Подбор насосного оборудования (стр. 1 из 3)
Введение
Задачей данного курсового проекта является расчёт насосной станции, в которую входят подбор насосного оборудования, а также проектирование машинного зала здания насосной станции.
Насосная станция представляет собой комплекс сооружений и оборудования, предназначенного для перекачки воды. Здание насосной станции включает в себя следующие помещения:
¾ трансформаторная подстанция
¾ диспетчерская
¾ кабинет начальника станции
¾ ремонтные мастерские
¾ складские помещения
¾ санузел
¾ т.д.
В состав насосной станции входят рабочие и резервные насосные агрегаты, регулирующая и предохранительная арматура, контрольно-измерительное и сигнализирующее оборудование, электрооборудование и автоматика, подъемно-транспортное и другое вспомогательное оборудование.
По надежности действия станции делятся на 3 класса:
· I класс – не допускается перерывов;
· II класс – допускается кратковременный перерыв на период запуска резервных насосов;
· III класс – перерыв в работе на время ликвидации аварии (не более 1 сут.).
По расположению в системе водоснабжения насосные станции подразделяются на станции IиII подъема, повысительные и циркуляционные. Станции I подъема предназначены для подачи воды из источника на очистные сооружения. Если водоподготовка не требуется, то насосная стация I подает воду в накопительный резервуар. Станции II подъема подают воду из резервуаров чистой воды к потребителям. Повысительные насосные станции предназначены для повышения напора в водопроводной сети. Циркуляционные насосные станции применяют для обеспечения циркуляции воды в замкнутых.
В зависимости от положения отметки чистого пола машинного зала относительно поверхности земли насосные станции подразделяются на наземные, полузаглубленные, заглубленные.
В плане насосные станции бывают прямоугольные и круглые.
Раздел 1. Подбор насосного оборудования
1.1 Определение расчетных расходов водопотребления населенного пункта и диапазона подач насосной станции
Потребление воды населенного пункта неравномерно как в течение года, так и в течение суток.
Среднегодовой суточный расход воды определяется как сумма среднегодовых суточных расходов воды на нужды различных потребителей (м3/сут):
,где Qсут.ср.н и Qсут.ср.п – среднесуточное потребление на хозяйственно-питьевые нужды населения и производства соответственно.
Qсут.ср.=2200+220=2420(м3/сут)
Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления определяются по формуле (м3/сут):
,где коэффициенты суточной неравномерности, учитывающие уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, надлежит принимать Kсут.max=1,1–1,3; Kсут.min=0,7–0,9.
Qсут.max=2420.1,3=3146(м3/сут)
Qсут.min=2420.0,7=1694(м3/сут)
Расчетные часовые расходы воды определяются по формуле (м3/ч):
Коэффициенты часовой неравномерности водопотребления Kч определяется по формуле:
где α – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаемый αmax=1,2–1,4; αmin=0,4–0,6; βmin, βmax – коэффициенты, учитывающие число жителей в населенном пункте и принимаются по таблице:
Оценить число жителей Nж можно, пользуясь формулой:
,где qж – удельное водопотребление (принимаем qж=230 л/сут).
По таблице при числе жителей 9566 - βmin=0,4; βmax=1,3.
Определим расчетные часовые расходы воды:
Кч.max=1,4.1,3=1,82
Кч.min=0,4.0,4=0,16
qч.max=1,82.3146/24=238,5 (м3/ч)
qч.min=0,16.1694/24=11,2 (м3/ч)
Насосная станция должна обеспечить подачу воду в диапазоне от qч.min до qч.max. Тогда Qн.с.min=qч.min=11,2м3/ч. Кроме того должен обеспечиваться расчетный противопожарный расход, т.е.
,где Qп – расход воды на наружное пожаротушение (л/с), определяемый в соответствии с нижеприведенной таблицей в зависимости от количества жителей в населенном пункте и типа зданий (предполагаем застройку населенного пункта зданиями высотой три этажа и выше).
Qп=15л/с
Qн.с.max=238,5+3,6.15=292(м3/ч)
Результаты расчетов сводим в таблицу 1.
| Таблица 1 | |||||||||
| Qсут.ср.н, м3/сут | Qсут.ср.п, м3/сут | Qсут.ср, м3/сут | Qсут.max, м3/сут | Qсут.min, м3/сут | Nж, тыс.чел | qч.max, м3/ч | qч.min, м3/ч | Qн.с.min, м3/ч | Qн.с.max, м3/ч |
| 2200 | 2200 | 2420 | 3146 | 1694 | 9,566 | 238,5 | 11,2 | 11,2 | 292 |
1.2 Построение характеристики водопроводной сети и определение диапазонов напоров насосной станции
Требуемый напор насосной станции связан с характеристикой водопроводной сети, которая представляет собой зависимость Hв.с = f(Q) и определяется уравнением:
,где Hг – геометрический напор;
hн.с. = 2…2,5 м – потери напора в коммуникациях насосной станции;
B – гидравлическое сопротивление водопроводной сети;
Q – расход воды в сети.
Зная из предыдущих расчетов значение подачи насосной станции при максимальном водопотреблении (Qн.с.max, = 292 м3/ч), значение требуемого напора при максимальном водопотреблении (Hн.с = 36 м) и геометрический напор (Hг = 21 м), можно определить гидравлическое сопротивление водопроводной сети:
Зная гидравлическое сопротивление В, рассчитываем характеристику водопроводной сети. Расчет характеристики водопроводной сети Hв.с = f(Q) удобно вести в табличной форме. Причем значения расходов Q должны охватывать весь диапазон подач насосной станции от Qн.с.min = 22,7 м3/ч до Qн.с.max = 424 м3/ч.
Таблица зависимости Q от Н
| Q, м3/ч | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
| Hв.с, м | 23 | 23,38 | 24,52 | 26,42 | 29,08 | 32,5 | 36,68 |
На основании этой таблицы строим графическую характеристики водопроводной сети Hв.с. = f(Q) (рис.1.1).
По характеристике сети определяем напоры насосной станции при Qн.с.min = 11,2 м3/ч и Qн.с.max = 292 м3/ч, которые соответственно равны Hн.с.min = 23 м и Hн.с.max = 36 м.
1.3 Вариантный подбор насосов
Предварительно подбираются несколько вариантов насосов для обеспечения подач в диапазоне от Qн.с.min до Qн.с.max и, соответственно, напоров от Hн.с.min до Hн.с.max.
Насосные станции систем водоснабжения характеризуются большим диапазоном подач от Qн.с.min до Qн.с.max, который, как правило, невозможно обеспечить одним насосом. Поэтому насосные станции комплектуются группой насосов, соединенных параллельно. При этом производительность одного насоса определяется приблизительным равенством
,где n–количество однотипных рабочих насосов.
Можно укомплектовать насосную станцию однотипными насосами, что упрощает их эксплуатацию и техническое обслуживание. Однако такой вариант может приводить к необходимости гашения больших избыточных напоров в области минимальных подач, так как насосы подбираются по параметру Hн.с.max. Другим вариантом подбора насосного оборудования является выбор группы насосов одного типоразмера для обеспечения подач в области средних и максимальных значений, и использования насосов другого типа размера с меньшей производительностью для обеспечения подач в области Qн.с.min и соответствующего напора Hн.с.min.
Для каждого выбранного варианта определим табличные и построим графические характеристики H = f(Q), η = f(Q), N = f(Q), которые отражают одиночную и групповую работу насосов. Характеристики насосных агрегатов совмещаются с характеристикой водопроводной сети Hв.с.
При параллельном соединении насосов их характеристики определяются формулами
где Qi, Hi, Ni и ηi – параметры, характеризующие работу одного насоса; Qn, Hn,Nn и ηn – параметры, характеризующие работу группы насосов; n– количество рабочих насосов.
Далее на основании анализа совмещенных графических характеристик насосов водопроводной сети устанавливаются рабочие диапазоны насосных агрегатов. Рабочий диапазон каждого насоса должен находиться в пределах рабочей области его характеристик: