Подбор насосного оборудования (стр. 2 из 3)
I. рабочий диапазон насоса типа К45/55 - (31-62 м3/ч)
II. рабочий диапазон насоса типа К90/55 – (65-112 м3/ч) и рабочий диапазон насоса типа К20/30 – (12-28 м3/ч)
Также избыточные напоры во всем диапазоне от Qн.с.min до Qн.с.max не должны превышать 60 м. При несоответствии одного из параметров рассматривается возможность применения насосов другого типоразмера или комплектации насосов преобразователем частоты тока (ПЧТ).
При пересчете характеристики регулируемого насоса допускается использовать приблизительные соотношения
,где Q1, H1, N1 и η1 – параметры, характеризующие работу насоса при частоте вращения n1; Q2, H2, N2 и η2 – параметры, характеризующие работу насоса при частоте вращения n2.
Технические данные насосов:
Таблица 3. I вариант
| Q,м3/ч | К 45/55,Dk=218мм | 1 насос | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 014,421,63650,464,8 | 606260565240 | 4,27810,111,913 | 03544606460 | |
| Q, м3/ч | К 45/55,Dk=218мм | 2 насоса | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 028,843,272100,8129,6 | 606260565240 | 8,4141620,223,826 | 03544606460 | |
| Q, м3/ч | К 45/55,Dk=218мм | 3 насоса | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 043,264,8108151,2194,4 | 606260565240 | 12,6212430,335,739 | 03544606460 | |
| Q, м3/ч | К 45/55,Dk=218мм | 4 насоса | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 057,686,4144201,6259,2 | 606260565240 | 16,8283240,447,652 | 03544606460 | |
| Q, м3/ч | К 45/55,Dk=218мм | 5 насосов | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 072108180252324 | 606260565240 | 21354050,559,565 | 03544606460 | |
Таблица 4 II вариант
| Q, м3/ч | К 90/55,Dk=218мм | 1 насос | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 01836547290108126 | 6062636260544840 | 7,511131617182122 | 025436070726960 | |
| Q, м3/ч | К 90/55,Dk=218мм | 2 насоса | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 03672108144180216252 | 6062636260544840 | 1522263234364244 | 025436070726960 | |
| Q, м3/ч | К 90/55,Dk=218мм | 3 насоса | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 054108162216270324378 | 6062636260544840 | 22,533394851546366 | 025436070726960 | |
| Q, м3/ч | К 20/30,Dk=162мм | 1 насос | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 07,214,421,628,83639,6 | 33,934,833,429,92518,815,9 | 0,91,62,22,73,13,33,2 | 0425865645753 | |
| Q, м3/ч | К 20/30,Dk=162мм | 2 насоса | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 014,428,843,257,67279,2 | 33,934,833,429,92518,815,9 | 1,83,24,45,46,26,66,4 | 0425865645753 | |
| Q, м3/ч | К 20/30,Dk=162мм | 3 насоса | ||
| Н,м | N,квт | η,% | ||
| 021,643,264,886,4108118,8 | 33,934,833,429,92518,815,9 | 2,74,86,68,19,39,99,6 | 0425865645753 | |
На первом графике отражены характеристики насосов и водопроводной сети и анализ их совместной работы: А – диапазон работы насоса К 45/55 с ПЧТ; Б – 2 насоса К 45/55; В – 3 насоса К 45/55;Г – 4 насоса К 45/55; Д – 5 насосовК45/55.На втором графике отражены характеристики насосов и водопроводной сети и анализ их совместной работы:
А – диапазон работы насоса К 20/30; Б – 2 насоса К 20/30; В – 3 насоса К 20/30;Г – насос К 90/55; Д – 2 насоса К90/55; Е – 3 насоса К90/55.
На отдельном графике построим характеристики N = f(Q) всех рассматриваемых вариантов насосов с учетом их рабочих диапазонов и методов регулирования. На основании сопоставления характеристики N = f(Q) устанавливается наиболее экономичный вариант с точки зрения энергоэффективности. Если характеристики пересекаются и однозначно невозможно отдать предпочтение одному из вариантов необходимо осуществить сопоставление вариантов с учетом вероятного графика водопотребления в данном населенном пункте. Для проведения анализа для каждого из вариантов определяется зависимость N= f(T), где T– время суток. Для этого вначале по графику водопотребления определяется расходы воды в конкретные часы суток, после чего по характеристикам N = f(Q) определяется мощность, потребляемая насосами в это время. Суммируя значения мощностей, определяем суточное потребление электроэнергии насосами. Вариант с меньшим энергопотреблением является предпочтительным с точки зрения энергоэффективности. Определяем мощность насосных агрегатов во всем диапазоне от Qн.с.min до Qн.с.max с учетом предусмотренных методов регулирования. При дроссельном методе регулировании характеристики насосов не изменяются, и их мощность N определяется по сводным характеристикам. При частотном регулировании подачи насоса в соответствии с соотношениями , приведенными ниже, получаем:
где Н1 и Н2 – соответственно напоры развиваемый насосом и требуемый при определенном расходе Q.
Данные сводим в табл.4 и представляем графически на рис.3.
Таблица 4
Рисунок 3
Таблица 6
| Qсут.ср.н, м3/сут | Qсут.ср.п, м3/сут | Qсут.ср, м3/сут | Qсут.max, м3/сут |
| 2200 | 220 | 2420 | 3146 |
| Часы суток | Часовой расход воды | Потребление электроэнергии, кВт·ч | ||
| % | м3/ч | Вариант I | Вариант II | |
| 0-1 | 1,0 | 31,5 | 2 | 5 |
| 1-2 | 1,0 | 31,5 | 2 | 5 |
| 2-3 | 1,0 | 31,5 | 2 | 5 |
| 3-4 | 1,0 | 31,5 | 2 | 5 |
| 4-5 | 2,0 | 63 | 6 | 8 |
| 5-6 | 3,0 | 94 | 23 | 19 |
| 6-7 | 5,0 | 157 | 36 | 34 |
| 7-8 | 6,5 | 204 | 47 | 40 |
| 8-9 | 6,5 | 204 | 47 | 40 |
| 9-10 | 5,5 | 173 | 37 | 35 |
| 10-11 | 4,5 | 142 | 34 | 34 |
| 11-12 | 5,5 | 173 | 37 | 35 |
| 12-13 | 7,0 | 220 | 61 | 42 |
| 13-14 | 7,0 | 220 | 61 | 42 |
| 14-15 | 5,0 | 157 | 36 | 34 |
| 15-16 | 4,5 | 142 | 34 | 34 |
| 16-17 | 5,5 | 173 | 37 | 35 |
| 17-18 | 6,5 | 204 | 47 | 40 |
| 18-19 | 6,5 | 204 | 47 | 40 |
| 19-20 | 5,0 | 157 | 36 | 34 |
| 20-21 | 4,5 | 142 | 34 | 34 |
| 21-22 | 3,0 | 94 | 23 | 19 |
| 22-23 | 2,0 | 63 | 6 | 8 |
| 23-24 | 1,0 | 31,5 | 2 | 5 |
| Итого: | 699 | 632 | ||
Для окончательного вариантного выбора насосов необходимо учесть капитальные затраты на строительство насосной станции и затраты на обслуживание оборудования.
С учетом выше сказанного мы предварительно подбрали 2 варианта насосов:
- вариант I – 5 насосов К45/55 для обеспечения требуемых подач и напоров;
- вариант II –3 насос К 20/30 для обеспечения в области минимального водопотребления и 3 насосов К 90/55 для обеспечения подач в остальном диапазоне и напора Hн.с.max.
Анализ совместных характеристик насосов по варианту I: избыточные напоры не превышают 60 м, в интервале подач от 31 до 62 м3/ч рабочие характеристики не соответствуют рекомендованным заводом-изготовителем для насоса К 45/55. Для решения этой проблемы предусматриваем комплектование одного насоса ПЧТ. Таким образом, окончательно вариант I включает: 1 насос К 45/55 с ПЧТ и 4 насоса К 45/55.
Анализ совместных характеристик насосов по варианту II:в интервале подач от 12 до 28 м3/ч рабочие характеристики соответствуют рекомендованным заводом-изготовителем для насоса К 20/30; в интервале подач от 65 до 112 м3/ч рабочие характеристики соответствуют рекомендованным заводом-изготовителем для насоса К 20/30 Таким образом, окончательно вариант II включает: 3 насоса К 20/30 и 3 насоса К 90/55.
На основании сопоставления энергетических характеристик насосных агрегата выбираем наиболее эффективный вариант (рис.3). В нашем случае это II вариант, т.е. 3 насоса типа К20/30 и 3 насоса типа К90/55: если определить суточное потребление электроэнергии насосам по каждому из вариантов в данном населенном пункте (табл.6), то получим II вариант (632<699).
Следовательно по всем нашим подсчетам мы выбираем II вариант, т.е. это 3 насоса типа К20/30 и 3 насоса типа К90/55.
Раздел 2. Проектирование машинного зала здания насосной станции
2.1 Разработка конструктивной схемы и компоновка оборудования
Габариты машинного зала насосной станции в основном зависят от числа насосных агрегатов и их расположения. В прямоугольных зданиях агрегаты располагают в 1 ряд,