Канализационная насосная станция города

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: Насосы и воздуходувные станции

Тема: Канализационная насосная станция города

Содержание

1. Исходные данные

2. Введение

3. Определение производительности насосной станции

4. Определение расчетных напоров насосной станции

5. Выбор насосных агрегатов

6. Компоновка насосных агрегатов, трубопроводов и арматуры

7. Определение потерь напора

8. Графо-аналитический расчет водоводов и насосов

9. Размещение оборудование в машинном зале

10. Выбор вспомогательного оборудования

11. Подъемно-транспортное оборудование

12. Электрическое оборудование насосной станции

13. Проектирование надземной части насосной станции

14. Список использованной литературы

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

канализационная насосная станция

1. Число жителей города - 101.5 тыс. человек.

2. Среднесуточная норма водоотведения - 230 л/чел*сут.

3. Расход стоков от промпредприятия - 3300 куб.м/сут.

4. Длина напорного водовода от насосной станции до

очистных сооружений канализации - 950км.

5. Отметки:

- лотка подводящего коллектора - 199.1 м,

- земли в месте расположения насосной станции - 205.4 м,

- уровня воды в приемной камере очистных сооружений

канализации - 219.7 м.

2. ВВЕДЕНИЕ

Насосные станции водоотведения как правило, как совмещаются с приемными резервуарами, в которые поступают стоки от населенных пунктов или предприятий. Насосные станции могут перекачивать сточную воду на очистные сооружения, из одного бассейна канализования в другой, или из нижележащего самотечного коллектора в вышележащий, если дальнейшее заглубление коллектора экономически нецелесообразно.

В приемных резервуарах устанавливается оборудование (решетки, решетки-дробилки) для задержания и удаления из перекачиваемой жидкости крупных плавающих предметов.

Расчет насосной станции начинают с построения графика почасового притока сточных вод (в сутки максимального водопотребления).

Расчетная подача насосной станции должна быть равна или несколько превосходить максимальный секундный приток стоков:

Qн.с. ? Qmax

В остальное время подача насосной станции ниже и стоки откачиваются не всеми, а только частью установленных насосов. Насосы могут полностью отключаться на некоторое время, в течение которого стоки накапливаются в приемном резервуаре.

Число напорных трубопроводов от насосных станций | и || категории надежности должно быть не менее двух. Устройство необходимого числа перемычек и включение резервных агрегатов должно обеспечить пропуск 100% расчетного расхода при аварии на одном из трубопроводов.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

3.1 Режим работы и определение подачи насосной станции

Поступление сточных вод в систему хозяйственно-бытовой канализации и характер распределения их суточных расходов неравномерны и зависят от степени благоустройства зданий и от числа жителей населенного пункта.

В условиях неравномерного притока для обеспечения нормальной работы насосов на канализационных станциях устраивают приемные резервуары, позволяющие обеспечивать периодическое включение насосов. Суммарная подача насосов при этом назначается равной максимальному часовому притоку сточных вод. При автоматическом управлении назначают до пяти включений в час, а при ручном - три. При мощности насосного агрегата более 50 кВт и при автоматическом управлении рекомендуются три включения агрегатов.

Подача к.н.с. определена в соответствии с рекомендациями СНИП [1, пп.2.1-2.7] и исходными данными без учета расхода воды на полив территории и зеленых насаждений.

Среднесуточный приток сточных вод к КНС составит:

Q mid.= (N* q*к)/1000 = (101500*230*1)/1000 = 23345 куб.м/сут.

где N - количество жителей, чел.,

q - удельное водоотведение бытовых сточных вод, л/чел.* сут.

Объем производственных сточных вод по заданию принят:

Q f.mid. = 3,3 куб.м/сут.

Неучтенные расходы и объем сточных вод от предприятий местной промышленности приняты согласно [1, п.2.5] в размере 5% от суммы (Qd.mid. + Q f.mid.) и составят Q н.р. = 1167,41 куб.м/сут.

Суммарный расчетный среднесуточный приток сточных вод к к.н.с. будет равен:

Q d.mid. = 23345 + 3,3 + 1167,41 = 24515,71 куб.м/сут.

Среднесекундный приток сточных вод составит:

Q d.mid.*1000 24515,71*1000

q s.mid. = ------------------- = -------------------- = 283,70 л/с.

24*3600 24*3600

По значению q s.mid. на основании [1, табл.2] принимаем значения коэффициентов часовой неравномерности притока K gen.max. = 1.56 и K gen.min. = 0.61. Максимальный приток сточных вод в приемный резервуар составит

q h.max.= q s.mid.* 3.6 * K gen.max. = 283,70 * 3.6 * 1.56 =

1593,26 куб.м/ч, а минимальный приток в приемный резервуар составит

q h.min. = 283,70 * 3.6 * 0.61 = 623.0 куб.м/ч.

3.2 Определение вместимости приемного резервуара станции

Регулирующая вместимость приемного резервуара может быть определена графическим способом при совмещении графиков часового притока стоков и работы насосов.

Анализ совместных графиков притока и откачки показывает, что необходимая наибольшая регулирующая вместимость получается в период с притоком, равным 50% максимального. Определенная графическим способом регулирующая вместимость уточняется в соответствии с требованиями СНиП [2, п.5.18], согласно которым минимальная вместимость должна быть не менее пятиминутной максимальной подачи одного из насосов, что соответствует включениям насоса не более трех раз в час. При известном числе включений насосов за один час минимальная вместимость может быть также рассчитана по формуле:

W h.min. q h.min.

W min. = ------------ * (1 - ----------),

n q h.max.

где W h.min. - объем сточных вод в час минимального притока (численно равный q h.min.), куб.м ;

n - число включений насоса за один час.

Для моего примера W min. = 623:3 * (1 - 623: 1593,26) = 126,46 куб.м, что соответствует 1593,26 : 126,46 = 12 минутной производительности насоса. В отдельных случаях вместимость приемного резервуара может быть определена из условия приема сточных вод при опорожнении напорного трубопровода с целью его ремонта или из условия приема стоков в ночной период времени без включения насосов (для малых населенных пунктов).

4. Определение расчетного напора

Предварительный напор к.н.с. определяют по конкретной высотной схеме (рис.2):

H н.ст. = H геом. + h н.ст. + h вдм. + h н.в. + h изл =

= 21.6+1.5+1.5+2.793+1=28.39

где H геом. - геометрическая высота подъема перекачиваемой жидкости, принимаемая равной разности геодезических отметок среднего уровня воды в приемном резервуаре насосной станции и максимального уровня в приемной камере очистных сооружений или в приемном колодце вышележащего канализационного коллектора, (219.7-199.7)=21.6 м;

h н.ст. - потери напора в коммуникациях внутри насосной станции, предварительно принимаемые равными 1.5 - 2 м (уточняются расчетом по [2, с.45-46]);

h вдм. - потери напора в водомере, предварительно принимаемые

равными 1.5 м (уточняются расчетом по 2, с.41 );

h н.в. - потери напора в наружных напорных водоводах, м, определяемые с использованием программы «гидравлический уклон»

h н.в. = 1.1*1000i*Lнап вод = 1.1*2.673*0.950 = 2.793 м ;

Находим удельные потери 1000i:

внутр d=500 мм

наружн d=507 мм

расход Qл/с=221.29

Vм/с=1.13

Удельные потери 2.673 (1000i)

h изл. - рабочий напор в месте излива стоков из напорного трубопровода, принимается 0.5 - 1 м.

5. Выбор насосных агрегатов

Насос динамический для сточных жидкостей СД 800/32

НАЗНАЧЕНИЕ

Насос динамический для сточных жидкостей предназначен для перекачивания бытовых, промышленных сточных вод и других загрязненных жидкостей с водородным показателем Рн от 6 до 8.5, кинематической вязкостью не более 1-10-6 м2/с, плотностью до 1050 кг/м3, температурой до 80 С, с содержанием абразивных частиц по объему не более 1% размером до 5 мм и микротвердостью не более 9 Гпа.

План расположения отверстий под фундаментные болты

Размеры

Типо размер насоса

тип электродвигателя

Размеры, мм

Масса, кг

L

L1

L4

B

C2

C4

H

H1

h

насоса

агрегата

СД800/32

4А355S6УЗ

2745

1942

257

715

710

565

1025

1095

590

920

2425

Фланцы патрубков

Всасывающего нагнетательного

Технические данные

Типо размер насоса	Диаметр рабочего колеса мм	Подача Q	Полный напор Нм	К.п.д.	Мощ ность квт	Час Тота Вращ Об/мин	Доп. Кавитац. Запас ?h ljg м	Расход технич воды на промывку Сальник оборуд. М3/ч	Размер проходн сеч проточного тракта мм. Не менее
		м3/ч	л/с
СД800/32	530	800	222.2	32	66	105	960	6	2	145

Комплектация электродвигателями

Типоразмер насоса	Электродвигатель
	тип	Мощность, КВТ	Частота вращения об/мин	Напряжение В	Масса, КГ
СД 800/32	4А355S6УЗ	160	985	380/660	1420

РАЗРЕЗ НАСОСА СД 800/32

1 - всасывающий патрубок

2 - колесо рабочее

3 - корпус насоса

4 - подвод воды к сальнику

5 - подшипник

6 - вал

7 - кронштейн

8 - подшипник

9 - упругая муфта

6. Компоновка насосных агрегатов, трубопровода и арматуры

Dy	Dn	L1	L2	Sмм	Масса Кг
500	530	500	500	10	120

Колено

Задвижка

Марка	Dy	L	H	Масса
30с927нж	500	700	1945	1600

Тройник проходной

Dy	L	L1	Dн	S	Масса
450	1000	440	478	9	126
500	1100	490	529	9	154

Обратный клапан

Dy	L	H	D	Наимен	Масса кг
500	1100	535	710	19ч16р	730

7. Определение потерь напора в насосной станции

Наименование узла местного сопротивления	D мм	Q л/с	Ы	V м/с	V2 Hм =Ы -------- 2g
Приемная воронка	500	221.29	2	1.13	0.13
Задвижка	500	221.29	0.2	1.13	0.013
Переход эксцентрический	250	221.29	0.1	4.5	0.103
Переход расширяющий	200	221.29	0.25	7.03	0.630
Обратный клапан	500	221.29	1.7	1.13	0.110
Колено	500	221.29	0.5	1.13	0.032
Задвижка	500	221.29	0.2	1.13	0.013
Тройник	500	221.29	1	1.13	0.065
Задвижка	500	221.29	0.2	1.13	0.013
Тройник	500	221.29	1.5	1.13	0.097
Задвижка	500	442.57	0.2	1.13	0.013
Тройник	500	442.57	1.5	1.13	0.097
Задвижка	500	442.57	0.2	1.13	0.013
Тройник	500	442.57	1.5	1.13	0.097
Колено	500	442.57	0.5	1.13	0.032
Колено	500	442.57	0.5	1.13	0.032
Обратный клапан	500	442.57	1.7	1.13	0.110
задвижка	500	442.57	0.2	1.13	0.013
					1.503

m=0.2

Hвдм=0.208

Расчеты для построения характеристики трубопроводов насосной станции

№	Значение потерь	Относительный расход Qн.с.
		0	0.30	0.5	1	1.2
1	Hст	28.39	28.39	28.39	28.39	28.39
2	h в.в.	0	0	0	0	0
3	h н.с	0	0.13	0.37	1.5	2.16
4	h вдм	0	0.13	0.37	1.5	2.16
5	h н.в	0	0.25	0.70	2.793	4.02
6	H2d=(1)+(2)+(3)+(4)+(5)	28.39	28.90	29.83	34.18	36.73
Один водовод
7	h вдм1	0	0.52	1.48	6	8.64
8	H2d=(1)+(2)+(3)+(7)+(5)	28.39	29.29	30.94	38.68	43.21
Два водовода, одна перемычка
9	h вдм2	0	0.27	0.75	3	4.32
10	h н.в2	0	0.12	0.35	1.39	2
11	H2d=(1)+(2)+(3)+(9)+(10)	28.39	28.91	29.86	34.28	36.87

9. Размещение оборудования в канализационной насосной станции

Размещение основного оборудования в машинном зале

При проектировании насосных станций хозяйственно-бытовой канализации приемный резервуар, помещение решеток, машинный зал, подсобные и бытовые помещения обычно размещают в одном здании.

Примеры типовых решений зданий приведены в [2, рис. 60-61]; [6, рис. 12.10]. Подземная часть здания разделяется водонепроницаемой глухой стенкой. По одну сторону стенки размещается приемный резервуар и расположенное над ним помещение решеток, по другую машинный зал. Насосы обычно располагают в один ряд вдоль стенки, отделяющей машинный зал от приемного резервуара. Включение насосов проектируется автоматическим в зависимости от притока сточной жидкости. Если после включения первого насоса уровень воды в резервуаре повышается, то включается второй насос и т.д. Схема высотного расположения насосов приведена на рис. 3.

Нормами рекомендуется устанавливать насосы в насосных станциях канализации под залив. Для этого корпуса насосов размещают на 0.3 -0.5 м ниже отметки уровня жидкости в приемном резервуаре, при котором включается первый насос. Пользуясь установочными чертежами насосов, определяют предварительную отметку оси горизонтальных насосов, отметки всасывающего и напорного патрубков, отметку фундамента, пола машинного зала. Окончательно отметка пола машинного зала и высотное положение насосов уточняются при совместном рассмотрении машинного зала и приемного резервуара насосной станции. Днище насосной станции образует общая для пpиемного резервуара и машинного зала железобетонная плита, на которую опираются бетонные фундаменты насосов. Плита устраивается на отметке дна пpиямка приемного резервуара. Составляется схема расположения в плане насосных агрегатов, трубопроводов, арматуры, решеток-дробилок. С учетом веса насосов, электродвигателей и арматуры выбирается подъемно-транспортное оборудование и принимается схема заглубления (полузаглубленная или заглубленная насосная станция). Заглубленный тип выбирают, если глубина подземной части позволяет разместить основное технологическое и подъемно-транспортное обоpудование. Если напорный коллектор размещается на кронштейнах на стене, то при определении возможности устройства перекрытия над машинным залом необходимо учитывать доступ к задвижкам, расположенным на этом коллекторе, и условия их демонтажа.

С учетом размеров фасонных частей в масштабе строят план расположения оборудования и трубопроводов с арматурой в машинном зале. На плане предусматривают место для монтажной площадки и лестниц, ведущих с первого этажа в машинный зал. План позволяет определить форму и размеры подземной части насосной станции.

Подземную часть малых и средних насосных станций принимают, как правило, в виде круглой шахты, которую строят опускным способом. При малом заглублении подводящего коллектора (до 3 м) и отсутствии грунтовых вод более целесообразна для размещения оборудования прямоугольная форма помещения. Форма подземной части крупных станций принимается на основании технико-экономического сравнения вариантов. При длине или диаметре подземной части насосной станции до 9 м допускается принимать размеры в плане прямоугольных сооружений кратными 1.5 м, а круглых - 1 м. Для больших насосных станций размеры следует принимать кратными 3 м.

Машинный зал обычно проектируется несколько больше помещения решеток, и разделительная стенка может проходить не через середину колодца. Водомеры (трубы или сопла Вентури) устанавливают за пределами насосной станции в камерах на напорных водоводах.

Оборудование приемного резервуара

В канализационных станциях стоки перед попаданием в насосы должны пройти через специальные сороудерживающие решетки. Задержанный на решетках крупный мусор измельчается на дробилках и опять сбрасывается в лоток со сточной жидкостью. В настоящее время наиболее прогрессивным решением для предварительной очистки сточных вод считается установка решеток-дробилок - механизмов, совмещающих в себе задержание и измельчение крупного мусора.

Qсум.расх=24515.71 куб/сут

Технические данные для подбора решеток - дробилок типа РД

Qсум.расх М3/сут	Qмакс.расх л/с	Марка решетки-дробилки	Суммарная площадь проходного сечения щелей в барабане м2	Число решеток дробилок	Скорость движения сточной жидкости в щелях реш-дробилки м/с
				рабочих	резервных	общее
25000	445	РД-600	0.455	1	1	2	0.98

Габариты и технические данные решеток - дробилок типа РД

Марка решетки-дробилки	Размеры, мм	Мощность электродвигат кВт	Общая масса, кг
	Наибольшая высота, Н	Наибольшая ширина, В	Наружный диаметр барабана D	Ширина щели
РД-600	2170	1250	635	10	1.5	1800

10. Вспомогательное оборудование насосной станции

В канализационных насосных станциях предусматриваются системы хозяйственно-питьевого, технического водоснабжения и откачки дренажных вод. Вода для систем хозяйственно-питьевого и технического водопровода подается из водопроводной сети населенного пункта или промышленного предприятия.

Хозяйственно-питьевой водопровод внутри станции проектируется из труб диаметром 15 - 20 мм с подключением к приборам в санузле, душевой и кранам для мойки пола в помещении решеток и машинном зале. Горячая вода поступает из центрального теплового пункта или подается от водонагревателя. Сточная вода от санитарных приборов отводится в приемный резервуар насосной станции.

Технический водопровод подает воду на охлаждение и гидроуплотнение сальников основных насосов и к дробилкам для смыва раздробленного осадка.

Существует опасность попадания сточных вод в систему технического водопровода. Например, при аварийном снижении давления в техническом водопроводе чистая вода уже не будет подаваться по его трубам к сальникам фекальных насосов; при этом сточная вода от насосов может попадать в трубопроводы системы водопровода.

Для защиты сети хозяйственно-питьевого водопровода от возможного загрязнения, технический водопровод подключается к хозяйственно-питьевому через бак «разрыва струи»

Объем бака принимаем от 4-6 м3. Переливная труба диаметром 50 мм выводится из бака в приемный резервуар.

Система откачки дренажных вод предусматривается в машинном зале станции и предназначена для откачки грунтовых вод, фильтрующихся через стены здания, утечек оборудования и воды, изливающейся при ремонте и замене оборудования, фасонных частей и арматуры. В малых неавтоматизированных насосных станциях дренажные воды можно откачивать основными насосами. Для этого к всасывающему патрубку одного из насосов присоединяют трубу диаметром 15-20 мм с вентилем, которая свободным концом опускается в дренажный приямок. Эту же схему можно использовать для откачки воды из машинного зала при аварии на трубопроводах внутри насосной станции.

11. Подъемно-транспортное оборудование

В заглубленных насосных станциях подъемно-транспортным оборудованием верхнего помещения груз подается к монтажному люку и через него опускается на монтажную площадку заглубленного машинного зала. С этой площадки транспортным оборудованием груз подается к месту монтажа.

Форма и размеры монтажного люка определяются габаритами проносимого оборудования с учетом запаса не менее 0,3 м. проходы вокруг оборудования на монтажной площадке должны быть не менее 0,7 м.

Грузоподъемность и габариты грузового автомобиля

Марка автомобиля	ГАЗ-51А
Грузоподъемность, т Размеры автомобиля, мм: Длина Ширина Высота Размеры платформы, мм: Длина Ширина Высота(погрузочная) Минимальные размеры монтажной площадки, мм: Длина ширина	2,5 5725 2250 2130 3070 2070 1200 3770 3470

Схема подъемно-транспортной операции в заглубленной насосной станции

Кран подвесной однобалочный

Технические характеристики

Длина крана L, м	Грузоп- ть, т	Пролет Lп, м	Размеры, мм	Номер двутавра Подкр. пути	Масса кг
			h1	H	L1	L2	C	B
10,2	3,2	9	610	400	200	600	1800	2100	36	961

12. Электрическое оборудование насосной станции

Для включения и отключения приводных электродвигателей основных насосов мощностью свыше 75 кВт устанавливаются масляные выключатели. Они также применяются для отключения трансформаторов и на присоединениях к ЛЭП. В них соединение и разъединение контактов цепи, по которой идет ток, происходит в емкостях, заполненных маслом, что при размыкании предотвращает образование электрической дуги.

Трансформаторы и масляные выключатели, как пожароопасное и находящееся под высоким напряжением оборудование, размещают в отдельных помещениях с капитальными стенами и ограниченным доступом обслуживающего персонала. Привод подвижных контактов масляных выключателей электромагнитный, что позволяет производить включение и выключение высоковольтного оборудования из щитовой - помещения, где располагается оборудование низкого напряжения: щит управления, щит измерения и сигнализации, щиты низкого напряжения. Через щиты низкого напряжения подключается вспомогательное оборудование.

Схема электрического соединения насосной станции

13. Проектирование надземной части насосной станции

В надземной части насосной станции размещаются перевалочные помещения для приема оборудования, монтируемого в машинном зале и в помещении решеток, электрическая часть (щитовая низкого напряжения, камеры трансформаторов, помещение распределительного устройства), бытовые и подсобные помещения (туалет, душевая, служебное помещение, мастерская, кладовая, гардероб). Состав и размеры бытовых и подсобных помещений принимают в соответствии с рекомендациями СНиП [1, п.5.26]. Помещения для приема оборудования и электрическая часть располагаются, как правило, на уровне первого этажа; бытовые и подсобные помещения могут располагаться как на первом, так и на втором этажах здания.

В полузаглубленных станциях над основными насосами и решетками в перекрытии первого этажа оставляют проемы, чтобы монтажная площадка на уровне первого этажа и машинный зал (помещение решеток) обслуживались одним подъемно-транспортным устройством. Если невозможно разместить электрическую часть в здании насосной станции, камеры для установки трансформаторов и помещение распределительного устройства выносят в отдельно сооружаемый павильон трансформаторной подстанции.

В заглубленных насосных станциях электрическую часть, вспомогательные и подсобные помещения располагают на перекрытии над машинным залом и помещением решеток.

Перевалочные помещения, в которые в кузове автомобиля или на инвентарной тележке может быть подано монтируемое оборудование, обычно проектируются отдельно для машинного зала и для помещения решеток. В этих помещениях с помощью монорельса или кран-балки оборудование снимается с автомобиля или тележки и через монтажный проем подается на монтажную площадку в машинный зал (помещение решеток). С монтажных площадок насосы или решетки-дробилки к месту установки подаются подъемно-транспортным оборудованием, расположенным в подземной части здания. Планы первого этажа и подземной части увязываются в соответствии со стенами, монтажными площадками, проемами и лестницами, соединяющими первый этаж с машинным залом и помещением решеток. Надземную часть здания чаще всего выполняют прямоугольной в плане из кирпича или сборного железобетона. Стены сооружаются на балках, опирающихся на железобетонную конструкцию подземной части. При необходимости, можно выносить консоли этих балок на 1 - 1.5 м за пределы колодца подземной части здания станции. Минимальная высота помещений с подъемно-транспортным оборудованием определяется расчетом после выбора этого оборудования по грузоподъемности и пролету. Высота помещений электрической части определяется наибольшей высотой устанавливаемого электрического оборудования.

14. Список использованной литературы

1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. Офиц. изд./ Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР. 1986. 72 с.

2. Залуцкий Э.В., Петрухно А.И. Насосные станции. Курсовое проектиpование. Киев: Вища школа, 1987. 167 с.

3. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ. пособие. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1984. 116 с.

4. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции: Учеб. для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1986. 320 с.

5. Справочник монтажника. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений/ Под ред. А.С.Москвитина. М.: Стройиздат, 1979.

460 с.

6. Калицун В.И. Водоотводящие системы и сооружения: Учебн. для вузов. М.: Стройиздат, 1987. 336 с.

Размещено на Allbest.ru