Насосная станция

метки: Насосный, Станция, Оборудование, Насос, Напор, Потеря, Напорный, Определяться

1. Обоснование схемы гидроузла машинного водоподъема

2. Определение расчетных напора и подачи насосов и выбор числа насосных агрегатов

2.1 Определение расчетного напора

Расчетный напор насоса:(2.1)Геодезическая высота подъема — при значительных колебаниях уровней воды в бьефах используется средневзвешенная геодезическая высота подъема(2.2)Расчеты по определению средневзвешенной геодезической высоты подъема удобно вести в табличной форме.Таблица 2.1 Определение средневзвешенной геодезической высоты подъема.

Период работы насосной станции	Число суток в периоде t i , сут.	Расход НС Q I , м3 /с	Отметка уровня воды, м	Геодезический напор H г i , м	Q i Hг i ti	Q i ti
			ВБ	НБ
4	30	4,85	240,95	206	34,95	5086,27	145,53
5	31	10,29	241,56	206	35,56	11343,28	318,99
6	30	10,29	241,56	204,8	36,76	11347,81	308,7
7	31	14,7	241,98	204	37,88	17261,92	455,7
8	31	14,7	241,98	203,8	38,08	17353,06	455,7
9	30	9,555	241,49	205	36,49	10459,86	286,65
	У	72852,2	1971,27

Отметки уровня воды в верхнем бьефе рассчитывают по глубине наполнения машинного канала в зависимости от пропускаемого расхода по кривой связи . Потери напора в трубопроводах складываются из потерь по длине и потерь на местные сопротивления . Потерями предварительно задаются на основе существующего опыта проектирования. Местные потери напора , потерями напора по длине всасывающего трубопровода можно пренебречь, а в напорном трубопроводе они вычисляются по формуле:

(2.3)

i=3м/км — удельное сопротивление по длине трубопровода, l=0,29км — длина напорного трубопровода., — запас напора.

2.2 Определение расчетной подачи и числа устанавливаемых агрегатов

Расчетная подача насоса определяется максимальной подачей насосной станции и принятым числом насосных агрегатов.(2.4)Число рабочих насосных агрегатов определяется как отношение максимального и минимального расходов из графика водопотребления.(2.5) 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:(2.6)- число рабочих агрегатов;

• число резервных агрегатов;

3. Выбор насосов и приводных электродвигателей

3.1 Выбор основного насоса

3.2 Выбор электродвигателя

Мощность двигателя, кВТ	до 20	21 — 50	51 — 300	более 300
Коэффициент запаса К	1,25	1,2	1,15	1,1

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

4.2 Проектирование напорных трубопроводов

4.2.1 Внутристанционные напорные трубопроводы

4.2.2 Внешние напорные трубопроводы

5. Составление графической характеристики совместной работы насосов и трубопроводов

Порядок построения графической характеристики системы «насосы — трубопроводы» при параллельной работе следующий: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:(5.1)Где — потери напора по длине всасывающего и напорного внутристанционного трубопроводов соответственно, которыми можно пренебречь;

— 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.(5.2)- скорости соответственно на входе в трубу, в колене и в переходе сужающемся, м/с: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:(5.3)- скорости соответственно в переходе расширяющемся, в дисковом затворе, в колене и в ответвлении тройника, м/с.Определяется удельное сопротивление внутристанционной линии:(5.4)Строится кривая внутристанционных потерь Q — Н _{вн . ст} :(5.5)Определение координат кривой внутристанционных потерь удобно вести в табличной форме:Таблица 5.1. Определение координат кривой внутристанционных потерь.

Q, м 3 /с	0	1	2	3	4	5	6
	0	0,044	0,176	0,396	0,704	1,1	1,584

Строится характеристика напорного трубопровода Q — Н _тр1,2 :

(5.6)

к — коэффициент, учитывающий местные потери в напорном водоводе, равен 1,1; S ₀ =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, м 3 /с	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	0	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 (Н _гср +ДН — 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 — Н _1,2,3 , строятся характеристики двух и трех параллельно работающих насосов Q — Н₁₊₂ и Q — Н₁₊₂₊₃ .

Отложив на шкале расходов заданную производительность насосной станции Q _нст и поднявшись до пересечения с кривой Q — Н_тр1+2 — получим точку А с координатами (Q_нст ; Н₁ ).

Н₁ — напор необходимый в начале водовода при расчетной производительности Q_нст .

Далее строится точка В с координатами (Q _н ; Н₁ ).

Q_н — подача одного насоса.

В точке В к напору Н ₁ 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: k — параметр параболы, который находится из условия прохождения ее через точку С т.е.

(5.7)

Находятся параметры точки Е пересечения параболы с паспортной характеристикой насоса при нормальном диаметре рабочего колеса (Q _Е ; Н_Е ).

Таблица 5.3. Координаты параболы подобных режимов.

Q, м 3 /с	0	1	2	3	4	5	6
H, м	0	1,72	6,88	15,48	27,52	43	61,92

Определяется коэффициент быстроходности насоса

(5.8)

Q _н , Н_н — расход и напор насоса при максимальном КПД.

Определяется диаметр рабочего колеса:

(5.9)

Процент обточки

(5.10)

при n _s =199,83

Через точку С строим характеристику насоса с обточенным рабочим колесом.

(5.11) (5.12)

Таблица 5.4. Результаты пересчета характеристики насоса при обточке рабочего колеса.

Точки	Параметры насоса
	При D =1610 мм	При D обт =1578 мм
	Q, м 3 /с	Н, м	Q, м 3 /с	Н, м
0	0,5	50	0,4900621	48,032175
1	1	48	0,9801242	46,110888
2	2	46	1,9602484	44,189601
3	3	45,5	2,9403727	43,709279
4	4	44,7	3,9204969	42,940764
5	5	43	4,9006211	41,30767
6	6	41	5,8807453	39,386383

Строится приведенная характеристика насоса, проходящая через точку В. Для этого от ординат кривой Q _обт — Н_{обт 1,2,3} отнимаются потери h_{вн . 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.

№	Режим работы	Н, м	Q, м 3 /с
1	Индивидуальная работа на один водовод	39,3	5,4
2	Индивидуальная работа на два водовода	38,4	5,8
3	Параллельная работа двух насосов на один водовод	41,5	8,75
4	Параллельная работа трех насосов на один водовод	42,8	10,2
5	Параллельная работа двух насосов на два водовода	39,3	10,75
6	Параллельная работа трех насосов на два водовода	40,4	14,7

6. Подбор вспомогательного оборудования

6.1. Сороудерживающие устройства

6.2. Затворы

6.3. Подъемно-транспортное оборудование

6.4. Дренажно-осушительная система

6.5. Система технического водоснабжения

6.6. Система маслоснабжения и пневматическое хозяйство

Система маслоснабжения необходима для обеспечения маслами масляных ванн и подшипников электродвигателей, насосов, трансформаторов и других маслонаполненных электроаппаратов. Насосы подбираются из условия заполнения емкости вместимостью до 20 тонн за 2 часа, а больших емкостей не более чем за 4 часа.Пневматическое хозяйство служит для обеспечения сжатым воздухом станции, т.е. для питания устройств очистки сороудерживающих решеток и обдувки обмоток электродвигателей, котлов маслонапорных установок, торможения агрегатов, а также для снабжения аппаратуры контроля, пневмоинструментов. 7. Конструктивно-компоновочные решения зданий насосной станции, водозаборных сооружений и их параметры

7.1. Выбор типа здания станции

7.2. Определение высотного положения основных насосных агрегатов

7.3. Определение основных размеров здания насосной станции

7.3.1 Определение высоты подземной части здания

7.3.2 Плановая компоновка и размеры насосного помещения здания станции

7.4 Проектирование водозаборного сооружения

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovoy/oborudovanie-nasosnyih-stantsiy/

1. Учебно-методическое пособие к курсовому проекту «Насосная станция» по дисциплине «Насосные станции» для студентов специальности Т. 19.04 — «Водохозяйственное строительство». Минск 2000

2. Насосы и насосные станции: Учебник / Под ред. В.Ф. Чебаевского. — М.: Агропромиздат, 1989. -416с.

3. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок: Учеб. Пособие / Под ред. В.Ф. Чебаевского. -3-е изд., перераб. и доп. -М.: Колос, 1982. -320 с.