Расчетный напор насосной станции

Полный напор насосной станции определяется для режима наибольшей подачи воды по водоводам, т.е. когда подается Q_нас.ст = 599,6 л/с, по формуле

Н = Н_г + h + h_зап,

где Н_г – геометрическая высота подъема воды, м;

Н_г = Z_o.c – Z_pез,

здесь Z_o.c. – отметка уровня воды в точке сброса; Z_o.c = 110 м;

Z_рез – отметка уровня воды в приемном резервуаре; Z_pез = 85,75 м;

h = h_вс + h_нап,

здесь h_вс - потери напора по пути движения жидкости во всасывающем трубопроводе, м; h_вс = i × L ×1,2 + 1,5, м;

h_нап – потери напора в напорном трубопроводе, м;

h_нап = i × L × 1,1 + 2, м;

h_зап = 1 – запас на излив жидкости из трубопровода, м,

где i – гидравлический уклон; i = А × Q² × k

здесь А, k – коэффициенты, которые принимаются для труб с цементно-песчаным покрытием по таблицам для гидравлического расчета труб Ф.А. Шевелева либо по таблицам прил. 2;

L – длина напорного водовода; L = 2900 м;

1,2 и 1,1 – коэффициенты, учитывающие местные сопротивления в напорном и всасывающем трубопроводах;

1,5 и 2 м – потери напора в коммуникациях насосной станции всасывающей и напорной линий.

Н_г = 110 – 85,75 = 24,25 м.

Отметка расчетного уровня воды в приемном резервуаре принимается как средняя величина между отметкой лотка коллектора и отметкой дна резервуара. Глубина приемного резервуара назначается в пределах Н_рез = 1,5…2,5 м. В данном примере Н_рез = 2,5 м.

На проектируемой насосной станции всасывающие трубопроводы отсутствуют, поэтому h_вс = 0.

Для насосной станции 1-й категории принимаются два напорных водовода из чугунных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием. Строительство предусматривается в центральной части России с умеренным континентальным климатом.

Расход воды по каждому водоводу составляет Q_1в = 599,6/2= = 299,8 л/с. Диаметры напорных водоводов назначаются с учетом экономического фактора Э, который учитывает район строительства объекта, стоимость электроэнергии, транспортные затраты.

Для средней полосы России экономический фактор Э = 0,75 (для южной Э = 1; районов Сибири и Урала Э = 0,5).

По таблицам для гидравлического расчета труб (либо по таблицам прил. 2) при Q_1в = 299,8 л/с и Э = 0,75 определим: D_у = 500 мм, J = 1,51 м/с, i = 0,004688,

где i = А × Q² × k = 0,05526 × 0,29982 ×0,944 = 0,004688;

А = 0,05526 для чугунных труб D_у= 500 мм, k = 0,944.

Потери напора в напорных водоводах и коммуникациях насосной станции равны:

h_н = 0,004688 × 1,1 × 2 900 + 2 =16,95 » 17 м.

Полный расчетный напор насосной станции или каждого из 3 насосов, при их совместной работе, составляет величину:

Н = Н_г + h + h_зап = 24,25 + 17 + 1 = 42,25 » 42 м,

где: Н_г = 24,25 м,

h_зап = 1 м.

Напорные водоводы, транспортирующие сточные воды с t^о ≥ 10^о С, укладываются выше глубины промерзания:

Н_зал = Н_пр. - 0,3 = 1,5 -0,3 = 1,2 м,

где Н_пр= 1,5 м – глубина промерзания грунта (по заданию).

Всасывающие водоводы отсутствуют, поскольку на насосной станции предусматриваются погружные насосы.

ДИАМЕТРЫ НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

В ПРЕДЕЛАХ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Все трубопроводы в пределах насосной станции проектируются стальными. В целях обеспечения прочности и герметичности стыков трубы свариваются. На фланцах соединяются только детали трубопроводов и оборудование, которые требуют профилактического ремонта (насосы, запорно-регулирующая арматура, монтажные вставки, и т.д.).

Диаметры труб и запорно-регулирующей арматуры для напорных трубопроводов назначаются (как и для всасывающих трубопроводов) в зависимости от расходов, экономичных скоростей движения воды и наличия соответствующего сортамента труб и запорно-регулирующей арматуры (при этом используют таблицы для гидравлического расчета труб, справочную литературу).

Каждый насос при совместной работе подает:

Q _н.1 = q = = 199.9 »200 л /с.

По трубопроводу каждой насосной установки поступает q= 200 л /с.

Диаметр трубопровода насосной установки назначается по расчетному расходу q и экономической скорости J, значения которой должны находиться в рекомендуемых пределах (см. таблицу 4).

Т а б л и ц а 4

Рекомендуемые скорости движения воды

В трубопроводах насосной станции

Dу , мм	J, м/c
Всасывающий трубопровод	Напорный трубопровод
< 250	0,6-1	0,8-2
300 – 800	0,8-1,5	1-3
> 800	1,2-2	1,5-4

В проекте диаметр напорного трубопровода от каждого насосного агрегата насосной станции принимается равным: d _нап= 400 мм (q= 200 л /с, J = 1, 5 м/с). Диаметр напорного коллектора (“гребенки”) принимается равным диаметру напорного водовода D_у= 500 мм (Q _н.1=599,6 л/с, J= 1, 51 м/с)

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР НАСОСОВ

И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Выбор марки насоса осуществляется по каталогу насосов с учетом его энергетических параметров: Q_нас =200 л/с, Н = 42 м,

N = ,

где Q – подача насоса, м³/с;

Н – напор, м;

g – объемный вес жидкости, 1000 кг/м³;

h_пр – к.п.д. привода; h_пр = 1;

h_н – к.п.д насоса; h_н = 0,8;

Мощность двигателя определяется по формуле:

N_дв = N × k

где k - коэффициент запаса, принимается по табл. 5.

N_дв = 1,15 = 118,38 кВт.

Т а б л и ц а 5