Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Разработка и расчет насосных и воздуходувных станций

Разработка и расчет насосных и воздуходувных станций

Насосные и воздуходувные станции как основные энергетические звенья систем водоснабжения и водоотведения. Расчёт режима работы насосной станции. Выбор марки хозяйственно-бытовых насосов. Компоновка насосной станции, выбор дополнительного оборудования.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	16.12.2012
Размер файла	375,7 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение
1. Определение диаметра всасывающих линий
2. Определение диаметра напорных линий
3. Расчёт режима работы насосной станции
4. Расчёт объёма регулирующей ёмкости водонапорной башни
5. Определение потерь напора во всасывающих и напорных линиях
6. Определение требуемого напора H насосной станции
7. Выбор марки хозяйственно-бытовых насосов
8. Расчёты на тушение пожара
9. Расчёт основных геометрических размеров резервуаров чистой воды
10. Определение основных геометрических размеров резервуара водонапорной башни
11. Определение фактической подачи насоса
12. Расчёт диаметра обточенного колеса насоса и уточнение подачи насосов
13. Выбор резервного насосного оборудования
14. Определение мощности и марки приводного двигателя
15. Определение отметки оси насоса и отметки верха фундамента
16. Компоновка насосной станции
17. Выбор дополнительного оборудования и трубопроводной
арматуры
Заключение
Литература

Введение

Основными энергетическими звеньями систем водоснабжения и водоотведения, обеспечивающими перемещение различных жидкостей и газов сред по трубопроводам, являются насосные и воздуходувные станции.

Насосная станция (НС) - это комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий подачу воды в соответствии с нуждами потребителя.

На НС размещаются главные насосные агрегаты, для обеспечения нормальной работы которых имеется целый ряд вспомогательных систем: система всасывающих и напорных трубопроводов с необходимой арматурой; системы запуска насосов, смазки, электроснабжения, автоматики, управления, контроля и др.

На современных НС используют системы автоматики, телемеханики и электротехники.

По расположению в общей схеме системы водоснабжения НС делятся на станции первого подъёма (НСI) и второго подъёма (НСII).

НСI подают воду из источника на очистные сооружения, а если очистка воды не требуется - в регулирующие ёмкости или непосредственно в сеть потребителя.

НСII перекачивают воду из резервуаров чистой воды в сеть потребителя. По типу здания насосные станции подразделяются на наземные, заглублённые и глубокие (шахтные).

1. Определение диаметра всасывающих линий

Всасывающие линии насосной станции второго подъёма (НС II) рассчитываются на секундный расход в час максимального водопотребления.

Расчётная производительность НС II определяется по формуле:

Q - расчётная производительность;

- коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

Q _max_сут - максимальная производительность станции в сутки;

T - продолжительность работы насосной станции;

3600 - переводной коэффициент;

Диаметр всасывающих линий определяют по формуле:

d_вс - диаметр всасывающих линий;

Q - расчётная производительность;

v - экономическая скорость движения воды;

n - количество всасывающих трубопроводов;

Так как данный диаметр не является стандартным, принимаем стандартный диаметр трубы, равный 300 мм.

Определим фактическую скорость для принятого диаметра:

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр всасывающих линий d_вс = 300 мм.

2. Определение диаметра напорных линий

Напорные линии НС II рассчитываются на секундный расход в час максимального водопотребления.

Расчётная производительность НС II определяется по формуле:

Q - расчётная производительность;

- коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

Q _max_сут - максимальная производительность станции в сутки;

T - продолжительность работы насосной станции;

3600 - переводной коэффициент;

Диаметр напорных линий определяют по формуле:

d_Н - диаметр напорных линий;

Q - расчётная производительность;

v - экономическая скорость движения воды;

n - количество всасывающих трубопроводов;

Так как данный диаметр не является стандартным, принимаем стандартный диаметр трубы, равный 300 мм.

Определим фактическую скорость для принятого диаметра:

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр напорных линий d_Н = 300 мм.

насосная воздуходувная станция насос

3. Расчёт режима работы насосной станции

Экономичность НС во многом зависит от правильности выбора режима её работы. НС II подают воду непосредственно в сеть потребителя и поэтому режим её работы будет определятся режимом водопотребления.

Сначала строится ступенчатый график водопотребления: при коэффициенте часовой неравномерности водопотребления К = 1,37.

Затем строят график режима работы насосной станции, из условия максимального приближения его к графику водопотребления, и эти два графика совмещают.

Определение режима работы к подаче насосной станции выполняется по совмещённому графику водопотребления и подачи насосной станции второго подъёма. Водопотребление в системах водоснабжения неравномерно, поэтому используем аккумулирующую ёмкость, куда поступает избыток воды, когда водопотребление меньше подачи. При определении подачи насосной станции второго подъёма необходимо найти оптимальный вариант режима работы насосной станции, т.е. должен быть минимальный объём аккумулирующей ёмкости при минимальной частоте включения и выключения насосных агрегатов. Станции второго подъёма могут работать в режиме равномерной или ступенчатой подачи. Равномерный режим работы станции второго подъёма рекомендуется для систем водоснабжения с подачей не более 15000 м/сут , так как при большей подаче потребуется большая аккумулирующая ёмкость. При ступенчатой работе станции второго подъёма объём аккумулирующей ёмкости принимают 2,5 - 5 . При равномерной работе 8 - 15 .

Расчёт регулирующего объёма водонапорной башни ведётся по таблице общепринятой формы (табл.1).

Таблица 1

Расчет регулирующей вместимости водонапорной башни при равномерной и ступенчатой работе насосной станции второго подъёма.

Часы суток

Расход водопотреб-ления, %

Подача воды насосами, %

Равномерная подача, %

Ступенчатая подача, %

Равно-мерная

Ступен-чатая

Поступ-ление в бак

Расход из бака

Оста-ток воды в баке

Поступ-ление в бак

Расход из бака

Оста-ток воды в баке

0-1

3,4

4,17

2,84

0,77

-

0,77

-

0,56

-0,56

1-2

3,03

4,17

2,84

1,14

-

1,91

-

0, 19

-0,75

2-3

3,03

4,17

2,84

1,14

-

3,05

-

0, 19

-0,94

3-4

3,03

4,17

2,84

1,14

-

4, 19

-

0, 19

-1,13

4-5

3,03

4,17

2,84

1,14

-

5,33

-

0, 19

-1,32

5-6

3,45

4,17

2,84

0,72

-

6,05

-

0,61

-1,93

6-7

3,7

4,17

2,84

0,47

-

6,52

-

0,86

-2,79

7-8

4,2

4,17

5,11

-

0,03

6,49

0,91

-

-1,88

8-9

4,8

4,17

5,11

-

0,63

5,86

0,31

-

-1,57

9-10

4,8

4,17

5,11

-

0,63

5,23

0,31

-

-1,26

10-11

4

4,17

5,11

0,17

-

5,4

1,11

-

-0,15

11-12

4

4,17

5,11

0,17

-

5,57

1,11

-

0,96

12-13

4

4,17

5,11

0,17

-

5,74

1,11

-

2,07

13-14

5

4,17

5,12

-

0,83

4,91

0,12

-

2, 19

14-15

4

4,17

5,11

0,17

-

5,08

1,11

-

3,3

15-16

4

4,17

5,11

0,17

-

5,25

1,11

-

4,41

16-17

5,1

4,16

5,12

-

0,94

4,31

0,02

-

4,43

17-18

5,71

4,16

5,12

-

1,55

2,76

-

0,59

3,84

18-19

5,71

4,16

5,12

-

1,55

1,21

-

0,59

3,25

19-20

5,71

4,16

5,12

-

1,55

-0,34

-

0,59

2,66

20-21

5

4,16

5,12

-

0,84

-1,18

0,12

-

2,78

21-22

4

4,16

2,84

0,16

-

-1,02

-

1,16

1,62

22-23

3,8

4,16

2,84

0,36

-

-0,66

-

0,96

0,66

23-24

3,5

4,16

2,84

0,66

-

0

-

0,66

0

Всего

100

100

100

8,55

8,55

0

7,34

7,34

0

4. Расчёт объёма регулирующей ёмкости водонапорной башни

А. Определим объём регулирующей ёмкости при равномерном движении:

W_рег = 6.52 + -1.18 = 7.7 % W_рег = 12000^.0.77 = 924 (м³)

q_н_._max = 4.17; q_ср_._час = 4.17; К_н = q_н_._max/ q_ср_._час; К_н = 4.17/4.17 = 1; К_ч = 1.37

- коэффициент неравномерности подачи воды потребителю;

- коэффициент часовой неравномерности подачи воды потребителю;

- максимальная подача, развиваемая 2-мя ступенями (одной);

- средняя часовая подача;

B. Определим объём регулирующей ёмкости при двухступенчатом режиме:

W_рег = 4.43 + -2.79 = 7.22 % W_рег = 866.4 (м³)

q_н_._max =5.12; q_ср_._час = 4.17; К_н = q_н_._max/ q_ср_._час; К_н = 5.12/4.17 = 1.23; К_ч = 1.37

Кроме того оптимальный объём регулирующей ёмкости для двухступенчатого режима работы НС может быть определена по формуле:

Wопт_рег= 1.17 + 0.2К_н + 1.34 К_н^2,где К_н = 1.23

Wопт_рег= 1.17 + 0.21.236 + 1.34 1.236² = 3.44 (%);

Wопт_рег= 412.8 (м³)

Примем оптимальный минимальный объём регулирующей ёмкости: Wопт_рег= 412.8 (м³).

5. Определение потерь напора во всасывающих и напорных линиях

Потеря напора по длине при равномерном установившемся движении жидкости в трубах определяется по формуле Дарси - Вейсбаха:

l - коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси);

l - длина трубопровода;

d - диаметр трубопровода;

v - средняя скорость движения жидкости.

Потери напора во всасывающих линиях:

h_вс = 1.5^.0.23 = 0.345 (м)

Потери напора в напорных линиях:

h_н = 1.05^.3.77 = 3.961

Потери напора во всасывающих и напорных линиях определяются по следующим формулам:

h_вс = i_всl_всk_вс_; м. вод. ст.,

h_н = i_нl_нk_н_; м. вод. ст.,

где i - гидравлический уклон, принимаемый по таблицам гидравлических расчётов Шевелева;

l_вс, l_н - длины всасывающих и напорных линий, м;

i_вс = 0,009015;

i_н = 0,009015;

k_вс = 1,5; k_н = 1,05_-коэффициенты, учитывающие местные потери напора.

h_вс = 1,50,00901525 = 0,34 (м)

h_н = 1,050,009015410 = 3,88₍м)

Сравнивая значения потерь напора во всасывающих и напорных линиях определённые по разным формулам принимаем большие значения:

h_вс = 0.345 м h_н = 3.961 м

6. Определение требуемого напора H насосной станции

Напор насосной станции определяем следующим образом:

H = H_г + h_w_вс+ h_w_н + h_w_нс + 1; м,

где H_г - геометрическая высота подачи воды - разность отметок уровня воды в резервуаре чистой воды и максимального уровня в водонапорной башне.

H_г = (112 + 10 + 6) - 101 = 27 (м);

6 м - высота воды в баке; h_w_вс_, h_w_н - потери во всасывающих и напорных трубопроводах, м; 1 м - запас на излив; h_w_нс - потери на внутристанционных коммуникациях.

H = 27 + 0.345 + 3.961 + 2.5 + 1 = 34.806 (м).

7. Выбор марки хозяйственно-бытовых насосов

Для подбора насоса необходимо знать Q_час и Н_треб. Требуемый напор нам уже известен. Найдём часовой расход по формуле:

Q_час = К_ч Q_max/ 24,

где

К_ч - коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

Q_max - максимальная производительность станции в сутки.

Q_час = 1,3712000/24 = 684 м³/час;

Разделим Q_часна количество насосов и получим необходимый расход:

Q = 684/2 = 342 м³/час;

H = 34.806 м.

Зная требуемый напор H, с помощью сводного графика полей Q - H насосов, выбираем следующий тип насоса Д 500 - 36.

Центробежный горизонтальный насос с двусторонним подводом воды (тип Д) снабжён чугунным корпусом с осевым разъёмом. В нижней части корпуса расположены всасывающий и напорный патрубки, направленные в противоположные стороны перпендикулярно оси насоса. Такое расположение патрубков обеспечивает компактность насосной установки, удобства расположения трубопроводов, простоту монтажа, эксплуатацию и ремонт насосного агрегата без демонтажа всасывающего и напорного трубопроводов. Уплотняющие кольца - чугунные и легко снимаются. В сальниках насоса предусмотрено гидравлическое уплотнение, в которое вода подаётся по патрубкам из спиральной камеры насоса. Муфта с упругими вкладышами служит для соединения насоса с электродвигателем.

8. Расчёты на тушение пожара

По существующим правилам проектирования водопровода (СниП 2.04.02 - 84) работа насосной станции должна быть проверена на случай возникновения пожара. Подача полного расчётного расхода воды на тушение пожара должна быть обеспечена в час максимального водозабора, т.е. в момент наиболее напряжённой работы станции и водопроводной сети.

Значит, в момент возникновения пожара насосы второго подъёма должны подать в населённый пункт расход воды, равный сумме полного расчётного расхода воды на тушение пожара и расхода воды в час максимального водозабора, т.е. подача насосной станции должна быть равна:

Q = Q_пож_.+ Q_макс_.;Q_пож_.= 1^.0.014 = 0.14 (м³/с);

Q = 0.014 + 0.19 = 0.204 (м³/с);

Полная высота подъёма воды, м, в момент пожара определяется по зависимости:

H_пож = H_г + h_w_вс + h_w_нап_.+ H_своб_.

H_г - приведённая геометрическая высота подъёма воды, м;

H_г = H_ст_._пож_.+ (2,5 + 5).

H_ст_._пож_{. -}статический пожарный напор - разность отметок земли в расчётной точке пожара и минимальным уровнем в резервуаре чистой воды, м; (2,5 + 5) м - запас потерь во всасывающих и напорных коммуникациях насосной станции.

H_г = 122 - 101 + 7,5 = 28,5 (м)

h_w_вс,h_w_нап_{. -}потери напора во всасывающих и напорных линиях от насосной станции до места пожара, м; H_своб_{. -}свободный напор в расчётной точке возникновения пожара, м.

H_пож = 28,5 + 0,345 + 3,961 + 10 = 42,81 (м).

Необходимый напор для пожаротушения больше напора, развиваемого хозяйственными насосами. Таким образом будем устанавливать специальные пожарные насосы требуемого напора и подачи, которые обеспечат противопожарный и максимальный хозяйственный расходы. В качестве противопожарного насоса принимаем насос марки

Д800 - 57, n = 1450 об / мин.

Определим диаметры всасывающих и напорных трубопроводов к пожарным насосам:

Диаметр всасывающих линий определяют по формуле:

d_вс - диаметр всасывающих линий;

Q - расчётная производительность;

v - экономическая скорость движения воды;

n - количество всасывающих трубопроводов;

Так как данный диаметр не является стандартным, принимаем стандартный диаметр трубы, равный 350 мм.

Определим фактическую скорость для принятого диаметра:

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр всасывающих линий d_вс = 350 мм.

Диаметр напорных линий определяют по формуле:

d_Н - диаметр напорных линий;

Q - расчётная производительность;

v - экономическая скорость движения воды;

n - количество всасывающих трубопроводов;

Так как данный диаметр не является стандартным, принимаем стандартный диаметр трубы, равный 300 мм.

Определим фактическую скорость для принятого диаметра:

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр напорных линий d_Н = 300 мм.

9. Расчёт основных геометрических размеров резервуаров чистой воды

Полную вместимость резервуара чистой воды (РЧВ) определяем по формуле:

W_рчв = W_рег + W_п + W_ф; м^3,где W_рег - регулирующий объём, м³^;

W_п - расчётный противопожарный запас, м³;

W_п = 3q_п + Q_max - 3Q_I, м^3,где 3 - время тушения пожара, час;

q_п - расход воды на тушение пожара, м³;

q_п = 1360014/1000 = 50,4 м³;

Q_max_-объём воды за три непрерывных наибольших часа водопотребления, принимается из графика водопотребления, м³;

Q_max= 5.71 + 5.71 + 5.71 = 17.13 ;

Q_max= 12000 0,1713 = 2055,6 м³;

Q_I - подача насосной станции первого подъёма, м³;

Q_I = Q_max_сут / q_ч_._ср_.= 12000 4,17/100 = 500,4 м³;

W_ф - объём воды на промывку фильтров, принимают

W_ф = (0,01 ч 0,02) Q_max_сут, м³^. W_ф = 0,018 12000 = 216 м³^;

W_п = 350,4 + 20055,6 - 3500,4 = 705,6 м³;

W_рчв = 218,8 + 705,6 + 216 = 1140,4 м³.

Определив полную вместимость РЧВ, назначаем число резервуаров и определяем их основные геометрические размеры.

Минимальное количество резервуаров равно двум. Так как вместимость резервуара чистой воды до 2000 м³, то используем круглые в плане резервуары с плоским перекрытием высотой Н = 3,5 м. Принимаем два резервуара вместимостью 600 м³ каждый.

Определяем площадь горизонтального сечения резервуара чистой воды по формуле:

F_рчв = W_рчв / Н,

где W_рчв - полная вместимость резервуара чистой воды, м³^;

Н - высота резервуара чистой воды, м;

F_рчв = 600/3,5 = 171,43 м².

Определяем диаметр резервуара чистой воды:

Принимаем диаметр D_р = 15 м, получаем:

F_рчв = d^2/4 = 3,14 15^2/4 = 176,6 м²;

W_рчв= F_рчвН = 176,6 3,5 = 618,1 м³.

Фактический объём составит: W_рчв = 618 м³.

10. Определение основных геометрических размеров резервуара водонапорной башни

Общий объём водонапорной башни определяем из выражения:

W_б = W_рег + W_п,

где W_рег - регулирующий объём, м³^;

W_п - десятиминутный запас воды на тушение одного внешнего и внутреннего пожара, м³^.

W_п = 0,6 (q_п_._н_.+ q_п_._в_.),

где q_п_._н_.= 14 (л/с); q_п_._в_.= 5 (л/с),

q_п_._н_., q_п_._в_{. -}тушение воды на тушение одного наружного и одного внутреннего пожаров, (л/с).

W_п = 0,6 (14 + 5) = 11,4 (м³),

W_б = 218,8 + 11,4 = 230,2 (м³).

В качестве стандартного объёма принимаем равный 250 м³.

Рассчитаем площадь сечения бака башни:

F_б = W_б/ h_б = 250/6 = 41,7 м^2,

где W_б_-объём бака, м³^;h_б - условно принимаемая высота бака, м.

Рассчитаем диаметр бака:

D_б = 4 F_б / = 4 41,7/3,14 = 7,3 м.

Принимаем стандартный диаметр бака 8 м.

Произведём пересчёт площади горизонтального сечения бака:

F_б_._станд_.= D^2/4 = 3.14 8^2/4 = 50,24 м².

Уточним высоту бака:

h_б = W_б / F_б_._станд_.= 250/50,24 = 5,0 м.

11. Определение фактической подачи насоса

Для определения фактической подачи насоса необходимо построить напорно-расходную характеристику напорного трубопровода и характеристику насоса. Принимаем насос с необточенным рабочим колесом. Характеристику будем строить для одного водовода.

I = Q_расч_./ 2 = 0, 19/2 = 0,95 м³/с,

Характеристика трубопровода строится по формуле:

H = H_г+ h или H = H_г + SQ^2,

где H_г = 27 м - геометрическая высота поднятия воды,

S - сопротивление трубопровода.

S = S₀ l_пр,

где S₀ - удельное сопротивление,

S₀ = 0,001478/d_н^5,226, м^-1;

d_н - диаметр напорного трубопровода, м;

l_пр - приведенная длина трубопровода, м;

l_пр= l_нk_н,

где l_н - длина напорного трубопровода, м;

k_н = 1,1.

S₀ = 0,001478/0,3^5,226 = 0,7984 с^2/м⁶;

l_пр= 4101,1 = 451 м;

S = 0,7984451 = 360,0784 с^2/м⁵.

Координаты характеристики трубопровода:

Q, м³/ч

0

108

216

342

468

576

Q, м³/с

0

0,03

0,06

0,095

0,13

0,16

H, м

27

27,32

28,3

30,25

33,09

36,22

Так как напорный трубопровод состоит из двух водоводов, то строим суммарную напорно-расходную характеристику для трубопровода.

Напорно-расходную характеристику выбранного насоса строим используя данные таблицы " Характеристики насосов типа Д".

Q, м^3/ч

400

500

600

Н, м

4236,5

39

35

Так как мы приняли 2 рабочих хозяйственно - питьевых насоса, то строим суммарную напорно-расходную характеристику для 2 - х однотипных насосов.

Точка пересечения напорно-расходных характеристик насосов и трубопровода называется рабочей или режимной точкой.

Подача, соответствующая режимной точке, является фактической подачей насоса:

Q_фак_.= 1152,5 м^3/ч.

12. Расчёт диаметра обточенного колеса насоса и уточнение подачи насосов

Так как Q_факт> Q_расч (Q_фак_.= 1152,5 м^3/ч, Q_расч_.= 684 м^3/ч), то необходимо рассчитать обточку рабочего колеса так, чтобы изменение характеристики дали режимную точку А в таком месте, чтобы Q_факт_.

Попадала в оптимальный интервал.

Определяем коэффициент быстроходности по формуле:

n_s = 3.65nQ / H⁰^.7⁵.

Значения напора H, м, подачи Q, м³ /с, и частоты вращения рабочего колеса n, об / мин, берутся из маркировки насоса: H = 36 м, Q = 500 м³ /ч, n = 980 об / мин.

n_s = 3.651450160/3600/30⁰^.7⁵ = 87.

Так как значение коэффициента быстроходности попадает в интервал 60 < n_s< 120, то рекомендуемый предел обточки составляет 15 - 20 %.

Значение n_s< 150, поэтому будем использовать следующие формулы при расчёте величины обточки колеса:

Q_об_./ Q = D_об_./ D; H_об_./ H = (D_об_./ D) ².

Используя данные выражения для пересчёта напорных характеристик, получаем уравнение пропорциональности: H = KQ².

Построим параболу подобных режимов, проходящую через необходимую нам режимную точку А (Q = 684 м^3/ч), лежащую на характеристике трубопровода:

К = Н / Q²^; К = 30/684²= 0,000064122с^2/м⁵.

Задавшись рядом значений Q, по уравнению Н = 0,000064122Q² определим соответствующие значения Н и построим параболу до пересечения с характеристикой Q - Н необточенного колеса:

Q, м³/ч

0

90

180

270

360

450

540

630

720

810

Н, м

0

0,52

2,08

4,67

8,31

12,98

18,7

25,45

33,24

42,07

Определим диаметр обточенного колеса:

D_об_.= DQ_об_./ Q; D_об_.= 525684/810 = 444 мм.

Подсчитаем процент обточки: (525 - 444) 100% / 525 = 15,4 %, что соответствуют нормам.

_об_.= 1 - (1 - ) (D / D_об_.) ^0,25;

Q_об_.= QD_об_./ D; H_об_.= H (D_об_./ D) ².

До обточки

После обточки

Q, м³/ч

H, м

, %

Q_об_., м³/ч

H_об_._{, м}

_об_.,%

400

42

78

338

30

77

500

39

81

423

27,9

80

600

35

79

508

25

78

Используя данные этой таблицы строим характеристику (Q_об_{. -}Н_об_.).

13. Выбор резервного насосного оборудования

Для обеспечения наибольшей бесперебойности подачи воды потребителю необходимо устанавливать резервное насосное оборудование.

Число резервных агрегатов принимается в зависимости от категории надёжности станции и числа рабочих агрегатов.

НСII относится ко II - му классу, (т.е. допускается кратковременное отключение насосов на время, необходимое для включения резервных агрегатов), так как имеется ёмкость с соответствующим противопожарным запасом воды. Исходя из того, что на НСII имеется 2 рабочих хозяйственно - бытовых насоса и 1 рабочий противопожарный насос принимаем следующее число резервных насосов:

хозяйственно - бытовые - 1 шт.

противопожарные - 1 шт.

14. Определение мощности и марки приводного двигателя

Исходными данными для определения требуемой мощности электродвигателя является секундная подача насоса и напор. Подачу и напор принимают по режимной точке работы системы " насос - водоводы".

Определим мощность насоса по формуле:

N = gQH / 1000_н, где _н - КПД насоса (из графика).

N_I+II = 10009.810.1934.806/10000.77 = 84.25 кВт

N_I = 84.25/2 = 42.125 кВт.

Мощность двигателя принимается большей на случай перегрузок от неучтённых условий работы. При непосредственном соединении вала насоса с валом двигателя, мощность двигателя определяется по формуле:

N_дв_.= gQHК / 1000_н,

где К - коэффициент запаса мощности.

Коэффициент запаса мощности принимается в зависимости от мощности насоса:

К = 1,15.

N_дв_.= 42,1251,15 = 48,44 кВт

Марка двигателя выбирается в зависимости от его мощности и частоты вращения насоса: А2-91-6 (N_дв_.= 55 кВт, n = 1000 об / мин).

15. Определение отметки оси насоса и отметки верха фундамента

Отметка оси насоса ОН и связанная с ней отметка фундамента насосного агрегата ВФ определяется следующим образом. Отметка оси насоса ОН определяется алгебраической суммой отметки расчётного уровня воды в источнике РЧВ и допустимой геометрической высоты всасывания Н_г_._вс_.:

ОН = РЧВ + Н_г_._вс_.

Н_г_._вс_.= Н_доп_{. -}v_вс_.2^/2g - h_w_{, в}_с_., где

Н_доп_{. -}допустимая вакуумметрическая высота всасывания с учётом поправки на изменение атмосферного давления и температуры перекачиваемой жидкости;

v_вс_.2^/2g - потери динамического напора на входе в насос;

h_w_{, в}_с_{. -}потери во всасывающей линии насоса.

Н_г_._вс_.= 6,5 - 1,34^2/29,81 - 0,345 = 6,06 м

ОН = 101 + 6,06 = 107,06 м.

Отметка верха фундамента или рамы определяется по формуле:

ВФ = ОН - Р, где

Р - высота насоса от оси до лап, принимается по размерам, указанным в паспорте (Р = 0,63 м).

ВФ = 107,06 - 0,63 = 106,43 м.

Таким образом мы имеем насосную станцию наземного типа.

16. Компоновка насосной станции

Учитывая тип, размеры и количество насосов, а также прямоугольную форму НС в плане, мы выбрали однорядное расположение насосных агрегатов.

В здании НС должна быть обеспечена полная безопасность и удобство эксплуатаци, а также возможность разборки и монтажа насосных агрегатов.

Проход между агрегатами должен быть не менее 1 м.

Расстояние от длинных сторон фундаментных плит до стен НС - не менее 1м.

Расстояние между неподвижными выступающими частями оборудования не менее 0,7 м.

Проход между агрегатами и распределительными щитами - не менее 2 м.

Ширина машинного зала равна сумме длин участков трубопроводов, фасонных частей и арматуры на всасывающих и напорных линиях, а также поперечного размера самого насоса.

Длина машинного зала определяется проходами между торцевыми стенами и агрегатами, продольными размерами самих агрегатов и расстояние между ними.

Предусматриваются монтажная площадка для ремонта насосов и электродвигателей, расположенные в торце здания.

Высота верхнего строения определяется по формуле:

Н_стр_.= h + h₁ + h₂+ h_с_.+ h_гр_.+ h_об_.+ 0,5,

где h - монтажный запас, принимают 0,1 - 0,2 м;

h₁ - высота кранового оборудования;

h₂_-минимальная длина полностью втянутого грузового троса;

h_с_{. -}высота строп, 0,5 - 1 м;

h_гр_{. -}высота груза;

h_об_{. -}высота уже установленного оборудования;

0,5 - минимальная высота от груза до уже установленного оборудования.

Принимаем стандартное значение Н_стр_.= 4,8 м.

Здания наземных станций - сооружения промышленно - цехового типа. Фундаменты здания ленточного типа выполняют из сборных железобетонных элементов. Фундаменты под насосы делают независимыми монолитными. Здания в основном бывают каркасного типа из сборных железобетонных конструкций. Покрытие делают из железобетонных плит с последующим утеплением и укладкой нескольких слоёв (2 - 3) рубероида на битумной мастике.

Для перехода через трубы устраивают лестницы - мостики шириной 0,7 м и углом наклона не более 60.

Общая площадь оконных проёмов должна быть более 12,5 % площади пола. Размеры ворот зависят от максимальных габаритов оборудования.

17. Выбор дополнительного оборудования и трубопроводной

арматуры

Для заливки насосов перед запуском используем вакуумную установку

ВВН 1 - 3.

Для монтажа и демонтажа оборудования применяем кран 21П5.5Т.

В качестве трубопроводной арматуры применяем:

задвижки параллельные с выдвижным шпинделем фланцевые чугунные на

Р_у = 1.0 Мпа - 30ч6бр;

обратные поворотные клапаны фланцевые чугунные на Р_у = 1.0 Мпа - 19ч16бр.

На напорных трубопроводах устанавливают измерительную (расходомеры) и предохранительную (гасители энергии гидравлического удара) арматуры.

Для обеспечения надёжности работы НС на всасывающих и напорных трубопроводах устанавливают такое количество запорной арматуры, чтобы можно было производить ремонт или замену любого насоса, обратного клапана или основной задвижки.

Заключение

В данном курсовом проекте мы разработали насосную станцию второго подъёма (НСII). НСII предназначена для перекачивания воды из резервуара чистой воды непосредственно в сеть потребителя. Подача воды насосной станции - ступенчатая и производится при помощи насосов Д500 - 36 (3 агрегата) и Д800 - 57 (2 агрегата). Вода к насосам подводится по общему всасывающему коллектору, который питают два всасывающих трубопровода. В сеть потребителя вода подаётся через общий напорный коллектор, состоящий из двух напорных трубопроводов. Регулирование подачи осуществляется с помощью водонапорной башни. Всё это вместе взятое обуславливает значительно простые строительные конструкции и, следовательно, меньшую стоимость станции второго подъёма.

Литература

1. СниП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

2. М.: Стройиздат, 1985.

3. СниП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985.

4. Карасёв Б.В. Насосные и воздуходувные станции. Мн.: Вышэйшая школа, 1990.

5. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции. М.: М.: Стройиздат, 1986.

Размещено на Allbest.ru

курсовая работа "Разработка и расчет насосных и воздуходувных станций" скачать

Подобные документы

Насосные и воздуходувные станции
Расчет водопроводной насосной станции 2-го подъема, определение категории надежности станции. Расчет вместимости бака водонапорной башни. Проектирование станции, подбор и размещение оборудования. Определение технико-экономических показателей станции.

курсовая работа [426,2 K], добавлен 13.02.2016

Насосная станция
Насосные станции систем водоснабжения и канализации. Выбор оборудования насосной станции, определение ее размеров и разработка конструкции. Подбор арматуры, расчет потерь напора во внутристанционных коммуникациях. Технико-экономические показатели.

курсовая работа [145,0 K], добавлен 04.05.2012

Водопроводные насосные станции
Выбор режима работы насосной станции. Определение объема и размеров бака водонапорной башни. Определение емкости безнапорных резервуаров чистой воды. Подбор насосов, построение характеристик параллельной работы насосов, трубопроводов. Электрическая часть.

курсовая работа [584,6 K], добавлен 28.09.2015

Проектирование насосной станции II подъема в Башкортостане
Определение расходов воды и скоростей в напорном трубопроводе. Расчет потребного напора насосов. Определение отметки оси насоса и уровня машинного зала. Выбор вспомогательного и механического технологического оборудования. Автоматизация насосной станции.

курсовая работа [49,0 K], добавлен 08.10.2012

Проект мелиоративной насосной станции для целей орошения
Топографическое, инженерно-геологическое, гидрологическое и климатологическое обоснование проектирования мелиоративной насосной станции. Расчет водозаборного сооружения; компоновка гидроузла машинного подъема и здания станции с размещением оборудования.

курсовая работа [81,4 K], добавлен 04.02.2013

Проектирование мелиоративной насосной станции
Основное целевое назначение мелиоративной станции, ее проектирование. Особенности оросительных насосных станций. Данные, положенные в основу проекта. Конструктивное описание узла сооружения. Выбор гидромеханического, энергетического оборудования.

контрольная работа [25,7 K], добавлен 30.11.2012

Насосная станция для польдерного осушения
Определение расчетной подачи насосной станции. Выбор схемы гидроузла и подбор основных насосов. Проектирование и расчет подводящих трубопроводов, водозаборных сооружений и напорных трубопроводов. Характеристика электрооборудования насосной станции.

курсовая работа [3,4 M], добавлен 14.01.2011

Проектирование насосной установки промежуточной нефтеперекачивающей станции
Проектирование и эксплуатация машин и оборудования нефтеперекачивающих станций. Выбор магистральных насосов промежуточной нефтеперекачивающей станции. Приведение характеристик насоса к входу в трубопровод. Основные типы запорно-регулирующей арматуры.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.05.2013

Моделирование электропривода насосной станции
Моделирование насосной станции с преобразователем частоты. Описание технологического процесса, его этапы и значение. Расчет характеристик двигателя. Математическое описание системы. Работа насосной станции без частотного преобразователя и с ним.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.11.2010

Проектирование насосной станции
Определение плотности, вязкости и давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости. Подбор насосного оборудования магистральных насосных станций. Определение потерь напора в трубопроводе. Выбор магистральных насосов, резервуаров и дыхательных клапанов.

курсовая работа [630,4 K], добавлен 06.04.2013

Другие документы, подобные "Разработка и расчет насосных и воздуходувных станций"

главная

рубрики

по алфавиту

вернуться в начало страницы

вернуться к началу текста

вернуться к подобным работам

Рубрики

По алфавиту

Закачать файл

Заказать работу

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Часы суток	Расход водопотреб-ления, %	Подача воды насосами, %	Равномерная подача, %	Ступенчатая подача, %
		Равно-мерная	Ступен-чатая	Поступ-ление в бак	Расход из бака	Оста-ток воды в баке	Поступ-ление в бак	Расход из бака	Оста-ток воды в баке
0-1	3,4	4,17	2,84	0,77	-	0,77	-	0,56	-0,56
1-2	3,03	4,17	2,84	1,14	-	1,91	-	0, 19	-0,75
2-3	3,03	4,17	2,84	1,14	-	3,05	-	0, 19	-0,94
3-4	3,03	4,17	2,84	1,14	-	4, 19	-	0, 19	-1,13
4-5	3,03	4,17	2,84	1,14	-	5,33	-	0, 19	-1,32
5-6	3,45	4,17	2,84	0,72	-	6,05	-	0,61	-1,93
6-7	3,7	4,17	2,84	0,47	-	6,52	-	0,86	-2,79
7-8	4,2	4,17	5,11	-	0,03	6,49	0,91	-	-1,88
8-9	4,8	4,17	5,11	-	0,63	5,86	0,31	-	-1,57
9-10	4,8	4,17	5,11	-	0,63	5,23	0,31	-	-1,26
10-11	4	4,17	5,11	0,17	-	5,4	1,11	-	-0,15
11-12	4	4,17	5,11	0,17	-	5,57	1,11	-	0,96
12-13	4	4,17	5,11	0,17	-	5,74	1,11	-	2,07
13-14	5	4,17	5,12	-	0,83	4,91	0,12	-	2, 19
14-15	4	4,17	5,11	0,17	-	5,08	1,11	-	3,3
15-16	4	4,17	5,11	0,17	-	5,25	1,11	-	4,41
16-17	5,1	4,16	5,12	-	0,94	4,31	0,02	-	4,43
17-18	5,71	4,16	5,12	-	1,55	2,76	-	0,59	3,84
18-19	5,71	4,16	5,12	-	1,55	1,21	-	0,59	3,25
19-20	5,71	4,16	5,12	-	1,55	-0,34	-	0,59	2,66
20-21	5	4,16	5,12	-	0,84	-1,18	0,12	-	2,78
21-22	4	4,16	2,84	0,16	-	-1,02	-	1,16	1,62
22-23	3,8	4,16	2,84	0,36	-	-0,66	-	0,96	0,66
23-24	3,5	4,16	2,84	0,66	-	0	-	0,66	0
Всего	100	100	100	8,55	8,55	0	7,34	7,34	0

Q, м³/ч	0	108	216	342	468	576
Q, м³/с	0	0,03	0,06	0,095	0,13	0,16
H, м	27	27,32	28,3	30,25	33,09	36,22

Q, м³/ч	0	90	180	270	360	450	540	630	720	810
Н, м	0	0,52	2,08	4,67	8,31	12,98	18,7	25,45	33,24	42,07

До обточки	После обточки
Q, м³/ч	H, м	, %	Q_об_., м³/ч	H_об_._{, м}	_об_.,%
400	42	78	338	30	77
500	39	81	423	27,9	80
600	35	79	508	25	78

Разработка и расчет насосных и воздуходувных станций

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Введение

Насосная станция (НС) - это комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий подачу воды в соответствии с нуждами потребителя.

На современных НС используют системы автоматики, телемеханики и электротехники.

По расположению в общей схеме системы водоснабжения НС делятся на станции первого подъёма (НСI) и второго подъёма (НСII).

НСI подают воду из источника на очистные сооружения, а если очистка воды не требуется - в регулирующие ёмкости или непосредственно в сеть потребителя.

1. Определение диаметра всасывающих линий

Всасывающие линии насосной станции второго подъёма (НС II) рассчитываются на секундный расход в час максимального водопотребления.

Расчётная производительность НС II определяется по формуле:

Q - расчётная производительность;

- коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

Q max сут - максимальная производительность станции в сутки;

T - продолжительность работы насосной станции;

3600 - переводной коэффициент;

Диаметр всасывающих линий определяют по формуле:

dвс - диаметр всасывающих линий;

Q - расчётная производительность;

v - экономическая скорость движения воды;

n - количество всасывающих трубопроводов;

Так как данный диаметр не является стандартным, принимаем стандартный диаметр трубы, равный 300 мм.

Определим фактическую скорость для принятого диаметра:

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр всасывающих линий dвс = 300 мм.

2. Определение диаметра напорных линий

Напорные линии НС II рассчитываются на секундный расход в час максимального водопотребления.

Расчётная производительность НС II определяется по формуле:

Q - расчётная производительность;

- коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

Q max сут - максимальная производительность станции в сутки;

T - продолжительность работы насосной станции;

3600 - переводной коэффициент;

Диаметр напорных линий определяют по формуле:

dН - диаметр напорных линий;

Q - расчётная производительность;

v - экономическая скорость движения воды;

n - количество всасывающих трубопроводов;

Так как данный диаметр не является стандартным, принимаем стандартный диаметр трубы, равный 300 мм.

Определим фактическую скорость для принятого диаметра:

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр напорных линий dН = 300 мм.

3. Расчёт режима работы насосной станции

Сначала строится ступенчатый график водопотребления: при коэффициенте часовой неравномерности водопотребления К = 1,37.

Затем строят график режима работы насосной станции, из условия максимального приближения его к графику водопотребления, и эти два графика совмещают.

Расчёт регулирующего объёма водонапорной башни ведётся по таблице общепринятой формы (табл.1).

Таблица 1

Расчет регулирующей вместимости водонапорной башни при равномерной и ступенчатой работе насосной станции второго подъёма.

4. Расчёт объёма регулирующей ёмкости водонапорной башни

А. Определим объём регулирующей ёмкости при равномерном движении:

Wрег = 6.52 + -1.18 = 7.7 % Wрег = 12000.0.77 = 924 (м3)

qн. max = 4.17; qср. час = 4.17; Кн = qн. max / qср. час; Кн = 4.17/4.17 = 1; Кч = 1.37

- коэффициент неравномерности подачи воды потребителю;

- коэффициент часовой неравномерности подачи воды потребителю;

- максимальная подача, развиваемая 2-мя ступенями (одной);

- средняя часовая подача;

B. Определим объём регулирующей ёмкости при двухступенчатом режиме:

Wрег = 4.43 + -2.79 = 7.22 % Wрег = 866.4 (м3)

qн. max =5.12; qср. час = 4.17; Кн = qн. max / qср. час; Кн = 5.12/4.17 = 1.23; Кч = 1.37

Кроме того оптимальный объём регулирующей ёмкости для двухступенчатого режима работы НС может быть определена по формуле:

Wоптрег = 1.17 + 0.2Кн + 1.34 Кн2,где Кн = 1.23

Wоптрег = 1.17 + 0.21.236 + 1.34 1.2362 = 3.44 (%);

Wоптрег = 412.8 (м3)

Примем оптимальный минимальный объём регулирующей ёмкости: Wоптрег = 412.8 (м3).

5. Определение потерь напора во всасывающих и напорных линиях

Потеря напора по длине при равномерном установившемся движении жидкости в трубах определяется по формуле Дарси - Вейсбаха:

l - коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси);

l - длина трубопровода;

d - диаметр трубопровода;

v - средняя скорость движения жидкости.

Потери напора во всасывающих линиях:

hвс = 1.5.0.23 = 0.345 (м)

Потери напора в напорных линиях:

hн = 1.05.3.77 = 3.961

Потери напора во всасывающих и напорных линиях определяются по следующим формулам:

hвс = iвсlвсkвс; м. вод. ст.,

hн = iнlнkн; м. вод. ст.,

где i - гидравлический уклон, принимаемый по таблицам гидравлических расчётов Шевелева;

lвс, lн - длины всасывающих и напорных линий, м;

iвс = 0,009015;

iн = 0,009015;

kвс = 1,5; kн = 1,05 - коэффициенты, учитывающие местные потери напора.

hвс = 1,50,00901525 = 0,34 (м)

Q _max_сут - максимальная производительность станции в сутки;

d_вс - диаметр всасывающих линий;

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр всасывающих линий d_вс = 300 мм.

Q _max_сут - максимальная производительность станции в сутки;

d_Н - диаметр напорных линий;

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр напорных линий d_Н = 300 мм.

W_рег = 6.52 + -1.18 = 7.7 % W_рег = 12000^.0.77 = 924 (м³)

q_н_._max = 4.17; q_ср_._час = 4.17; К_н = q_н_._max/ q_ср_._час; К_н = 4.17/4.17 = 1; К_ч = 1.37

W_рег = 4.43 + -2.79 = 7.22 % W_рег = 866.4 (м³)

q_н_._max =5.12; q_ср_._час = 4.17; К_н = q_н_._max/ q_ср_._час; К_н = 5.12/4.17 = 1.23; К_ч = 1.37

Wопт_рег= 1.17 + 0.2К_н + 1.34 К_н^2,где К_н = 1.23

Wопт_рег= 1.17 + 0.21.236 + 1.34 1.236² = 3.44 (%);

Wопт_рег= 412.8 (м³)

Примем оптимальный минимальный объём регулирующей ёмкости: Wопт_рег= 412.8 (м³).

h_вс = 1.5^.0.23 = 0.345 (м)

h_н = 1.05^.3.77 = 3.961

h_вс = i_всl_всk_вс_; м. вод. ст.,

h_н = i_нl_нk_н_; м. вод. ст.,

l_вс, l_н - длины всасывающих и напорных линий, м;

i_вс = 0,009015;

i_н = 0,009015;

k_вс = 1,5; k_н = 1,05_-коэффициенты, учитывающие местные потери напора.

h_вс = 1,50,00901525 = 0,34 (м)

h_н = 1,050,009015410 = 3,88₍м)

h_вс = 0.345 м h_н = 3.961 м

H = H_г + h_w_вс+ h_w_н + h_w_нс + 1; м,

где H_г - геометрическая высота подачи воды - разность отметок уровня воды в резервуаре чистой воды и максимального уровня в водонапорной башне.

H_г = (112 + 10 + 6) - 101 = 27 (м);

6 м - высота воды в баке; h_w_вс_, h_w_н - потери во всасывающих и напорных трубопроводах, м; 1 м - запас на излив; h_w_нс - потери на внутристанционных коммуникациях.

Для подбора насоса необходимо знать Q_час и Н_треб. Требуемый напор нам уже известен. Найдём часовой расход по формуле:

Q_час = К_ч Q_max/ 24,

К_ч - коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

Q_max - максимальная производительность станции в сутки.

Q_час = 1,3712000/24 = 684 м³/час;

Разделим Q_часна количество насосов и получим необходимый расход:

Q = 684/2 = 342 м³/час;

Q = Q_пож_.+ Q_макс_.;Q_пож_.= 1^.0.014 = 0.14 (м³/с);

Q = 0.014 + 0.19 = 0.204 (м³/с);

H_пож = H_г + h_w_вс + h_w_нап_.+ H_своб_.

H_г - приведённая геометрическая высота подъёма воды, м;

H_г = H_ст_._пож_.+ (2,5 + 5).

H_г = 122 - 101 + 7,5 = 28,5 (м)

H_пож = 28,5 + 0,345 + 3,961 + 10 = 42,81 (м).

d_вс - диаметр всасывающих линий;

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр всасывающих линий d_вс = 350 мм.

d_Н - диаметр напорных линий;

Так как данное значение скорости попадает в допустимый интервал скоростей для данного диаметра, то окончательно принимаем диаметр напорных линий d_Н = 300 мм.

W_рчв = W_рег + W_п + W_ф; м^3,где W_рег - регулирующий объём, м³^;

W_п - расчётный противопожарный запас, м³;

W_п = 3q_п + Q_max - 3Q_I, м^3,где 3 - время тушения пожара, час;

q_п - расход воды на тушение пожара, м³;

q_п = 1360014/1000 = 50,4 м³;