Водопроводные насосные станции

Водопроводные насосные станции

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

(ФГБОУ ВПО ПГУПС)

Кафедра «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

Курсовой проект по дисциплине «Насосы, насосные и воздуходувные станции»

Водопроводные насосные станции

Выполнил студент

Группы ВВБ-311

Вершинин Д.А.

Проверил профессор кафедры

«Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

Якубчик П.П.

Санкт-Петербург 2015

Содержание

1. Введение

2. Выбор режима работы насосной станции

3. Определение объема и размеров бака водонапорной башни

4. Определение емкости безнапорных резервуаров чистой воды

5. Определение расчетной производительности насосной станции

. Определение расчетного напора насосов

7. Подбор насосов и построение характеристик параллельной работы насосов и трубопроводов

8. Определение мощности электродвигателей и их подбор

9. Проектирование здания насосной станции

9.1 Определение типа станции. Установление отметки оси насоса

9.2 Установка насосов и определение размеров фундамента под насосный агрегат

9.3 Составление схемы насосной станции и размещение внутристанционных трубопроводов и оборудования

9.4 Определение размеров машинного зала и здания насосной станции

10. Подбор вспомогательного оборудования

. Описание контрольно-измерительных приборов

12. Электрическая часть насосной станции

13. Определение технико-экономических показателей насосной станции

Список использованной литературы

.        Введение

В данном проекте рассчитана и разработана конструкция водопроводной насосной станции второго подъёма (ВНСII). Проектирование ВНСII предусматривает забор очищенной воды из резервуаров чистой воды (РЧВ) и подачу её в водонапорную башню (ВБ) и водопроводную сеть. По надёжности действия проектируемая ВНСII относится к первой категории, так как обеспечивает подачу воды на пожаротушение. Типовая водонапорная башня расположена в начале водопроводной сети с ёмкостью бака 500 м³. Безнапорные резервуары располагаются при водоочистных сооружениях. В курсовом проекте приняты два типовых резервуара чистой воды, каждый ёмкостью 3 000 м³. Суточная производительность насосной станции составляет 16500 м³/сут. Всасывающие линии запроектированы из стальных труб в 2 нитки; d_вс = 500 мм, l_вс= 48м. Напорные линии запроектированы из чугунных труб так же в 2 нитки; d_н= 450 мм, l_н= 6200м. По длине напорных линий устроено 2 перемычки. К установке приняты 4 насосных агрегата, из которых 2 рабочих и 2 резервных. В каждом насосном агрегате насос марки IД500-63 и электродвигатель марки М А-36-51/4. Для снижения числа оборотов рабочих колёс каждого насоса используются тристорные преобразователи числа оборотов. Все насосы установлены «под залив», т.е. ось насоса ниже уровня воды в РЧВ. Здание ВНСII запроектировано прямоугольной формы в плане. Ширина здания Ш_нст= 9 м, длина здания L_нст = 27 м. Отметки оси насоса Z_он= 28,37 м, высота подземной части здания насосной станции 3,46 м. Высота верхнего строения насосной станции 5,5 м. Для отвода дренажных вод из машинного зала станции используются вихревые насосы марки ВКС4/28а в количестве 2 штук, из которых один рабочий и один резервный. В качестве подъёмных механизмов используется подвесная электрическая кран-балка грузоподъёмностью до 5 т. Насосная станция оборудуется двумя силовыми трансформаторами мощностью 436,9 кВА. Стоимость перекачки 1 м³ воды проектируемой насосной станцией составляет 2,25 руб.

2.      Выбор режима работы насосной станции

Под режимом работы ВНС понимают график подачи воды насосами в течение суток. Проектируемая ВНСII подаёт воду по схеме: сеть с водонапорной башней, расположенной в начале сети. Выбор режима работы станции производится по суточному графику водопотребления. На рисунке 1 приведён график суточного водопотребления для К_час=1,5.

График подачи воды насосами принимают в соответствии с графиком водопотребления так, чтобы обеспечить наиболее экономичную работу насосной станции при минимальной регулирующей ёмкости баков водонапорной башни. Работа насосов принимается преимущественно 2-х или 3-х ступенчатой. В проекте принята 2-х ступенчатая работа ВНСII. При 2-х ступенчатой работе насосной станции прежде всего необходимо выбрать производительность и продолжительность работы насосов для каждой ступени. При этом нужно соблюдать следующие условия:

)Q₁t₁+Q₂t₂=Q_cут или K_I%Q_сутt_I+K_II%Q_сутt_II=100%Q_сут, где

Q_I и Q_II - часовая производительность насосов соответственно первой и второй ступеней, м³/ч;

t_I и t_II - продолжительность работы насосов соответственно первой и второй ступеней, ч;

K_I%Q_сут - производительность насосов первой (большей) ступени;

K_II%Q_сут - производительность насосов второй (меньшей) ступени;

) Регулирующая ёмкость водонапорной башни W_регВБ должна быть в заданных пределах и не превышать 500….700 м³. При Q_сут=15000….20000 м³/сут (Q_сут=16500 м³/сут) рекомендуется принимать W_регВБ=400….500 м³.

) При параллельной работе двух одинаковых насосов должно соблюдаться следующее условие:

K_II%Q_сут :K_I%Q_сут = (0,56….0,65).

Назначение производительности насосов каждой ступени ВНСII произведено приближённо с достаточной для практических работ точностью, ориентируясь в основном на производительность работы первой ступени и сравнивая графики водоподачи и водопотребления.

W_регВБ=а, если в≤б;

W_регВБ=а+в-б, если в>б.

В проектируемой насосной станции приняты следующие параметры:

производительность насосов первой ступени составляет К_I=5,5%Q_сут; продолжительность работы этой ступени t_I = 10 часов, а время работы с 8:00 до 18:00;

производительность насосов второй ступени составляет К_II=3,21%Q_сут; продолжительность работы этой ступени t_II = 14 часов, а время работы с 00:00 до 8:00 и с 18:00 до 00:00.

При этом возможно параллельное использование двух одинаковых насосов, т.к. K_II%Q_сут :K_I%Q_сут = 3,21:5,50 = 0,58, что находится в пределах от 0,56 до 0,65. При такой работе ВНСII регулирующий объём баков ВБ составит:

W_регВБ=[6,25-5,5]*4*16500 = 495 м³, что входит в пределы от 400 до 500 м³.

3.      Определение объёма и размеров бака водонапорной башни

Бак водонапорной башни должен содержать регулирующий объём W_РЕГвб и неприкосновенный запас воды на противопожарные нужды W_ПОЖвб в количестве, необходимом на 10-минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров в населённом пункте при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды.

Полный объём бака водонапорной башни W_ВБ, м³, определяем по формуле

W_ВБ = W_РЕГвб + W_ПОЖвб = 495+12 = 507,

W_РЕГвб = 495 м³.

Объём бака для хранения неприкосновенного противопожарного запаса W_ПОЖвб, м³, определяется по формуле

W_ПОЖвб = (q_ПОЖ+q_ПОЖ.ВН)*10*60/1000 = (15+5)*10*60/1000 = 12

где q_ПОЖ - максимальный расход воды на тушение наружного пожара; принимаем по заданию q_ПОЖ = 15 л/с;

q_ПОЖ.ВН - расход воды на тушение одного внутреннего пожара, принимаем 5 л/с.

По полученным значениям W_ВБ принимаем типовую водонапорную башню с ёмкостью бака 500 м³, при этом D_б = 10 м, Н_б = 7 м. Строительная высота бака:

Hh_б = Н_б + 0,25 + 0,2 = 7,0 + 0,25 + 0,2 = 7,45 м.

бак водонапорный башня резервуар

4.      Определение ёмкости безнапорных резервуаров чистой воды

Безнапорные резервуары располагаются при водоочистных сооружениях и служат для регулирования неравномерности работы водопроводных станций I и II подъёмов. В них так же хранится неприкосновенный противопожарный запас воды. Кроме того, в этих резервуарах накапливается объём воды, используемый на собственные нужды водоочистной станции.

Объём безнапорных резервуаров чистой воды, м³, определяем по формуле

где W_регРЧВ - регулирующий объём воды, м³

W_пожРЧВ - неприкосновенный противопожарный запас воды, м³

W_фРЧВ - объём воды на собственные нужды водоочистной станции, м³.

Регулирующий объём воды W_регРЧВ определяет на основании анализа работы водопроводных насосных станций I и II подъёмов путём совмещения графика поступления воды с очистной станции в резервуар (график работы ВНС I) и графика работы ВНС II. Насосная станция I подъёма работает равномерно в течение суток и каждый час подаёт на очистные сооружения, а следовательно, и в резервуары чистой воды расход, равный 100%Q_СУТ/24 = 4,17%Q_СУТ. Насосная станция II подъёма работает по ступенчатому графику: с 0 до 8 ч и с 18 до 24 ч - 3,21%; с 8 до 18 ч - 5,5%.

Вычисления по определению W_регРЧВ сведём в табличную форму (табл. 1).

W_регРЧВ = (7,68-(-5,64))*Q_СУТ/100 = 13,32*16500/100 = 2197,8 м³.

Неприкосновенный противопожарный запас воды W_пожРЧВ, м³, определяем по формуле

W_пожРЧВ = (q_ПОЖ + 5)*3*3600/1000 + W_Х-П - 3Q = (15 + 5)*3*3600/1000 + 3093,8 - 3*687,5 = 1247,3 м³.

где q_ПОЖ - максимальный расход воды на тушение наружного пожара, л/с (принимаем по заданию q_ПОЖ = 15 л/с);

- расход воды на тушение одного внутреннего пожара, л/с;

W_Х-П - объём воды, м³, потребляемый за три часа наибольшего водопотребления на хозяйственные и производственные нужды во время тушения пожара (у нас это с 8 до 11 часов):

W_Х-П = (6,25 + 6,25 + 6,25)*%Q_СУТ = 18,75*Q_СУТ/100 = 18,75*16500/100 = 3093,8 м³.

Q - расход воды, м³/ч, поступаемый в резервуар при тушении пожара:

Q = 4,17%Q_СУТ = 4,17*16500/100 = 687,5 м³.

Объём воды на собственные нужды водоочистной станции W_фРЧВ, м³, определяем по формуле:

W_фРЧВ = 0,05*Q_СУТ = 0,05*16500 = 825 м³.

Таблица 1. Определение регулирующего объёма безнапорных резервуаров чистой воды

В курсовом проекте приняты два типовых резервуара чистой воды, каждый ёмкостью 3 000 м³.

5.      Определение расчётной производительности насосной станции

Расчетную производительность насосов ВНС II определяют для трёх режимов работы насосной станции.

Для первого режима - при подаче насосами I ступени в водонапорную башню в час максимального водопотребления при исправных водоводах и оборудовании, м³/ч:

Q₁ = K₁*Q_СУТ/100 = 5,5*16500/100 = 907,5

или, л/с: q₁ = Q₁*1000/3600 = 907,5*1000/3600 = 252,1

где К₁ - производительность насосов I ступени, %.

Для второго режима - при подаче воды насосами в сеть во время пожара в часы I ступени, м³/ч:

Q₂ = Q₁ + (q_ПОЖ + 5)*3600/1000 = 907,5 + (15 + 5)*3600/1000 = 979,5

или, л/с: q₂ = Q₂*1000/3600 = 979,5*1000/3600 = 272,1

где q_ПОЖ - максимальный расход воды на тушение наружного пожара, л/с (принимаем по заданию q_ПОЖ = 15 л/с).

Для третьего режима - при подаче воды насосами в водонапорную башню в часы I ступени при аварии на напорных линиях, м³/ч:

Q₃ = 0,7*Q₁ = 0,7*907,5 = 635,3

или, л/с: q₃ = Q₃*1000/3600 = 635,3*1000/3600 = 176,5.

6.      Определение расчётного напора насосов

Расчётный напор насосов, т.е. полную высоту подъёма воды насосами, м, определяем для каждого режима работы ВНС II по формуле

H = H_Г + h_ВС + h_Н + h_Н.СТ + h_с,

где H - геометрическая высота подъёма воды, м;

h_ВС - потери напора во всасывающих линиях, м;

h_Н - потери напора в напорных линиях, м;

h_Н.СТ - потери напора в соединительных напорных коммуникациях насосной станции, м;

h_с - потери напора в водопроводной сети, м (учитывается только для ВНС II при подаче воды на тушение пожара).

Геометрическая высота подъёма воды определяется как разность отметок расчетного уровня, на который вода подается в водонапорную башню или в сеть, и расчетного уровня воды в резервуаре чистой воды, из которого вода забирается.

Потери напора в системе трубопроводов h_ВС, h_Н,h_Н.СТ,h_с определяются при гидравлическом расчете этих трубопроводов.

Ввиду того, что гидравлический расчет водопроводной сети населённого пункта представляет собой самостоятельную и сложную задачу, а для определения напора ВНС II, подающих воду в сеть при подаче воды на тушение пожара необходимо учитывать потери напора в водопроводной сети, принимаем значение h_С по заданию: h_С = 3,8 м.

Для гидравлического расчета всасывающих и напорных линий прежде всего необходимо подобрать диаметры труб этих линий.

Диаметр всасывающих линий d_ВС принимается по условиям пропуска расчетного расхода первого режима работы ВНС II. Количество всасывающих линий должно быть не менее двух (в курсовом проекте принимаем две). При выключении одной из них остальные должны обеспечить пропуск максимального расчетного расхода. При этом скорости движения воды v_ВС должны быть в пределах:

при d_ВС ≤ 250 мм v_ВС = 0,7…1,0 м/с;

d_ВС = 300…800 мм v_ВС = 1,0…1,5 м/с;

d_ВС > 800 мм v_ВС = 1,5…2,0 м/с.

При назначении диаметров всасывающих линий используем следующий алгоритм:

q_1, л/с, → табл. Шевелёва → стальные трубы → v_ВС, м/с, → d_ВС, мм.

Для первого режима:

q₁ = 252,1 л/с → табл. Шевелёва → стальные трубы →v_ВС1 = 1,21 м/с → d_ВС = 500 мм, 1000i_ВС1 = 3,67;

Для второго режима:

q₂ = 272,1 л/с → табл. Шевелёва → стальные трубы →v_ВС2 = 1,30 м/с → d_ВС = 500 мм, 1000i_ВС2 = 4,28;

Для третьего режима:

q₃ = 176,5 л/с → табл. Шевелёва → стальные трубы→ v_ВС3 = 0,85 м/с → d_ВС = 500 мм, 1000i_ВС3 = 1,91;

Напорные линии проектируются с учётом технико-экономического обоснования в две линии. Диаметр напорных линий d_Н принимается по условиям пропуска расчетного расхода первого режима работы ВНС II по двум параллельным линиям, т.е. по каждой линии - половина расчетного расхода. При этом скорости движения воды v_Н должны бать в пределах:

d_Н = 300…800 мм v_Н = 1,2…2,0 м/с;

d_Н > 800 мм v_Н = 1,8…3,0 м/с.

При наличии диаметров напорных линий используем следующий алгоритм:

q₁/2_, л/с, → табл. Шевелёва → чугунные трубы → v_Н, м/с, → d_Н, мм.

Для первого режима:

q₁/2 = 126,1 л/с, → табл. Шевелёва → чугунные трубы→v_Н1 = 0,79 м/с, → d_Н = 450 мм, 1000i_Н1 = 2,00;

Для второго режима:

q₂/2 = 136,1 л/с, → табл. Шевелёва → чугунные трубы→v_Н2 = 0,85 м/с, → d_Н = 450 мм, 1000i_Н2 = 2,31;

Для третьего режима:

q₃/2 = 88,3 л/с, → табл. Шевелёва → чугунные трубы→v_Н3 = 0,55 м/с, → d_Н = 450 мм, 1000i_И = 1,04;

q₃ = 176,5 л/с, → табл. Шевелёва → чугунные трубы→v_Н3 = 1,10 м/с, → d_Н = 450 мм, 1000i_АВ = 3,72;

Расчётный напор насосов для каждого режима работы ВНС II определяем по следующим формулам.

Для первого режима:

H₁ = H_Г1 + h_ВС1 + h_Н1 + h_Н.СТ1 = 29,5 + 0,7 + 13,0 + 2 = 45,2 м.

Геометрическую высоту подъёма воды H_Г1 определяем по формуле

H_Г1 = z_ВР + z_РЧВ = 59,5 - 30,0 = 29,5 м

где z_ВР - отметка расчётного уровня воды в баке водонапорной башни, м;

z_РЧВ - отметка расчётного уровня воды в резервуаре чистой воды, м.

Потери напора во всасывающих линиях h_ВС1, м, подсчитываем по формуле

h_ВС1 = ∑ς_ВС * v_ВС1²/2g + i_ВС1*l_ВС = 6,8*1,21²/2*9,81 + 0,00367*48 = 0,7 м

где ∑ς_ВС - сумма коэффициентов местных сопротивлений, имеющихся на трубопроводе.

В курсовом проекте ∑ς_ВС - принимаем следующей:

∑ς_ВС = ς_СЕТ + 2ς_К + 2ς_ТР + ς_СУЖ = 2,5 + 2*0,6 + 2*1,5 + 0,1 = 6,8

где ς_СЕТ - коэффициент местного сопротивления приёмной сетки без клапана; ς_СЕТ = 2,5;

ς_К - коэффициент местного сопротивления колена с углом 90⁰; ς_К = 0,6;

ς_ТР - коэффициент местного сопротивления тройника при ответвлении; ς_ТР = 1,5;

ς_СУЖ - коэффициент местного сопротивления перехода суживающегося, монтируемого при присоединении всасывающей линии к насосу; ς_СУЖ = 0,1;

v_ВС1 - скорость движения воды во всасывающей линии, м/с;

i_ВС1 - гидравлический уклон всасывающей линии (см. выше);

l_ВС - длина всасывающей линии, м (принимается по заданию l_ВС1 = 48 м).

Потери напора в напорных линиях, м, подсчитываем по формуле

h_Н1 = 1,05*i_Н1*l_Н = 1,05*0,00200*6200 = 13,0

где i_Н1 - гидравлический уклон напорных линий (см. выше);

l_Н - длина напорных линий (принимаем по заданию l_Н1 = 6200 м).

Потери напора в соединительных напорных коммуникациях насосной станции h_Н.СТ1 можно принять без расчета в пределах 1,5…3,0 м для всех режимов работы ВНС II (принимаем h_Н.СТ1 =2 м).

Для второго режима:

Независимо от системы водоснабжения расчётный напор насосов H₂, м, определяют по формуле

H₂ = H_Г2 + h_ВС2 + h_Н2 + h_Н.СТ2 + h_С.ПОЖ = 18,4 + 0,8 + 15,0 + 2 + 3,8 = 40,0

Геометрическую высоту подъёма воды H_Г2, м, определяем по формуле

H_Г2 = z_С.ПОЖ - z_д.РЧВ = 45,6 - 27,2 = 18,4

где z_С.ПОЖ - отметка расчётного пьезометрического уровня воды водопроводной сети в точке пожара, м:

z_С.ПОЖ = z_З.ПОЖ +10 = 35,6 + 10 = 45,6

где z_З.ПОЖ - отметка поверхности земли в точке пожара, м;

- величина требуемого свободного напора в сети на случай пожара, м;

z_д.РЧВ - отметка дна резервуара чистой воды (принимаем по заданию z_д.РЧВ = 27,2 м).

Потери напора во всасывающих линиях h_ВС2, м, подсчитываем по формуле

h_ВС2 = ∑ς_ВС * v_ВС2²/2g + i_ВС2*l_ВС = 6,8*1,30²/2*9,81 + 0,00428*48 = 0,8 м.

Потери напора в напорных линиях h_Н2, м, подсчитываем по формуле

h_Н2 = 1,05*i_Н2*l_Н = 1,05*0,00231*6200 = 15,0.

Потери в соединительных напорных коммуникациях насосной станции h_Н.СТ2 учитываются в пределах 1,5…3,0 м (принимаем h_Н.СТ2 = 2,0 м).

Потери напора в водопроводной сети принимаем по заданию h_С.ПОЖ = 3,8 м.

Для третьего режима

H₃ = H_Г3 + h_ВС3 + h_Н3 + h_Н.СТ3 =29,5 + 0,3 + 12,6 + 2 = 54,5 м.

Геометрическая высота подъёма воды H_Г3 = H_Г1 = 29,5 м.

Потери напора во всасывающих линиях h_ВС3, м, подсчитываем по формуле

h_ВС3 = ∑ς_ВС * v_ВС3²/2g + i_ВС3*l_ВС = 6,8*0,85²/2*9,81 + 0,00191*48 = 0,3

Потери напора в напорных линиях h_Н3, м, определяют с учетом возможной на них аварии. При этом для надёжного обеспечения бесперебойной подачи воды при аварии на напорных линиях между ними устраиваются перемычки. Длина ремонтных участков, т. е. расстояние между перемычками, принимается в пределах 0,8…1,5 км. С учётом этого для третьего режима работы насосной станции в условиях аварии на напорных линиях потери напора h_Н3, м, определяют по формуле

h_Н3 = 1,05*(i_АВ*l_АВ + i_И*l_И) = 1,05*(0,00372*2067 + 0,00104*4133) = 12,6

где i_АВ - гидравлический уклон при пропуске расчетного расхода по одной напорной линии аварийного участка;

l_АВ - длина аварийного участка напорного водовода (принимаем i_И = 2067 м);

i_И - гидравлический уклон при пропуске расчетного расхода по двум параллельным напорным линиям исправных участков;

l_И - длина исправных участков напорных линий, м

l_И = l_Н - l_АВ = 6200 - 2067 = 4133;

l_Н - длина напорных линий, м.

Потери напора в соединительных напорных коммуникациях насосной станции h_Н.СТ3 учитываются в пределах 1,5…3,0 м (принимаем h_Н.СТ3 = 2 м).

7.      Подбор насосов и построение характеристики параллельной работы насосов и трубопроводов

Для подбора насосов сводим результаты подсчётов расчётной производительности и расчетного напора насосов для различных режимов работы ВНС II в таблицу прилагаемой формы (табл. 2).

Используя данные табл. 2 по расчётным параметрам Q(q) и Н подбираем насосы для проектируемой насосной станции. Выбор марки насосов производится по сводному графику характеристик центробежных насосов (II,прил. 3), а затем уточняется по рабочим характеристикам насосов. При подборе насосов следует иметь в виду, что основным расчетным режимом является 1-й режим с параметрами Q₁ и Н₁. При 1-м режиме насосная станция потребляет наибольшее количество электроэнергии, поэтому необходимо подобрать насосы таким образом, чтобы они работали при этом режиме по возможности с наибольшим КПД. Следует стремится также, чтобы при работе насосов II ступени КПД у них был в пределах рабочей зоны характеристики насоса. Работа насосов при подаче воды на тушение пожара и при аварийном режиме считается допустимой и при низких значениях КПД, но при условии, что обеспечиваются потребные производительности и напоры насосов.

Таблица 2. Производительность и расчётный напор насосов ВНС II

Производительность и напор подобранных насосов проверяем по положению рабочей точки. Для этого на общий график наносим характеристики насосов при их индивидуальной и параллельной работе и характеристики той системы, на которую работают эти насосы (рис. 2).

Из этого рисунка видим, что при начальном числе оборотов рабочего колеса n’=1450 об/мин расход Q_Д1’=1040 м³/ч превышает расход рабочей точки Q₁=907,5 м³/ч на 12,5%, что не входит в допуск 10%. Поэтому необходимо использовать тристорный преобразователь числа оборотов. Чтобы найти новое число оборотов, нужно построить параболу подобных режимов через точку 4, уравнение которой записывается в следующем виде: H=SQ². Подставляя координаты точки 4, находим уравнение параболы и наносим ее график на рис. 2. Найдя точку 4’ пересечения параболы и первоначальной характеристики насоса, находим Q_4’=480 м³/ч. Вычислим новое число оборотов, используя закон подобия: Q₄/Q_4’=n/n’; отсюда

n=*n’_’ = 453,2/480*1450 = 1370 об/мин.

Чтобы построить новую характеристику насоса, опускаем первоначальную характеристику так, чтобы кривая (Q-H) проходила через точку 4.

Рис. 2. График совмещённых характеристик насосов и трубопроводов для ВНСII, подающих воду в сеть с ВБ.

Примечание: характеристики со значком «’» являются первоначальными.

8.      Определение мощности электродвигателей и их подбор

Подбор электродвигателя к насосу производим по мощности на валу N_В, числу оборотов n, типу насоса (горизонтальный).

Максимальную мощность на валу насоса N_В, кВт, принята по графику совмещённых характеристик насосов и трубопроводов для ВНСII, подающих воду в сеть с ВБ (рис. 2) N_В = N_НIIСТ = 95 кВт.

Мощность электродвигателя N_ДВ, кВт, принимают несколько большей, чем мощность на валу насоса:

N_ДВ = К_З* N_В/η_ПЕР = 1,1*95/1 = 104,5 кВт,

где η_ПЕР - КПД передачи при соединении электродвигателя с насосом с помощью эластичной муфты; η_ПЕР = 1,0;

К_З - коэффициент запаса для учёта возможных перегрузок электродвигателя в процессе эксплуатации насоса.

Величину К_З принимают в зависимости от мощности на валу насоса: при N_В>100 кВт К_З = 1,1.

В качестве электродвигателя принимаем электродвигатель марки М А-36-51/4 с паспортными параметрами:

·        мощность электродвигателя N_эл. = 125 кВт;

·        ширина фундаментной плиты Ш_ф.пл. = 1030 мм;

·        длина фундаментной плиты L_ф.пл. = 2240 мм;

·        ширина насоса Ш_н. = 1000 мм;

·        высота насоса Н_н. = 630 мм;

·        диаметр всасывающего патрубка d_вс._патр. = 250 мм;

·        диаметр напорного патрубка d_н.патр. = 150 мм.

9. Проектирование здания насосной станции

После подбора насосов и электродвигателей разрабатывают чертёж здания насосной станции. Вычерчиваем план и размеры насосной станции в масштабе 1:50 с нанесением прямоугольников, определяющих габариты насосных агрегатов, внутристанционных трубопроводов, изображаемых двумя линиями, фасонных частей, арматуры, мостиков, лестниц и габариты всех помещений станции. Разработка чертежа станции включает следующие этапы:

определение типа станции;

установка насосных агрегатов и определение размеров фундамента под каждый агрегат;

компоновка машинного зала с трассированием внутристанционных трубопроводов и размещением основного насосно-силового оборудования;

определение размеров машинного зала и здания станции в целом.

.1 Определение типа станции. Установление отметки оси насоса

По расположению относительно поверхности земли принимаем насосную станцию полузаглубленного типа (заглубление пола машинного зала на 2,5…4,5 м). Заглубление машинного зала относительно поверхности земли зависит от расположения оси насоса. Для обеспечения надёжности в работе насосной станции корпус насоса, как правило, располагают под заливом от расчетного уровня воды z_РЧВ в резервуаре чистой воды.

При установке насоса под заливом отметка оси насоса z_О.Н, м, определяется по формуле:

z_О.Н = z_РЧВ - h_ВС - Н_НАСОСА - 0,3 = 30,0 - 0,7 - 0,63 - 0,3 = 28,37 м,

где h_ВС - потери напора на всасывающих линиях; принимаются равными потерям насоса во всасывающих линиях для первого режима работы насосной станции, h_ВС = h_ВС1 = 0,7 м;

Н_НАСОСА - высота насоса от его оси до лап; принимается по размерам, указанным в паспорте или каталоге насосов, Н_НАСОСА = 0,63 м4

,3 - высота слоя воды над корпусом насоса, которая считается достаточной для обеспечения работы насоса под заливом, м.

.2 Установка насосов и определение размеров фундамента под насосный агрегат

Насос и электродвигатель устанавливают на плите заводского изготовления или раме, изготовленной на месте монтажа из стали швеллерного профиля. Ширину и длину рамы или плиты принимают из каталога насосов [6, 7] по установочным размерам насосного агрегата.

Ширину фундамента под насосный агрегат принимают на 0,15 м больше ширины плиты или рамы, длину фундамента - на 0,2 м больше длины плиты или рамы. Высоту фундамента над уровнем чистого пола принимают исходя из удобства монтажа всасывающих и напорных трубопроводов в пределах 0,2…0,3 м.

Ш_Ф = Ш_Ф.П + 0,15 = 1,03 + 0,15 = 1,18 м; L_Ф = L_Ф.П +0,2 = 2,24 + 0,2 = 2,44 м.

Отметка верха фундамента z_Ф = z_О.Н - Н_НАСОСА = 28,37 - 0,63 = 27,74 м.

Рис. 3. Определение размеров фундамента под насосный агрегат

Глубина заложения фундамента должна быть не менее 0,5…0,7 м. В заглубленных насосных станциях фундаменты под насосные агрегаты могут быть конструктивно выполнены заодно с монолитной бетонной плитой, образующей основание подземной части машинного зала.

9.3    Составление схемы насосной станции и размещение внутристанционных трубопроводов и оборудования