Насосные и воздуходувные станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Насосные и воздуходувные станции

Введение

Курсовой проект «Насосные и воздуходувные станции» выполнен по заданию, выданному 27.09.12. Необходимо сделать проект насосной станции второго подъема с суточным расходом 49500 м3 . В ходе работы нужно определить категорию надежности станции, определить диаметры трубопроводов, подобрать основные насосы и электродвигатели к ним, вспомогательное оборудование, разместить насосное оборудование в плане и по высоте, определить технико-экономические показатели.

1. Расчет водопроводной насосной станции 2-го подъема

1.1 Определение категории надежности станции

По данным задания определяем категорию надежности. НС-II относится к I категории, т.к. суточный расход воды 49500м3 и на объединенном водопроводе, обеспечивающим пожаротушение. Допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30% расчетного расхода и на производственные нужды до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятий. Длительность снижения подачи не должна превышать 3 суток. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускается не более, чем на 10минут. Ориентировочная численность населения города более 50 000 человек.

1.2 Определение расчетной производительности

По заданному коэффициенту часовой неравномерности водопотребления Кч=1.25 строится ступенчатый график суточного водопотребления(рис.1).

Выбираем двухступенчатую работу насосов. Производительность первой ступени будет составлять: К1=4,60 %, а второй К2=3,30%. При этом необходимо, чтобы выполнялось условие по формуле:

Q1t1+Q2t2=Q, м3/ч, где

Q= 2277*16+1633,5*8=49500 м3/сут.

Q1, Q2 - часовая производительность насосов первой и второй ступени соответственно, м3/ч

t1, t2 - продолжительность работы насосов первой и второй ступени соответственно, ч.

рис.1. График водопотребления и водоотдачи.

1.3 Определение вместимости бака водонапорной башни

Полная вместимость бака водонапорной башни складывается из регулирующего объема Wрег и противопожарного запаса Wпож:

W= Wрег + Wпож , м

Противопожарный запас рассчитывается на десятиминутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров и расхода из водопроводной сети на хозяйственные нужды. по формуле:

Wпож= (qпожн + qпожвн+qхоз)*60*10/1000, м3

Wпож =(80+5+127,31)*60*10/1000=127,39 м3

т.к. численность составляет 50 000 чел., а норма расхода воды на человека составляет 220 л/сут., следовательно qхоз=(220*50 000)/(3600*24)=127,31 л/с

Регулирующий объем бака определяется совмещением графиков водопотребления и подачи воды насосами второго подъема. Этот объем находиться табличным способом, где определяется остаток воды в баке башни для всех часов суток ( табл.1).

Максимальный остаток в баке составляет б=3,35%, тогда регулирующий объем бака определиться по формуле:

Wрег=б*Qсут/100=3,35*49500/100=1658,3 м3, где

W= 1658,3+127,4=1785,7 м3

Qсут - суточный расход воды, м3.

Количество башен: n=1785,7/800=2,23

К установке принимаем три типовых железобетонных башен вместимостью 800 м3.

Высота слоя воды в баке:

Hб=4*Wб/р*d2=4*800/3,14*(12,5)2=6,52м, где

Wб - емкость башни, d - диаметр бака водонапорной башни.

Табл. 1

Часы суток	Хозяйственно питьевое водопотребление города, %	Подача насосами II-го подъема	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке
0-1	3,35	3,30	-	0,05	3,15
1-2	3,25	3,30	0,05	-	3,20
2-3	3,30	3,30	0	0	3,20
3-4	3,20	3,30	0,10	-	3,30
4-5	3,25	3,30	0,05	-	3,35
5-6	3,40	3,30	-	0,10	3,25
6-7	3,85	3,30	-	0,55	2,70
7-8	4,45	3,30	-	1,15	1,55
8-9	5,20	4,60	-	0,60	0,95
9-10	5,05	4,60	-	0,45	0,50
10-11	4,85	4,60	-	0,25	0,25
11-12	4,60	4,60	0	0	0,25
12-13	4,60	4,60	0	0	0,25
13-14	4,55	4,60	0,05	-	0,30
14-15	4,75	4,60	-	0,015	0,15
15-16	4,70	4,60	-	0,10	0,05
16-17	4,65	4,60	-	0,05	0
17-18	4,35	4,60	0,25	-	0,25
18-19	4,40	4,60	0,20	-	0,45
19-20	4,30	4,60	0,30	-	0,75
20-21	4,30	4,60	0,30	-	1,05
21-22	4,20	4,60	0,40	-	1,45
22-23	3,75	4,60	0,85	-	2,30
23-24	3,70	4,60	0,90	-	3,20

1.4 Определение объема резервуара чистой воды

Объем резервуара чистой воды рассчитывается по формуле:

W=Wрег+Wпож+Wпр, м3

Регулирующий объем резервуара чистой воды определяется аналогично регулирующему объему бака табличным способом, где определяется остаток воды резервуара чистой воды для всех часов суток (Табл.2).

Максимальный остаток в баке составляет б=6,95%, тогда регулирующий объем бака определится по формуле:

Wрег=б*Qсут/100=6,95*49500/100=3440,3 м3, где

Qсут - суточный расход воды, м3.

Табл.2

Часы суток	Подача насосами 1-го подъема	Подача насосами II-го подъема	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке
0-1	4,17	3,30	0,87	-	0,87
1-2	4,17	3,30	0,87	-	1,74
2-3	4,17	3,30	0,87	-	2,61
3-4	4,16	3,30	0,86	-	3,47
4-5	4,17	3,30	0,87	-	4,34
5-6	4,17	3,30	0,87	-	5,21
6-7	4,17	3,30	0,87	-	6,08
7-8	4,17	3,30	0,87	-	6,95
8-9	4,16	4,60	-	0,44	6,51
9-10	4,17	4,60	-	0,43	6,08
10-11	4,17	4,60	-	0,43	5,65
11-12	4,16	4,60	-	0,44	5,21
12-13	4,17	4,60	-	0,43	4,78
13-14	4,16	4,60	-	0,44	4,34
14-15	4,17	4,60	-	0,43	3,91
15-16	4,16	4,60	-	0,44	3,47
16-17	4,17	4,60	-	0,43	3,04
17-18	4,16	4,60	-	0,44	2,60
18-19	4,17	4,60	-	0,43	2,17
19-20	4,16	4,60	-	0,44	1,73
20-21	4,17	4,60	-	0,43	1,30
21-22	4,17	4,60	-	0,43	0,87
22-23	4,16	4,60	-	0,44	0,43
23-24	4,17	4,60	-	0,43	0

Wпр - запас воды на промывку фильтров, м3.

Wпр=500 м3.

Wпож - неприкосновенный противопожарный запас воды, м3.

Неприкосновенный противопожарный запас воды рассчитывается на 3-х часовую продолжительность пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов.

Wпож=(?qпн + ?qпв)*3*3600/1000=(80*2+5)*3*3600/1000=1782 м3.

W=1782+3440,3+500=5722,3 м3

Принимаем два резервуара вместимостью 3000м3 с размерами: длина 30м., ширина 24 м., глубина воды 4.8м.

Отметка верхнего уровня воды Zверх=25,30м.

Отметка дна резервуара чистой воды Zдна=20,50м.

Отметка наинизшего уровня воды Zн.у.=21,48 м.

Отметка среднего уровня воды Zср=22,90м.

1.5 Расчетная производительность насосов для трех режимов работы насосной станции

Первый режим. При подаче воды насосами первой ступени в водонапорную башню при исправных водоводах рассчитываем по формуле:

Q1= K1*Qсут/100= 4,6*49500/100 = 2277 м3/ч= 632,5 л/с

Второй режим. При подаче воды насосами в сеть во время пожара в часы первой ступени расход определится по формуле:

Q2= Q1+?qпож*3,6= 2277+85*3,6= 2583 м3/ч= 717,5 л/с

Третий режим. При подаче воды насосами в водонапорную башню в часы первой ступени при аварии на водоводе расход определится по формуле: Q3= 0.7*Q1 =0.7*2277=1594 м3/ч= 442,75 л/с

1.6 Определение расчетных напоров для каждого режима работы насосной станции

Согласно СНиП 1.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» количество трубопроводов всех назначений на насосных станциях I категории надежности независимо от числа групп насосов принимается в количестве двух штук. Диаметр трубопроводов подбирают по расчетному расходу q для первого режима работы. Для выбора диаметров труб и при их гидравлическом расчете используем таблицы Ф.А.Шевелева.

Гидравлический расчет всасывающих линий сводится к подбору диаметра труб и определению потерь напора для каждого режима работы насосной станции. Диаметр всасывающих линий принимается по условиям пропуска расчетного расхода 1-го режима, при этом скорости движения воды должны быть в пределах от 0,8 до 1,5, а потери напора - не превышать 0,5м.

Для всасывающих линий принимаем две стальные электросварные трубы диаметром 800мм. При условии пропуска через них полного расхода 1-го режима q=632,5л/с определяем скорость течения воды V=1,25 м/с и гидравлический уклон 1000i=2,208.

Для принятого диаметра подсчитывают потери напора во всасывающей линии hвс при каждом расчетном режиме по формуле:

h1= 1.5*1000i*l/1000= 1.5*2,208*0,17= 0,563 м.

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- гидравлический уклон, определяемый по таблицам Шевелева.

Диаметр напорных водоводов принимается по условиям пропуска расчетного расхода 1-го режима по двум параллельным линиям, т.е. по каждой линии- половина расчетного расхода. При этом скорости движения воды в водоводах должны быть в пределах, от 1 до 3 м/с, а потери напора на 1км длины водовода- около 4-7м.

Принимаем две чугунные трубы диаметром 600 мм. При условии пропуска через них половины расхода 1-го режима q=316,3 л/с определяем скорость течения воды V=1,12м/с и гидравлический уклон 1000i=2,63.

Для принятого диаметра подсчитываются потери напора hн в водоводах при каждом расчетном режиме. Для 1-го режима работы насосной станции при исправных водоводах потери напора подсчитываются по формуле:

hн1= 1.05*i*l= 1.05*0,00262*3960= 11,41 м.

для 2-го режима :

hн 2 = 1.05*i*l= 1.05*0,00332*3960= 14,45 м.

Дл надежного обеспечения бесперебойной подачи воды при аварии на напорном водоводе между линиями устраиваются перемычки.

С учетом этого для 3-го режима работы насосной станции в условиях аварии на водоводе потери напора в водоводах определяются по формуле:

hн3= 1.05*(iala+iиlи)= 1,05*(5,03*1+1,42*2,96)= 10,16 м.

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

la- длина аварийного участка;(1000 м )

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

lи- длина исправных участков lи= lн- la ;(2960 м)

lн - длина напорных водоводов;(3960 м )

Для каждого режима работы насосной станции определяется расчетный напор, т.е. полный напор, развиваемый насосами.

Для первого режима:

H= Hг+ hвс+ hн+ hн.с. , м

где Hг- геометрическая высота подъема воды, м

hвс- потери напора во всасывающей линии, м;

hн- потери напора в напорных водоводах, м;

hн.с- потери напора в коммуникациях насосной станции, принимаем ориентировочно для всех режимов работы hн.с= 2,0 м.

Для 1-го и 3-го режимов, при которых вся вода или часть подаваемой воды поступает в бак водонапорной башни, геометрическая высота подъема:

Hг= Zбр - Zрчв= 91,13-21,48=69,65 м.

где Zбр- отметка расчетного уровня воды в баке водонапорной башни;

Zрчв - отметка расчетного уровня воды в резервуаре чистой воды у насосной станции. Н1=69,65+0,563+11,413+2,00=83,63 м.

Для второго режима:

Hг= Zпож - Zрчв= 37,83+10-21,48=26,35м

где Zпож- отметка уровня свободного напора в сети при пожаре у наиболее удаленного от насосной станции пожарного гидранта + свободный напор 10 м.;

Zрчв- отметка уровня воды в резервуаре чистой воды.

Значение потерь напора в разводящей сети задаются в исходных данных для выполнения проекта hp= 19,3 м.

Н=26,35+0,724+14,462+2,0+19,3= 62,84 м.

Для третьего режима:

Н= 69,65+0,288+10,157+2,0= 82,09 м.

Результаты подсчетов расчетной производительности и полного напора насосов для различных режимов работы НС-II сводим в табл.4 предлагаемой формы.

Табл.4.

1.7 Подбор насосов

По расчетным параметрам Q и H подбираем насосы для проектируемой насосной станции. При подборе насосов учитываем, что основным расчетным режимом является первый режим с параметрами Q1 и H1. При первом режиме насосная станция потребляет наибольшее количество электроэнергии, поэтому насосы подбираем так, чтобы они работали при этом режиме с наибольшим КПД. При работе насоса второй ступени КПД у него находится в пределах рабочей зоны характеристики насоса. Работа насосов при подаче воды для тушения пожара и при аварийном режиме считается допустимой и при низких значениях КПД, но при условии, что обеспечиваются потребные подачи и напор насосов.

Для насосной станции принимаем все одинаковые насосы, используя их параллельную работу в разных условиях, в том числе и в условиях пожара. Это обеспечивает взаимозаменяемость агрегатов и позволяет иметь лишь минимальные мощности в резерве.

Выбираем 2 центробежных насоса Д1600- 90 с основными размерами:



Типоразмер агрегата	Размеры, мм
	L	L1	A	B	a	b
Д1600-90	2865	1438	2760	900	487	785

В соответствии со СНиП 1.04.02-84* и учитывая, что насосная станция имеет I категорию надежности, к двум рабочим насосам устанавливаем два резервных.

1.8 Анализ совместной работы насосов и водоводов

Производим анализ совместной работы насосов, водоводов и сети, а также определяем действительные параметры работы насосных агрегатов. Для этого на общий график наносим характеристики насосов при их индивидуальной и параллельной работе и характеристики системы, на которую работают эти насосы (рис.2). На графике показываем все рабочие характеристики насоса, характеристики параллельной работы двух насосов, характеристику системы, на которую работают насосы во всех трех режимах.

Характеристику параллельной работы насосов строят путем суммирования Q при одинаковых напорах Н.

Характеристика системы выражается уравнением:

Н= Нг+ SQ2, где

Н- потребный напор в системе;

Нг- геометрическая высота подъема воды;

S- гидравлическое сопротивление трубопроводов системы;

Q- расход воды в системе ( подача насосной станции).

Значение S вычисляется как:

S= ?h/Q2 , где

?h- сумма всех потерь напора в системе, вычисленная ранее для каждого режима работы насосной станции при соответствующих расходах Q.

Для 1-го режима: S= (0,563+11,413+2)/635,52= 0,0000349

Для 2-го режима: S= (0,724+11,462+2+19,3)/717,52=0,0000709

Для 3-го режима: S= (0,288+10,157+2)/442,82= 0,0000635

Зная S и задаваясь различными Q, находим соответствующие им значения Н и строим графические характеристики системы трубопроводов для 3-х режимов работы насосной станции.

Расчеты приведены в таблице:

1.9 Подбор электродвигателя к насосу

Подбор электродвигателя производится по мощности на валу Nв, числу оборотов n. Для подбора двигателя подсчитываем максимальную мощность на валу насоса по формуле:

P= kм·с·g·Qм·Hм/(1000·зм·зн)= (1,15·9.8·0,408·94)/(1000·1·0,83)= 498 кВт,

где с- плотность воды;

Qм- действительная максимальная подача насоса, м3/ч;

Qм=kн·Qн=1,11*0,368=0,408 л/с

Нм- напор, развиваемый насосом при максимальной подаче, м;

зм- кпд передачи (примем равным 1)

зн - коэффициент полезного действия насоса ( определяется по совмещенному графику), в долях единицы.

Принимаем электродвигатель А4-400Х-4, мощностью N=500 кВт и напряжением U=6000 В.

2. Проектирование насосной станции

2.1 Определение типа станции

Для обеспечения надежности в работе и облегчения автоматизации насосных станций корпус насоса располагаем под заливом от расчетного уровня воды в резервуаре.

Отметка оси насоса вычисляется по формуле:

Zон= Zн.ур.- hвс- a- 0.3= 21,48-0,56-0.487-0.3= 20,133 м

где Zн.ур. - минимальная отметка уровня воды, м;

hвс- потери во всасывающих трубопроводах, м;

а- расстояние от оси до верхней точки корпуса насоса, м.

Насосная станция полузаглубленного типа.

2.2 Определение размеров фундамента

Насос и электродвигатель устанавливают на плите заводского изготовления или на раме, изготовленной на месте монтаже из стали швеллерного профиля. Ширину и длину фундамента под насосный агрегат определяем по формуле:

L= Aн+200=2760+100=2860мм

В= Вн+200= 900+100=1000мм,

где Ан, Вн - соответственно длина и ширина плиты насоса.

Высоту фундамента над уровнем чистого пола принимаем равной 400мм.

Глубину заложения фундамента принимаем равной 1000мм

2.3 Размещение основного оборудования

Размещение насосных агрегатов и трубопроводов в здании насосной станции должно обеспечить надежность действия основного и вспомогательного оборудования, а также удобство, простоту и безопасность его эксплуатации.

Минимальную ширину проходов между выступающими частями насосов, двигателей и арматуры принимаем не менее:

-между агрегатами - 1,0м;

-между агрегатами и стеной - 1,4м;

-между неподвижными выступающими частями оборудования - 0,7м.

На всасывающих линиях в пределах здания насосной станции, начиная от входного патрубка насос, устанавливают переход эксцентрический, задвижку, монтажную вставку и тройник (сварной) в точке, примыкающей к коллектору. Задвижки на всасывающей линии подбираются на давление Ру= 0,25МПа и оборудуются электрическим приводом.

На напорной линии устанавливают следующие фасонные части и арматуру: переход концентрический от напорного патрубка насоса к напорной линии, монтажную вставку, обратный клапан, задвижку, колено или тройник. В качестве монтажных вставок используем сальниковые компенсаторы.

Диаметры внутристанционных трубопроводов назначаем по скоростям движения воды, приведенным в табл.2. Расчетный расход для всасывающих и напорных трубопроводов от насоса принимается равным производительности одного насоса.

2.4 Подбор дренажных насосов

Дренажные насосы предназначены для откачки из подземной части насосной станции грунтовых вод, фильтрующих через стены здания, утечек через сальники насосов и воды, излившейся при ремонте оборудования.

Подача дренажных насосов определяется по формуле:

Qd=(1.5..2)·(?q1+q2),

Где ?q1 - суммарные утечки через сальники; принимаем 0,91 л/с.

q2 - фильтрационный расход через стены и пол здания,л/с, определяется:

q2=1,5+0,001W, где W-объем части машинного зала, расположенной ниже максимальной отметки грунтовых вод.

q2=1,5+0,001·592=2,09 л/с

Qd=1,5·(0,91+2,09)=4,5 л/с.

Принимаем 2 погружных насоса марки ГНОМ 16-16ЕХ (1 рабочий+1 резервный) с подачей 16 м3/ч и напором 16 м. Насос устанавливается в приямке размерами 2000х2000х1000.

Вода к приямку подводится дренажными лотками, расположенными по периметру машинного зала, а пол делается с уклоном равным 0,005 в сторону лотков.

2.5 Подбор подъемно-транспортного оборудования

Для монтажа и демонтажа насосов, двигателей, трубопроводов и арматуры на насосных станциях должна предусматриваться установка подъемно-транспортного оборудования.

Грузоподъемность подъемно-транспортного оборудования принимаем по массе наиболее тяжелой монтажной единицы с учетом 10% надбавки, массы траверс и строп. За монтажную единицу принимаем массу электродвигателя Мн.а.=3890 кг

Т.к. высота подъема составляет более 5м, к установке принимаем подвесной кран с ручным приводом грузоподъемностью 5 т.

2.6 Подбор силовых трансформаторов

Из вспомогательного электрического оборудования необходимо подобрать силовые трансформаторы и запроектировать помещения электрической подстанции: камеры для размещения силовых трансформаторов, помещения распределительных устройств высокого напряжения и щитового помещения.

Подбор силового трансформатора производится по мощности S в кВА, определяемой по формуле:

S= Kc?Nн/(едвcosц)+(10…50)= 1.0*500*2/(0.98*0.85)+50=1250 кВА,

где Кс- коэффициент спроса по мощности, зависит от числа рабочих агрегатов и их загрузки, при двух рабочих агрегатов - Кс=1.0;

Nн- мощность электродвигателя рабочего насоса, присоединенного к трансформатору;

едв - КПД соответствующего электродвигателя, принимаем едв = 0,9;

cosц- коэффициент мощности, принимаем cosц= 0,8;

10…50 - мощность осветительной нагрузки и вспомогательного оборудования, кВт.

Принимаем два масляных трансформатора типа ТМ мощностью 1000 кВА. При выходе из строя одного из них временная перегрузка оставшегося в работе составит 25%, при допускаемой не более 20-40%.

2.7 Описание контрольно-измерительных приборов

Насосные агрегаты на станции оборудуются вакуумметрами или мановакуумметрами, манометрами, амперметрами, вольтметрами, ваттметрами и указателями уровня масла в подшипниках.

Для измерения расходов воды на напорных водоводах за пределами здания станции на прямолинейных участках без местных сопротивлений длиной 5-8 диаметров до расходомера и 3-5 диаметров после устанавливаются индукционные расходомеры.

2.8 Разработка строительной части и определение основных размеров здания насосной станции

Для определения отметки верха фундамента следует из отметки оси насоса вычесть высоту насоса от нижней части до оси:

Zверх.ф.=Zон-b= 20,133-0,785= 19,348 м

Для определения отметки пола машинного зала необходимо из отметки верха фундамента вычесть высоту выступающей части фундамента под насосный агрегат:

Zпол= Zверх.ф.-0.4= 19,348-0.4= 18,948 м

Заглубление насосной станции вычисляем как разность отметки земли и отметки пола машинного зала:

Нн.с.= Zземли - Zпол= 24,60-18,948=5,652 м

Толщину плиты, образующей дно заглубленной части машинного зала принимаем равной 1м.

Высота верхнего строения машинного зала, считая от пола первого этажа до перекрытия, определяется по формуле:

Нверх.стр.= hтр+0,5+hгр+hстроп+h1+0,2=2,4+0,5+1,225+0,5+2,1+0,2=6,93 м.,

где h1- высота монорельса кран-балки с учетом конструкции крепления его к перекрытию;

hтр-высота транспорта; принимаем hтр=2,4 м.

hстроп- высота строповки груза (0.5-1м);

hгр- высота груза (насос).Принимаем hгр=1,225 м.

Принимаем высоту верхнего строения 7,2 м.

Общая высота строения подземной и надземной части равна:

Нобщ=Нверх.стр.+Нн.с.= 7,2+5,652= 12,852м

Толщину монолитных железобетонных стен подземной части принимаем равной 0,75 м..

Верхняя часть здания выполняется из кирпича с толщиной наружных стен 510мм, внутренних - 380мм.

Пролеты здания в машинном зале перекрываются полигональными двутавровыми балками. По балкам укладываются железобетонные плиты толщиной 0,3м, а по ним - изолирующий слой, пароизоляция, выравнивающий слой, теплоизоляция, стяжка и гидроизоляция.

Заглубленное помещение сообщается с подземной частью по открытым лестницам шириной 1м, ширина ступеней 200мм, высота 260мм. Все лестницы и переходы ограждаются барьером высотой 1м, на высоту 0.15 ограждения обшиваются.

3. Определение технико-экономических показателей насосной станции

3.1 Полная строительная стоимость

Полная строительная стоимость насосной станции К складывается из строительной стоимости всех сооружений станции и стоимости оборудования. Определяется ориентировочно по укрупненным измерителям в зависимости от объема здания и мощности оборудования станции:

К= WнUн+WпUп+NyUo= 2716*15,64+1600*59,08+2000*51= 239006,2 руб.

где Wн- объем надземной части здания, м3;

Wп- объем подземной части здания, м3;

Uн и Uп- соответственно стоимости 1м3 надземной и подземной частей здания;

Nн- установленная мощность всех электродвигателей, кВт;

Uo- стоимость всего оборудования, отнесенная к 1кВт установленной мощности.

Значение К на 2012г равно 239006,2 *140= 33460873 руб.

3.2 Коэффициент полезного действия насосной станции

Коэффициент полезного действия насосной станции жнс определяется по формуле:

ж = =

где Q1, Q2- подача одного, двух параллельно работающих насосов, м3/ч;

Н1, ,Н2- напор при работе одного, двух параллельно работающих насосов, м;

Т1, Т2- время работы одного, двух насосов в течение суток, ч;

ен1, едв1- КПД насоса и двигателя при работе одного насоса;

ен2, едв2- КПД насоса и двигателя при параллельной работе двух насосов.

Для подсчета КПД насосной станции заполним таблицу 5.

Табл. 5. Определение КПД насосной станции

Число работающих насосов	Подача Q, м3/ч	Напор Н, м	КПД насоса, ен	КПД двигателя, едв	Время Т, ч
Один	1584	77	0,8	0,98	8
Два	2358	84	0,83	0,98	16

Итоговый КПД насосной станции равен 81%.

3.3 Коэффициент использования установленной мощности

Коэффициент использования установленной мощности определяется по формуле:

hиум=

где Ncp- средняя мощность станции за рабочий период в году, определяемая по формуле:

Ncp=?Э/Тф, где Тф= 8760ч

Ny= 2000 кВт- сумма номинальных мощностей всех установленных двигателей основных насосов (рабочих+резервных), кВт

?Э- количество электроэнергии, потребляемой насосной станцией за год, кВт*ч.

Годовое потребление электроэнергии, потребляемой ?Э по укрупненным измерителям определяем из расчета, что в году имеется 90 суток с максимальной нагрузкой (коэффициент - 1.2), 155 суток среднего режима и 120 суток минимальной нагрузки (коэффициент - 0.85).

За максимальную суточную нагрузку по выработке электроэнергии принимается фактический суточный расход электроэнергии рабочими насосами Аф (кВт*ч), определяемый по формуле:

Аф= = 50399,5 кВт·ч.

где р - плотность жидкости, для воды р= 1000кг/м3.

Таким образом, годовое потребление электроэнергии ?Э определяется как:

?Э= Аф·90+Аф/1.2·1.55+Аф/1.2·0.85·120= 50399,5·90 +50399,5/1,2·155 + +50399,5·120·0,85/1,2 = 15329852 кВт·ч

hиум=?Э/8760Ny= 15329852/(8760*2000)= 0,87

3.4 Удельная норма затраты электроэнергии

Удельная норма затраты электроэнергии Nуд- это затрата энергии, отнесенная к 1000т*м перекаченной воды (кВт*ч/тыс.т*м), определяется по формуле:

Nуд=2.73/енс= 2.73/0,81= 3,39 кВт*ч/тыс.т*м

где енс- КПД насосной станции.

3.5 Определение стоимости перекачки 1м3 воды

Для определения стоимости перекачки 1м3 воды - С, необходимо определить годовые эксплуатационные затраты Эг, связанные с эксплуатацией насосной станции и среднегодовую производительность станции.

Годовые эксплуатационные затраты на насосной станции

ЭГ= 1.06(А1+А2), руб./г,

где А1- прямые затраты, связанные с обслуживанием и эксплуатацией насосной станции;

А2- непрямые затраты на амортизацию и капитальный ремонт в виде отчислений в процентах от капитальных вложений;

1.06- коэффициент, учитывающий затраты на отопление, вентиляцию, приобретение инвентаря, транспортные расходы и пр.

Прямые эксплуатационные затраты А1определяются по формуле:

А1 = Ашт+Аэ+Атек.рем., руб./г

где Ашт- затраты на управление и содержание эксплуатационного персонала, принимаются по штатному расписанию в зависимости от производительности насосной станции, принимаем Ашт=10;

Аэ- затраты на потребляемую электроэнергию, руб./кг. Т.к. присоединенная мощность трансформаторов более 1000 кВА, то оплата производится по двухставочному тарифу, руб.:

Аэ= b·S+?Э·б=0.55·1250+15329852·1.2=18396509.9 руб.

S- присоединенная мощность трансформаторов, 1250 кВА.,

b- стоимость 1кВА присоединенной мощности трансформаторов;

б- стоимость 1кВт/ч электроэнергии , руб.

Атек.рем.- затраты на текущий ремонт, руб./г, принимаются в размера 2.5 процента полной строительной стоимости насосной станции:

Атек.рем.= 0.025К= 0.025*33460873= 836521,8 руб./г

А1=10*15000*12+18396509 +836521,8= 21033030,8 руб/г.

Непрямые эксплуатационные затраты на амортизацию и капитальный ремонт определяются в размере 3.5% от строительной стоимости здания и 12% от стоимости оборудования:

А2= 0.035Кзд+0.12Коб= 0.035*140*(WнUн+WпUп)+0.12*140*NyUo=0,035·140·(2716·15,64+1600·59,08)+0,12·140·2000·51=2385404 руб/г.

Эг= 1.06*(21033030,8+2385404)= 24823540,8 руб./г

Среднегодовую производительность насосной станции Qг определяем исходя из наличия в течение года 90суток с максимальной производительностью ( коэффициент 1.2), 155суток со средней производительностью и 120суток с минимальной производительностью (коэффициент 0.85), таким образом:

Qг= Qмакс.сут.(90+155/1.2+120/1.2*0.85)= 49500*(155/1.2+120/1.2*0.85)= 15056250 м3/г

Стоимость перекачки 1м3 воды получается равной:

С= Эг/Qг=24823540,8 /15066250= 1,6 руб./м3.

Заключение

Запроектированная насосная станция второго подъема раздельного типа. Станция относиться к первой категории надежности. На основе данных задания определены напоры и потери напоров. Выбран материал для трубопроводов всех назначений.

Подобраны основные насосы марки Д1600-90. При построении графических характеристик насосов и системы трубопроводов было выяснено, что фактические параметры (подача и напор) в пределах допустимого. Проведен расчет и выбор вспомогательного оборудования. Насосы установлены «под залив».

Проектируемая насосная станция полузаглубленного типа, пол машинного зала находится на глубине 5,652 м. Надземная часть имеет один этаж. Помещения запроектированы с учетом удобства эксплуатации.

На все трубопроводы подобрана необходимая арматура. Предусмотрены контрольно-измерительные приборы для наблюдения за работой насосной станции.

Полная стоимость насосной станции - 33460873 руб.

Стоимость перекачки 1м3 воды - 1,61 руб./м3.

Список литературы

насосный воздуходувный водонапорный станция

1. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М. Стройиздат, 1985.

2. Архитектурные конструкции/З.А. Казбек-Казиев, В.В. Беспалов, Ю.А. Дыховичный и др.; Под ред. З.А. Казбек-Казиева; Учебник для вузов по спец. «Архитектура».-М.: «Архитектура-С», 2011-344 с., с ил.

3. Насосные станции. Курсовое проектирование./ Э.В.Залуцкий, А.И.Петрухно. - К. Высшая школа. Головное изд-во, 1987 - 167с.

4. Насосы и насосные станции. Карелин В.Я., Минаев А.В. - М. Стройиздат, 2011.

5. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. - М. Стройиздат, 2014.

6. Гринько Е.А. Методические указания по оформлению курсовых проектов и дипломных работ по специальности «Водоснабжение и водоотведение». - Ижевск: изд. ИжГТУ, 2009.

7. Каталог типовых проектов зданий и сооружений водоснабжения. Сборник паспортов 2.901-79. Том 1. Водозаборные сооружения. Насосные станции. Киев, 1979.

8. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Насосные и воздуходувные станции», А.Е.Татура., ИжГТУ, 2007.

Размещено на Allbest.ru