пояснительная записка (1235563), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

а — I подъема из открытого водоисточника ; б — II подъема; в — повысительная ; г — циркуляционная ; д — водоотведения; 1 — водозабор; 2 — самотечные водоводы; 3 — водоприемно-сеточный колодец; 4 — всасывающие трубы; 5 — насосная станция; 6 — напорные водоводы; 7 — очистные сооружения; 8 — резервуары чистой воды; 9 — потребители технической воды 10 — приемные камеры; 11 — охлаждающие или очистные сооружения; 12— самотечный коллектор; 13 — помещение решеток

Рисунок 2.1 - Схема компоновки насосных станций различного назначения

По степени обеспеченности подачи воды насосные станции подразделяются на три категории:

-первая категория допускает перерыв в подаче воды только на время (не более 10 мин), необходимое для выключения поврежденных и включения резервных элементов (оборудования, арматуры, трубопроводов), и снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30 % расчетного расхода и на производственные нужды до предела, установленного аварийным графиком работы предприятий, при длительности снижения не более 3 суток. Первая категория включает в себя насосные станции, обслуживающие технический водопровод и системы водоотведения специальных производств; системы водоснабжения и водоотведения населенных пунктов с числом жителей свыше 50 000 человек (ориентировочно, максимальное суточное водопотребление свыше 40 000 м3); подающие воду непосредственно в сеть противопожарного и объединенного хозяйственно-противопожарного водопроводов;

-вторая категория допускает перерыв в подаче для проведения ремонта не более, чем на 6 часов, а на канализационных станциях — на время, обусловленное аккумулирующей вместимостью подводящих сетей, и соответствующее снижение подачи не более, чем на 10 суток.

Вторая категория включает в себя насосные станции, обслуживающие водопровод населенных пунктов с числом жителей от 5000 до 50 000 чел., если подача воды на пожаротушение возможна и при временной остановке этих станций; насосные станции систем водоотведения населенных пунктов с тем же числом жителей, если аккумулирующая вместимость подводящих сетей обеспечивает прием стоков на время отключения станции при ремонте; насосные станции водопроводов населенных пунктов с числом жителей до 600 чел. (ориентировочно, максимальное суточное водопотребление не более 3000 м3) и других объектов, указанных в нормах;

-третья категория допускает перерыв в подаче не более, чем на 24 часа и соответствующее снижение подачи не более, чем на 15 суток.

Третья категория включает в себя насосные станции систем водоотведения, обслуживающие населенные пункты с числом жителей до 500 чел., и насосные станции поливочных водопроводов.

К насосным станциям различных категорий предъявляются соответствующие требования по надежности энергообеспечения (для насосных станций первой и второй категории подключение не менее, чем к двум независимым ЛЭП), по капитальности сооружений, по резерву технологического оборудования.

От категории насосной станции зависит число резервных агрегатов, число всасывающих и напорных линий и расчетные расходы для них, количество и размещение запорной арматуры на внутристанционных коммуникациях.

Наряду с обеспечением напора и подачи, предусмотренных графиком водопотребления или водоотведения, и удовлетворением требований по бесперебойности работы, при сооружении и оборудовании насосных станций необходимо при наименьших затратах на их строительство и эксплуатацию обеспечивать комфортные условия работы обслуживающего персонала, широкое применение автоматики и телемеханики. Не следует допускать излишеств в составе и размерах сооружений, кубатуре зданий, основном и вспомогательном оборудовании, архитектурном оформлении.

В то же время необходимо учитывать, что состав сооружений и оборудования, так же как и вся схема водоснабжения или водоотведения в целом, должны отвечать условиям будущей эксплуатации при возрастающих объемах водопотребления.

Конструкция насосной станции должна предусматривать возможность модернизации и расширения, замены установленного оборудования на более мощное, обеспечивающее увеличение подач и напоров.

Рассмотрим более подробно повысительные станции. Повысительные насосные станции, или как их ещё называют: станции подкачки, обустраивают в качестве вспомогательного элемента водопроводных и канализационных систем, обслуживающих такие объекты, как: высотные здания, жилые микрорайоны, коттеджные посёлки. Конструкция, оборудование и схема компоновки повысительной насосной станции целиком и полностью зависят от типа водоводов, по которым вода подводится к станции и отводится от нее.

Повысительные насосные станции, используемые для повышения давления в системе напорных трубопроводов (станции подкачки), во всех отношениях очень похожи на небольшие водопроводные насосные станции II подъема. Насосы забирают воду из сети водопровода низкого напора и подают ее в сеть высокого напора.

Насосные агрегаты забирают воду из резервуаров, повышают его до расчётного показателя, и подают в трубопровод высокого давления. В таких системах используется коллекторная схема подключения.

Оба коллектора (один высоконапорный, а другой низконапорный) располагают в том же здании, где установлена и сама насосная станция. Трубопроводы укладывают между ними.[5]

2.2 Характеристики насосов - подача, напор и рабочая точка

Определение понятия напора. Повышение давления насосом называется напором. Под напором насоса (H) понимается удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости. Напор определяется по формуле:

, м (2.1)

где E- механическая энергия, Нм;

G- вес перекачиваемой жидкости, Н

Определение понятия давления

Давление-это отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давление определяется по формуле:

(2.2)

где S- площадь поверхности, м²;

F-сила, действующая на эту поверхность, H

При этом напор, создаваемый насосом, и расход перекачиваемой жидкости (подача) зависят друг от друга. Эта зависимость отображается графически в виде характеристики насоса. Вертикальная ось (ось ординат) отражает напор насоса (H), выраженный в метрах [м]. Возможны также другие масштабы шкалы напора. При этом действительны следующие соотношения:

10 м в.ст. = 1 бар = 100 000 Па = 100 кПа

На горизонтальной оси (ось абсцисс) нанесена шкала подачи насоса (Q), выраженной в кубометрах в час [м³/ч]. Возможны также другие масштабы шкалы подачи, например [л/с]. Форма характеристики показывает следующие виды зависимости: энергия электропривода (с учетом общего КПД) преобразуется в насосе в такие формы гидравлической энергии, как давление и скорость. Если насос работает при закрытом клапане, он создает максимальное давление. В этом случае говорят о напоре насоса H₀ при нулевой подаче.

Когда клапан начинает медленно открываться, перекачиваемая среда приходит в движение. За счет этого часть энергии привода преобразуется в кинетическую энергию жидкости. Поддержание первоначального давления становится невозможным. Характеристика насоса приобретает форму падающей кривой, рисунок 2.2. Теоретически характеристика насоса пересекается с осью подачи. Тогда вода обладает только кинетической энергией, то есть давление уже не создается. Однако, так как в системе трубопроводов всегда имеет место внутреннее сопротивление, в реальности характеристики насосов обрываются до того, как будет достигнута ось подачи.

Рисунок 2.2 - Характеристики насосов

Различная крутизна характеристик насоса при идентичном корпусе и рабочем колесе насосов, которая может зависеть, в частности, от частоты вращения мотора, рисунок 2.3.

Рисунок 2.3 - Характеристики в зависимости от крутизны

Характеристика насосной системы

Трение, имеющее место в трубопроводной сети, ведет к потере давления перекачиваемой жидкости по всей длине. Кроме этого, потеря давления зависит от температуры и вязкости перекачиваемой жидкости, скорости потока, свойств арматуры и агрегатов, а также сопротивления, обусловленного диаметром, длиной и шероховатостью стенок труб. Потеря давления отображается на графике в виде характеристики системы, рисунок 2.4. Для этого используется тот же график, что и для характеристики насоса.

Рисунок 2.4 - Характеристика системы

Рассмотрим форму характеристики.

Причиной гидравлического сопротивления, имеющего место в трубопроводной сети, является трение воды о стенки труб, трение частиц воды друг о друга, а также изменение направления потока в фасонных деталях арматуры. При изменении подачи, например, при открывании и закрывании термостатических вентилей, изменяется также скорость потока и, тем самым, сопротивление.

Так как сечение труб можно рассматривать как площадь живого сечения потока, сопротивление изменяется квадратично. Поэтому график будет иметь форму параболы. Эту связь можно представить в виде следующего уравнения:

)² (2.3)

Из данного уравнения можно сделать вывод что, если подача в трубопроводной сети уменьшается в два раза, то напор падает на три четверти. Если, напротив, подача увеличивается в два раза, то напор повышается в четыре раза. [5]

Рабочая точка

Точка, в которой пересекаются характеристики насоса и системы, является рабочей точкой системы и насоса, рисунок 2.5. Это означает, что в этой точке имеет место равновесие между полезной мощностью насоса и мощностью, потребляемой трубопроводной сетью. Напор насоса всегда равен сопротивлению системы. От этого зависит также подача, которая может быть обеспечена насосом.

Рисунок 2.5 - Рабочая точка

При этом следует иметь в виду, что подача не должна быть ниже определенного минимального значения. В противном случае это может вызвать слишком сильное повышение температуры в насосной камере и, как следствие, повреждение насоса. Во избежание этого следует неукоснительно соблюдать инструкции производителя.

Рабочая точка за пределами характеристики насоса может вызвать повреждение мотора. По мере изменения подачи в процессе работы насоса также постоянно смещается рабочая точка. Найти оптимальную расчетную рабочую точку в соответствии с максимальными эксплуатационными требованиями входит в задачи проектировщика.

Такими требованиями являются: для циркуляционных насосов систем отопления - потребление тепла зданием, для установок повышения напора - пиковый расход для всех мест водоразбора. Все остальные рабочие точки находятся слева от данной расчетной рабочей точки.

На рисунке 2.6 показано влияние изменения гидродинамического сопротивления на смещение рабочей точки. Смещение рабочей точки по направлению влево от расчетного положения неизбежно вызывает увеличение напора насоса. В результате этого возникает шум в клапанах. Регулирование напора и подачи в соответствии с потребностью может производиться применением насосов с частотным преобразователем. При этом существенно сокращаются эксплуатационные расходы.

Рисунок 2.6 - Смещение рабочей точки

2.3 Технологическая схема насосной станции

На чертеже БР 13.03.02.025.Г1 представлена технологическая схема насосной станции.

Вода поступает в резервуары чистой воды (РЧВ) по трубам диаметром 1000 мм, от головных очистных сооружений водопровода (ГОСВ) через водяные камеры (ВК) ВК 9,ВК10. На станции расположены два РЧВ объёмом 7000 м³ и 10000 м³ соответственно. Далее вода из РЧВ поступает в коллектор низкого давления. Следует отметить, что РЧВ находятся под землей в непосредственной близости от здания ВНС, а коллектор низкого давления, насосы, двигатели и коллектор высокого давления находятся в здании ВНС, в одном зале. Вода из коллектора низкого давления поступает на всос насоса, повышается двигателем до нужного давления и подается в коллектор высокого давления. Оттуда вода поступает на напорные станции и подается непосредственно конечному потребителю. Расход воды повышенного давления учитывается расходомерами. На схеме можно заметить, что от РЧВ к коллектору низкого давления ведет несколько не зависящих друг от друга трубопроводов, это сделано для повышения надежности. Если на одном из трубопроводов произойдет авария, то вода будет протекать по другой трубе, без долгосрочной остановки насосной станции. Также на схеме, рядом с насосами, можно заметить обратные клапаны (по одному на каждый насос)- они предназначены для предотвращения раскрутки насоса и, следовательно, оттока воды обратно в РЧВ, когда двигатель останавливается. В некоторых ВК предусмотрен байпас (обводной трубопровод). Байпас представлен, например, в ВК 9 на запорной арматуре 42.

Характеристики

Список файлов ВКР