И на i очередь строительства
Согласно требованиям СП, насосная станция, имеющая аварийный выпуск, должна обеспечить 100%-ную подачу воды от Qpacч на очистные сооружения при аварии на одном из водоводов, что составляет Qав = 599,6 л/с.
Из графика рис. 5 видно, что если один из водоводов полностью перекрыть, то подача воды насосной станцией будет снижена более чем на 30% от Qрасч. Избежать снижения подачи воды и сброса стоков через аварийный колодец можно либо установкой на насосной станции дополнительного насосного агрегата и устройством переключений на водоводах (водоводы делятся на ремонтные участки с переключениями между ними), либо устройством дополнительной аварийной емкости Wав.
Допускается, что в случае аварии на водоводе в работу включается дополнительно один резервный насосный агрегат и отключается ремонтный участок на отказавшем водоводе. Количество ремонтных участков на каждом водоводе рассчитывается.
Выразим удельное сопротивление водоводов при аварии в долях от удельного сопротивления водоводов в период нормальной их работы S:
Sa = a × S;
a = ,
где z – число ремонтных участков на каждом из водоводов.
Известно
h = S × Q2;
ha = Sa × Q .
При нормальном режиме
h = 17м, Q = 599,6 л/с = 0,5996 м3/с,
S = = 47, 28
При аварии на водоводах (по графику рис. 6) необходимо и достаточно, чтобы:
hа= 18 м, Qа = 599,6 л/с = 0,5996 м3/с
Тогда:
Sa = = 50,
а = =
= 1.06
1,06 = ,
0.06 z = 3, следовательно, z ®¥
Следовательно, в данной ситуации устройство большого числа ремонтных участков на водоводах не целесообразно, поэтому предусматривается аварийно-регулирующий резервуар АРР емкостью Wав = DQ × tав = 785,8 ×12 = 9429,6м3,
где DQ – среднечасовое снижение подачи воды при аварии на одном из водоводов; DQ = × 0,55 = 785,8 м3;
tав – среднее время ликвидации аварии на водоводе D 400 мм (см. СП); tав = 12 ч;
Возможная подача насосной станции при аварии на одном из водоводов и дополнительном включении в работу резервного агрегата (определяется по графику совместной работы насосов и водоводов) равна 350 л/с. Вероятная доля снижения подачи воды насосной станцией при аварии на одном из водоводов 1 – = 0,55.
В связи с этим на насосной станции предусматривается аварийно-регулирующий резервуар (АРР), куда будут поступать сточные воды в период аварии на водоводе. В часы минимального притока Qмин накопленные в АРР сточные воды будут откачиваться насосной станцией. Дополнительно АРР будет выполнять функции регулятора при неравномерности поступления сточных вод в целях обеспечения оптимальной работы насосной станции.
При анализе характеристик совместной работы насосов и водоводов можно убедиться также, что на I очередь строительства расчетный приток сточных вод Q = 291,6 л/с откачивается двумя насосами при работе на один водовод.
Вывод:
Выбранные марки насосов и электродвигателей обеспечивают подачу воды при всех расчётных режимах работы насосной станции.
ПОДБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ
Выбранные по каталогу электрические двигатели для привода насосов рассчитаны на работу при напряжении электрического тока U = 660 В (см. марку электродвигателя).
По заданию напряжение тока в сети энергоснабжения: U = 6000 В. Чтобы обеспечить поступление тока к электродвигателям с требуемым напряжением необходимо предусмотреть установку на насосной станции понижающих силовых трансформаторов.
“Кажущаяся” мощность трансформаторов оценивается по мощности приводных электродвигателей основной группы насосов и мощности электроприводов задвижек, подъемного оборудования, вспомогательных насосов, электроосветительных, электроотопительных устройств и рассчитывается по формуле:
S= + (10 ¸50) [кВА] , т.е. S ³ N,
где N = + (10 ¸50);
Кс – коэффициент спроса по мощности, зависит, от числа работающих электродвигателей: при двух двигателях Кс =1, при трех Кс =0,9, при четырех Кс = 0,8, при пяти Кс = 0.7;
S Рн - номинальная (паспортная) мощность электродвигателей основных насосов (без резервных агрегатов);
Cos j = 0,92 – коэффициент мощности электродвигателя;
hдв = 0,9 ¸ 0,94 - к.п.д. электродвигателя;
hн – к.п.д. насоса;
10 ¸ 50 кВА – нагрузка от вспомогательного оборудования.
Нa насосной станции устанавливается 3 рабочих и 2 резервных насосных агрегата. Номинальная мощность (паспортная ) каждого электродвигателя 132 кВт, тогда:
S = + 30 =504 кВА
Таким образом, суммарная мощность трансформаторов на насосной станции должна находиться в пределах > 504 кВА.
Отечественной промышленностью выпускаются трансформаторы мощностью: 75, 100, 180, 320, 420, 560, 750, 1000, 1800 кВА и т.д. На насосной станции необходимо установить трансформаторы с оптимальным использованием их мощности. Недогруженные трансформаторы снижают Cos j. Поскольку режим работы насосной станции не равномерный, то и мощность трансформаторов в течение суток будет востребована не одинаково. При запуске электродвигателя пусковой ток возрастает в 5-7 раз.
Если потребляемая мощность каждого устанавливаемого насосного агрегата при работе на закрытую задвижку не превышает N х.х = 60 квт, то в момент пуска: N пуск = 60 ×7 = 420 кВт.
С учетом этой особенности и имеющего ряда трансформаторов, на насосной станции предусматривается установка 3 трансформаторов марки ТМ 320/6-10 мощностью 320 ×3= 960 кВА. Данный выбор обосновывается расчетами, которые представлены в таблице 9.
Т а б л и ц а 9.