20523-1 (Водозаборные сооружения и насосные станции I подъёма), страница 2

D = 835,

d₀ = 100,

d=240

2.3. Выбор электродвигателя

Тип электродвигателя определяется по требуемой мощности электродвигателя

N=520 кВт и числу оборотов насоса n=960 об/мин. Из [5] принимаем двигатель ДА304-450Х-4У1 весом 3350 кг, мощностью 630 кВт и с частотой вращения 960 об/мин. КПД двигателя равно 94,3%, с удельной массой 5,2 кг/кВт.

Габаритные размеры (в мм):

b₁₀=900,

b₁₁ = 1040;

b₃₀ = 1420;

b₃₁ = 760;

d₁ = 110;

h = 450;

h₅ = 116;

h₃₇ = 1410;

h₃₄=205;

l₁₀ = 1000;

l₁₁ = 1290;

l₃₀ = 2110;

l₃₁ = 224;

l₃₄=8

2.4. Определение отметок оси насоса и пола насосной станции

2.4.1. Определение отметки оси насоса

Отметку оси насоса определим по формуле:

₁ = УВmin - h_вс, (2.13)

где УВmin - минимальный уровень воды в реке, равный 99,0 м,

h_вс,-общие потери напора на всасывающей линии, включая потери на сороудерживающем оборудовании, равные 1 м.

₁ = 99,0 - 1 = 98,0 м

2.4.2. Определение отметки верха фундамента насоса

Отметку верха фундамента насоса определим по формуле:

Ф_н = ₁ - А₁ , (2.14)

где А₁ - расстояние от оси насоса до фундамента, равное 850 мм (габаритный размер насоса Е)

Ф_н = 98,0 - 0,85 = 97,15 м

Принимаем Ф_н = 97,2 м

2.4.3. Определение отметки пола насосной станции

П = Ф_н - 0,7 м (2.15)

П = 97,2 - 0,7 = 96,5 м

2.4.4. Определение верха отметки фундамента станции

Ф_н.с. = П - 0,3 м (2.16)

Ф_н.с. = 96,5 - 0,3 = 96,2 м

2.4.5. Определение отметки дна котлована для насосной станции

₂ = Ф_н.с. - 1,5 м , (2.17)

где 1,5 м - толщина фундаментной плиты.

₂ = 96,2 - 1,5 = 94,7 м

2.5. Определение размеров сороудерживающих решеток

2.5.1. Определение площади решеток

Требуемая площадь решеток определяется по формуле:

, (2.18)

где [v] - допускаемая скорость на решетке, равная 0,1…0,3 при заборе воды из шугоносной реки с растительным загрязнителем через затопленный водоприемник,

- коэффициент, учитывающий стеснение потока стержнями решеток:

, (2.19)

где a - расстояние между стержнями решеток в свету, равное 50 мм,

d - диаметр стержней решетки, равный 6 мм,

- коэффициент, учитывающий засорение решеток, равный 1,25.

Тогда:

м²

2.5.2. Определение габаритных размеров решеток, их количества и веса

Зададимся количеством окон водоприемника. Пусть их будет 4. Тогда требуемая площадь одной сетки равна м² . Зададимся стандартной высотой решетки мм. Тогда ширина решетки равна м, что также соответствует стандарту. Вес решетки определяется из расчета 70 кг на 1 м² площади решетки, следовательно, вес одной решетки составляет 280 кг.

Таким образом, окончательно выбираем 4 окна, в каждом из которых установлена сороудерживающая решетка 20002000 мм, весом 280 кг.

Для очистки решетки от растительных загрязнений применяется грейфер.

2.5.3. Определение величины заглубления окон

Уровень верха водоприемного окна определяется по формуле:

О = УВmin - _лл, (2.20)

О = 99,0-1,0 = 98,0 м.

2.6. Определение размеров сеток

2.6.1. Определение требуемой рабочей площади сетки

Выбираем сетку вращающуюся бескаркасного типа с лобовым подводом воды. Сетки этой конструкции имеют ряд достоинств по сравнению с сетками других конструкций: они обладают наилучшими гидродинамическими условиями работы, так как поток подходит к сетке равномерно по всему фронту сетки и спокойно; промывное устройство действует эффективно, все загрязнения смываются и не попадают в зону очищенной воды. Отсутствие каркаса сокращает расход металла, конструкция всего агрегата несложна и компактна, занимаемая агрегатом площадь минимальна.

Технические данные:

1) расчетный расход воды 1,5-2,5 м³/с,

2) ширина полотна сетки 2 м,

3) скорость движения полотна сетки 3,82 м/мин,

4) размер ячеек в свету 33 мм,

5) сетка применима при колебаниях уровня воды до 15 м.

Требуемая рабочая площадь сетки определяется по формуле:

, (2.21)

где [v] - допускаемая скорость на сетке, равная 0,4 м/с при наличии растительного загрязнителя в водоеме-источнике,

- коэффициент, учитывающий стеснение потока сеткой:

, (2.22)

где a - размер ячейки сетки в свету, равное 3 мм,

d - диаметр проволоки полотна сетки, равный 0,6 мм,

- коэффициент, учитывающий засорение сетки, равный 1,25,

- коэффициент, учитывающий стеснение потока рамкой, равный 1,20.

Считаем, что насосную станцию обслуживают 4 сетки.

м²

Требуемая площадь одной сетки равна м²

2.6.2. Определение рабочей высоты сетки и величины заглубления

Определим рабочую высоту сетки:

м.

Таким образом, заглубление низа сетки под УВmin составит 2,0 м.

2.7. Определение высоты здания насосной станции

Высота машинного зала представляет собой сумму высот подземной части и верхнего строения.

2.7.1. Определение высоты подземной части здания насосной станции

Высота подземной части определяется по формуле:

h_п.ч. > h_ф + h_нас + H_S,доп + НБ + h_зап , (2.23)

где h_ф - толщина фундаментной плиты, равная 1,5 м,

h_нас - высота насоса от верха фундаментной плиты до оси рабочего колеса, равная 2,05м,

H_S,доп - высота всавывания, равная 1 м,

НБ - амплитуда колебаний воды в источнике, равная 8,3 м,

h_зап - необходимое превышение отметки пола верхнего строения над максимальным уровнем воды в источнике, принимается равным 2 м.

h_п.ч. = 1,5+2,05+1+8,3+2,0 =14,85 м.

Глава 3. Расчет здания станции на сдвиг и всплытие

3.1. Расчет здания насосной станции на всплытие

Расчет здания насосной станции на всплытие выполняем по первому предельному состоянию. Критерием устойчивости является соблюдение неравенства:

, (3.1)

где - расчетное обобщенное силовое воздействие,

- расчетная обобщенная несущая способность сооружения или основания,

Расчетное обобщенное силовое воздействие равно силе противодавления:

, (3.2)

где - напор на здание станции, равный 13,8 м,

- размеры здания станции в плане, 21,123,4,

- удельный вес воды, 1 т/м³ .

тс

Расчетная несущая способность равна весу станции вместе с оборудованием:

R = G_ф + G_ст + G_об , (3.3)

где G_ф - вес фундаментной части, т,

G_ст - вес стен, т,

G_об - вес оборудования, т.

G_ф = тс

G_ст = тс

G_об =88,7 тс

Тогда:

Вывод: здание станции устойчиво к всплытию.

3.2. Расчет здания насосной станции на сдвиг

Расчет выполняем по первому предельному состоянию с целью обеспечения несущей способности основания.

Критерием устойчивости здания на сдвиг является условие (3.1).

Расчетная обобщенная сдвигающая сила равна давлению грунта:

, (3.4)

где h - высота той части стены станции, которая подвергается давлению грунта, h = 15,0 м,

- удельный вес грунта засыпки (1,6 т/м³), грунт - крупнозернистый песок,

- угол внутреннего трения грунта засыпки, равный 45.

тс

Сила предельного сопротивления равна:

, (3.5)

где - сила бокового сжатия грунта, тс,

, (3.6)

тс

тс

Следовательно, здание станции устойчиво на сдвиг.