Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Февраля 2012 в 00:10, курсовая работа
Исходные данные по объекту проектирования. Расчетные расходы водопотребления. Предварительный подбор насосов и электрических двигателей. Оценки энергетических параметром насосов, водоводов и графические построения их характеристик при расчетных режимах работы. Подбор трансформаторов. Технико-экономические показатели насосной станции.
Ʃha=Sa·Q²ав, Ʃh=S·Q²нас.ст., Sa=α·S,
где α=(Z+3)/Z (Z-число ремонтных участков),
то Ʃhaв=11м при Qав=45,92 л/с, Saв=11/0,04592²=5217
Ʃh=9 м при Q=112,5 л/с, S=9/0,1125²=711
α=Sa/S=5217/711=7,33
7,33=(Z+3)/Z, z=2,11~2
Принимаем z=2, что соответствует двум ремонтным участкам на каждом водоводе.
Таблица 6
Расчетные параметры водоводов при аварийной ситуации
| Q, м3/с | 0,025 | 0,05 | 0,1 |
| h, м | 3,261 | 13,0425 | 52,17 |
| H=h+Hг | 38,261 | 48,0425 | 87,17 |
Примечание. В случае аварии на водоводе ремонтный участок отключается задвижками.
После того как насосные агрегаты подобраны, необходимо уточнить режим работы насосной станции и графически оценить подачи и напоры насосный станции.
Вода подается по двум водоводам. По графику принимаем:
при работе одного насоса его подача составляет Q1=56,25 л/с
при работе двух насосов Q1+2=112,5 л/с (точка А на графике)
В % от Qсут:
Q1=0,0864*3600*100/6000=5,18%
Q1+2=0,1125*3600*100/6000= 6,75%
С учетом выполненных оценок составляется таблица 7 баланса воды
Wрег=25200·3,17:100=799м³, W=799+30=829 м³.
Средний уровень воды в баке к часу максимального хозяйственного водопотребления Hу.б можно рассчитать: Wрег=(3,17+2,12):2=2,645% 2,6%=655,2 м³, W=655,2+30=685,2 м³, H=6=6 м
Ввиду отсутствия расхождений высот воды в баке при предварительном расчете и графо-аналитических построениях расчетные напоры насосной станции оставляем неизменными.
Следовательно, энергетические параметры подобранных марок насосных агрегатов соответствуют расчетным параметрам насосной станции.
Таблица 7
Суточный баланс воды и режим работы насосов
| Часы суток | Водопотребление % от Qсут | Подача Qнас.ст., % | Поступление, % | Остаток воды в баке, Wрег, % | Режим работы насосов | |
| в бак | из бака | |||||
| 0-1 | 2,50 | 2,79 | 0,29 | 0,29 | 1 насос с дросс. 32 мин | |
| 1-2 | 2,00 | 2,00 | 0,00 | 0,00 | 0,29 | 1 нас с дросс. 23 мин |
| 2-3 | 2,00 | 2,00 | 0,00 | 0,00 | 0,29 | 1 нас с дросс. 23 мин |
| 3-4 | 2,00 | 2,00 | 0,00 | 0,00 | 0,29 | 1 нас с дросс. 23 мин |
| 4-5 | 2,00 | 2,00 | 0,00 | 0,00 | 0,29 | 1 нас с дросс. 23 мин |
| 5-6 | 2,50 | 5,18 | 2,68 | 2,97 | 1 насос | |
| 6-7 | 3,40 | 3,51 | 0,11 | 3,08 | 1 насос с дросс. 41 мин | |
| 7-8 | 3,93 | 4,00 | 0,07 | 3,15 | 1 насос с дросс. 46 мин | |
| 8-9 | 4,90 | 5,08 | 0,18 | 3,33 | 1 насос с дросс. 59 мин | |
| 9-10 | 4,90 | 4,80 | 0,10 | 3,23 | 1 насос с дросс. 56 мин | |
| 10-11 | 4,90 | 4,90 | 0,00 | 0,00 | 3,23 | 1 насос с дросс. 67 мин |
| 11-12 | 3,90 | 4,00 | 0,10 | 3,33 | 1 насос с дросс. 46 мин | |
| 12-13 | 4,00 | 3,73 | 0,27 | 3,06 | 1 насос с дросс. 43 мин | |
| 13-14 | 5,00 | 5,18 | 0,18 | 3,24 | 1 насос | |
| 14-15 | 4,50 | 4,59 | 0,09 | 3,33 | 1 нас с дросс. 53 мин | |
| 15-16 | 5,00 | 5,00 | 0,00 | 0,00 | 3,33 | 1 нас с дросс. 58 мин |
| 16-17 | 5,80 | 5,80 | 0,00 | 0,00 | 3,33 | 1 нас 36 мин |
| 17-18 | 6,75 | 5,80 | 0,95 | 2,38 | 1 нас 36 мин | |
| 18-19 | 6,75 | 5,80 | 0,95 | 1,43 | 1 нас 36 мин | |
| 19-20 | 6,75 | 5,80 | 0,95 | 0,48 | 1 нас 36 мин | |
| 20-21 | 5,00 | 5,08 | 0,08 | 0,56 | 1 насос с дросс. 59 мин | |
| 21-22 | 4,00 | 3,80 | 0,20 | 0,36 | 1 насос с дросс. 44 мин | |
| 22-23 | 4,00 | 4,37 | 0,37 | 0,73 | 1 насос с дросс. 51 мин | |
| 23-24 | 3,52 | 2,79 | 0,73 | 0,00 | 1 насос с дросс. 32 мин | |
| Итого: | 100,00 | 100,00 | 3,78 | 3,78 | 0,00 | |
Примечания. 1.Время работы насосов в сутки: один насос работает 17 ч
2. Цветом выделены
максимальный час
Выбранные для привода насосов электрические двигатели рассчитаны на работу при напряжении U=380 В (в зависимости от марки электродвигателя), а напряжение в сети энергоснабжения U= 3000 В. Следовательно, на насосной станции необходимо предусматривать установку понижающих трансформаторов.
Необходимая для работы электрического оборудования насосной станции мощность силовых трансформаторов S, кВт, определяется суммарной мощностью электродвигателей основной группы насосов, задвижек, подъемного оборудования, вспомогательных насосов и др., мощностью электроосветительных и электроотопительных устройств:
S=(kc·ƩPн/η·cosα) + (10÷50)
На насосной станции устанавливается два рабочих насосных агрегата и два таких же резервных.
Номинальная мощность каждого электродвигателя насосного агрегата Pн=132 кВт, тогда:
S=(0,8·40·4/0,915·0,92) + 50= 202 кВА
При прямом пуске электрического двигателя величина пускового тока J возрастает в 4-5 раз. Очевидно, при пуске двигателя пропорционально J увеличивается и употребляемая мощность P, так как P=U·I·cosφ*√3/1000. Поэтому при выборе мощности силового трансформатора насосной станции необходимо учитывать не только номинальные, но и пусковые нагрузки по P.
Как следует из паспортных данных выбранного насосного агрегата, мощность холостого хода его электродвигателя составляет Nо 20 кВт, тогда Nпуск= Nо·5=20·5=100 кВт.
Отечественной
промышленностью выпускаются
При максимальной нагрузке, т.е. при пуске одного двигателя и работе двух агрегатов: ƩN=100+2·40=180 кВт, т.е. 180<300, следовательно условие запаса мощности трансформатора при запуске электрического двигателя выполняется. Кратковременная перегрузка трансформаторов не должна превышать 40%
Таблица 8
Расчетные параметры насосной станции
| Число рабочих насосов | Режим работы | Подача, л/с | Напор, м | Мощность N=Q*H*γ/(102* ηн* ηдв) | ηн | ηдв |
| 1 | норм | 56,25 | 39 | 91,1 | 0,7 | 0,93 |
| 2 | норм | 112,5 | 44 | 180,7 | 0,71 | 0,94 |
| 3 | Пожар | 152,5 | 253,8 | 0,72 | 0,95 |
Таблица 9
Расчетные параметры мощности насосной станции
| Число рабочих двигателей | Режим работы | Продолжительность, ч | Мощность влюченных трансформаторов, кВА | Необходимая мощность, кВА | % недогрузки, перегрузки |
| 1 | Норм | 6,17 | 180
(180·2) |
91,1+50=141,1
(200+50) |
Недогр. 22 %
(недогр 31%) |
| 2 | Норм | 7,83 | 180·2 | 180,7+50=230,7
(250+141,1) |
Недогр. 36 %
(перегр. 9%) |
| 3 | Норм | 10 | 180·2
(180·3) |
253,8+50=303,8
(250+230,7) |
Недогр. 16%
(недогр. 11%) |
| 4 | Пожар | 3 | 180·2
(180·3) |
319,8+50=369,8
(200+303,8) |
Перегр. 3%
(недогр. 7%) |
| 5 | Пожар | 3 | 180·3 | 449,1+50=499,1
(200+369,8) |
Недогр 8%
(перегр. 6%) |
Установленная на насосной станции суммарная мощность трансформаторов несколько больше расчетной 540<923 кВА, так как предварительные оценки выполнялись для рабочих режимов работы насосной станции и не учитывались нагрузки трансформаторов при запуске электрических двигателей.
При выходе из строя одного из трансформаторов нагрузка других не превысит номинальных пределов 499,1 кВА < 540 кВА (допускается перегрузка до 40%)
КПД станции определяется по формуле
ηн.ст. =
После подстановки известных величин в формулу получаем
ηн.ст.=
Расход энергии рабочими насосами в сутки составляет
Aфакт=(Q1·H1·T1/102· ηн· ηдв) + (Q2·H2·T2/102· ηн· ηдв) + (Q3·H3·T3/102· ηн· ηдв) =4514,89 кВт
Если бы все установленные насосы работали в оптимальном режиме в течении всех 24 часов в сутки, то было бы израсходовано энергии
Aопт=24·m·Qоп·Hоп/102·ηmax
ηдв=24·5·132·45/102·0,84·0,92=
где m-число установленных рабочих насосов; Qопт – подача каждого насоса при оптимальной работе, т.е. при максимальном значении КПД, л/с