Проектирование насосной станции второго подъема

 

Содержание

1.Исходные данные к  выполнению курсового проекта………………….…………..3

2.Цели и задачи курсового  проекта………………….………………………………..3

3.Определение максимального  и минимального часового водопотребления……...4

4.Определение диаметра  напорного трубопровода………….…..…………………5

5.Подбор насосов………….……………………………………..….…………………9

6.Определение емкости  резервуара бака водонапорной башни……..………….…10

7.Компоновка насосной станции………………….……………...…………………..11

8.Аварийная ситуация……………………….………………………………………..13

9.Определение размеров  резервуара чистой воды……….…………………………14

10.Определение отметки  оси насоса…………...…………………………………….16

11.Расчет мощности электродвигателя  насоса………...……………………………18

12.Определение ширины  насосного отделения станции…………...………………19

13.Определение длины насосного  отделения станции...…………………………...20

14.Подбор грузоподъемного  оборудования…………...…………………………….20

15.Определение высоты  насосного отделения станции……………...…………….21

16.Подбор вакуумного насоса……………...………………………………………...22

17.Определение мощности  трансформаторов…………...………………………….23

18.Технико-экономический  расчет……………...…………………………………...24

19.Увеличение производительности  насосной станции на 20%...............................23

20.Заключение…………………………………………………………………………29

21.Приложение………………..………………………………………………………30

 

1. Исходные данные

Вариант №25

Таблица 1

Суточный расход, м3/сут	15000
Коэффициент часовой неравномерности	1,25
Надежность станции	1
Длина всасывающей линии,м	25
Расстояние от станции  до водонапорной башни, м	1900
Отметка воды в приемном резервуаре, м	20
Отметка земли у насосной станции, м	23,0
Отметка земли башни, м	41
Высота башни, м	15

 

Приложение: рис. 1 «Высотная  схема»

2. Цели и задачи курсового проекта

Цель проекта: систематизация и углубление знаний по курсу «Насосы  и воздуходувные станции», приобретение навыков самостоятельного решения  инженерных задач, использования технической, нормативной и справочной литературы.

Задачи проекта: Насосная станция второго подъема подает воду из резервуаров чистой воды, расположенных  после очистных сооружений, в разводящую сеть населенного пункта.

При разработке курсового  проекта насосной станции второго  подъема следует выполнить все  относящиеся к нему гидравлические и электротехнические расчеты, вычертить  план, необходимые разрезы и аксонометрические  схемы станции в объеме технического здания.

Для этого необходимо:

1. Подобрать наиболее целесообразный режим работы насосов, настроить ступенчатый график водопотребления и работы насосов
2. Определить производительность и полный напор насосов и подобрать по каталогу требуемый насос
3. Построить совмещенные характеристики насосов и водоводов
4. Определить число резервных насосов и разработать монтажную схему оборудования насосной станции с коммуникациями трубопроводов
5. Произвести гидравлический расчет всасывающих и напорных трубопроводов насосной станции и определить отметку оси насосов и пола станции
6. Подобрать вакуумные насосы (если они необходимы)
7. Определить требуемую мощность электродвигателя насосного агрегата, а затем подобрать по каталогу двигатель
8. Расставить в нужных местах задвижки, обратные клапаны и другое оборудование
9. Подобрать необходимое грузоподъемное оборудование

10)Определить габариты насосного отделения

11) Определить габариты помещений вспомогательного и электросилового хозяйства

12) Определить размеры и дать общую компоновку всех помещений станции

13) Начертить план, продольный и поперечный разрезы насосной станции, аксонометрическую схему основных трубопроводов и заливки насосов водой

14) Составить спецификацию оборудования

15) Определить коэффициент полезного действия отдельных насосов и насосной станции в целом, стоимость подачи 1м³ воды.

 

3. Определение максимального и минимального часового водопотребления

На основании заданных максимальной суточной производительности объекта водопотребления (Q_сут=15000 м³/сут) и общего коэффициента неравномерности (К=1,25) определяется потребление воды городом по часам суток (м³/ч, м³/с, л/с) в табличной (табл. 2) и графической формах: Приложение рис.2 «График водопотребления».

Qм³/ч =

Qл/с =

 

 

Таблица 2

Водопотребление объектом воды в течение суток

Часы	К%	Qм3/ч	Qм3/с	Qл/с
0-1	2,0	300	0,0833	83,3
1-2	2,0	300	0,0833	83,3
2-3	2,0	300	0,0833	83,3
3-4	2,0	300	0,0833	83,3
4-5	2,0	300	0,0833	83,3
5-6	5,05	757,5	0,2104	210,4
6-7	5,15	772,5	0,2145	214,5
7-8	5,15	772,5	0,2145	214,5
8-9	5,20	780	0,2166	216.6
9-10	5,30	795	0,2208	220,8
10-11	5,30	795	0,2208	220,8
11-12	4,90	735	0,2041	204,1
12-13	5,00	750	0,2083	208,3
13-14	5,10	765	0,2125	212.5
14-15	5,20	780	0,2166	216,6
15-16	5,20	780	0,2166	216,6
16-17	5,20	780	0,2166	216,6
17-18	5,15	772,5	0,2145	214,5
18-19	5,10	765	0,2125	212,5
19-20	5,10	765	0,2125	212,5
20-21	5,10	765	0,2125	212,5
21-22	3,80	570	0,1583	158,3
22-23	2,0	300	0,0833	83,3
23-24	2,0	300	0,0833	83,3
Итого:	100	15000	4,166	4166,6

 

Из табл.2 определяем максимальное и минимальное водопотребление в сутки:

Q_max = 220,8 л/с     Qmin= 83,3л/с

4. Определение диаметра напорного водовода

В соответствии с установленным  максимальным водопотреблением определяются количество и диаметр всасывающих  водоводов. В общем случае их должно быть не менее двух.

 

 

Диаметр всасывающего водовода определяется по формуле:

d=

где q= Q_max м³/с

V- скорость движения воды во всасывающем водоводе , V=0,8…1,2 м/с (примем V=1,0 м/с)

π=3,14

d_треб= = 375 мм

Принимаем стандартный диаметр  d=350 мм

Находим фактическую скорость в данном водоводе:

V_ф= = = 1, 15м/с

Выполняем построение характеристики сети. Для этого строим табл.3

Таблица 3

d_вод = 350 мм; А=0,2948

q м3/с	0,01104	0,02208		0,03312	0,04416	0,0552	0,06624	0,07728	0,08832	0,09936	0,1104	0,12144	0,13248	0,14352	0,15456
q2	0,000122	0,000488		0,001097	0,00195	0,003047	0,004388	0,005972	0,0078	0,009872	0,012188	0,014748	0,01755	0,020598	0,023889
A*L			560,12 м
A*L*q2	0,068268	0,273073		0,614415	1,092293	1,706708	2,45766	3,345148	4,36173	5,529734	6,826832	8,260467	9,830638	11,5373	13,38059
Нг			36 м
Нс	36,068	36,373		36,614	37,092	37,706	38,457	39,345	40,369	41,529	42,826	44,26047	45,8306	47,53735	49,38059

 

q – количество воды, идущее по одному водоводу

L – длина водопроводных труб от источника воды до водонапорной башни (табл.1)

Сопротивление трубопровода определяется по формуле:

Н_сети = Н_г + h_г = Н_г + ALq²

где Н_г – геодезическая высота подъема жидкости, м

h_г – потеря напора по длине сети, м

А – удельное сопротивление одного погонного  метра трубопровода, которое зависит  от диаметра трубопровода, материала  и внутренней шероховатости.

Для построения характеристики сети 2d необходимо характеристику сети 1d увеличить в 2 раза, т.е. напор в каждой точке остается неизменным, а расход увеличивается в 2 раза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Подбор насосов

На оси расхода отмечаем максимальный суточный расход и проводим вертикальную прямую до пересечения с характеристикой  2d. Из полученной точки проводим прямую, параллельную оси расхода, до оси напора (Приложение: рис.3 «График характеристики сети»). Максимальный расход делим на 3 равные части. Получаем первую рабочую точку. Определяем расход и напор в данной точке: Q=73,6 л/с, Н=42,9 м. Затем по каталогу выбираем марки насосов. Первоначально насос подбирается по свободному графику насосов, а затем по рабочим характеристикам выбранного насоса. Рабочую характеристику выбираем ближайшую, но большую.

Таблица 4

Д 315-50
Частота вращения, об/мин	2900
Мощность, кВт	75
Масса, кг	475
Всасывающий патрубок, мм	200
Напорный патрубок, мм	150
Размеры, мм: длина ширина высота	1707 600 890

 

Определив необходимый насос, переносим  его характеристику на график характеристики сети, удваиваем ее. Находим точки пересечения характеристик насоса с кривой 2d. Получаем 3 ступени работы насоса:

I ступень – Q₁= 0,103 м³/с = 370,8 м³/ч

Н₁ = 32,5 м

II ступень – Q₂= 0,194 м³/с = 698,4 м³/ч

  Н₂ = 36 м

III ступень – Q₃= 0,254 м³/с = 914,4 м³/ч