Проектирование насосной станции второго подъёма

Таблица 8

Qопт	100	300	500	550	600
Hопт	2,2	19,8	55	66,55	79,2

 

 

Из графика видно ,что  парабола H_опт=к (Q_опт )²

Пересекает характеристику Q-H насоса в точке В с координатами:

H_В=70м вод.ст. Q_В=565,4л/с / рис. 2 /.

Вычисляем диаметр обточенного  колеса по формуле:

Добт= Д*( H_обт)^1/2/( H_В)^1/2=642,53мм

или

Добт=Д* Q_обт/ Q_В=669,47мм

Принимаем диаметр обточенного рабочего колеса Добт=670мм

Определяем процент  обточки рабочего колеса насоса с  учётом, что при коэффициенте быстроходности ,равном 60…120,допускаемая обточка рабочего колеса может достигать 20…15% от нормального диаметра

% обт= (Д-Добт)/ Д*100%=(700-670)/700*100%=4,29%

при n_s=95,75 обточка рабочего колеса насоса на 4,29% удовлетворяет интервалу допускаемой обточки рабочего колеса(20…15%).

 

1.10. Графический  анализ совместной работы насосов и

трубопроводов.

 

Характеристика системы  трубопроводов определяется из выражения

 

Н=Н_г+s*Q²,

 

где    Н   - расчетный напор насоса, м;

        Н_г    - полная геометрическая высота подъема насосов, м;

     s*Q²   - характеристика трубопроводов, м;

         s   - сопротивление трубопроводов;

         Q    - расход воды в трубопроводе, м/с.

 

s*Q²= åh_с,

 

где   åh_с   - сумма потерь напора в коммуникациях насосной станции и в водоводах,  м.

 

åh_с=19,9+0,61=20,51 м.

 

Н_г= Н- åh_с=58,977-20,51=38,467 м.

 

При работе насоса Д2500-62

Q=1168,56 л/с;

 

s_c=20,51/(1168,56)²=0,000015.

 

Задаваясь различными значениями расхода Q , определяем потери напора, а затем и напор насоса. Результаты расчетов представлены в табл. 9 и графически   / рис. 3 /.

Таблица 9

Q,  л/с	100	200	300	400	500	600
Н,  м	38,617	39,067	39,817	40,867	42,217	43,867

 

 

1.11. Выбор вакуум - насосов.

 

Производительность вакуум-насосов  определяется по формуле

                               

,

 

где      k   - коэффициент запаса / k = 1,05 /;

      W_тр    - объем воздуха во всасывающем трубопроводе, м; 

      W_нас  - воздуха в корпусе центробежного насоса, м;

         Н_ат - высота столба воды, соответствующая барометрическому

                   давлению, м /  Н_ат = 10 м вод. ст. /;

        Н_г.в. - геометрическая высота всасывания насоса, м;

           Т - время заполнения насоса водой, мин / Т = 5 мин /.

 

W_тр=3,14*0,8²*28,5/4=14,32 м³ .

 

 

Q_в.н.=1,05*(14,32+0,1)*10/(10-3,42)*5=4,6 м³/мин (76,7л/с) .

 

По производительности выбираем [5,7] три вакуум-насоса марки ВВН-3: 2 - рабочих, 1 - резервный, технические характеристики которого представлены в табл. 11.

Таблица 10

Техническая характеристика вакуум-насоса

Марка насоса	Подача, л/с	Нвак/Нат	Мощность кВт	Габариты в плане, м			Масса, кг
				Длина	Ширина	высота
ВВН -3	50	0,8	7,5	1085	510	1102	380

 

 

 

1.12.Выбор дренажных насосов.

 

Эти установки предназначены  для откачки из подземной части  насосной станции грунтовых вод, фильтрующих через стены здания, через сальники насосов и воды, изливающейся при ремонте оборудования. Для сбора дренажных вод в машинном зале устраивается дренажный колодец. Объем колодца принимаем равным подаче дренажного насоса в течение 10-15 мин. Вода к колодцу подводится дренажными лотками, расположенными у стен. Пол делается с уклоном в сторону лотков (0,002—0,005).

Выбираем дренажный насос марки ВКС 10/45.Его подача составляет 10л/с. Следовательно, в течение 10минут он подаёт объём 6м3.Размеры приямка составляют 2*2*1,5.Техническая характеристика в табл.12.

ТАБЛИЦА 11

Техническая характеристика дренажного насоса

Марка насоса	Подача, л/с	Напор, м	Мощность, кВт	Масса, кг	Габариты, м
ВКС 10/45	5,0-11,1	85-30	30	315	1197´430

 

1.13. Выбор грузоподъемных  устройств насосной станции.

 

При проектировании насосной станции предусматривается въезд  автомобиля с грузом непосредственно на монтажную площадку внутри насосной станции. Вокруг автомобиля на монтажной площадке должен быть обеспечен проход шириной не менее 0,7 м.

Грузоподъемность подъемно-транспортного  оборудования подбирается по массе  наибольшей монтажной единицы с  учетом 10 % надбавки. За монтажную единицу можно принять: насосный агрегат в сборе при наличии фундаментной плиты или общей рамы заводского изготовления, насос, электродвигатель или задвижку.

Вид подъемно-транспортного  оборудования принимается в зависимости от массы монтируемых агрегатов и габаритов здания с учетом удобства эксплуатации: балки неподвижные / монорельсы / с кошками и талями - при массе груза до 1000 кг; краны подвесные / кран-балки / - при массе до 5000 кг; краны мостовые - при массе груза более 5000 кг [5].

Подъемно-транспортное оборудование может быть как с ручным, так и с электрическим приводом. Подъемники с электроприводом рекомендуется принижать при высоте подъема более 6 м, длине машинного зала более 18 м, массе груза более 5000 кг, а также в крупных станциях с большим количеством насосных агрегатов.

Выбираем [5] кран-балку с электроприводом, технические характеристики представлены в табл. 13.

ТАБЛИЦА 12

Техническая характеристика подвесных кранов с электроприводом

Длина крана, м	Грузоподъемность, т	Пролет, м	Мощность электродвигателя, кВт	Номер двутавра	Масса Крана, кг
8,4	5	6	7	36	2070

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ  РАСЧЕТЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ НАСОСНЫХ  СТАНЦИЙ

 

2.1. Определение  стоимости насосной станции и  водоводов

 

Строительные стоимости  насосной станции, вспомогательных сооружений и водоводов в реальном проектировании определяются на основании сметной документации, учитывающей все затраты, связанные с возведением насосной станции и вводом в действие ее основных фондов, а также плановые накопления строительно-монтажных организаций.

На ранних стадиях  проектирования при выборе вариантов определение строительных стоимостей насосных станций производится по укрупненным показателям, представляющим собой сметные стоимости станций, сооружаемых по типовым проектам.

В связи с возможными изменениями стоимости строительных материалов, механизмов, горюче-смазочных материалов и т. п., укрупненные показатели, определенные по справочной литературе требуют постоянной корректировки.

Для приближенного определения капитальных затрат в курсовом или дипломном проектах предлагается упрощенный способ, использующий удельные стоимости оборудования и строительных объемов.

 

1. Стоимость оборудования насосной станции

 

 Определяет, исходя из удельной стоимости, приходящейся на 1 кВт установленной мощности основного насосного оборудования,

 

К_об=К_об åР_н ,

 

где К_об - удельная стоимость, включающая стоимость монтажных работ, основного и вспомогательного насосного оборудования, электрооборудования, подъемно-транспортных механизмов, арматуры и трубопроводов внутри станции, оборудования водоприемно-сеточных камер и приемных резервуаров с учетом начислений и транспортных расходов, руб./кВт;

åР_н - суммарная мощность приводных двигателей основных насосов, включая резервные, кВт.

 

К_об=51*2059,5=105034,5 руб.

 

2.1.2.  Приближенно  стоимость здания насосной станции. 

 

 Определяем по формуле

 

К_н.с.=К_нзW_нз+ К_пзW_пз ,

 

где W_нз и W_пз  - объемы надземной и подземной частей здания, м³;

 

  К_нз и К_пз  - соответственно, удельные стоимости надземной и подземной частей здания, руб./м³.

Величины    К_нз и К_пз  зависят от конструкции здания, способа производства работ, общих размеров здания, геологических и климатических условий.

 

К_н.с.=14,9*4700+21,6*1296=96029,9руб.

 

2.1.3. Стоимость  устройства водоводов

 

Стоимость устройства водовода зависит от длины, диаметра и материала укладываемых труб, их конструкции, заглубления трубопровода, наличия грунтовых вод, вида грунта, района страны, времени года и т. п. В курсовом проекте стоимость водоводов определяют по формуле

 

К_в=К_в.вn_в.вL_в.в+ К_н.вn_н.вL_н.в ,

 

где К_в.в и К_н.в - стоимости прокладки всасывающего и .напорного водовода, руб/м, о     n_в.в и n_н.в - число ниток всасывающего и напорного водоводов;

         L_в.в и L_н.в - длины всасывающего и напорного водоводов, м.

 

К_в=56*4*10,15+39,6*4*11,4=4079,36 руб.

 

2.1.4. Полные капитальные затраты 

 

Полные капитальные  затраты определяются как сумма стоимости оборудования, сооружений насосной станции и водоводов:

 

К=105034,5+96029,9+4079,36=205143,76руб.

 

2.2. Определение  эксплуатационных затрат

 

Суммарные годовые  эксплуатационные затраты включают прямые расходы (стоимость электроэнергии, содержание обслуживающего и административно-управленческого персонала, расходы на смазку и обтирочный материал, на текущий ремонт и другие) и отчисления на капитальный ремонт и амортизацию оборудования.

 

2.2.1. Стоимость  электроэнергии.

 

Для определения  фактического расхода электроэнергии в сутки максимального водопотребления необходимо располагать ступенчатым графиком работы насосной станции и знать напоры и КПД насосов для режимов соответствующих ступеней.

Принимая для  простоты расчетов КПД электродвигателя при всех ступенях постоянным, потребление электроэнергии в сутки максимального водопотребления при одинаковых насосах определяют по формуле        

А=(rg  /1000*η_дв)* å(Q_iH_it_i/η_i) ,    

 

где    r  - плотность воды, r =1000 кг/м³;

       η_дв - КПД электродвигателя, принимаемый при мощности электродвигателя: до 10 кВт — 0.85; до 50 кВт — 0,9 и более 50 кВт — 0,92;

 Q_i H_i и η_i - соответственно, суммарная подача, м³/с, напор, м, и КПД насосов при i-й ступени;

        t_i - время работы в течение суток в режиме i-й ступени,

A=(1000*9.8/1000*0.92)*((517,16*58,977*9/0.83)+(651,4*58,977*23/0.87)) =14341735,18 руб.

 

Годовой расход электроэнергии с учетом того, что  насосная станция не каждый день работает с максимальной подачей, определяют по формуле

 

А_год=0,85*365*А=0,85*365*14341735,18 =4449523340,65 руб.

 

Стоимость электроэнергии, потребляемой насосной станцией, определяется по действующему для данной энергоснабжающей организации тарифу двумя способами: