У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Водопроводная насосная станция второго подъема

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2015-07-05

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 4.3.2025

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Ивановский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра гидравлики, водоснабжения и водоотведения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Водопроводная насосная станция второго подъема

Пояснительная записка

Выполнила:

студентка 3 курса гр. ВВ-31

Фомина Е.А.

Руководитель: д.т.н., профессор

Елин Н.Н.

Иваново 2008

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит 18 страниц, 3 таблицы, 2 графика, библиография: 7 названий.

НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ, ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ, ПОДАЧА, НАПОР, ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ, ВОДОВОДЫ, ВЫСОТА ВСАСЫВАНИЯ, ОСЬ НАСОСА, МОЩНОСТЬ.

В ходе курсового проекта спроектирована водопроводная насосная станция второго подъема, выбран график работы насосной станции, определены объемы бака водонапорной башни и резервуаров чистой воды, произведен анализ совместной работы насосов и водоводов, рассчитана отметка оси насоса, подобрано вспомогательное оборудование.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ

СУММАРНОЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

РЕЖИМ РАБОТЫ НАСОСОВ

ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ

РЕЗЕРВУАРЫ ЧИСТОЙ ВОДЫ

РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

ТРЕБУЕМЫЙ НАПОР НАСОСОВ

АНАЛИЗ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ НАСОСОВ И ВОДОВОДОВ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ ОСИ НАСОСА И ПОЛА МАШИННОГО ЗАЛА

ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект “Водопроводная насосная станция второго подъема” по курсу “Проектирование насосных станций систем

водоснабжения и водоотведения”

Студент ВВ-31 Фомина Е.А.

Разработать проект насосной станции с выбором основного и вспомогательного оборудования с анализом совместной работы насосов.

Исходные данные к проекту

. Водопроводная сеть - объединенная;

. Максимальное хозпитьевое и технологическое водопотребление* 25511,21 м3/сут;

. Доля расхода на технологическое водопотребление* 1%;

. Расчетное число одновременных пожаров* 2 ,

. Расход воды на один пожар* 35 л/с;

. Допустимое снижение подачи воды во время пожара* ________%.

. Отметки уровней воды в резервуаре чистой воды (РЧВ):

максимальный* 2,3 м; минимальный пожарного запаса * - 0,98 м; наинизший *-2,5 м;

. Отметки поверхности земли:

у РЧВ *101,3 м; у НС *101,3м; у точки входа в городскую сеть *101,7 м;

. Свободные напоры у точки входа в городскую сеть:

при максимальном водопотреблении 60 м;

при максимальном транзите воды в башню* 30 м;

при пожаротушении 10 м;

. Длины водоводов:

всасывающих *10 м; напорных*230 м;

. Состав грунтов* суглинок;

. Глубина промерзания грунтов* 1,89 м;

. Глубина залегания грунтовых вод* 1,46 м.

* - по данным КП “Водоснабжение, ч. I. Сети водопроводные”

СУММАРНОЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ

График суммарного водопотребления берется из курсового проекта по водоснабжению (часть 1)

Таблица 1. Суммарное водопотребление города по часам суток.

Часы суток

Водопотребление

Жилой зоны

Пром.предприятия, м3

Базовое,

м3

Благо

устройство

м3

Итого

район	район	район	Общ. здание, м3	Общее, м3	Техно логи ческое, м3	Хоз- питьевое м3	Душ, м3	Общее, м3
К ч макс=1,8	К ч макс=1,5	К ч макс=1,45
%	м3	%	м3	%	м3
1

0-1	,9	,74	,5	,8		,12	-	,66	-	-	-	-	,66	,62	,28
1-2	,9	,74	,5	,8	,1	,33	-	,87	-	-	-	-	,87	,62	,49
2-3	,9	,74	,5	,8	,85	,81	-	,35	-	-	-	-	,35	,62	,97
3-4	,0	,72	,5	,8	,9	,91	-	,43	-	-	-	-	,43	,62	,05
4-5	,35	,84	,5		,85	,87	-	,71	-	-	-	-	,71	-	,71
5-6	,85	,42	,5	,2	,7	,62	-	,24	-	-	-	-	,24	-	,24
6-7	,2	,54	,5	,4	,5	,27	-	,21	-	-	-	-	,21	-	,21
7-8	,2	,26	,5	,6	,3	,92	-	,78	-	-	-	-	,78	-	,78

8-9	,5	,46	,25	,5	,8	,95	,281	,19	,05	-	-	,05	,24	-	,24
9-10	,85	,14	,25	,5	,05	,46	,281	,38	16,05	,42	-	,47	,85	-	,85
10-11	,0	,6	,25	,5	,8	,95	,281	,33	16,05	,02	-	,07	,40	-	,40
11-12	,5	,18	,25	,5	,7	,74	,281	,70	16,05	,02	-	,07	,77	-	,77
12-13	,5	,9	,0		,8	,89	,281	,07	,05	,61	-	,66	,73	-	,73
13-14	,7	,12	,0		,7	,68	,281	,08	,05	,42	-	,47	,55	-	,55
14-15	,35		,5	,6	,05	,4	,281	,28	,05	,02	-	,07	,35	-	,35
15-16	,65	,2	,0	,2	,3	,92	,281	,62	16,05	,02	-	,07	,69	-	,69

16-17	,5	,74	,0	,2	,45	,23	-	,17	-	8,05	,25	,3	,47	-	,47
17-18	,5	,46	,5	,6	,05	,4	-	,46	-	-	-	-	,46	-	,46
18-19	,3	,24	,0		,85	,99	-	,23	-	-	-	-	,23	-	,23
19-20	,35		,5	,4	,5	,27	-	,67	-	-	-	-	,67	-	,67
20-21	,0	,6	,0	,8	,2	,65	-	,05	-	-	-	-	,05	-	,05
21-22	,0	,16	,0	,6	,6	,42	-	,18	-	-	-	-	,18	-	,18
22-23	,0	,44	,0	,4	,85	,87	-	,71	-	-	-	-	,71	,62	,33
23-24	,0	,72	,5	,8	,1	,33	-	,85	-	-	-	-	,85	,62	,47
Итого							,25	22900,25	,4	,58	,25	,23	,48	,73	,21

Технологическая часть

В обеспечении надёжной работы систем водоснабжения важная роль отводится насосным станциям. В зависимости от места расположения в общей схеме различают водопроводные насосные станции первого и второго подъёма.

Задачей насосной станции второго подъёма является подача воды из резервуаров чистой воды к потребителям и в бак водонапорной башни. Напор насосной станции должен быть достаточен для преодоления всех гидравлических сопротивлений водоводов и распределительной сети, а также для создания некоторых необходимых напоров у потребителей.

Порядок проектирования зависит от условий состава исходных данных. Однако можно рекомендовать некоторую укрупнённую схему расчёта, включающую в себя следующие основные этапы:

Выбор режима работы насосов и числа насосных агрегатов.
Определение расчётной подачи насосов.
Расчёт трубопроводов.
Определение требуемого напора насосов.
Выбор насосов.
Анализ совместной работы насосов и трубопроводов.
Определение допустимой отметки оси насосов.
Выбор вспомогательного оборудования.
Проектирование здания насосной станции.

Режим работы насосов

Требуемая среднечасовая подача насосов в период максимального водопотребления

где - общее водопотребление за период максимального водопотребления

Qч.I –часовые расходы воды у потребителей за этот период;

- продолжительность периода максимального водопотребления

м3/ч

По аналогии требуемая среднечасовая подача насосов в период минимального водопотребления определяется из соотношения

где - общее водопотребление за период минимального водопотребления

- продолжительность периода минимального водопотребления

м3/ч

Рекомендуемое к установке количество рабочих насосов пропорционально отношению найденных максимальной и минимальной подач насосной станции

, (6,3)

где к –коэффициент пропорциональности, принимаемый по возможности наименьшим целым числом.

Исходя из принятого числа рабочих насосов, определяется ориентировочная часовая подача одного насоса

м3/ч,

В период максимального водопотребления работают все насосы, т.е. число работающих насосов

В период минимального водопотребления число работающих насосов определяется как округленное до целого числа отношение среднечасового водопотребления за этот период к подаче одного насоса

Количество насосо –часов работы насосной станции за сутки

Уточненная подача одного насоса (расчетная)

м3/ч,

где Qсут. –суточная подача насосной станции, равная суточному водопотреблению.

По результатам расчета определяем расчетные подачи насосной станции в любой час суток

где - расчетная часовая подача одного насоса;

- число работающих насосов в данный час.

насос: м3/ч;2 насоса: м3/ч.

Водонапорная башня

Совместный анализ режимов водопотребления и работы насосной станции второго подъема позволяет составить режим работы водонапорной башни, т.е. определить величину поступления или отбора воды из водонапорной башни. При этом определяется величина остатка воды в баке башни, наибольшее значение которого составляет требуемый минимальный регулирующий объем бака.

Таблица 2. Режим работы водонапорной башни

Часы суток	Водопотребление, м3/ч	Подача НС-II, м3/ч	В бак Из бака, м3/ч	Остаток воды в баке, м3/ч
1
0-1	,28	,13	-118,15	,464
1-2	,49	,13	-128,36	,104
2-3	,97	,13	-102,84	,264
3-4	,05	,13	-110,92	,344
4-5	,71	,13	,42	,764
5-6	,24	,13	-178,11	,654
6-7	,21	,266	,056	,71
7-8	,78	,266	,486	,196
8-9	,24	,266	-70,974	,222
9-10	,85	,266	-82,584	,638
10-11	,40	,266	-62,134	,504
11-12	,77	,266	-96,504
12-13	,73	,266	,536	,536
13-14	,55	,266	,716	,252
14-15	,35	,266	,916	,168
15-16	,69	,266	,576	,744
16-17	,47	,266	-32,204	,54
17-18	,46	,266	,806	,346
18-19	,23	,266	,036	,382
19-20	,67	,266	,596	,978
20-21	,05	,266	,216	,194
21-22	,18	,13	-94,05	,144
22-23	,33	,13	-286,2	,954
23-24	,47	,13	-131,34	,614
Итого	,21	,21

Полная вместимость водонапорной башни WВБ, м3, состоит из регулирующего объема Wp и неприкосновенного десятиминутного противопожарного запаса воды Wп для тушения одного наружного и одного внутреннего пожара:

Регулирующий объем Wp определяют, сопоставляя режимы водопотребления и работы насосной станции второго подъема. Регулирующий объем водонапорной башни Wp, м3, соответствует максимальному остатку воды в баке.

Десятиминутный противопожарный запас воды Wп, м3, определяют по формуле:

, где

qп.н. –расход воды на тушение одного наружного пожара, л/с;

qп.в. –расход воды на тушение одного внутреннего пожара, л/с, определяется по СНиП 2.04.01-85. Wp =1106,194 м3; м3; м3 - 4,43 %

Резервуары чистой воды

Полный объем резервуаров чистой воды Wрчв, м3, должен включать кроме регулирующего объема Wр также запас воды на тушение пожаров Wпож, и запас воды на собственные нужды очистных сооружений Wс.н, т.е.

Wрчв = Wр + Wпож + Wс.н

Противопожарный запас Wпож, м3, определяют, исходя из необходимости тушения расчетных пожаров в течение трех (иногда двух) часов максимального водопотребления с учетом поступления воды в резервуары чистой воды из очистных сооружений на протяжении всего периода тушения пожаров:

Wпож = tпож∙Qпож + ∑Qmax t–tпож∙Qос

где tпож –расчетная продолжительность тушения пожаров, ч; Qпож - расчетный противопожарный расход воды, м3/ч; ∑Qmax·t- максимальная сумма расходов воды в смежные часы принятого периода тушения пожаров, включающая час максимального водопотребления, м3; Qос - расход воды, поступающий в резервуары чистой воды из очистных сооружений в период тушения пожаров, равный среднечасовому расходу воды в сутки максимального водопотребления Qсут max/24, м3/ч.

Запас воды на собственные нужды очистных сооружений Wс.н определяют в зависимости от технологии обработки воды, типа применяемых сооружений и др. При пользовании на очистных сооружениях скорых фильтров и контактных осветлителей запас воды в резервуарах должен приниматься на одну дополнительную промывку фильтров или осветлителей. Ориентировочно в этом случае запас воды может быть принят в размере 5…8 % от максимального суточного водопотребления Qсут max.

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.

Часы суток	Подача НС-I, м3/ч	Подача НС-II, м3/ч	В РЧВ, Из РЧВ, м3/ч	Остаток в РЧВ, м3/ч
1
0-1	,965	,13	,835	,34
1-2	,965	,13	,835	,175
2-3	,965	,13	,835	,01
3-4	,965	,13	,835	,845
4-5	,965	,13	,835	,68
5-6	,965	,13	,835	,515
6-7	,965	,266	-245,301	,214
7-8	,965	,266	-245,301	,913
8-9	,965	,266	-245,301	,612
9-10	,965	,266	-245,301	,311
10-11	,965	,266	-245,301	,01
11-12	,965	,266	-245,301	,709
12-13	,965	,266	-245,301	,408
13-14	,965	,266	-245,301	,107
14-15	,965	,266	-245,301	,806
15-16	,965	,266	-245,301	,505
16-17	,965	,266	-245,301	,204
17-18	,965	,266	-245,301	,903
18-19	,965	,266	-245,301	,602
19-20	,965	,266	-245,301	,301
20-21	,965	,266	-245,301
21-22	,965	,13	,835	,835
22-23	,965	,13	,835	,67
23-24	,965	,13	,835	,505
Итого	,21	,21

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

Wp = 3679,515 м3; tпож·Qпож = 1566 м3;

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

Qос = 1062,965 м3/ч

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

Wс.н = 1785,78 м3

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

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

1 резервуар чистой воды:

Wпож=1271,56 м3; Wостал=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)

hпож=1271,56/(34·24,5)=1,52 м; hостал=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;

Qр –расчётная подача насосной станции.

м3/ч, (6.8)

Qт = 0,18 м3/с

Всасывающие трубопроводы.

Принимаем оптимальную скорость = 1,5 м/с,

Ориентировочно значение диаметра:

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

Напорные трубопроводы.

Принимаем оптимальную скорость = 2 м/с.

Ориентировочно значение диаметра

м.

По ГОСТ 18599-83 расчетный внутренний диаметр трубы: Dгост = 0,377 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 –Hвак 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 Нст –статический напор в м;

Q –расход воды по водоводам в м3/с;

S –сопротивление системы водоводов в с2/м5;

Статический напор

, м

гдеНг –геодезическая высота подъема воды;

Нсв –свободный напор в точке питания.

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

гдеSвс –сопротивление всасывающей линии;

Sст –сопротивление внутристанционных коммуникаций;

Sн –сопротивление напорной линии.

В этих формулах

QP –расчетная подача насосной станции в м3/ч;

hвс –суммарные потери напора во всасывающей линии в м;

hст –внутристанционные потери напора во всасывающей линии в м;

hн –суммарные потери напора в напорной линии в м;

При аварии на водоводе с одной перемычкой

, где

SH –сопротивление напорной линии при расчетном режиме;

NП –число перемычек между водоводами;

N –число параллельных водоводов.

Расчетный случай.

Нг=8,2 м; Нсв=30 м; м;

Qр=1308,266 м3/ч=0,36 м3/с

Sвс=0,73/0,362=5,63; Sст=2,14/0,362=16,51; Sн=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

Нг=8,2 м; Нсв=30 м; м;

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

Sвс=0,73/0,362=5,63; Sст=2,14/0,362=16,51; Sн=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 (Qp = Qmax+Qпож=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 Zрчв –отметка минимального уровня воды в РЧВ (дна резервуара), обычно на 2,5 м ниже отметки поверхности земли у РЧВ;

Sпож –высота слоя воды, соответствующая полному противопожарному запасу;

а –расстояние от оси до верха корпуса насоса.

Вычисленная отметка Zон должна быть проверены на обеспечение допустимой вакуумметрической высоты всасывания или допустимого кавитационного запаса , приведенных в каталогах или паспортах насосов.

Максимальная геометрическая высота всасывания

Нsmax = Zон - Zмув

За величину Zмув принимают Zрчв.

Максимальная допустимая высота всасывания:

; (),

где hв –максимальные потери во всасывающей трубе.

м; =10-5=5 м

Отметка пола машинного зала :

, м

Где- отметка оси насоса в м;

- размер оси насоса от нижней опорной плоскости установочной плиты или рамы до оси;

- высота фундамента над уровнем пола. Обычно =0,15…0,2 м.

Выбор вспомогательного оборудования

Для привода насоса применяют электродвигатели. Выбор двигателя производится по требуемой мощности и частоте вращения.

Мощность насоса:

где ηн –КПД насоса при работе в данном режиме.

кВт

Требуемая мощность двигателя:

где N –мощность на валу насоса;

- к. п. д. электродвигателя принимаем 0,79;

- к. п. д. передачи;

k –коэффициент запаса мощности, учитывающий возможные перегрузки двигателя.

кВт

Выбираем электродвигатель АО 103-4м.

Для монтажа, ремонта и демонтажа оборудования, арматуры и трубопроводов предусматривают подъёмно-транспортное оборудование с ручным приводом, при массе грузов до 3000 кг –подвесную кран-балку. Масса задвижки = 360 кг, масса электродвигателя насоса 3000 кг.

Электропитание насосных станций осуществляется от понижающих трансформаторов, необходимая мощность которых определяется:

кВтА (18.2)

где ΣN –суммарная мощность электродвигателей насосов в кВт;

- коэффициент трансформаторного резерва;

- коэффициент, учитывающий дополнительную мощность на освещение и другие нужды.

Выбираем трансформатор марки ТМ 1000/10.

На насосных станциях предусматривается установка одного рабочего и одного резервного трансформатора.

Библиографический список

СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. –М.: Стройиздат, 1977.
В. Я. Карелин, А.В. Минаев. Насосы и насосные станции. –М.: Стройиздат, 1986.
Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Под ред. А. С. Москвитина. –М.: Стройиздат, 1978.
Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения. / под ред. Н.Н. Репина. –М.: Высшая школа, 1995. –с., ил
Водопроводные насосные станции: Методические указания для курсового и дипломного проектирования. –Иваново, 1986.
Оборудование водопроводных насосных станций: Методические указания для курсового и дипломного проектирования. –Иваново, 1988.
Проектирование насосных станций. Компоновка оборудования: Методические указания для курсового и дипломного проектирования. –Иваново, 1989.

1. Уважение различий и сотрудничество Ученые выяснили что когда люди встречаются с непонятными методами об
2. . Целеполагание в педагогике 22
3. Тема- Спешите делать Добро
4. Характерными чертами данной ситуации являются- уникальность продукта владение основными видами сырья ни
5. Организация работы ЗАО Агропромбанк
6. Миграционные процессы и политика Германии
7. Контрольная работа- Построение графического интерфейса в системе Matlab
8. Реферат- Ревізія як елемент методу економічного контролю
9. Фінанси і кредит 6
10. Контрольная работа- Анестезиология

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе