Определение эксплуатационных показателей насосных станций

Питание водой судоходного канала должно обеспечивать поддержание гарантированных глубин на трассе канала и восполнять расходы воды на шлюзование и потери. Оно может быть естественным (на открытых и односклонных каналах) и искусственным (самотечным, когда на водоразделе создается водохранилище, или механическим). В данной практической работе предполагается, что производится механическое питание канала путем подачи воды в водораздельный бьеф насосными станциями.

Водный баланс водораздельного судоходного канала складывается из расходов на потребление (шлюзование и потери воды на фильтрацию, испарение и утечку через неплотности в сооружениях) и расхода притока (обеспечиваемого в нашем случае при помощи насосных станций). Для бесперебойной работы судоходного канала необходимо, чтобы в течение всей навигации расход притока для каждого из бьефов канала был больше или равен суммарному расходу потребления.

Исходя их этого, общий объем воды, подаваемый насосными станциями в водораздельный бьеф за период навигации для питания двусклонного канала, будет определяться следующим выражением:

, м³ (27)

где

· общий объем воды, перекачиваемый насосными станциями

· для питания канала;

· объем воды, расходуемый на шлюзование (для двусклонного канала удваивается);

· потери воды вследствие утечек в уплотнениях ворот и затворов нижней головы шлюза (для двусклонного канала удваивается);

· - потери воды на фильтрацию в грунт;

· объем испарившейся с поверхности канала воды.

При выполнении курсовой работы объем потерь принимается равным 5% от общего объема воды, расходуемой на шлюзование, и формула (27) принимает вид:

, м³ (28)

Объем воды на шлюзование зависит от плановых размеров камеры шлюза, напора на гидроузле, количества шлюзований за навигацию и организации судопропуска.

При одинаковой судопропускной способности шлюзов больше воды потребуется тому шлюзу, у которого больше число односторонних шлюзований (когда на одно шлюзование расходуется одна сливная призма), поэтому для экономии воды стремятся увеличить долю двусторонних шлюзований (одна сливная призма расходуется на два шлюзования). Расчетный объем воды, расходуемый за навигацию на шлюзование, определяется по выражению:

, м³ (29)

где

· - суточное количество шлюзований;

· - длительность навигации;

· - объем сливной призмы (30)

· соответственно ширина и длина камеры шлюза;

· - напор на гидроузле (на камеру шлюза);

· -коэффициент использования сливной призмы, изменяющийся в пределах от 1 (в случае односторонних шлюзований) до 2

(при -двусторонних шлюзованиях) и определяемый выражением:

(31)

где - количество сливных призм, использованное на

шлюзований.

Значение коэффициента использования сливной призмы приводится в исходных данных (прил.1).

Время работы насосных станций, перекачивающих необходимый для питания двускатного судоходного канала объем воды, вычисляется по формуле:

, ч (32)

где - производительность насосной станции.

На двускатном судоходном канале насосные станции включаются в состав сооружений гидроузлов только одного из его склонов (как правило там, где высота подъема воды до отметки водораздельного бьефа оказывается меньше). Для определения полной высоты подъема воды необходимо знать величину напора на гидроузлах этого склона канала (в курсовой работе ) и их количество ( ). С целью унификации оборудования обычно стремятся обеспечить одинаковый расход насосных станций и напор на гидроузлах судоходного канала.

Необходимая мощность насосных станций определяется по формуле: , кВт (33)

где

· - плотность чистой воды ( =1000 кг/м3);

· - полная высота подъема воды насосными станциями до отметки водораздельного бьефа;

· - коэффициент полезного действия насосной станции, равный 0,8.

Расходы на электроэнергию для работы насосных станций судоходного канала находятся по формуле:

, руб (34)

где - стоимость электроэнергии (4,2 руб/кВт-час).