Насосная станция первого подъема
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра строительных конструкций
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине 'Насосные и воздуходувные станции"
Выполнил: ст.гр. ВВ-101
Брылева М.А.
Проверил: преподаватель
Зайцева И.С.
Кемерово 2011
Содержание
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
- ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ……..4
1.1 Определение часовой подачи насосной станции…………………………….5
1.2Определение подачи насосной станции
в период восстановления противопожарного
запаса воды…………………...........……………………
1.3Определение количества напорных водоводов и их диаметров……………6
1.4Определение потерь напора в напорном водоводе…………………...……..7
1.5Определение предварительного значения потребляемого напора насоса...8
1.6Определение количества и типа рабочих насосов…………………………..9
1.7Определение расчетной подачи одного насоса……………………………...9
- Подбор типоразмера насоса…………………………………………………..9
- Определение количества резервных насосов………………………………..10
- Определение мощности насоса……………………………………………..10
- Определение потребляемой мощности электродвигателя………...………10
- Определение геометрической высоты всасывания насоса………………..12
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ……………………………………13
- Определение отметок оси насоса и пола машинного зала…………………13
- Составление схемы расположения лотков, трубопроводов и арматуры….14
- Подбор диаметра труб, фасонных частей и арматуры……………………...15
- Подбор диаметров трубопроводов………………………………………..
..15 - Подбор фасонных частей и арматуры………………………….…………..18
- Компоновка технологического оборудования, трубопроводов и арматуры20
- Подбор грузоподъемных устройств………………………………………….21
- Определение отметки верхнего строения насосной станции………………22
- Подбор дренажных насосов…………………………………………………..22
4. УТОЧНЕНИЕ РЕЖИМА РАБАОТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ……………23
4.1 Расчет потерь напора во внутристанционных
коммуникациях и уточнение потерь напор…………………………………………………………………
4.2 Анализ совместной работы насоса и системы напорных водоводов……...27
5. АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………….30
Приложение 1: Характеристика насосов и напорных водоводов……………...31
Приложение 2: Параллельная работа двух рабочих насосов на два водовода…...32
Приложение 3: Вертикальная схема насосной станции………………………..33
Приложение 4: Аксонометрическая схема………………….…………………..34
6.. Спецификация …………………………………………………………………35
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………36
ВВЕДЕНИЕ
Насосные станции являются важным
элементом систем водоснабжения
и водоотведения. Они представляют
собой сложный комплекс сооружений
и оборудования. Правильный выбор
технико-экономических
По назначению системы водоснабжения делятся на станции первого и второго подъема, циркуляционные и повысительные.
Станции первого подъема подают воду из источника на очистные сооружения, а если очистки не требуется - в регулирующие емкости или непосредственно в сеть потребителю.
По типу здания насосные станции подразделяются на наземные, заглубленные и глубокие. По характеру управления станцией: с ручным, полуавтоматическим и автоматическим управлением.
В курсовом проекте запроектирована насосная станция первого подъема с подачей Q = 641,6 м3/ч, двумя рабочими и двумя резервными насосами типа 1Д.
1. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВОЙ ПОДАЧИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
По данным задания определяется часовая подача насосной станции Q, в м /ч как подача среднего часового расхода в дни максимального водопотребления по формуле:
где Qмакс.сут- максимальный суточный расход, м ;
Т - продолжительность работы насосной станции в часах, обычно принимают равной 24 часам;
α - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды насосной станции и очистных сооружений; в курсовом проекте предварительно можно принять равным 1,11 при производительности очистных сооружений более 14 000 м /сут.
2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДАЧИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ В ПЕРИОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОТИВОПОЖАРНОГО ЗАПАСА ВОДЫ
Устанавливается величина подачи насосной станции первого подъёма в период восстановления противопожарного запаса воды, хранящегося на насосной станции второго подъёма, и окончательно уточняется расчётная подача насосной станции первого подъёма. Пополнение противопожарного запаса воды часто осуществляется рабочими насосами насосной станции первого подъёма, т.к. в соответствии с [1] на период пополнения противопожарного запаса допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды на 30%, а подача воды на производительные нужды - по аварийному графику. В курсовом проекте разрешается принять условно допустимое снижение всего среднего часового расхода воды на период восстановления противопожарного запаса в размере 30% и определять величину подачи насосной станции первого подъёма в период восстановления противопожарного запаса воды Q4 В0Сст. по формуле:
(12.1)
где Qn ·3- полный пожарный расход за 3 часа, т.е. за расчётную продолжительность тушения пожара в населённом пункте или на предприятии,
м3; Qn складывается из расхода воды на тушение nнар наружных пожаров и расхода на тушение одного внутреннего пожара qвнутр . Расход воды на тушение одного наружного пожара qнap и число наружных пожаров nнар приводятся в задании; на тушение одного внутреннего пожара предусмотрим две струи по 2,5 л/с.
Тогда Qn=qнар·nнар+qвнутр·1= qнар·nнар+qвнутр
∑Qмакс.i - суммарный расход в течение 3 часов наибольшего водопотребления, m3
(приблизительно равен 15,4% Qмакс.сут),
Qч·3 – подача нормально работающих насосов насосной станции первого подъема расчётную продолжительность тушения пожара, т.е. за 3 часа, м ;
Твосст - продолжительность восстановления противопожарного запаса, устанавливается по пожарным нормам в пределах от 24 до 36 часов; в курсовом проекте можно принять, что Твосст. равно 24 часа.
Полученное по формуле (2.2.1) значение Qч.восст сравниваем с подачей Qч нормально работающих насосов станции первого подъёма. Если Qч.восст меньше Qч, то восстановление противопожарного запаса будет обеспечено рабочими насосами первого подъёма. И тогда за расчётную подачу можно окончательно принять величину Qч, Qч.расч = Qч . В противном случае Qч.расч = Qч.восст . Оч.восст < Qч; окончательно принимаем Qч.расч = Qч = 641,6 м3/ч
- ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВО НАПОРНЫХ ВОДОВОДОВ И ИХ ДИАМЕТРОВ
Затем предварительно назначается количество напорных водоводов и определяется их диаметр с учётом экономического фактора. По [1] на насосных станциях первой и второй категорий надёжности действия число напорных водоводов nвод должно быть не менее двух, обычно nвод равно двум. Тогда расход по одному водоводу будет равен:
(2.3.1)
Из-за отсутствия необходимых подробных данных о трассе и исходя из требования надёжности работы водоводов, в качестве напорных водоводов целесообразно выбрать стальные или железобетонные трубы.
Согласно [2] экономический фактор - Э можно предварительно принять равным для районов Урала, Сибири и Дальнего Востока - 0,5; для центральных и западных районов Европейской части России - 0,75; для остальных районов 1.
Для найденного расхода Qвод , выбранного материала труб и значения Э по таблице предельных экономических расходов определяется экономически выгодный диаметр напорного стального водовода (приложение 1): d вод. = 300 мм.
2.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА В НАПОРНОМ ВОДОВОДЕ
Вычисляются потери напора nвод в напорных водоводах для нормальных условий их работы:
(2.4.1)
где 1,1 - поправочный коэффициент на местные сопротивления, имеющиеся на водоводах;
i - гидравлический уклон, определяемый по [2 или 11];
lвод - длина водопровода, м. Для подсчёта потерь напора можно воспользоваться и другими водопроводными формулами, например:
(2.4.2)
где А - удельное сопротивление трубопровода, определяемое по [2, табл. 2];
K1 - поправочный коэффициент на неквадратичную зависимость потерь напора от средней скорости движения воды; вводится при скорости меньшей 1,2 м/с и определяется по [2, табл. 3] при Vвод больше 1,2 м/с K1=l;
Qвод - расход по одному водоводу, м2 /ч. Определяем живое сечение ω вод, м2 , по формуле:
(2.4.3)
Насосная станция расположена в Московской области: Э=0,75. по приложению (1) для Qв о д =89,1 л/с определяем экономически выгодный диаметр стального водовода: dвод = 300мм.
где d2вод. - диаметр напорного водовода, м.
Определяем скорость движения воды в напорном водоводе Vвод, м/с, по формуле:
(2.4.2)
2.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПОТРЕБЛЯЕМОГО НАПОРА
НАСОСА
Предварительно
(2.4.5)
где Zсмес - отметка уровня воды в смесителе очистных сооружений, м;
Zвс.отд - отметка наинизшего уровня воды во всасывающем отделении водоприёмного колодца, м ;
hн.с - потери напора во внутренних коммуникациях насосной станции, предварительно принимаемые равными 2…2,5 м ; в [3] рекомендуется к этим потерям добавлять ещё запас на
взаимное влияние местных
Нзап - запас напора на излив воды из трубопровода в смеситель; принимается равным 1 м.
2.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И ТИПА РАБОЧИХ НАСОСОВ
Количество рабочих насосов nраб на насосной станции первого подъёма предварительно можно назначать в зависимости от величины суточной подачи станции равным: при Qмакс.сут до 20 000 м3/сут - 1 насос; от 20 000 до 40 000 м3/сут - 2; при более 40 000 м3/сут - 3-4 насоса. Т.к. Qмакс.сут =14 000 м3; то принимаем число рабочих насосов nраб = 1.
2.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ ПОДАЧИ ОДНОГО НАСОСА
Расчётная подача одного насоса Q1 определяется по формуле:
(2.7.1)
2.8 ПОДБОР ТИПОРАЗМЕРА НАСОСА
По Q1 и Нпотр производится выбор типоразмера насоса по полю Q-H в приложении 2; из [4, табл. 1] или из
[10, приложение 3] выписывают основные
параметры; затем снимают на
кальку его рабочие
Q-∆hдоп, приведённые в [5], или в [10], а также эскиз насоса с габаритными и присоединительными размерами из [5], [6] или [10]. По приложению 2 при Q1= 641,6м3/ч и Нпотр=47,55м выбираем насос марки Д 800-57б, n=1450 об/мин.
Из [10, прил.З] выписываем основные параметры и размеры: подача Q=400 м3/ч, напор Н=44 м, масса - 450 кг, диаметр рабочего колеса D2=375 мм.
Рис.1 Характеристика насоса Д800-57б
2.9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА РЕЗЕРВНЫХ НАСОСОВ
По [1, табл. 52] или по [3, табл. 9.2] устанавливается
количество необходимых резервных
насосов. Так как насосная станция
первого подъёма
2.10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ НАСОСА
Определяется мощность насоса N в кВт, по формуле:
(2.10.1)
где р - плотность воды, кг/м ;
ƞ - коэффициент полезного действия насоса, определяемый по рабочей характеристике насоса в режимной точке (при Q1 );
g- 9,81 м/с2
Q1 - расчетная подача одного насоса, м3/с
Hпотр - предварительное значение потребляемого напора насоса, м
2.11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Потребная мощность электродвигателя Nдв. определяется по формуле:
(2.11.1)
Где k – коэффициент запаса для учета возможных перегрузок электродвигателя в процессе эксплуатации насоса; по [3, 166] при мощности насоса N до 20 кВт k=1,25; при N от 20 до 50 кВт k=1,2; при N от 50 до 300 кВт k=1,15 и при N более 300 кВт k=1,1.
По мощности Nдв и синхронной частоте вращения nс ближайшей к частоте вращения n рабочего колеса насоса, приняв напряжение 380 В, по [6] устанавливаем типоразмер электродвигателя 4А28S4У3 и выписываем его основные размеры электронасосного агрегата Д (рис.2):
Мощность электродвигателя - 110 кВт; Частота вращения рабочего колеса - 1450 об/мин.;
Масса агрегата - 2180 кг;
L-2518 мм; L1-1160 мм; 1-521 мм; l1-325 мм; I2-755 мм; А-540 мм; А1-560 мм; А2-630 мм; А3-530 мм; В-1155мм; В1-840 мм; В2-605 мм; В3-1210 мм; Н-1050 мм; h-700мм; h1-378 мм; h2-280 мм; С-1050 мм; D-21500 мм; Патрубок всасывающий-Dy-300; Ру-0,6(6); Патрубок напорный-Dy200;Py-1,0(10)
Рис.2 Агрегаты электронасосные типа Д
2.12 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТЫ ВСАСЫВАНИЯ НАСОСА
Допустимая геометрическая высота всасывания насоса , м, определяется по формуле:
(2.12)
где pатм - атмосферное давление; величина в курсовом проекте может быть принята равной 10м;
pпар - давление насыщенного пара при температуре перекачиваемой воды, в курсовом проекте рекомендуется условно принять температуру воды равной 20 °С, тогда величина будет равной 0,24 м водяного столба;
∆hдоп - допустимый кавитационный запас, определяемый по [10, приложение 4];
Нвс.тр - потери напора во всасывающем трубопроводе насоса, предварительно принимаемые
учетом местных сопротивлений равными 2 м.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТОК ОСИ НАСОСА И ПОЛА МАШИННОГО ЗАЛА
Отметка оси насоса ZO.H., м, определяется по формуле:
(3.1.1)
где Zвс.отд - минимальная отметка всасывающего отделения;
- допустимая геометрическая высота всасывания насоса.
Так как мы принимаем работу насосов насосной станции под заливом, то отметку оси насоса мы определяем:
(3.1.2)
где ∆hнас - высота насоса от оси до лап, принимается по размерам, указанным на эскизе выбранного насоса; ∆hнас = Н – h=0.7м.
Принимаем наименьшую отметку оси насоса, т.е.
На схеме указываются отметки уровней воды Zсмес и Zbc.отд , поверхности земли Zпов, уровня грунтовых вод, отметки ввода всасывающих вывода напорных трубопроводов, считая до низа, отметки оси насоса и пола машинного зала Zпола.
где hнас - высота насоса от оси до лап; принимается по размерам, указанным на эскизе выбранного насоса, м;
hрамы - высота рамы под насос, предварительно может быть принята равной 0,2 м;
∆hфунд - высота фундамента над уровнем чистого пола; назначается в зависимости от удобства монтажа всасывающих и напорных трубопроводов, но не менее 0,2 м.
По разности отметок Zпов и Zпола вычисляется заглубление hзагл пола машинного зала и устанавливается тип водопроводной насосной станции: при hзагл до 0,5 м имеем незаглубленную (наземную) станцию; при hзагл = 0,5... 4 м - полу заглубленную; при hэагл больше 4 м будем иметь заглубленную насосную ст.
По величине заглубления насосная станция относится к полузаглубленной.
3.2 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ЛОТКОВ, ТРУБОПРОВОДОВ И АРМАТУРЫ
С учётом рекомендаций [1,3], без масштаба,
составляется схема расположения в
плане насосных агрегатов, трубопроводов
и арматуры: задвижек и обратных
клапанов. Число общих всасывающих
линий на водопроводных насосных
станциях первой и второй категорий
надёжности действия должно быть не менее
двух. Для обеспечения забора воды
любым насосом всасывающие
Трубопроводы в насосных станциях, а также всасывающие линии за пределами насосных станций следует выполнять из стальных труб на сварке с применением фланцевых соединений для присоединения к арматуре и насосам.
Рис.3 Схема расположения лотков, трубопроводов и арматуры
3.3 ПОДБОР ДИАМЕТРА ТРУБ, ФАСОННЫХ ЧАСТЕЙ И АРМАТУРЫ
3.3.1 ПОДБОР ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ
С учётом рекомендаций [1, табл.53] и [3, с.169, 174]о скоростях движения воды во внутристанционных всасывающей и напорной трубах Vв и Vн , определяются сечением труб, фасонных частей и арматуры внутри насосной станции:
(3.3.1)
(3.3.2)
где Q1 - расчётная подача насоса, м /с;
= 1 м/с;
= 1,5 м/с.
Уточнив расходы воды в коллекторах Qвк и Qнк, аналогично вычисляют площади поперечного сечения всасывающего и напорного коллекторов ωвк и ωнк , а затем определяют соответствующие диаметры , , , , округляют их до стандартных диаметров dв , dвк , dн и dнк и проверяют величину получившихся скоростей в них:
(3.3.3)
(3.3.4)
При этом диаметры труб 350, 450, 700 и 900 мм принимать не рекомендуется Следует делать переходы на диаметры 400, 500, 600 и 800 мм.
1)Определим диаметр всасывающего коллектора. Зададимся средней скоростью во всасывающей трубе V в - 1 м/с.
Принимаем dB = 500 мм.
Фактическая скорость во всасывающем коллекторе равна:
Что приемлимо для dв = 250 – 800, Vв = 0.8 – 1.5
2)Определим диаметр напорного коллектора. Средняя скорость в напорной трубе
=1,5m/c.
м
Принимаем dн=300 мм
Фактическая скорость в напорном коллекторе равна:
Что приемлимо для dв = 250 – 800, Vв = 1.0 – 3.0
3)Определим диаметр всасывающего трубопровода.
Принимаем dвк=500 мм.
Фактическая скорость во всасывающем трубопроводе равна:
Что приемлимо для dв = 250 – 800, Vв = 0.8 – 1.5
4)Определим диаметр напорного трубопровода.
м
Принимаем dнк=300 мм.
Фактическая скорость в напорном трубопроводе:
Что приемлимо для dв = 250 – 800, Vв = 1.0 – 3.0
3.3.2 ПОДБОР ФАСОННЫХ ЧАСТЕЙ И АРМАТУРЫ
Уточняем величину рабочего давления насоса рраб в Па, по формуле:
(3.3.2.1)
По вычисленным значениям диаметров труб, коллекторов и условному давлению русл. равному (или большему) рабочему давлению рраб, подбираются по справочникам [8.9] необходимые фасонные части и арматура. При этом качество обратных клапанов целесообразно выбрать более компактные и совершенные безударные клапаны.
Концентрический и эксцентрический переходы бесшовные приварные из углеродистой стали
Эксцентрический
250x300
Dн=326 мм
dн=273 мм
L=180 мм
m = 29.5 кг
Концентрический
300x400
Dн=426 мм
dн=325 мм
L=220 мм
m = 31.9 кг
Тройник неравнопроходный бесшовный
приварной из углеродистой стали
500x400
Dн=530 мм
dн =426 мм
L=300 мм
m =210 кг
Тройник равнопроходный бесшовный приварной из углеродистой стали
300x300
Dy=300 мм
Dн=325 мм
L=220 мм
H=200 мм
m=75.5 кг
Отвод крутоизогнутый, приварной из углеродистой стали с углом 900
Dу =500 мм L1=500 мм
Dн=530 мм L2 =289 мм
S=10 мм L3 =207 мм
M=163.50 кг
Dу =300 мм L1=450 мм
Dн=325 мм L2 =260 мм
S=10 мм L3 =185 мм
M=121 кг
Задвижка параллельная с электроприводом и выдвижным шпинделем
Dy=500 мм
L=350 мм
H=2650 мм
Dy=400 мм
L=310 мм
H=2170 мм
Клапан обратный поворотный дисковый
Dy=400 мм
L=232 мм
Py=1,0 МПа
m=128 кг
3.4 КОМПОНОВКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ТРУБОПРОВОДОВ И АРМАТУРЫ
С учётом принятой схемы расположения
оборудования, трубопроводов и коллекторов
в плане и вертикальной схеме
насосной станции уточняется компоновка
оборудования, трубопроводов и арматуры,
ширина машинного зала в осях и
вычерчивается на миллиметровке
в М 1:50 план насосной станции (машинного
зала, вспомогательных помещений
и помещений для
Монтажная площадка предусматривается
на отметке подземных путей. Размеры
монтажной площадки в плане определяются
габаритами оборудования или транспорта
и максимальным приближением грузоподъёмного
механизма к разгрузочному
Для предотвращения образования во
всасывающем трубопроводе воздушных
мешков трубопровод прокладывают с
подъёмом в сторону насоса (уклон
не менее 0,005), а переходы с большего
диаметра на меньший выполняют
Из удобства монтажа и обслуживания просвет между низом трубы и полом машинного зала должен составлять 300 мм для труб диаметром до 450 мм и 500 мм - при большем диаметре.
Унифицированные размеры пролётов для зданий станций установлены 6 м и 12 м, следовательно, ширина машинного зала в свету (между внутренними поверхностями продольных стен) составит соответственно 5,6 и 11,5 м.
Если максимальный уровень грунтовых вод расположен ниже пола или если грунтовые воды вообще отсутствуют, то подземная часть здания выполняется в виде ленточного фундамента из сборных бетонных блоков под стены верхнего строения. При этом глубина заложения подошвы фундамента насосного агрегата принимается не менее 0,5...0,7 м, а для глинистых грунтов не менее 1,25 м. Ориентировочно масса фундамента насосного агрегата должна превышать суммарную массу насоса и двигателя не менее чем в 5 раз. Если максимальный уровень грунтовых вод расположен выше пола машинного зала, а также если заглубление пола машинного зала птагл превышает 3,0 м, то подземная заглубленная часть машинного зала обычно выполняется из монолитного железобетона.

- Насосная станция холодного водоснабжения
- Насосная установка
- Насосные агрегаты нефтеперекачивающих станций
- Насосные станции
- Насосные установки
- Насосные установки
- Насос простого действия
- Наслідки нецільового використання бюджетних коштів
- Наслідки порушення обміну холестерину в організмі тварин
- Насос аксиально-плунжерный регулируемый “Vickers”
- Насосная станция
- Насосная станция II подъема с регулирующей емкостью
- Насосная станция второго подъема
- Насосная станция второго подъёма