Насосная станция II подъема с регулирующей емкостью

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Кафедра водного хозяйства и технологии воды

Водопроводные сети

 

 

 

 

 

НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ II ПОДЪЕМА В СИСТЕМЕ

С РЕГУЛИРУЮЩЕЙ ЕМКОСТЬЮ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Пояснительная записка

Д.С.270112.290805.09.КП.15.ПЗ

 

 

 

Руководитель                                                      

 

 

Студент      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2015

 

 

Содержание проекта

 

1 Исходные данные…………………………………………………………………3

2 Введение…………………………………………………………………………...3

3,4 Определение производительности  насосной станции. Определение напоров  насосной станции (для различных  случаев)………………………………………4

5 Выбор насосных агрегатов……………………………………………………….4

6 Компоновка насосных агрегатов, трубопроводов и арматуры………………...7

7 Определение потерь напора……………………………………………………...8

8  Графоаналитический расчет……………………………………………………..9

9 Размещение  оборудования в машинном зале

(Определение  высотных отметок)………………………………………………..12

10 Выбор вспомогательного оборудования (дренажные насосы)………………13

11 Подъемно-транспортное оборудование……………………………………….14

12Спецификация оборудования…………………………………………………..15

13 Электрическое оборудование насосной  станции…………………………….16

14 Конструирование здания насосной станции………………………………….17

15 Эксплуатация насосной станции………………………………………………18

Библиографический список……………………………………………………….20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПО ОБЪЕКТУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

Число жителей – 49,86тыс.чел.;

Норма водопотребления на одного человека – 250л/сут;

Этажность застройки – 5-6этажей;

Длина всасывающих водоводов – 29м.;

Длина напорных водоводов – 4500м.;

Расположение водонапорной башни – в начале распределительной сети;

Максимальная температура воды - 21ºС.

 

 Отметки:

- дна резервуара  чистой воды (РЧВ) – 40м.;

- максимального  уровня воды в РЧВ – 44м.;

- минимального  уровня воды в РЧВ – 41м.;

- поверхности  земли у насосной станции – 46,5м

 

Грунты в основании насосной станции : супесь, суглинок.

 

Уровень грунтовых вод – 44м.

 

2 ВВЕДЕНИЕ

 

По расположению в общей системе водоснабжения и назначению водопроводные станции делятся на станции первого и второго подъёмов, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции второго подъёма подают воду в водопроводную сеть из резервуаров чистой воды (РЧВ) очистных сооружений или из сборных резервуаров подземных вод. Их производительность меняется в течение суток и зависит от режима водопотребления города.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,4 Определение производительности насосной станции. Определение напоров насосной станции (для различных случаев)

 

 

Значение напоров и производительности насосной станции для различных случаев принимаем равными значениями, рассчитаны в курсовом проекте «Расчет водопроводной сети города»:

 

Qмакс. вод-р = 218,6 л/с-расход при случае максимального водоразбора.

Qпом. = 304,1 л/с-расход при случае подачи пожарного расхода при максимальном водоразборе.

Нм.в-р=57,57 м - напор при максимальном водоразборе.

Нпом.=38,55 м - напор при пожаре.

 

 

 

5 Выбор насосных агрегатов.

 

Режим работы насосной станции 2-го подъема обычно принимается ступенчатым за счет изменения числа работающих агрегатов. График работы насосной станции 2-го подъема должен по возможности приближаться к графику водопотребления, в этом случае объем бака водонапорной башни будет наименьшим. Однако по условиям эксплуатации насосных станций число ступеней должно быть не более трех, а отношение количества работающих насосных агрегатов на ступенях должно быть равно отношению целых чисел, например 2 : 3. В данном примере принято две ступени работы насосной станции 2-го подъема: в период с 0 до 7 часов и с 23 до 24 часов в работе будут находиться насосы с часовой производительностью 2,5% от суточного расхода воды и в период с 7 до 23 часов - насосы с часовой производительностью 5% от общего расхода, что равно соответственно 109,29 и 218,59 л/с (табл.9 курсового проекта «Расчет водопроводной сети города»: ).

Общая подача воды в сеть составит: 2,5*8 + 5*16=100%.

Подача насосов в час максимального водоразбора (с 9 до 10 часов) составляет 256,6 л/с. При пожаре насосы должны подавать в сеть 304.1 л/с.

В часы с потребностью в 2,5% от суточного расхода в работе будет находиться один насос, в часы с потребностью 5% от суточного расхода в работе будет находиться 2 насоса. Для варианта пожара в час максимального водоразбора необходим еще один насос для обеспечения подачи 304,1л/с.

Поэтому для бесперебойной работы насосной станции  принимаем 3 рабочих насоса и 2 резервных как для насосных станций I категории надежности. По количеству жителей насосная станция могла быть отнесена ко II категории надежности, но она обеспечивает не только хозяйственно-питьевые нужды города, но и является источником противопожарного водоснабжения.

 

 ВЫВОД: принимаем схему 3рабочих:2резервных насоса при параллельном включении.

 

 

Определим параметры побора насосов:

 

Учитывая, что Q1+ Q2+ Q3=304,1л/с, то Q1=304,1:3х1,18=119,6л/с,

где 1,18 – коэффициент, учитывающий увеличение подачи насосной станции при отключении из параллельной работы двух насосов.

Напор, необходимый для подачи воды в городскую сеть, 59м.

ВЫВОД: параметры для подбора насосов Q=432м3/ч, Н=60м.

     Для работы насосной станции II подъема были выбраны насосы  фирмы WILO модели NLG 150/520-110/4 – стандартный насос с сухим ротором – с производительностью в рабочей точке 440,7м3/ч и напором 60,2м. Диаметр рабочего колеса 444мм, мощность насоса 110кВт, КПД не менее 76,36%. Масса агрегата 1372 кг. Диаметр всасывающего патрубка 200мм, диаметр напорного патрубка 150мм.

 

 

 График  работы трех рабочих насосов при параллельном включении:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

График работы двух рабочих насосов при параллельном включении:

 

График работы одного рабочего насоса:

     Как видно из графиков :

- один насос обеспечивает подачу 122,2 л/с  с напором 60,2м

  при необходимых 109,3л/с (2,5% от  суточного потребления);

- два насоса обеспечивают подачу 222,2л/с с напором 60м при необходимых 218,6 л/с (5%  от суточного потребления);

- три насоса обеспечивают подачу 367л/с с напором 60,2м при необходимых 304,1л/с (в случае пожара в час  максимального водоразбора)

6 Компоновка насосных агрегатов, трубопроводов и арматуры.

 

Наружные напорные трубопроводы проектируем полиэтиленовыми диаметром 400мм (см. к.р. «Расчет водопроводной сети города»). Наружные всасывающие водоводы проектируем стальными d600 в количестве 2 шт. Внутренние трубопроводы следует выполнять из стальных труб соединенных на сварке. Диаметры труб внутри станции принимаем 600мм всасывающие и 400мм напорные. Трубопроводы внутри насосной станции располагаются над поверхностью пола с устройством мостков над трубопроводами.

Фасонные части на трубопроводах внутри насосной станции, как правило, стальные сварные. Все фасонные части, их количество и параметры приведены в спецификации.

Фланцевые соединения применяются при соединении трубопроводов с насосами и в местах установки арматуры.

Пропуск труб через стены здания осуществляется методом жесткой заделки. Жесткая заделка труб в стены осуществляется с помощью ребристого патрубка, который омоноличивается в нужном месте при бетонировании стены.

Напорная и всасывающая линия каждого насоса оборудованы запорной арматурой (см. схему). Напорная линия также оборудована обратным клапаном, установленным между насосом и запорной арматурой. На напорном водоводе устанавливается водомер, в качестве которого принимается диафрагма.

 
7 Определение потерь напора.

 

Определение потерь напора в случае максимального водоразбора.

 

Таблица 1. Определение потерь напора в насосной станции

 

№	Наименование местных сопротивлений	d, мм	Q,л/с	ξ	v,м/с	,м	ξ,м
1	Колено	600	218,6	0,6	0,74	0,03	0,018
2,4,6	Задвижка	600	218,6	0,2*3	0,74	0,03	0,018
3,5	Тройник	600	218,6	1*2	0,74	0,03	0,06
7,9	Тройник	600	109,3	1,5*2	0,4	0,008	0,24
8,10,12	Задвижка	600	109,3	0,2*3	0,4	0,008	0,005
11,13	Переход сужающийся	200	109,3	0,1*2	3,47	0,61	0,12
14,17	Переход расширяющийся	150	109,3	0,25*2	6,17	1,94	0,97
15,18	Обратный клапан	400	109,3	1,7*2	0,83	0,03	0,12
16,19,21	Задвижка	400	109,3	0,2*3	0,83	0,03	0,018
20,22	Тройник	400	109,3	1,5*2	0,83	0,03	0,09
23,25,27	Задвижка	400	218,6	0,2*3	1,64	0,14	0,082
24,26	Тройник	400	218,6	1*2	1,64	0,14	0,28
28	Колено	400	218,6	0,6	1,64	0,14	0,084
Итого							2,1

 

Потери напора во всасывающих водоводах определяем по формуле:

hвс.тр. =1,1*1000i*L,

где 1000i-потери напора на 1км трубопровода в метрах водного столба

l – длина всасывающего водовода

h вс. тр. =1,1*0,74*0,029=0,024 м

Потери напора в напорных водоводах определены в курсовом проекте «Расчет водопроводной сети города»:

hн.в-в= 8,07 м

hсети=1,44 м

hводом=1 м

hн.ст= 2,1 м

                                                        h вс. тр.=0,024м

Статический напор при этом для случая максимального водоразбора равен:

Нст.=45,06м

 

 

Определение потерь напора в случае пожара.

Нст.=19 м

                            hн.ст=  2,1*(304,1/218,6)2=4,1 м

                            hвдм= 1*(304,1/218,6)2=1,93 м

                            h вс. тр =1,1*2,14*0,029= 0,068 м

                            hсети = 1,95 м

                            hн.в-в= 14,6 м

                           

 

 

8  Графоаналитический расчет

 

Таблица 2.

№	Значение потерь,м	Относительный расход
		0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2
Два водовода
1	Н ст	45,06	45,06	45,06	45,06	45,06	45,06	45,06
2	H вс. в.	-	0,001	0,004	0,009	0,015	0,024	0,035
3	Н н. ст.	-	0,08	0,34	0,76	1,34	2,1	3,02
4	Н вдм	-	0,04	0,16	0,36	0,64	1	1,44
5	Н сети	-	0,06	0,23	0,52	0,92	1,44	2,07
6	Н н.в.	-	0,32	1,29	2,9	5,16	8,07	11,62
7	Н2d=1+2+3+4+5+6	45,06	45,56	47,08	49,6	53,14	57,7	63,25
Авария на участке
8	Н н.в.1.	-	0,38	1,53	3,45	6,13	9,58	13,8
9	Hd=1+2+3+4+5+8	45,06	45,62	47,32	50,15	54,11	59,21	65,43