Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Оглавление

Введение

2. Определение расчетных расходов

2.1 Насосная станция 1-го подъема

2.2 Расчет трубопроводов и выбор насосов

2.2.1 Расчет трубопроводов

2.2.2Выбор насосов первого подъема

2.2.3 Построение совместных характеристик насосов и трубопроводов

2.2.4 Определение необходимого количества перемычек

2.2.5 Определение аварийной потери напора

2.3 Насосная станция второго подъема

2.3.1 Расчет трубопроводов

2.3.2 Выбор насосов второго подъема

2.3.3 Построение совместных характеристик насосов и трубопроводов

2.3.4 Определение необходимого количества перемычек

2.3.5 Режим работы насосов по часам суток

3. Конструирование насосных станций

3.1 Определение отметки оси насосов на насосной станции второго подъема

3.2 Основное и вспомогательное оборудование

Заключение

Использованная литература



Введение

Площадь территории Липецкой области 24,1 тысяч км, протяженность с севера на юг достигает 200 км, с запада на восток - 150 км. Население области - 1173,9 млн. человек. Административный центр - г. Липецк, расстояние от Москвы - 500 км. На территории области находятся 1614 населенных пунктов, в том числе восемь городов, крупнейшие из которых Липецк, Елец, Грязи, Данков, Лебедянь. В составе области 20 административно-территориальных образований. Средняя плотность населения - 48,9 человек на 1 км2.

Липецкая область расположена в Центральной части европейской территории России на пересечении важнейших транспортных магистралей страны. расчет проектирование насос трубопровод

По административному принципу Липецкая область входит в состав Центрального Федерального округа.

Липецкая область расположена на стыке Среднерусской возвышенности и Окско-Донской низменности в лесостепной зоне. Леса занимают в области 219 тысяч гектаров, около 40% всей лесной территории занимают сосновые боры, широко распространены смешанные леса.

По территории области протекают 127 рек длинной 10 км. и более. Главные водные артерии - Дон, Красивая Меча, Быстрая Сосна, Воронеж, Становая Ряса, Матыра.

Климат в области умеренный, годовая амплитуда температур незначительная.

Цели и задачи проектирования

При выполнении проекта студент должен овладеть:

- методикой расчета необходимых значений подачи и напора водопроводных насосных станций;

- методикой подбора насосных агрегатов;

- способами расчета совместной работы насосов и трубопроводов;

- навыками проектирования планов и разрезов насосных станций, подбора вспомогательного и грузоподъемного оборудования;

- способами экономической оценки выбранного варианта.



2. Определение расчетных расходов

2.1 Насосная станция 1-го подъема

Насосная станция 1-го подъема (НС1), подающая воду от источника на очистные сооружения, работает в равномерном режиме. Расчетная подача станции Q_{час І}, м³/ч:

Q_час =1,05*32000/24+1,05*810/24=1435,43 м³/ч

если перевести в м³/с - 0,399 м³/с

где б - коэффициент, учитывающий собственные нужды очистных сооружений, а =1,03 ...1,05;

q_пож - суммарный пожарный расход, л/с (принимается по заданию = 75);

24 - время пополнения пожарного запаса в резервуарах чистой воды (НС1 кроме подачи в город должна быть в состоянии восполнить пожарный запас воды в РЧВ за время 24 часа).

В случае аварии части оборудования (выходе из строя какого- либо элементов) или трубопроводов насосная станция должна обеспечивать аварийный расход, равный 70% расчетного: Q_ав= 70% * Q_час

Q_ав= 0,7*1435,43 = 1004,8 м³/ч (0,279 мі/с)



2.2 Расчет трубопроводов и выбор насосов

2.2.1 Расчет трубопроводов

При расчете всасывающих трубопроводов диаметры подбирают из следующих условий. Принимают не менее двух трубопроводов (покрытых из нутрии полимерным цементным раствором). При обычной работе по одной трубе идет расход

Q_час/2= 0,399/2=0,1995 м³/с.

При определении диаметра назначают скорость воды в трубопроводах в пределах 0,8…1,2 м/с при пропуске по каждой трубе половинного расхода.

Считаем диаметры для скорости 0,8 и 1,2, и из полученных выбираем среднее.

D=(4*0,1995/(3,14*1))^0,5=0,56

Принимаем D_ст =0,5 м.

При определении потерь напора на всасывающих трубопроводах считают, что в аварийной ситуации весь расход пройдет по одной трубе.

Сумма местных сопротивлений принимается ?ж ?2,5.

Чем больше диаметр, тем меньше потери напора и меньший расход электроэнергии на подачу воды; с другой стороны, больший диаметр требует больших затрат на строительство.

Определяем диаметры напорных линий

Принимаем Dнап=0, 5 м.

2.2.2 Выбор насосов первого подъема

Так как НС1 работает в равномерном режиме, количество рабочих насосов может быть небольшим, например 1,2 или 3.

На насосных станциях водопроводов 1-й категории надежности число рабочих агрегатов - не менее двух. Для выбора насосов составляется таблицу, в которой указывается тип насоса, число оборотов в минуту n, КПД з, кавитационный запас ДН_К, диаметр колеса D_K , мм, мощность N, кВт.

Рабочими точками в каждом из получившихся вариантов являются значения подачи одного насоса Q и напора Н. По сводным графикам характеристик насосов типа Д и К подбирают типы насосов, удовлетворяющие намеченным рабочим точкам, и рассматривают по каталогам детальные характеристики для определения КПД и мощности, соответствующих рабочим точкам. Необходимо принять вариант, у которого:

- меньшее количество насосов (для НС 1);

- более высокий КПД;

- небольшой кавитационный запас;

- меньшая мощность электродвигателя, поставляемого с завода комплектно с насосом;

- имеется некоторый запас напора в пределах 10-20% от Н с учетом того, что со временем сопротивление труб увеличивается и необходимый напор может возрасти.

	2насоса	3 насоса
	Q=717,63 м3/ч	Q=478,45 м3/ч
61,6	Д 1250-65 n=1450 Дк=425 мм	Д 500-65 n=1450 Дк=465 мм

Выбираю 3 насоса типа Д 500-65 с диаметром колеса Д_к=465 мм.

2.2.3 Построение совместных характеристик насосов и трубопроводов

Из характеристики насосов перечерчиваем характеристику насоса соответствующую своему диаметру колеса. У нас получилась характеристика одного насоса, чтобы получить характеристику второго насоса необходимо расход (по оси Х) увеличивать в 2раза, при этом напор (ось у) остается тем же, чтобы получить характеристику третьего насоса необходимо расход (по оси Х) увеличивать в 3раза, при этом напор (ось у) остается тем же. Характеристика трубопроводов строится отдельно по формуле

Н_полн=SQ²+Н_г



где S- общее сопротивление трубопроводной системы

2.2.4 Определение необходимого количества перемычек

Необходимое количество перемычек определяется из условия возникновения необходимости отключения одного из участков на большом трубопроводе; при этом должен быть обеспечен аварийный расход.

Количество перемычек определяется по формуле:

S₁- сопротивление 1ого трубопровода.

h_ав -берем из графика, h^'=38

Принимаем две перемычки.

2.2.5 Определение аварийной потери напора

S₁- сопротивление 1ого трубопровода.



m - количество перемычек, m=2.

Строим аварийную характеристику на графике.

2.3 Насосная станция второго подъема

Насосная станция второго подъема (НС2) подает воду неравномерно, в соответствии с графиком водопотребления города и промпредприятий. Определяем максимальный суточный расход:

Q_{сут мак}=32000 м³/ч

Определяем расчетный расход:

В случае аварии части оборудования (выходе из строя какого-либо элементов) или трубопроводов насосная станция должна обеспечивать аварийный расход, равный 70% расчетного:

Q_ав= 70% * Q_{макс.час}

Q_ав= 0,7* Q_{макс. час}

Q_ав= 0,7*1840 = 1288 м³/ч = 0,358 м³/сек

2.3.1 Расчет трубопроводов

При расчете трубопроводов диаметры подбирают из следующих условий. Принимают не менее двух трубопроводов. При обычной работе по одной трубе идет расход Q_{макс. час} /2= 0,511 /2=0,0,256 м³/с.

При определении диаметра назначают скорость воды в трубопроводах в пределах 0,8…1,2 м/с при пропуске по каждой трубе половинного расхода.

Считаем диаметры для скорости 0,8 м/с и 1,2 м/с.

Принимаем D_вс=0, 5 м.

Сумма местных сопротивлений принимается ?ж ?2,5.

Чем больше диаметр, тем меньше потери напора и меньший расход электроэнергии на подачу воды; с другой стороны, больший диаметр требует больших затрат на строительство.

Определяем диаметры напорных линий

Принимаем Dнап=0, 5 м.

2.3.2 Выбор насосов второго подъема

Для выбора насосов составляется таблицу, в которой указывается тип насоса, число оборотов в минуту n, КПД з, каветационный запас ДН_К, диаметр колеса D_K , мм, мощность N, кВт.

Рабочими точками в каждом из получившихся вариантов являются значения подачи одного насоса Q и напора Н.

По сводным графикам характеристик насосов типа Д и К подбирают типы насосов, удовлетворяющие намеченным рабочим точкам, и рассматривают по каталогам детальные характеристики для определения КПД и мощности, соответствующих рабочим точкам.

	2насоса	3 насоса
	Q=920 м3/ч	Q=613.3 м3/ч
39.12	Д 800-57 n=1450 Дк=432 мм	Д 500-65 n=1450 Дк=465 мм

Выбираю 2 насоса типа Д 800-57 с диаметром колеса Д_к=432 мм.



2.3.3 Построение совместных характеристик насосов и трубопроводов

Из характеристики насосов перечерчиваем характеристику насоса соответствующую своему диаметру колеса. У нас получилась характеристика одного насоса, чтобы получить характеристику второго насоса необходимо расход ( по оси х) увеличивать в 2раза, при этом напор (ось у) остается тем же.

Характеристика трубопроводов строится отдельно по формуле

Н_полн=SQ²+Н_г

где S- общее сопротивление трубопроводной системы

По полученным данным в таблице строим характеристику 2 трубопроводов. Чтобы построить характеристику одного трубопровода необходимо разделить расход пополам, при этом напор оставить неизменным.

2.3.4 Определение необходимого количества перемычек

Необходимое количество перемычек определяется из условия возникновения необходимости отключения одного из участков на большом трубопроводе; при этом должен быть обеспечен аварийный расход.

Количество перемычек определяется по формуле:

S₁- сопротивление 1ого трубопровода.

h_ав -берем из графика, h^'=41.

Количество перемычек отрицательное - перемычек нет.

2.3.5 Режим работы насосов по часам суток

В зависимости от К_час , необходимо скорректировать значения процентов так, чтобы в сумме получилось 100%.

В соответствии с процентами указываются часовые расходы. При работе безбашенной системы из графика совместной работы насосов, трубопроводов и сети определяют количество работающих каждый час насосов и избыток напора. Для каждого часа, по графику в зависимости от расхода определяется КПД. Данные сводятся в таблицу

Часы	Паспределение по часам суток	колич рабоч насосов	Hизб , м	N изб, Вт	КПД	N, Вт
	%	м3
0-1	3,10	992,00	1	5	13,52	0,76	17,78
1-2	2,90	928,00	1	6	15,17	0,80	18,97
2-3	2,40	768,00	1	22	46,04	0,82	56,15
3-4	2,50	800,00	1	19	41,42	0,82	50,51
4-5	3,40	1088,00	2	34	100,80	0,68	148,24
5-6	4,00	1280,00	2	29	101,15	0,78	129,68
6-7	4,40	1408,00	2	25	95,92	0,80	119,90
7-8	4,70	1504,00	2	23	94,26	0,81	116,37
8-9	5,10	1632,00	2	17	75,60	0,82	92,20
9-10	5,30	1696,00	2	15	69,32	0,81	85,59
10-11	5,20	1664,00	2	16	72,55	0,81	89,57
11-12	4,80	1536,00	2	21	87,90	0,81	108,52
12-13	4,60	1472,00	2	23	92,26	0,80	115,32
13-14	4,60	1472,00	2	23	92,26	0,80	115,32
14-15	4,70	1504,00	2	23	94,26	0,81	116,37
15-16	4,80	1536,00	2	21	87,90	0,81	108,52
16-17	5,60	1792,00	2	11	53,72	0,81	66,32
17-18	5,70	1824,00	2	9	44,73	0,79	56,62
18-19	4,60	1472,00	2	23	92,26	0,80	115,32
19-20	4,20	1344,00	2	22	80,57	0,80	100,72
20-21	4,00	1280,00	2	29	101,15	0,78	129,68
21-22	3,90	1248,00	2	30	102,02	0,76	134,24
22-23	3,10	992,00	1	5	13,52	0,82	16,48
23-24	2,40	768,00	1	22	46,04	0,82	56,15
	100,00	32000,00

Сумма значений N дает суточный перерасход электроэнергии, который определяется тем, что насосы с асинхронными двигателями обычно не имеют возможности плавной регулировки числа оборотов и плавно снижения характеристик до рабочей точки.



3. Конструирование насосных станций

3.1 Определение отметки оси насосов на насосной станции второго подъема

Насосы на насосной станции второго подъема устанавливаются, как правило, ниже уровня воды в резервуаре, т.е. «под залив», с тем, чтобы можно было запускать насосы в работу без применения вакуумных устройств.

В задании указаны максимальный и минимальный уровни воды в
резервуаре. Ось насоса допускается устанавливать на середине высоты
пожарного сохраняемого объема в резервуаре. Отметка середины высоты
пожарного объема. Объем РЧВ определяем с помощью таблицы.

Часы	Средний процент	Процент расхода по часам	Разность	Накопление	Остаток
0-1	4,1667	3,10	1,07	1,07	4,33
1-2	4,1667	2,90	1,27	2,34	5,60
2-3	4,1667	2,40	1,77	4,10	7,37
3-4	4,1667	2,50	1,67	5,77	9,03
4-5	4,1667	3,40	0,77	6,54	9,80
5-6	4,1667	4,00	0,17	6,70	9,97
6-7	4,1667	4,40	-0,23	6,47	9,73
7-8	4,1667	4,70	-0,53	5,94	9,20
8-9	4,1667	5,10	-0,93	5,00	8,27
9-10	4,1667	5,30	-1,13	3,87	7,13
10-11	4,1667	5,20	-1,03	2,84	6,10
11-12	4,1667	4,80	-0,63	2,20	5,47
12-13	4,1667	4,60	-0,43	1,77	5,03
13-14	4,1667	4,60	-0,43	1,34	4,60
14-15	4,1667	4,70	-0,53	0,80	4,07
15-16	4,1667	4,80	-0,63	0,17	3,43
16-17	4,1667	5,60	-1,43	-1,26	2,00
17-18	4,1667	5,70	-1,53	-2,80	0,47
18-19	4,1667	4,60	-0,43	-3,23	0,03
19-20	4,1667	4,20	-0,03	-3,26	0,00
20-21	4,1667	4,00	0,17	-3,10	0,17
21-22	4,1667	3,90	0,27	-2,83	0,43
22-23	4,1667	3,10	1,07	-1,76	1,50
23-24	4,1667	2,40	1,77	0,00	3,27
	100,0000	100,00	0,00		9,97

Отметка уровня оси насоса

3.2 Основное и вспомогательное оборудование

Пол насосной станции выполняется с уклоном 0,005 к дренажному приямку. В качестве дренажного насоса для откачки воды (если невозможности самотечного отвода воды из приямка) применяют погружные насосы. Принимают два насоса, один из которых - резервный. Подача дренажных насосов рассчитывается из возможности откачки слоя воды высотой 0,5 м с пола насосной станции за 2 часа.

Для откачки воздуха из корпусов и всасывающих трубопроводов насосов, работающих не «под залив», можно применять водокольцевые вакуум-насосы или эжекторы, на которые подается вода с помощью погружных насосов. Все оборудование прямоугольных в плане станций размещают в зданиях с унифицированными размерами.

Общие требования к размещению оборудования:

Расстояние между фундаментами насосных агрегатов - не менее 1 м для низковольтных и не менее 1,5 м для высоковольтных (U > 3000 В) агрегатов; расстояние между выступающими частями оборудования -- не менее 0,7 м; при расположении трубопроводов и арматуры в каналах ширина канала должна быть больше диаметра трубопровода на 0,6 м при D< 0,4 м и на 0,8 м при D > 0,4 м; расстояние до низа электродвигателя от пола - не менее 0,5 м; расстояние от плоскости фланца до стенки - не менее 0,3 м при D < 0.4 м и не менее 0,5 м при D > 0,4 м.

Верх задвижек - ручных и электроприводных - должен быть доступен для ремонта и управления, поэтому устраивают площадки для обслуживания; пол машинного зала должен иметь уклон не менее 0,01 к приямку, у которого устанавливаются дренажные насосы; на полу горизонтальной плоскости, для обслуживания и прохода между агрегатами и трубами устраивают легкие металлические мостики.

Грузоподъемное оборудование должно обеспечить возможность монтажа и демонтажа насосов, двигателей, арматуры, а также их погрузку и выгрузку на транспортные средства (автомобили) без применения тяжелого физического труда.

В зданиях насосных станций необходимо предусматривать устройства санузла (унитаз и раковина), установку верстака или помещения мастерской для мелкого ремонта, помещения для размещения электрооборудования и щитов управления, устройство принудительной вентиляции.

Высоту машинного зала определяют из условия, чтобы при транспортировке демонтируемого насоса над работающим соблюдалось расстояние по высоте не менее 0,5 м.



Заключение

При выполнении курсового проекта ознакомились с методикой расчета необходимых значений подачи и напора водопроводных насосных станций первого и второго подъема, подобрали насосные агрегатов для водопроводных станций (для первой станции подобрали насос типа Д 500-65 с диаметром колеса D=465 мм, для второй станции - Д 800-57 с диаметром колеса D=432 мм), запроектировали план насосной станции, с построением разрезов станции.



Использованная литература

1. Рождов И.Н. Водопроводные насосные станции. Методические указания к курсовому проектированию, РИО ЮРГТУ Новочеркасск, 2003

2. Карелин В.Я., Минаев А.В насосы и насосные станции. М.: Стройиздат, 1986г.-320с.

3. Карасев Б.В. насосные и воздуходувные станции: Минск: Вышейш.шк., 1990.-326с.

4. Каталоги насосов: Типа "Д", "К", "Иртыш", "АДЛ".

Размещено на Allbest.ru