Проектирование насосной станции второго подъёма

Федеральное агентство  по образованию РФ

 

 

ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

Кафедра Водоснабжения  и Водоотведения

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по  дисциплине «Насосные и воздуходувные  станции»

 

 

НА ТЕМУ:

«Проектирование насосной станции второго подъёма»

 

 

 

 

 

                                               Выполнил: ст.гр. ФЭВ-32

Шамкий А. А.

                                                   Принял: Зенков А. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Вологда

2012 г

Содержание

Введение

1, Проектирование насосной  станции второго подъема

1.1. Назначение режима  работы насосной станции и  определение регулирующей емкости водонапорной башни

1.2. Определение напора  насосов

1.3. Выбор насосов и  электродвигателей

1.4. Определение высоты  всасывания и оси насоса

1.5. Определение диаметров труб и выбор арматуры внутри насосной станции

1.6. Выбор трансформаторов

1.7. Размещение насосных  агрегатов, трубопроводов, арматуры, определение размеров насосной станции

1.8. Уточненный расчет  потерь напора во внутренних  коммуникациях насосной станции

1.9. Обточка рабочего  колеса насоса

1.10. Графический анализ совместной работы насоса и трубопровода

1.11. Выбор вакуум-насосов

1.12. Выбор дренажных  насосов

1.13. Выбор грузоподъемных  устройств насосной станции

2. Технико-экономические  расчеты при проектировании насосной станции

2.1. Определение стоимости  насосной станции и водоводов

2.1.1. Стоимость оборудования насосной станции

2.1.2. Приближенная стоимость  здания насосной станции

2.1.3. Стоимость устройства  водоводов

2.1.4. Полные капитальные  затраты

2.2. Определение эксплуатационных  затрат

2.2.1. Стоимость электроэнергии

2.2.2. Расход на смазку  и обтирочный материал

2.2.3. Стоимость текущего  ремонта

2.2.4. Затраты на содержание  обслуживающего и административного персонала

2.2.5. Мелкие и неучтенные  расходы

2.2.6. Амортизационные  отчисления

2.2.7. Суммарные годовые  эксплуатационные затраты

2.3. Технико-экономические  показатели насосной станции

2.3.1. Приведенные затраты

2.3.2. Себестоимость 1м³ перекачиваемой воды

2.3.3. Коэффициент полезного  действия насосной станции

Заключение

Список использованных источников

Приложение

 

 

Введение

 

Основной задачей данного  курсового проекта является проектирование и расчет насосной станции второго  подъема, непосредственно забирающей воду из резервуара чистой воды и перекачивающей ее в сеть или в водонапорную башню. Насосная станция должна обеспечивать заданную подачу и требуемый напор, удовлетворяющий всем инженерным, техническим и экономическим требованиям. Строительство этой насосной станции должно оправдывать себя как с экономической, так и с экологической стороны. Насосная станция является важнейшим элементом современных систем водопровода и канализации. Насосная станция второго подъема представляет собой сложный комплекс сооружений и оборудования. Правильный выбор технико-экономических параметров этого комплекса во много определяет надежность и экономическую эффективность подачи воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Проектирование  насосной станции второго подъема

1.1 Назначение  режима работы насосной станции и определение регулирующей емкости резервуара водонапорной башни.

 

На основании заданных максимального суточного расхода  воды  Q_сут, и распределения расходов К_ч= 1,45 воды по часам суток в зависимости от коэффициента часовой неравномерности самостоятельно устанавливаем режим работы насосной станция и определяем регулирующую емкость резервуара водонапорной башни. Эти обе задачи будем решать в непосредственной связи, так как работа насосов должна быть наиболее равномерной, а регулирующая емкость резервуара водонапорной башни – наименьшей (не более 6% от максимального суточного расхода воды по объекту). Кроме того, если насосная станция подает воду в сеть с контррезервуаром, то необходимо заполнить еще и такие важные условия:

- в час максимального  водопотребления величина подачи вода в сети от башни не должна превышать 15% от расхода воды в данный час;

       - в  час максимальной подачи вода  транзитом в резервуар башни  ее количество не должно превышать 25....30% от расхода воды по объекту в данный час.

Режим работы насосов и регулирующую емкость резервуара водонапорной башни будем определять в табличной форме / табл. 1 /.

Таблица 1

часы суток	часовой расход		подача воды насосами	поступление воды в резервуар ВБ	расход воды из резервуара ВБ	остаток воды в резервуаре	режим работы насосов
	%	кубм	%	%	%	%
0-1	2,00	1600,0	2,9313	0,9313	-	0,9313	1
1-2	2,10	1680,0	0,0000	-	2,1000	-1,1687	-
2-3	1,85	1480,0	2,9313	1,0813	-	-0,0874	1
3-4	1,90	1520,0	2,9313	1,0313	-	0,9439	1
4-5	2,85	2280,0	2,9313	0,0813	-	1,0252	1
5-6	3,70	2960,0	2,9313	-	0,7687	0,2565	1
6-7	4,50	3600,0	5,2585	0,7585	-	1,0150	2
7-8	5,30	4240,0	5,2585	-	0,0415	0,9735	2
8-9	5,80	4640,0	5,2585	-	0,5415	0,4320	2
9-10	6,05	4840,0	5,2585	-	0,7915	-0,3595	2
10-11	5,85	4680,0	5,2585	-	0,5915	-0,9510	2
11-12	5,70	4560,0	5,2585	-	0,4415	-1,3925	2
12-13	4,80	3840,0	5,2585	0,4585	-	-0,9340	2
13-14	4,70	3760,0	5,2585	0,5585	-	-0,3755	2
14-15	5,05	4040,0	5,2585	0,2085	-	-0,1670	2
15-16	5,30	4240,0	5,2585	-	0,0415	-0,2085	2
16-17	5,40	4320,0	5,2585	-	0,1415	-0,3500	2
17-18	5,05	4040,0	5,2585	0,2085	-	-0,1415	2
18-19	4,85	3880,0	5,2585	0,4085	-	0,2670	2
19-20	4,50	3600,0	5,2585	0,7585	-	1,0255	2
20-21	4,20	3360,0	2,9313	-	1,2687	-0,2432	1
21-22	3,60	2880,0	2,9313	-	0,6687	-0,9119	1
22-23	2,85	2280,0	2,9313	0,0813	-	-0,8306	1
23-24	2,10	1680,0	2,9313	0,8313	-	0,0007	1
Итого	100	80000	100	7,40	7,40

 

 

Как следует из табл. 1, регулирующий объем воды в резервуаре водонапорной башни составит 2,4180% от суточного водопотребления, то есть

 

W=2,4180*80000/100=1934,4 м³.

 

Полная емкость резервуара водонапорной башни будет равна:

 

W_p=W+W_пож,

 

где W_пож - запас вода на тушение пожаров.

 

W_пож=(55+2*2,5)*60*10/1000=36 м³.

 

Тогда

 

W_p=1934,4+36=1970,4м³.

 

По найденному значению W_p выбираем 2 типовые башни с емкостью резервуара 600 м³ , одну – 800м³.

Определяем размеры  резервуаров, используя соотношение

Н_р/Д_р=0,6…0,7,

где    Н_р - высота резервуара, м;

   Д_р- диаметр резервуара, м.

 

Принимаем Н_р=0,7Д_р.

Тогда:

W_p=0,7*3,14*Д³/4.

 

Для резервуара с объемом Wp= 800 м³ получим:

 

Др1=(4*800/0,7*3,14)^1/3 =11,334 м³;

 

Н_р1=0,7Д_р1=0,7*11,334=7,934 м.

 

Для резервуара с объемом Wp= 600 м³ получим:

 

Др1=(4*600/0,7*3,14)^1/3 =10,3 м³;

 

Н_р1=0,7Д_р1=0,7*10,3=7,21 м.

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Определение напора  насосов.

 

Определяем ориентировочное  значение напора насосов по формуле

 

Н=z_б+Н_б+Н_р-z₁+h_тр+h_{н. ст.},

 

где z_б - отметка поверхности земли у водонапорной башни, м;

      Н_б - высота водонапорной башни до дна резервуара, м;

      Н_р - высота столба воды в резервуаре водонапорной башни, м;

     z₁ - отметка наинизшего уровня регулирующего объема воды в резервуаре  чистой воды, м;

     h_тр - потери напора в наружной водопроводное сети при подаче транзитного расхода в резервуар водонапорной башни, м; 

   h_{н. ст}.- потери напора во внутренних коммуникациях насосной

                станции, предварительно принимаемые равными 2 м.

 

Н =97,5+7,934+20-88,2+19,9+2=59,134м

 

 На насосной станции  будет установлено два рабочих  насоса:

один насос с подачей Q₁= 2,9313%, а другой насос с подачей Q₂= 5,2585% от Q_сут то есть

 

Q₁=2,9313*80000/100=2345,04м³/ч   / 651,4 л/с /;

 

Q₂=5,2585*80000/100=4206,8 м³/ч   / 1168,56 л/с /;

Подача 5,2585% будет обеспечиваться включением в соответствующие часы параллельно с первым второго насоса (с подачей 1168,56-651,4=517,16л/с)

 

1.3. Выбор насосов  и электродвигателей.

 

По установленным значениям  подач и напору производим выбор насосов по каталогу [9]. Нашим условиям удовлетворяют насос: Д2500-62. Рабочие характеристики выбранного насоса приведены в приложении.

Основные размеры и  масса насосных агрегатов представлена в табл. 2.

 

Таблица 2

Марка насоса	Диаметр всасывающего патрубка	Диаметр напорного патрубка	В5,	В6,	L1,	Масса насоса	Масса агрегата
Д2500-62	мм	мм	мм	мм	мм	кг	кг
	500	450	900	1180	3072	2870	7252

 

 

Потребляемая мощность электродвигателей к насосам определяется по формуле

 

n_дв=к*r* g*Q*H/1000*h_н*h_пр ,

 

 

где    к   - коэффициент запаса мощности;

         r  - плотность перекачиваемой вода, кг/м;

        g   - ускорение свободного падения, м/с ;

         Q  - подача насоса, м/с;

         H  - напор насоса, м;

      h_н  - КПД насоса при расчетной подаче;

       h_пр - КПД промежуточной передачи.

.

Для насоса марки Д2500-62

Для подачи 651,4л/с

N_дв=1,1*(1000*9,8*651,4*59,134)/(1000*0,87*1*1000)=477,29кВт.

Для подачи 517,16л/с

N_дв=1,1*(1000*9,8*517,16*59,134)/(1000*0,87*1*1000)=383,34кВт.

 

Нашим условиям удовлетворяет  электродвигатель марка А2-500S-6 мощностью 500 кВт.

Основные характеристики электродвигателя представлены в табл. 3.

Таблица 3

Марка насоса	Электродвигатель
	Тип	Мощн,  кВт	Част. вращ.  об/мин	Напряж,   В	Масса,  кг
1	2	3	4	5	6
Д2500-62 (18НДС)	А2-500S-6	500	985	6000	2730