Реферат: Насосная станция

--PAGE_BREAK--2.2 Определение расчетной подачи и числа устанавливаемых агрегатов


Расчетная подача насоса <img border=«0» width=«23» height=«23» src=«ref-1_876513775-110.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> определяется максимальной подачей насосной станции <img border=«0» width=«36» height=«24» src=«ref-1_876513885-134.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037"> и принятым числом насосных агрегатов.
<img border=«0» width=«75» height=«45» src=«ref-1_876514019-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038"> (2.4)
Число рабочих насосных агрегатов определяется как отношение максимального и минимального расходов из графика водопотребления.
<img border=«0» width=«188» height=«45» src=«ref-1_876514274-471.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> (2.5) <img border=«0» width=«139» height=«41» src=«ref-1_876514745-324.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">
Резервные насосы предназначены для замены основных в случае выхода их из строя. На насосных станциях II категории надежности водоподачи устанавливается 1 резервный насосный агрегат при числе основных 1 — 8.

Число установленных агрегатов:
<img border=«0» width=«155» height=«25» src=«ref-1_876515069-262.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041"> (2.6)
<img border=«0» width=«21» height=«25» src=«ref-1_876515331-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">  — число рабочих агрегатов;

<img border=«0» width=«20» height=«24» src=«ref-1_876515437-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">  — число резервных агрегатов;

3. Выбор насосов и приводных электродвигателей

3.1 Выбор основного насоса


<img border=«0» width=«515» height=«277» src=«ref-1_876515540-105639.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">

Рисунок 3.1. Сводный график рабочих полей насосов типа В
Выбор основного насоса ведется по расчетному напору и расчетному расходу по сводным графикам полей насосов соответствующих типов. На сводный график наносится точка А с расчетными координатами Нр=40,33 м. и Qр=4,9 м3/с. Точка А попала в зону насоса марки 1200В — 6,3/40 n=375 об/мин.
<img border=«0» width=«259» height=«222» src=«ref-1_876621179-43862.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045"> 

Рисунок 3.2. Рабочая характеристика насоса 1200В-6,3/40


Имея тип и марку насоса, по каталогу находят рабочую характеристику насоса. На характеристику насоса наносят точку В с координатами Нр=40,33 м. и Qр=4,9 м3/с, которая при правильно подобранном насосе должна находиться на кривой H — Q или несколько ниже нее в пределах рабочей области. Если величины расчетного напора Нр=40,33 м и напора Н=43 м, снятого с кривой H — Q при расчетном расходе Qр=4,9 м3/с, отличаются не более чем на 5 — 10%, насос считается подобранным.
<img border=«0» width=«148» height=«36» src=«ref-1_876665041-365.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">


3.2 Выбор электродвигателя


Требуемая мощность электродвигателя определяется по максимально возможной подаче насоса Qн=4,9 м3/с, и соответствующему ей напору Нн=40,33 м.
<img border=«0» width=«116» height=«45» src=«ref-1_876665406-371.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047"> (3.1)
К — коэффициент запаса, учитывающий возможность перегрузки двигателя (в первом приближении К=1).

ηн — КПД насоса в долях единицы, снимаемый с характеристики насоса для Qн.
<img border=«0» width=«271» height=«44» src=«ref-1_876665777-641.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048"><img border=«0» width=«279» height=«44» src=«ref-1_876666418-659.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">




Таблица 3.1

Зависимость коэффициента запаса от мощности двигателя.



<img border=«0» width=«458» height=«511» src=«ref-1_876667077-82756.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">

Рисунок 3.3. Схема насосного агрегата
По расчетной мощности двигателя и частоте вращения по каталогу подбирается марка электродвигателя: ВСДН-17-49-16.



4. Проектирование всасывающих и напорных трубопроводов

4.1 Проектирование всасывающих трубопроводов


При использовании на насосной станции мощных (Q > 2 м3/с) вертикальных центробежных насосов подвод воды к ним осуществляется с помощью изогнутых всасывающих труб с давлением в них всегда выше атмосферного. Они выполняются в монолитном железобетоне в зданиях блочного типа. Число всасывающих труб равно числу установленных насосных агрегатов.
<img border=«0» width=«298» height=«335» src=«ref-1_876749833-25608.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">

Рисунок 4.1. Всасывающая труба насоса с коленчатым подводом
Форма и размеры таких труб устанавливаются заводом изготовителем и зависят от диаметра входного патрубка.



    продолжение
--PAGE_BREAK--4.2 Проектирование напорных трубопроводов

4.2.1 Внутристанционные напорные трубопроводы


Напорные трубопроводы в пределах здания станции служат для подачи воды от насосов к внешним напорным водоводам и включают в себя напорные линии насосов и соединительные трубопроводы. Для обеспечения отключения насосов от внешнего напорного трубопровода они оборудуются дисковыми затворами.

Диаметры напорных линий Dн внутри здания станции назначают по скоростям движения воды в них: при Dн > 800мм Vн = 1,8…3,0 м/с.
<img border=«0» width=«217» height=«52» src=«ref-1_876775441-626.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052"> (4.1)
Так как значение Dн больше диаметра напорного патрубка насоса dн =1,32м, переходы выполняют в виде диффузоров длиной
<img border=«0» width=«257» height=«24» src=«ref-1_876776067-413.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053"> (4.2)


4.2.2 Внешние напорные трубопроводы
Напорные трубопроводы служат для транспортировки воды к водовыпускным сооружениям. Трубопровод состоит из двух ниток, расстояние в свету между ними 2м для исключения подмыва при аварии.

Так как на насосной станции установлены насосы с идентичными характеристиками, график водоподачи ступенчатый и количество насосов подключенных к каждой нитке одинаковое расчетный расход этой нитки:
<img border=«0» width=«128» height=«93» src=«ref-1_876776480-744.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054"> (4.3)
<img border=«0» width=«27» height=«23» src=«ref-1_876777224-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">  — условный постоянный расход, который проходя по напорным трубопроводам, вызывает такие потери энергии, какие вызвал бы фактический переменный расход, проходя по тем же трубопроводам за тот же период времени; n — число ниток напорного трубопровода; t — продолжительность периода, сут.

Для графика водоподачи и схемы соединения напорных трубопроводов с насосами, приведенных на рисунке эта формула будет иметь вид:
<img border=«0» width=«472» height=«47» src=«ref-1_876777333-1017.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">
<img border=«0» width=«155» height=«140» src=«ref-1_876778350-1303.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">

Рисунок 4.2. Схема соединения напорных трубопроводов с насосами
Для определенного <img border=«0» width=«27» height=«23» src=«ref-1_876777224-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058"> определяется диаметр напорного водовода:
<img border=«0» width=«271» height=«52» src=«ref-1_876779762-715.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059"> (4.4)



5. Составление графической характеристики совместной работы насосов и трубопроводов


Порядок построения графической характеристики системы «насосы — трубопроводы» при параллельной работе следующий:

<img width=«498» height=«315» src=«ref-1_876780477-4393.coolpic» v:shapes="_x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1044 _x0000_s1045 _x0000_s1046 _x0000_s1047 _x0000_s1048 _x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1051 _x0000_s1052 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055 _x0000_s1056 _x0000_s1057 _x0000_s1058 _x0000_s1059 _x0000_s1060 _x0000_s1061 _x0000_s1062 _x0000_s1063 _x0000_s1064 _x0000_s1065 _x0000_s1066 _x0000_s1067 _x0000_s1068 _x0000_s1069 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082 _x0000_s1083 _x0000_s1084 _x0000_s1085 _x0000_s1086 _x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1098 _x0000_s1099 _x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1103 _x0000_s1104 _x0000_s1105 _x0000_s1106">
Составляется схема соединений внутри насосной станции.
Рисунок 5.1. Технологическая схема насосной станции: 1 – вход в трубу плавный; 2 – переход сужающийся; 3 – колено; 4 – переход сужающийся; 5 – переход расширяющийся; 6 – задвижка; 7 – труба 8 – колено; 9 – тройник; 10 – напорные водоводы.
Определяются внутристанционные потери по формуле:
<img border=«0» width=«252» height=«25» src=«ref-1_876784870-429.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060"> (5.1)
Где <img border=«0» width=«89» height=«25» src=«ref-1_876785299-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">  — потери напора по длине всасывающего и напорного внутристанционного трубопроводов соответственно, которыми можно пренебречь; <img border=«0» width=«89» height=«25» src=«ref-1_876785299-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">  — потери напора в местных сопротивлениях соответственно во всасывающем и в напорном внутристанционном трубопроводах.

Для технологической схемы насосной станции с насосами типа «В» и коленчатым подводом потери напора в местных сопротивлениях во всасывающем трубопроводе включают: потери на входе в трубу 1, в переходе сужающемся 2, 4, в колене 3.
<img border=«0» width=«243» height=«47» src=«ref-1_876785741-619.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063"> (5.2)
<img border=«0» width=«57» height=«23» src=«ref-1_876786360-164.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">  — скорости соответственно на входе в трубу, в колене и в переходе сужающемся, м/с:
<img border=«0» width=«173» height=«45» src=«ref-1_876786524-430.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065"> <img border=«0» width=«165» height=«45» src=«ref-1_876786954-426.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066"> <img border=«0» width=«164» height=«45» src=«ref-1_876787380-420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">

<img border=«0» width=«368» height=«48» src=«ref-1_876787800-851.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">
Потери напора в местных сопротивлениях в напорном внутристанционном трубопроводе определяются с учетом потерь напора в переходе расширяющемся 5, в дисковом затворе 6, колене 8 и тройнике присоединения к магистрали 9:
<img border=«0» width=«259» height=«47» src=«ref-1_876788651-667.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069"> (5.3)
<img border=«0» width=«77» height=«24» src=«ref-1_876789318-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">  — скорости соответственно в переходе расширяющемся, в дисковом затворе, в колене и в ответвлении тройника, м/с.
<img border=«0» width=«219» height=«45» src=«ref-1_876789516-542.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071"> <img border=«0» width=«301» height=«47» src=«ref-1_876790058-677.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">

<img border=«0» width=«432» height=«48» src=«ref-1_876790735-1002.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">

<img border=«0» width=«177» height=«24» src=«ref-1_876791737-324.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">
Определяется удельное сопротивление внутристанционной линии:
<img border=«0» width=«240» height=«45» src=«ref-1_876792061-566.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075"> (5.4)
Строится кривая внутристанционных потерь Q — Нвн. ст:
<img border=«0» width=«117» height=«25» src=«ref-1_876792627-263.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076"> (5.5)
Определение координат кривой внутристанционных потерь удобно вести в табличной форме:
Таблица 5.1. Определение координат кривой внутристанционных потерь.



Строится характеристика напорного трубопровода Q — Нтр1,2:
<img border=«0» width=«112» height=«27» src=«ref-1_876793065-367.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078"> (5.6)
к — коэффициент, учитывающий местные потери в напорном водоводе, равен 1,1; S0=0,0001437 с2/м5 — удельное сопротивление водовода (зависит от его диаметра); l = 290 м — длина водовода.

Определение координат кривой характеристики сопротивления одного напорного водовода удобно вести в табличной форме:

Таблица 5.2. Определение координат кривой характеристики сопротивления одного напорного водовода.

Q, м3/с



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

<img width=«49» height=«25» src=«ref-1_876793432-167.coolpic» v:shapes="_x0000_s1107">



0,04

0,18

0,41

0,73

1,14

1,65

2,24

2,93

3,71

4,58

5,54

6,60

7,74

8,98

10,3



Для построения этой кривой откладывается определенная ранее средневзвешенная геодезическая высота подъема (Нгср+ΔН — для станций работающих на излив) и проводится линия параллельная оси абсцисс.

Суммарная характеристика обоих водоводов строится путем сложения расходов в водоводах при постоянном напоре.

Наносится паспортная характеристика насоса Q — Н1,2,3, строятся характеристики двух и трех параллельно работающих насосов Q — Н1+2 и Q — Н1+2+3.

Отложив на шкале расходов заданную производительность насосной станции Qнст и поднявшись до пересечения с кривой Q — Нтр1+2 — получим точку А с координатами (Qнст; Н1). Н1 — напор необходимый в начале водовода при расчетной производительности Qнст.

Далее строится точка В с координатами (Qн; Н1). Qн — подача одного насоса.

В точке В к напору Н1 прибавляется величина внутристанционных потерь, соответствующих расходу одного насоса. Получается точка С, соответствующая значению полного напора насоса при максимальной производительности насосной станции.

Так как точка С не попадает на паспортную характеристику насоса, то производится обточка рабочего колеса насоса.

Изменение положения характеристики насоса обточкой рабочего колеса производится в следующей последовательности:

Строится парабола подобных режимов: <img border=«0» width=«60» height=«24» src=«ref-1_876793599-166.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079"> k — параметр параболы, который находится из условия прохождения ее через точку С т.е.
<img border=«0» width=«137» height=«45» src=«ref-1_876793765-379.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080"> (5.7)
Находятся параметры точки Е пересечения параболы с паспортной характеристикой насоса при нормальном диаметре рабочего колеса (QЕ; НЕ).
Таблица 5.3. Координаты параболы подобных режимов.



Определяется коэффициент быстроходности насоса
<img border=«0» width=«292» height=«51» src=«ref-1_876794144-679.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081"> (5.8)
Qн, Нн — расход и напор насоса при максимальном КПД.

Определяется диаметр рабочего колеса:
<img border=«0» width=«224» height=«45» src=«ref-1_876794823-505.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082"> (5.9)
Процент обточки
<img border=«0» width=«417» height=«41» src=«ref-1_876795328-784.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083"> (5.10)
при ns=199,83

Через точку С строим характеристику насоса с обточенным рабочим колесом.
<img border=«0» width=«96» height=«41» src=«ref-1_876796112-269.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084"> (5.11) <img border=«0» width=«120» height=«49» src=«ref-1_876796381-371.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085"> (5.12)
Таблица 5.4. Результаты пересчета характеристики насоса при обточке рабочего колеса.



Строится приведенная характеристика насоса, проходящая через точку В. Для этого от ординат кривой Qобт — Нобт 1,2,3 отнимаются потери hвн. ст.

Строятся приведенные кривые совместной работы параллельно включенных насосов.

Определяются величины подач и напоров при индивидуальной и параллельной работе насосов на один и два водовода.
Таблица 5.2. Величины подач и напоров при индивидуальной и параллельной работе насосов на один и два водовода.



    продолжение
--PAGE_BREAK--