144792 (Водопроводная насосная станция второго подъема), страница 3

Общее количество резервуаров чистой воды должно быть не менее двух. При отключении одного резервуара в остальных должно храниться не менее 50 % требуемого запаса воды.

Таблица 3. Резервуар чистой воды.

Подача НС-I: 25511,21/24=1062,965 м³/ч.

W_p = 3679,515 м³; t_пож·Q_пож = 1566 м³;

∑Q_max t= 1390,85+1370,40+1404,77=4166,02 м³;

Q_ос = 1062,965 м³/ч

W_пож = 1566 + 4166,02 – 3·1062,965=2543,125 м³

W_с.н = 1785,78 м³

W_рчв = 3679,515+2543,125+1785,78=8008,42 м³

Общее количество резервуаров – 2, тогда W₁ = W_рчв/2 = 8008,42/2=4004,21 м³

1 резервуар чистой воды:

W_пож=1271,56 м³; W_остал=2732,65 м³;W=l·b·h.

Принимаем Н=5 м, h=4,8 м. Тогда l=34 м, b=24,5 м (34·24,5·4,8=4004,21 м³)

h_пож=1271,56/(34·24,5)=1,52 м; h_остал=4,8-1,52=3,28 м.

Расчёт трубопроводов

Расчёт внешних и всасывающих трубопроводов выполняется с определения их диаметров и потерь напора в них.

Расчётный расход воды по трубопроводу определяется по формуле:

(13.1)

где N – количество параллельно работающих трубопроводов;

Q_р – расчётная подача насосной станции.

м³/ч, (6.8)

Q_т = 0,18 м³/с

Всасывающие трубопроводы.

Принимаем оптимальную скорость = 1,5 м/с,

Ориентировочно значение диаметра:

м

По ГОСТ 18599-83 расчетный внутренний диаметр трубы: D_гост = 0,426 м.

м

м

м

Напорные трубопроводы.

Принимаем оптимальную скорость = 2 м/с.

Ориентировочно значение диаметра

м.

По ГОСТ 18599-83 расчетный внутренний диаметр трубы: D_гост = 0,377 м.

м

м

м

Требуемый напор насосов

При проектировании системы водоснабжения мы определили требуемые напоры: в случае максимального водоразбора Н=40 м, в случае максимального транзита воды в башню Н=50 м. Расчетным выбираем наибольший напор, т.е. Н=50 м.

Выбор типа насоса

Выбор типа насоса производится по сводным графикам полей характеристик. Основой для выбора служат найденные значения расчётной подачи и требуемого напора. При выборе необходимо учитывать следующие рекомендации.

Желательно принимать к установке однотипные насосы. Применение разнотипных насосов допускается лишь в исключительных случаях, когда нельзя подобрать однотипные насосы.

Предпочтение следует отдавать насосам, имеющим более высокие КПД и наибольшую допустимую высоту всасывания.

Желательна установка малого числа насосов большей мощности. Но следует учитывать, что уменьшение числа насосов ведёт к увеличению регулирующего объёма бака водонапорной башни.

На водопроводных насосных станциях наиболее широкое применение нашли насосы типа Д.

При подаче равной 654,13 м³/ч и требуемом напоре 50 м по сводному графику полей Q – H насосов типа Д выбираем насос марки Д 800-57.

Таким образом для нашей насосной станции 1-ой категории надежности выбирается 2 основных и 2 резервных насоса марки Д 800-57.

Анализ совместной работы насосов и водоводов

Анализ совместной работы насосов и водоводов выполняется с целью уточнения рабочих параметров и для проверки аварийных режимов. Анализ выполняется графическим способом с помощью совмещенных характеристик насосов и системы трубопроводов.

На водопроводных насосных станциях обычно применяется параллельная работа насосов. Суммарная характеристика нескольких параллельно работающих насосов строится графическим сложением их характеристик. С этой целью на графике H-Q строятся характеристики всех рабочих насосов, взятые из каталога ли полученные построением при изменении частоты вращения или обрезке рабочего колеса. Т.к. обычно применяются насосы одного типа с одинаковыми характеристиками, то достаточно построить характеристику одного насоса. На этом же графике или совмещенном с ним по оси Q строятся характеристики мощности – N (Q), к.п.д. – η (Q) и допустимой вакуумметрической высоты всасывания насоса – H_{вак доп} (Q).

На том же графике в координатах H-Q строятся необходимые характеристики системы водоводов, совместно с которыми работает насосная станция. Уравнения водоводов

, м,

где Н_ст – статический напор в м;

Q – расход воды по водоводам в м³/с;

S – сопротивление системы водоводов в с²/м⁵;

Статический напор

, м

гдеН_г – геодезическая высота подъема воды;

Н_св – свободный напор в точке питания.

Величина SQ² представляет собой суммарные потери напора в системе водоводов. Поэтому сопротивление S можно определить как сумму

,

гдеS_вс – сопротивление всасывающей линии;

S_ст – сопротивление внутристанционных коммуникаций;

S_н – сопротивление напорной линии.

В этих формулах

Q_P – расчетная подача насосной станции в м³/ч;

h_вс – суммарные потери напора во всасывающей линии в м;

h_ст – внутристанционные потери напора во всасывающей линии в м;

h_н – суммарные потери напора в напорной линии в м;

При аварии на водоводе с одной перемычкой

, где

S_H – сопротивление напорной линии при расчетном режиме;

N_П – число перемычек между водоводами;

N – число параллельных водоводов.

Расчетный случай.

Н_г=8,2 м; Н_св=30 м; м;

Q_р=1308,266 м³/ч=0,36 м³/с

S_вс=0,73/0,36²=5,63; S_ст=2,14/0,36²=16,51; S_н=3,87/0,36²=29,86;

S=5,63+16,51+29,86=52

Н=38,2+52·Q²

Случай аварии на водоводе с одной перемычкой

Н_г=8,2 м; Н_св=30 м; м;

Q_р=0,7· Q_р =0,7·1308,266=915,786 м³/ч=0,25 м³/с

S_вс=0,73/0,36²=5,63; S_ст=2,14/0,36²=16,51; S_н=3,87/0,25²=61,92;

S=5,63+16,51+123,84=145,98

Н=38,2+145,98·Q²

В случай возникновения пожара необходимая подача обеспечивается двумя насосами (Q_p = Q_max+Q_пож=1308,266+2·126=1560,266 м³/ч).

Определение отметки оси насоса и пола машинного зала

В НС II 1-ой категории насосы устанавливаются под залив, т.е. ниже уровня противопожарного запаса воды в РЧВ. Т.к. возникают 2 пожара:

, м

где Z_рчв – отметка минимального уровня воды в РЧВ (дна резервуара), обычно на 2,5 м ниже отметки поверхности земли у РЧВ;

S_пож – высота слоя воды, соответствующая полному противопожарному запасу;

а – расстояние от оси до верха корпуса насоса.