Насосні та повітродувні станції
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
Насосні та повітродувні станції
1. Розрахунок водопровідної насосної станції 2-го підйому
1.2 Визначення розрахункової продуктивності
За заданим коефіцієнтом годинної нерівномірності водоспоживання Кч=1.25 будується ступінчастий графік добового водоспоживання (рис.1).
Вибираємо двоступінчасту роботу насосів. Продуктивність першого ступеня становитиме: К1=4,60 %, а другого К2=3,30%. При цьому необхідно, щоб виконувалася умова за формулою:
Q1t1+Q2t2=Q, м3/год, де
Q = 2277 * 16 +1633,5 * 8 = 49500 м3/сут.
Q1, Q2 - годинна продуктивність насосів першого та другого ступеня відповідно, м3/ч
t1, t2 - тривалість роботи насосів першого і другого ступеня відповідно, год.
рис.1. Графік водоспоживання та водовіддачі.
1.3 Визначення місткості бака водонапірної башти
Повна місткість бака водонапірної башти складається з регулюючого об'єму Wрег та протипожежного запасу Wпож:
W = Wрег + Wпож , м
Протипожежний запас розраховується на десятихвилинну тривалість гасіння однієї внутрішньої та однієї зовнішньої пожежі та витрати з водопровідної мережі на господарські потреби. за формулою:
Wпож= (qпожн + qпожвн+qгосп) * 60 * 10/1000, м3
Wпож = (80 +5 +127,31) * 60 * 10/1000 = 127,39 м3
т.к. чисельність становить 50 000 чол., а норма витрати води на людину становить 220 л/добу, отже qхоз=(220*50 000)/(3600*24)=127,31 л/с
Регулюючий об'єм бакавизначається поєднанням графіків водоспоживання та подачі води насосами другого підйому. Цей обсяг знаходиться табличним способом, де визначається залишок води в баку башти для всіх годин доби (табл.1).
Максимальний залишок у баку становить б=3,35%, тоді регулюючий об'єм бака визначити за формулою:
Wрег=б*Qсут/100=3,35*49500/100=1658,3 м3, де
W = 1658,3 +127,4 = 1785,7 м3
Qсут - добова витрата води, м3.
Кількість веж: n=1785,7/800=2,23
До установки приймаємо три типові залізобетонні вежі місткістю 800 м3.
Висота шару води в баку:
Wб – ємність вежі, d – діаметр бака водонапірної вежі.
Господарське питне водоспоживання міста, %
Подача насосами ІІ-го підйому
Надходження в бак
1.4 Визначення об'єму резервуару чистої води
Об'єм резервуара чистої води розраховується за формулою:
Регулюючий обсяг резервуару чистої води визначається аналогічно регулюючого обсягу бака табличним способом, де визначається залишок води резервуару чистої води для годин доби (Табл.2).
Максимальний залишок у баку становить б=6,95%, тоді регулюючий об'єм бака визначиться за формулою:
Wрег=б*Qсут/100=6,95*49500/100=3440,3 м3, де
Qсут - добова витрата води, м3.
Подача насосами 1-го підйому
Подача насосами ІІ-го підйому
Надходження в бак
Wпр – запас води на промивання фільтрів, м3.
Wпож - недоторканний протипожежний запас води, м3.
Недоторканний протипожежний запас води розраховується на 3-х годинну тривалість пожежогасіння із зовнішніх гідрантів та внутрішніх пожежних кранів.
Wпож=(?qпн + ?qпв)*3*3600/1000=(80*2+5)*3*3600/1000=1782 м3.
Приймаємо дварезервуара місткістю 3000м3 із розмірами: довжина 30м., ширина 24 м., глибина води 4.8м.
Позначка верхнього рівня води Zверх = 25,30м.
Позначка дна резервуару чистої води Zдн=20,50м.
Позначка нижчого рівня води Zн.у. = 21,48 м.
Позначка середнього рівня води Zср = 22,90м.
1.5 Розрахункова продуктивність насосів для трьох режимів роботи насосної станції
Перший режим. При подачі води насосами першого ступеня водонапірну вежу при справних водоводах розраховуємо за формулою:
Q1 = K1 * Qсут / 100 = 4,6 * 49500 / 100 = 2277 м3 / год = 632,5 л / с
Другий режим. При подачі води насосами в мережу під час пожежі в першому ступені година витрата визначиться за формулою:
Q2 = Q1 +? Q пож * 3,6 = 2277 +85 * 3,6 = 2583 м3 / год = 717,5 л / с
Третій режим. При подачі води насосами у водонапірну вежу в першому ступені при аварії на водоводі витрата визначиться за формулою: Q3= 0.7*Q1 =0.7*2277=1594 м3/год= 442,75 л/с
1.6 Визначення розрахункових напорів кожного режиму роботи насосної станції
Гідравлічний розрахунок всмоктувальних ліній зводиться до підбору діаметра труб та визначення втрат напору кожного режиму роботи насосної станції. Діаметр всмоктувальних ліній приймається за умовами пропуску розрахункової витрати 1-го режиму, при цьому швидкість руху води повинна бути в межах від 0,8 до 1,5, а втрати напору - не перевищувати 0,5м.
Для ліній, що всмоктують, приймаємо дві сталеві електрозварні труби діаметром 800мм. За умови пропуску через них повної витрати 1 режиму q=632,5л/с визначаємо швидкість течії води V=1,25 м/с і гідравлічний ухил 1000i=2,208.
Для прийнятого діаметра підраховують втрати напору у всмоктувальній лінії hвс при кожному розрахунковому режимі за формулою:
h1 = 1.5 * 1000i * l / 1000 = 1.5 * 2,208 * 0,17 =0,563м.
h2 = 1.5 * 1000i * l / 1000 = 1.5 * 2,840 * 0,17 = 0,724 м.
h3 = 1.5 * 1000i * l / 1000 = 1.5 * 1,131 * 0,17 = 0.288 м.
1000i-гідравлічний ухил, що визначається за таблицями Шевельова.
Діаметр напірних водоводів приймається за умовами пропуску розрахункової витрати 1-го режиму за двома паралельними лініями, тобто. за кожною лінією- половина розрахункового витрати. При цьому швидкості руху води у водоводах повинні бути в межах від 1 до 3 м/с, а втрати напору на 1км довжини водоводу - близько 4-7м.
Приймаємо дві чавунні труби діаметром 600 мм. За умови пропуску через них половини витрати 1-го режиму q=316,3 л/с визначаємо швидкість течії води V=1,12м/с та гідравлічний ухил 1000i=2,63.
Для прийнятого діаметра підраховуються втрати напору hн у водоводах при кожному розрахунковому режимі. Для 1-го режиму роботи насосної станції при справних водоводах втрати напору підраховуються за формулою:
hн1 = 1.05 * i * l = 1.05 * 0,00262 * 3960 = 11,41 м.
hн 2 = 1.05 * i * l = 1.05 * 0,00332 * 3960 = 14,45 м.
Для надійного забезпечення безперебійної подачі води при аварії на напірному водоводі між лініями влаштовуються перемички.
З огляду на це для 3-го режиму роботи насосної станції в умовах аварії на водоводі втрати напору у водоводах визначаються за формулою:
hн3 = 1.05 * (iala + iіlі) = 1,05 * (5,03 * 1 +1,42 * 2,96) = 10,16 м.
де ia-гідравлічний ухил при пропуску розрахункової витрати по одній лінії аварійної ділянки;
la- довжина аварійної ділянки; (1000 м)
iі - гідравлічний ухил при пропуску розрахункової витрати по двох паралельних лініях справних ділянок;
lі-довжина справних ділянок lі = lн-la; (2960 м)
lн - довжина напірних водоводів; (3960 м)
Для кожного режиму роботи насосної станції визначаєтьсярозрахунковий натиск, тобто. повний напір, що розвивається насосами.
Для першого режиму:
H = Hг + hвс + hн + hн.с. , м
де Hг - геометрична висота підйому води, м
hвс- втрати напору у всмоктувальній лінії, м;
hн-втрати напору в напірних водоводах, м;
hн.с - втрати напору в комунікаціях насосної станції, приймаємо орієнтовно для всіх режимів роботи hн.с = 2,0 м.
Для 1-го та 3-го режимів, при яких вся вода або частина води, що подається, надходить у бак водонапірної вежі, геометрична висота підйому:
Hг = Zбр - Zрчв = 91,13-21,48 = 69,65 м.
де Zбр - відмітка розрахункового рівня води в баку водонапірної вежі;
Zрчв - відмітка розрахункового рівня води у резервуарі чистої води біля насосної станції. Н1 = 69,65 +0,563 +11,413 +2,00 = 83,63 м.
Для другого режиму:
Hг = Zпож - Zрчв = 37,83 +10-21,48 = 26,35 м
де Zпож- позначка рівня вільного напору в мережі при пожежі біля найбільш віддаленого від насосної станції пожежного гідранту + вільний напір 10 м;
Zрчв - відмітка рівня води в резервуарі чистої води.
Значення втрат напору в мережі, що розводить, задаються у вихідних даних для виконання проекту hp= 19,3 м.
Н = 26,35 +0,724 +14,462 +2,0 +19,3 = 62,84 м.
Для третього режиму:
Н = 69,65 +0,288 +10,157 +2,0 = 82,09 м.
Результати підрахунків розрахункової продуктивності та повного напору насосів для різних режимів роботи НС-II зводимо у табл.4 запропонованої форми.
1.7 Підбір насосів
За розрахунковими параметрами Q і H підбираємо насоси для проектованої насосної станції. При підборі насосів враховуємо, що основним розрахунковим режимом є перший режим параметрів Q1 і H1. При першому режимі насосна станція споживає найбільшу кількість електроенергії, тому насосипідбираємо так, щоб вони працювали при цьому режимі з найбільшим ККД. При роботі насоса другого ступеня ККД він знаходиться в межах робочої зони характеристики насоса. Робота насосів при подачі води для гасіння пожежі та при аварійному режимі вважається допустимою і за низьких значень ККД, але за умови, що забезпечуються потрібні подачі та напір насосів.
Для насосної станції приймаємо всі однакові насоси, використовуючи їхню паралельну роботу в різних умовах, у тому числі і в умовах пожежі. Це забезпечує взаємозамінність агрегатів та дозволяє мати лише мінімальні потужності в резерві.
Вибираємо 2 відцентрові насоси Д1600-90 з основними розмірами: