоса – 560 кг;
L-2325 мм; L1-1950 мм; 1-320 мм; А-540 мм; А1-560 мм; А2-630 мм; А3-530 мм; В-880 мм; В1-635 мм; В2-400 мм; В3-740 мм; Н-1005 мм; h-585 мм; h1-300 мм; h2-240 мм; С-1050 мм; D-2150 мм; Патрубок всасывающий-Dy-300; Ру-06(6); Патрубок напорный- Py-10(10).
Рисунок 2. Агрегаты электронасосные типа Д.
12 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТЫ ВСАСЫВАНИЯ НАСОСА
Допустимая геометрическая высота всасывания насоса м определяется по формуле:
где pатм - атмосферное давление; величина в курсовом проекте может быть принята равной 10 м;
pпар - давление насыщенного пара при температуре перекачиваемой воды в курсовом проекте рекомендуется условно принять температуру воды равной 20 °С тогда величина будет равной 024 м водяного столба;
hдоп - допустимый кавитационный запас определяемый по [10 приложение 4];
Нвс.тр - потери напора во всасывающем трубопроводе насоса предварительно принимаемые учетом местных сопротивлений равными 2 м.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТОК ОСИ НАСОСА И ПОЛА МАШИННОГО ЗАЛА
Отметка оси насоса ZO.H м определяется по формуле:
где Zвс.отд - минимальная отметка всасывающего отделения;
- допустимая геометрическая высота всасывания насоса.
Так как мы принимаем работу насосов насосной станции под заливом то отметку оси насоса мы определяем:
ZO.Н. = 1827 – 02 – 042 = 1765 м
где hнас - высота насоса от верхней точки до оси принимается по размерам указанным на эскизе выбранного насоса; hнас = Н –h =1005 – 0585 = 042 м.
Принимаем наименьшую отметку оси насоса т.е. ZO.Н. = 1765 м.
На схеме указываются отметки уровней воды Zсмес и Zвс.отд поверхности земли Zпов уровня грунтовых вод отметки ввода всасывающих вывода напорных трубопроводов считая до низа отметки оси насоса и пола машинного зала Zпола:
Zпола = 1765 – 0585 – 02 – 02 = 16665 м.
где hнас - высота насоса от оси до лап; принимается по размерам м;
hрамы - высота рамы под насос предварительно может быть принята равной 02 м;
hфунд - высота фундамента над уровнем чистого пола; назначается в зависимости от удобства монтажа всасывающих и напорных трубопроводов но не менее 02 м.
По разности отметок Zпов и Zпола вычисляется заглубление hзагл пола машинного зала и устанавливается тип водопроводной насосной станции: при hзагл до 05 м имеем незаглубленную (наземную) станцию; при hзагл = 05 4 м - полу заглубленную; при hзагл больше 4 м будем иметь заглубленную насосную станцию.
hзагл = 2027 – 16665 = 3605 м.
По величине заглубления насосная станция относится к полузаглубленной.
2 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ЛОТКОВ ТРУБОПРОВОДОВ И АРМАТУРЫ
С учётом рекомендаций [13] без масштаба составляется схема расположения в плане насосных агрегатов трубопроводов и арматуры: задвижек и обратных клапанов. Число общих всасывающих линий на водопроводных насосных станциях первой и второй категорий надёжности действия должно быть не менее двух. Для обеспечения забора воды любым насосом всасывающие трубы объединяют коллектором с переключающими задвижками (при малом расстоянии от водозаборного колодца до насосной станции и числе насосов до четырёх - всасывающего коллектора можно и не предусматривать). На напорной стороне также предусматривается коллектор с задвижками если это не вызывает увеличения ширины машинного зала. В противном случае напорный коллектор выносится в подземную галерею или (при малом числе насосов) предусматривается переключение насосных агрегатов на тот или иной напорный водовод в камере переключений.
Трубопроводы в насосных станциях а также всасывающие линии за пределами насосных станций следует выполнять из стальных труб на сварке с применением фланцевых соединений для присоединения к арматуре и насосам.
3 ПОДБОР ДИАМЕТРА ТРУБ ФАСОННЫХ ЧАСТЕЙ И АРМАТУРЫ
2.1 ПОДБОР ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ
С учётом рекомендаций [1 табл.53] и [3 с.169 174] о скоростях движения воды во внутристанционных всасывающей и напорной трубах Vв и Vн определяются сечением труб фасонных частей и арматуры внутри насосной станции:
где Q1 - расчётная подача насоса м с;
Уточнив расходы воды в коллекторах Qвк и Qнк аналогично вычисляют площади поперечного сечения: всасывающего и напорного коллекторов вк и нк а затем определяют соответствующие диаметры округляют их до стандартных диаметров dв dвк dн и dнк и проверяют величину получившихся скоростей в них:
При этом диаметры труб 350 450 700 и 900 мм принимать не рекомендуется. Следует делать переходы на диаметры 400 500 600 и 800 мм.
) Определим диаметр всасывающего коллектора. Зададимся средней скоростью во всасывающей трубе Vв = 1 мс.
Принимаем dвк = 600 мм.
Фактическая скорость во всасывающем коллекторе равна:
Что приемлемо для dвк= 250 – 800 Vвк = 0.8 – 1.5 мс.
) Определим диаметр напорного коллектора. Средняя скорость в напорной трубе. =15 мc.
Принимаем dнк=400 мм
Фактическая скорость в напорном коллекторе равна:
Что приемлимо для dвк= 250 – 800 Vвк = 1.0 – 3.0
) Определим диаметр всасывающего трубопровода.
Принимаем dв=400 мм.
Фактическая скорость во всасывающем трубопроводе равна:
Что приемлимо для dв= 250 – 800 Vв = 0.8 – 1.5
) Определим диаметр напорного трубопровода.
Фактическая скорость в напорном трубопроводе:
Что приемлимо для dн= 250 – 800 Vн = 1.0 – 3.0
2.2 ПОДБОР ФАСОННЫХ ЧАСТЕЙ И АРМАТУРЫ
Уточняем величину рабочего давления насоса рраб в Па по формуле:
pраб = 1000·981·4347 = 4264407 Па = 0426 Мпа
Отвод во всасывающий коллектор круглоизогнутый бесшовный приварной из углеродистой стали с углом 90º:
Dy = 600 мм; Dh = 630 мм; L1(r) = 600 мм; s = 12 мм; m = 1955 кг.
Тройник неравнопроходный во всасывающем коллекторе:
Dy Dh = 630 мм; dh = 529 мм; L = 1300 мм; L1= 540 мм; s = 9 мм; m = 198 кг.
Эксцентрический бесшовный переход с тройника во всасывающий трубопровод:
Dy Dh = 530 мм; dh = 426 мм; L = 300 мм; s = 14 мм; m = = 617 кг.
Эксцентрический бесшовный переход с задвижки во всасывающий патрубок:
Dy Dh = 426 мм; dh = 325 мм; L = 220 мм; s = 10 мм; m = = 26 кг.
Концентрический бесшовный переход с нагнетательного патрубка:
Dy Dh = 325 мм; dh = 219 мм; L = 180 мм; s = 10 мм; m = = 14 кг.
Тройник переходный бесшовный в напорном коллекторе:
Dy Dh = 426 мм; dh = 325 мм; L = 270 мм; H= 250 мм; s = 10 мм; m = 707 кг.
Отвод в напорный коллектор круглоизогнутый бесшовный приварной из углеродистой стали с углом 90º
Dy = 400 мм; Dh = 426 мм; L1(r) = 600 мм; s = 10 мм; m = 121 кг.
Задвижки клиновые с выдвижным шпинделем:
)Dy = 600 мм; H = 2530 мм; D = 755 мм; D2 = 670 мм; L=800 мм m=928 кг.
)Dy = 400 мм; H = 1682 мм; D = 565 мм; D2 = 482 мм; L=600 мм m=460 кг.
)Dy = 300 мм; H = 1290 мм; D = 440 мм; D2 = 370 мм; L=500 мм m=253 кг
Клапан обратный поворотный:
Dy = 300 мм; Pу = 1 Мпа; L=184 мм m=45 кг.
4 КОМПОНОВКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ИАРМАТУРЫ
С учётом принятой схемы расположения оборудования трубопроводов и коллекторов в плане и вертикальной схеме насосной станции уточняется компоновка оборудования трубопроводов и арматуры ширина машинного зала в осях и вычерчивается на миллиметровке в М 1:50 план насосной станции (машинного зала вспомогательных помещений и помещений для электрооборудования). На этом плане наносятся в масштабе насосы и электродвигатели (условно - прямоугольниками) трубы и коллекторы арматура а также монтажная площадка балконы вдоль здания (для полузаглубленных и заглубленных насосных станций) лестницы переходные мостики площадки для обслуживания задвижек каналы для размещения коллекторов и труб - в наземных насосных станциях [ 1 п. 7.10 п. 8.50].
Монтажная площадка предусматривается на отметке подземных путей. Размеры монтажной площадки в плане определяются габаритами оборудования или транспорта и максимальным приближением грузоподъёмного механизма к разгрузочному оборудованию. Вокруг оборудования или транспорта находящихся на монтажной площадке должен быть обеспечен проход шириной не менее 07 м. Размеры ворот или дверей следует принимать исходя из габаритных размеров оборудования или транспорта (в последнем случае ширина ворот должна составлять 36 м).
Для предотвращения образования во всасывающем трубопроводе воздушных мешков трубопровод прокладывают с подъёмом в сторону насоса (уклон не менее 0005) а переходы с большего диаметра на меньший выполняют эксцентрическими с горизонтальной верхней кромкой. Тогда воздух выделяющийся из воды в зонах с пониженным давлением будет свободно двигаться вместе с водой к насосу.
Из удобства монтажа и обслуживания просвет между низом трубы и полом машинного зала должен составлять 300 мм для труб диаметром до 450 мм и 500 мм - при большем диаметре.
Унифицированные размеры пролётов для зданий станций установлены 6 м и 12 м следовательно ширина машинного зала в свету (между внутренними поверхностями продольных стен) составит соответственно 56 и 115 м. Для каркасной конструктивной системы она составляет 6 9 и 12 м.
Если максимальный уровень грунтовых вод расположен ниже пола или если грунтовые воды вообще отсутствуют то подземная часть здания выполняется в виде ленточного фундамента из сборных бетонных блоков под стены верхнего строения. При этом глубина заложения подошвы фундамента насосного агрегата принимается не менее 05 07 м а для глинистых грунтов не менее 125 м. Ориентировочно масса фундамента насосного агрегата должна превышать суммарную массу насоса и двигателя не менее чем в 5 раз. Если максимальный уровень грунтовых вод расположен выше пола машинного зала а также если заглубление пола машинного зала пзагл превышает 30 м то подземная заглубленная часть машинного зала обычно выполняется из монолитного железобетона.
В курсовом проекте рекомендуется величину заглубления пола машинного зала для нескальных грунтов принимать не менее 3 м чтобы была возможность использовать пространство под монтажной площадкой для размещения вспомогательного оборудования -вакуумных и дренажных насосов а также чтобы обеспечить ввод всасывающих труб через боковые стены подземной части здания на горизонтальной отметке. При большем заглублении пола машинного зала насос может оказаться под заливом т.е. ниже минимального уровня во всасывающем отделении водозаборного колодца и тогда необходимость в вакуум - насосе отпадает.
На насосной станции следует принимать остеклённое помещение для обслуживающего персонала небольшую мастерскую для мелкого ремонта санузел (унитаз и раковина). Продольный размер здания станции с пролётом 6 м определяется с учётом ширины плит которая равна 15 и 3 м. Продольный размер здания с пролётом 12 м определяется с учётом длины плит покрытия укладываемые на строительные балки вдоль здания т.е. должен быть кратным 6 м. Отношение ширины здания к его длине не должно превышать 1:4 (в крайнем случае в курсовом проекте это отношение разрешается допускать 1:5).
5 ПОДБОР ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ УСТРОЙСТВ
В соответствии с требованиями [1. п. 7.28] по массе самой тяжёлой единице оборудования по [9] производится подбор грузоподъёмного устройства. При подъёме на высоту свыше 6 м или длине машинного зала более 18 м следует применять электрическое подъёмно - транспортное оборудование.
Основные параметры и размеры кранов мостовых электрических однобалочных общего назначения по ГОСТ 22045-89.
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
Отметка верхнего строения Нверх м определяется по формуле:
Нверх=hтр + 05 + hг + hc + h1 + H + HN +НБ + 01.
Нверх = 024+05+253+05+068+028+024+03+01=537 м.
где hтр - погрузочная высота платформы авто принимается в зависимости от арки авто. Принимаем инвертируемую тележку её высота hтр = 024 м;
- расстояние между грузом и платформой авто;
hг - высота принимаемого груза принимаем по самому высокому грузу; hг = 253 м;
hc - высота строповки 05 - 10 м; принимаем hc = 05 м;
h1 + Н - размеры грузоподъёмного оборудования при максимальном поднятии крюка;
НN - высота подкранового пути; HN = 024 м;
НБ- высота балки рекомендуется принимать на размер больше подкранового пути; НБ = 020 м;
- расстояние от плиты до балки.
Отметку верхнего строения округляем до 54 м (что кратно модулю 300).
7 ПОДБОР ДРЕНАЖНЫХ НАСОСОВ
Производится подбор дренажных насосов (одного рабочего и одного резервного). В качестве дренажных насосов применяются фекальные насосы с подачей 5 - 10 лс и напором 10 - 20 м. К дренажному колодцу вода подаётся дренажными лотками а пол делается с уклоном 0002 - 0005 в сторону лотков. Дренажные насосы можно принять по типовым проектам.
Подбираем дренажный насос с маркой ВКС-5-24 марка электродвигателя А02-42-4 габаритные размеры А=962 мм В = 360 мм С = 362 мм масса 130 кг.
УТОЧНЕНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
1 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ НАПОРА ВО ВНУТРИСТАЦИОННЫХ КОММУНИКАЦИЯХ И УТОЧНЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА
где h_суммарные потери напора;
hдл - потери напора на трение по длине;
hм - потери напора в местных сопротивлениях.
где А - удельное сопротивление трубы;
k – поправочный коэффициент;
Q – расход воды м3с.
Где V – средняя скорость движения воды мс;
м – коэффициент местного сопротивления;
Все расчёты сведены в таблицу:
Таблица. Расчёт местных сопротивлений
Наименование сопротивлений
Количество местных сопротивлений
Переход суживающийся по нормальному
Переход расширяющийся по нормальному сечению
Отвод с углом 90 по нормальному сечению
Сумма местных потерь hм = 02165+11025 = 1319 м.
Определим потери напора по длине в напорном коллекторе:
Q = 02128 м3с; А = 01907 с2м6; k = 1015.
hдл = 02128·8750·01907·1015= 03604 м.
Определим потери напора по длине в напорном трубопроводе:
Q = 01519 м3с; А = 08466 с2м6; k = 1.
hдл = 01519 ·2229·08466·1= 02866 м.
Определим потери напора по длине во всасывающем трубопроводе:
Q = 01519 м3с; А =01907 с2м6; k = 1.
hдл =01519·2805·01907·1=00813 м.
Определим потери напора по длине во всасывающем коллекторе:
Q = 0304 м3с; А =002262 с2м6; k = 103.
hдл =0304·27710·002262·103=01963 м.
Суммарные потери напора во всасывающей и напорной линии составят:
hдл = 03604 + 02866 + 00813 + 01963 = 09246 м.
Сумма потерь напора составит:
h = 1319 + 09246 = 22436 м.
Уточненные потери напора составят:
= 5335 – 1827 + 22436 + 339 + 1 = 417136 м.
При наличии у насоса избыточного напора в размере 1 .2 м не целесообразно проводить обточку рабочего колеса т.е. уменьшать диаметр рабочего колеса для достижения соответствия напора создаваемого насосом.
Расчет обточки колеса начинается с вычисления коэффициента быстроходности:
Экспериментальные данные показали что при меньшем 150 для напора и подачи насоса имеющего обточенное колесо с диаметром справедливы формулы:
где H и Q напор и подача с не обточенным рабочим колесом имеющим диаметр D2.
Следовательно при перемещение рабочих точек в координатах Q H при обточке рабочего колеса происходит по параболе с вершиной в начале координат поэтому точка Б с характеристиками Q - H соответствующей номинальному диаметру перемещается положение режимной точки А на характеристике соответствующей обточенному диаметру.
Подставив в значение значения уточненного напора и подачи вычисляют значение коэффициента k:
Строим параболу для этого задаемся рядом значений подачи 100200300400500600700 м3ч и по формуле вычисляем соответствующие значения . Расчет сведен в таблицу:
Таблица. Расчёт для Hобт.
Построив по точкам параболу обточки находим параметры точки Б пересечения кривых: Hб = 426 м; Qб = 5556 м3ч.
Процент обточки составляет: 100% = 157 %.
Для построения характеристики обточенного колеса зададимся на характеристике насоса точками 1234567. Выпишем с графика H-Q соответствующие значения.
Из формул найдем соответствующие значения H и Q.
Таблица. Расчет для H-Q.
По данным координатам находим точки 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' строим характеристику Q' - H'.
2 АНАЛИЗ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ НАСОСА И СИСТЕМЫ НАПОРНЫХ ВОДОВОДОВ
Анализ совместной работы насоса и системы напорных водоводов проводится в результате совместного рассмотрения рабочих характеристик насоса Q' - H' и характеристик напорного водовода Hвод - Qвод.
С энергетической точки зрения напор насоса - это энергия в ДжН которую получает от насоса каждая единица веса воды поступающая в напорный трубопровод. Приведенная характеристика насоса Q' - H' показывает какую часть полной энергии полученной от насоса каждая единица веса воды сохраняет в точке присоединения наружного водовода ко внутренним коммуникациям насосной станции т.е. в начале напорного водовода.
где - напор насоса с обточенным колесом.
- потери напора во внутренних коммуникациях насосной станции от воронки всасывающего трубопровода до точки присоединения наружного напорного водовода.
Величину потерь напора во внутренних коммуникациях насосной станции при различных подачах насоса можно принять пропорциональной :
где - сопротивление внутренних коммуникаций насосной станции от воронки всасывающей трубы до места присоединения наружного водовода; эту величину вычисляют из формулы:
Задаваясь рядом значений расходов Qвод. 1 Qвод. 2 Qвод. n определяют значения Нвод. 1 Нвод. 2 Нвод. n и строят характеристику напорного водовода.
Расчет оформим в виде таблицы:
Таблица. Расчет для Hпривед.
Характеристику наружного водовода описывается уравнением:
где - напор насоса потребный для пропуска расхода в пределах наружного напорного водовода м;
- полная геометрическая высота всасывания;
- подача по одному водоводу м3ч;
- сопротивление водовода определяется по формуле:
где - потери напора в наружном напорном трубопроводе.
Задаваясь рядом значений расходов по формуле определяют значения и строят характеристику напорного водовода:
Таблица. Для расчета Hвод.
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Насосная станция в плане имеет размер 36х9 м. В здании сблокирован машинный зал электрощитовая помещение обслуживающего персонала трансформаторные камеры санузел. Машинный зал насосной станции заглублен на 3605 м. Подземная часть здания выполнена из ленточного фундамента и из сборных железобетонных блоков под стены верхнего строения. Монтажная площадка расположена на отметке 0.000. Переходные площадки площадки обслуживания и лестницы выполнены из металла.
Конструктивная система выбрана каркасной. Стены здания выполнены из монолитных блоков на цементно-песчаном растворе М-25. Во время кладки в откосы дверных и оконных проёмов закладываются антисептические деревянные пробки. Перемычки над проёмами - сборные железобетонные. Покрытие из сборных железобетонных крупнопанельных плит размером 3x6 м. Пароизоляция выполнена из одного слоя рубероида на горячей битумной мастике.
Теплоизоляция состоит из следующего: водный ковёр асфальтовая стяжка 15 мм плитный утеплитель пароизоляция лёгкий бетон М-75 от 10 до 80 мм сборные крупнопанельные блоки.
Отвод крутоизогнутый приварной
углеродистой стали с углом 90º
Задвижка параллельная с электроприводом и выдвижным шпинделем
Переход эксцентрический бесшовный приварной из углеродистой стали
Переход концентрический бесшовный приварной из углеродистой стали
Тройник переходный сварной приварной из углеродистой стали
Тройник переходный сварной из углеродистой стали
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СНиП 2.04.02–84. Водоснабжение. Нормы проектирования. М. 1985. – 131 с.
Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета стальных чугунных асбестоцементных пластмассовых и стеклянных водопроводных труб Ф. А. Шевелев. – 5-е изд. доп. – М.: Стройиздат 1973.
Карелин В. Я. Насосы и насосные станции В. Я. Карелин А. В. Минаев. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Изд. дом. БАСТЕТ! 2010. – 446 с.
ГОСТ 10272–87. Насосы центробежные двустороннего входа. – М.: Изд-во стандартов 1988. – 8 с.
Лобачев П. В. Насосы и насосные станции П. В. Лобачев. – М.: Стройиздат 1990. – 320 с.
Лопастные и роторные насосы: каталог. – 3-е изд. испр. и доп. – М.: ЦИИТИХИМНЕФТЕМАШ 1977. – 77 с.
Асинхронные двигатели серии 4А: справочник. – М.: Энергоиздат 1982.
Справочник монтажника. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации под ред. А. К. Перешивкина. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1988. – 653 с.
Справочник монтажника. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений под ред. А. С. Москвитина. – М.: Стройиздат 1988. – 653 с.
Тернов А. Ф. Совместная работа насосов и водоводов А. Ф. Тернов. – Томск: ТГАСУ 2000. –54 с.
Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб из различных материалов: справ. пособие Ф. А. Шевелев А. Ф. Шевелев. – 6-е изд. – М.: Стройиздат 1984. – 117 с.
Скорняков Н. М. Насосы и насосные установки: учеб. пособие; ГУ КузГТУ. – Кемерово 2009. – 86 с.

Графики.dwg