Ориентировочное определение требуемого напора насосов

Величину требуемого напора насосов насосной станции второ­го подъёма с учётом конкретной верти­кальной схемы сооружений определяем по формуле

H_р=Н_ст+Sh+h_к м, (15)

где Н_ст - разность отметок максимального уровня воды в резерву­аре башни Z_макс.б (14) и минимального уровня воды в резер­вуаре чистой воды Z_мин.р м (задание); Н_ст= Z_макс.б- Z_мин.р=431,51-396=35,51 м;

Sh - сумма потерь напора во всасывающем и напорном тру­бопроводах, м;

h_к - потери напора в коммуникациях насосной станции (1,5...2 м).

Методика ориентировочного определения величины требуемо­го напора заключается не в аналитическом расчёте суммы потерь, входящих в эту формулу, так как на данном этапе осуществить это практически невозможно, а в примерном их назначении. Так, потери напора на трение в трубопроводе можно принять в зависи­мости от его диаметра в пределах 2...5 м на 1 км трубы. Величи­на Н_ст определяется разностью отметки максимального уровня воды в резервуаре башни и отметки минимального уровня воды в резервуаре чистой воды. Приняв соответствующее значение потерь напора в коммуникациях станции h_к, определяем ориентировочное значение требуемого напора Н_р – расчётный напор.

H_р=35,51+(30+2000)·3/1000+2=43,6 м.

Подбор насосов

2.2.1. Выбор типа и количества насосов и подбор их по ката­логу

Выбор типа насосов и определение числа рабочих насосных агрегатов зависит от значений Q_p и Н_р, см. формулы (8), (15). В нашем примере соответственно: 1633,5 м³/ч = 453,75 л/с и 43,6 м. В нас­тоящее время на водопроводных насосных станциях II подъёма проектируют к установке горизонтальные центробежные насосы типа К или Д или зарубежные аналоги.

При определении числа рабочих насосных агрегатов, устанав­ливаемых на станции, рекомендуют принимать минимальное коли­чество насосов, отдавая предпочтение выбору более мощных агре­гатов. В общем случае при выборе числа рабочих насосов следует придерживаться следующих рекомендаций:

- при суточной производительности станции до 1000 м³/сут — 1-2насоса;

- от 1000...25000 м³/сут - 2-3 насоса;

- более 25000 м³/сут - 3 и более насосов.

Окончательный выбор типа и определение числа параллельно или последовательно работающих насосных агрегатов следует осуществлять после подбора их по каталогу насосов. При этом подача рабочих насосов должна быть достаточной для обеспечения расчетных расхода и напора.

В приложении 2 приведены некоторые технические данные горизонтальных центробежных насосов типов Д и К.

Окончательный выбор типа и определение числа параллельно или последовательно работающих насосов следует осуществлять в результате анализа характеристики совместной работы системы.

Определение количества резервных насосных агрегатов

Для обеспечения надёжности в бесперебойной подаче воды на насосной станции проектируют установку резервных насосных агре­гатов. Число резервных насосов устанавливают в соответствии с клас­сом надёжности насосной станции, принимающимся в зависимости от назначения водопровода. Известно три класса надёжности насос­ной станции:

I класс - не допускается перерыв в работе,

II класс - допускается кратковременный перерыв в работе,

III класс - допускается перерыв в работе, но не более одних
суток.

Количество резервных агрегатов следует принимать по табл. 5. С учетом данных этой таблицы необходимо отметить, что в любом случае целесообразно использовать не менее двух резервных насосных агрегатов.

Таблица 5

Число рабочих агрегатов	Число резервных агрегатов
I	II	III
2-3
4-6
7-9
10 и более

Принимаем к установке 2 рабочих и 2 резервных насоса.

Параллельная работа насосов

Не всегда удаётся по каталогу подобрать центробежный насос для подачи расчётного расхода Q_p или изначально число рабочих агрегатов больше одного. В этом случае прибегают к уста­новке нескольких однотипных параллельно работающих насосов, суммарная подача которых удовлетворит величине Q_p. На рис. 3 представлен пример построения параллельной работы двух одина­ковых насосов.

Рис. 3. Параллельная работа двух одинаковых центробежных насосов на

два одинаковых параллельных трубопровода:

Q-H_1,2 – характеристика одного насоса; Q-H₁₊₂ – характеристика двух одинаковых параллельно работающих насосов; Q-H_1,2тр - характеристика одного трубопровода; Q-H_1+2тр – характеристика двух одинаковых параллельных трубопроводов

Из этого рисунка следует, что при выключении из па­раллельной работы одного из насосов подача оставшегося в работе насоса увеличивается, т. е. возникает, как известно, дефицит в по­даче воды, величину которого можно определить из выражения:

ΔQ=(Q₁+Q₂)-(Q₁₊₂).

Величина этого дефицита значительно возрастает при параллельной работе трёх, четырёх и более насосов.

Для ориентировочного учета влияния работы нескольких на­сосов на их суммарную подачу, фактическую производительность каждого из них следует принимать с коэффициентом, величина ко­торого зависит от числа параллельно работающих насосов и сос­тавляет:

при выключении из работы одного насоса - 1,11;

при выключении из работы двух насосов - 1,18;

при выключении из работы трёх насосов - 1,25.

Последовательную работу нескольких агрегатов принимают в случае, если не удается подобрать один насос по величине требу­емого напора Н_р. В практике проектирования водопроводных насос­ных станций к такому соединению насосов не прибегают, и в настоя­щих методических указаниях этот вопрос не рассматривается.