![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ВЫБОР МАРКИ И КОЛИЧЕСТВА НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВСтр 1 из 5Следующая ⇒
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ Вариант ____ Область: ___________________ Район: ____________________ Населенный пункт: ______________________ Цель водоподачи: водоснабжение малого населенного пункта Суточный расход воды: Qсут. = ________ м3/сут (принимается по варианту, приложение 1) Коэффициент часовой неравномерности водопотребления: ____ (приложение 1) Расчетная пьезометрическая отметка: П = ______ м ( приложение 1) Расчетная отметка низшего уровня в резервуаре чистой воды: Zр = _____ м ( приложение 1) Подача насосной станции I подъема: QНСI = ______ м3/час
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Основная задача курсового проекта – усвоение студентами методики проектирования насосных станций с оптимально подобранными оборудованием и сооружениями. При разработке курсового проекта должны быть: 1. Подобраны насосные агрегаты и вспомогательное оборудование; 2. Определены размеры машинного зала, вспомогательных помещений и выбрана компоновка здания насосной станции; 3. Выполнены гидравлические и электротехнические расчеты; 4. Проведен анализ совместной работы насосных агрегатов с напорными трубопроводами; 5. Построены графики подачи и потребления воды; 6. Вычерчены необходимые разрезы и план на разных отметках насосной станции; 7. Составлена пояснительная записка к проекту.
ВЫБОР МАРКИ И КОЛИЧЕСТВА НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ ПРИМЕР 1: В населенном пункте _________ максимальный суточный расход 20600 м3/сут, коэффициент часовой неравномерности ___ %.
Таблица 1.1 – Расчет максимальной часовой подачи насосной станции
Для расчета максимальных часовых расходов (формула 1.1) насосной станции, выписываем значения часового водопотребления в соответствии с заданным коэффициентом часовой неравномерности (табл. 1.2, приложение 1) и составляем таблицу режима водопотребления. По данным таблицы 1.1. строим график часового расхода насоса, рис. 1.1.
Рис. 1.3. График часового расхода.
Из графика часового расхода насоса видно, что максимальный расход в интервале __ - __ часов – ___ м3/ч, минимальный расход – в интервале __ - __ часов – ___ м3/ч. Количество рабочих агрегатов водопроводной насосной станции II подъема можно также принимать из условия покрытия максимального часового водопотребления:
где n – число рабочих агрегатов (округляется до целого числа);
Обычно на насосных станциях II подъема принимаются к установке 2…3 рабочих насоса, так как в этом случае обеспечивается минимальное количество включений и отключений насосов в течение суток. Определим необходимое число насосов: Тем не менее, для оптимальной работы станции целесообразно принять большее число насосов. Если за исходное количество насосов, обеспечивающих минимальную водоподачу принять 2 шт., тогда подача одного насоса:
Общее число насосов составит:
Такой вариант предпочтительнее, т.к. могут использоваться различные режимы работы насосов, например: 3 насоса работают, а 1 – на профилактике. Для ориентировочного учета влияния параллельной работы на подачу насосов можно пользоваться следующими значениями коэффициента парал-лельности: а) при работе двух насосов и бездействии одного – кп = 1,11; б) при работе трех насосов и бездействии двух – кп = 1,18; в) при работе четырех насосов и бездействии трех – кп = 1,25. Расчетный расход одного насоса с учетом параллельности работы, опре-деляется по формуле:
Окончательно принимаем расчетную подачу насосов:
ПРИМЕР 5: Принимаем максимальный суточный расход Общий часовой расход насоса (из примера 1): Q р 1 = ___ м3/ч Расчетный напор насоса (из примера 4): Н плн = ____ м. По расчетным значениям расхода и напора, задавшись типом насоса (обычно применяют горизонтальные центробежные насосы двустороннего входа типа Д), выбираем его марку по сводным графикам полей насосов соответствующего типа (рис. 5.1, приложение 5). Определив марку насоса, по его паспорту или каталогам выполняют копировку чертежа и характеристик. Характеристики представляют собой графические зависимости напора, кпд, мощности и допустимого кавитационного запаса от подачи насоса. Принимаем насос марки _______. Записываем паспортные характеристики насоса: Общие положения После подбора насосов, разрабатывают чертёж здания насосной станции. Разработка чертежа включает следующие этапы: - определение типа станции; - установка насосных агрегатов и определение размеров фундамента под каждый агрегат; - компоновка машинного зала с трассированием внутристанционных трубопроводов и размещением основного насосно-силового оборудования; - определение размеров машинного зала и здания станции в целом. По расположению относительно поверхности земли, принимаем насосную станцию наземного типа. Пол здания располагают на 15...20 см выше уровня пристанционной площадки. Уровень пола Оп принимаем за отметку 0,00. Ом = Оп – 0,15, м где Ом – отметка местности на топографических планах.
Для проектирования за начало отсчета берется отметка пола машинного зала, а отметка местности будет ниже 15 см, т.е. отрицательна. Насосный агрегат
Подобрав насос и электродвигатель, необходимо скомпоновать их в один агрегат. Высота рамы насоса принимается не менее 100 мм.
Рис. 2.1. Схема к определению возвышения. Расстояние от края рамы до оси отверстий под крепежные болты должно быть 50…100 мм, а расстояние от края рамы до края фундамента – не менее 50 мм. Форма фундамента в плане может быть в виде простого прямоугольника или более сложной. Определяется его длина L и ширина В. Возвышение фундаментов над уровнем пола машинного зала принимают не менее 100 мм (см. рис. 2.1). Определяем параметр А: А = H1 +0,1, м где параметр Н1 находится из паспорта насоса. Ширину фундамента под насосный агрегат принимаем на 0,15 м больше ширины рамы, длину фундамента – на 0,2 м больше длины рамы. ВФ = В1 + 0,15, м L Ф = L1 + 0,2, м где В1 и L1 – размеры из каталога насосов.
Для насоса _____ размер Н1 = ___ мм. В этом случае, расстояние от оси насоса до пола машинного зала равно: А = мм = м Высота фундамента должна быть не менее 0,5…0,7 м. Гф = А – Н1 – (0,5…0,7), м где: Гф – глубина заложения фундамента, м; Н1 – конструктивный размер насоса, м;
Длина здания. Рис. 2.4. Здание насосной станции наземного типа.
Длина здания насосной станции определяется по формуле: L НС = 2δст + l 'пр + n н × l агр + ( n н – 1) × l пр + l м.п (2.6) где l'пр – расстояние между торцевой стеной здания и насосным агрега-том, принимаем по рекомендациям l'пр = 1000 мм = 1 м; nн – число установленных насосных агрегатов, принимаем из расчета, nн = _ шт; lагр – осевые размеры насосного агрегата, принимаем по паспорту для насоса _______, lагр = ___ м; lпр – ширина прохода между агрегатами, принимаем согласно рекомен-дации lпр = ____ мм = ___ м; lм.п – длина монтажной площадки, м, принимаем из расчета, l м п = b агр + l 'пр + l пр , где: bагр – ширина агрегата по каталогу (размер В) принимаем по паспорту bагр = ____ м. l м п = м, L НС = м Вакуумные насосы.
На насосных станциях, где предусмотрена постоянная работа одного из агрегатов, можно применять так называемый метод автоподсоса. В этом случае, всасывающий патрубок работающего насоса соединен со всасывающим патрубком неработающего насоса, создавая в нем необходимый вакуум. Подача вакуум-насосов, м3/мин, определяется по формуле: Q p = На × W × K /( T ×( H а – hB m ах )), (2.7) где На – напор воды, соответствующий атмосферному давлению, м; W – объем всасывающего и напорного (до задвижки) трубопроводов и корпуса насоса, м3; К – коэффициент запаса, при вакууме с остаточным напором: более 7 м – К = 1,05, менее 7 м – К = 1,1; Т – время пуска основного агрегата, Т = 7...10 мин; hBmах – геометрическая высота всасывания при минимальном уровне воды в нижнем бьефе, м. Рекомендуемые типы и основные характеристики вакуум-насосов приведены в таблице 8.1 приложения 8. Объем вакуум-котла принимают исходя из условия, чтобы вакуум-насос, поддерживающий расчетный уровень воды в котле включался не более 4 раз в 1 ч. Подсос воздуха в систему зависит от диаметра всасывающего патрубка заливаемого насоса (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Величина подсоса воздуха при различных диаметрах всасывающих патрубков
На насосных станциях, где установлено небольшое число (до 3) насосов, подлежащих заливке, предусматривают индивидуальный для каждого агрегата вакуум-насос без резерва. При большем числе агрегатов, и при использовании вакуум-котлов, рекомендуют предусматривать централизованную систему заливки основных насосов, имеющую не менее двух вакуум-насосов (один резервный). Внутренние диаметры вакуумных магистралей рассчитываются по формуле: где Q – подача вакуум-насоса при атмосферном давлении, м3/мин.
ПРИМЕР 11: Подобрать вакуум-насос для заливки водой основного насоса _______ с подачей Q = ___ м3/с. Исходные данные: dв = __ м и lв = 7…11 м – соответственно, диаметр и длина всасывающего трубопровода до минимального уровня воды в источнике; Wн = ___ м3 – объем внутренних полостей насоса и напорного трубопровода до задвижки; hВmax = 5,2 м – высота всасывания (ей соответствует вакуум 52%); Hа = 10 м – напор, соответствующий атмосферному давлению; К = 1,1 – коэффициент запаса; Т = ___ мин. – расчетное время пуска агрегата.
Определяют объем воздушной полости в трубопроводах и насосе: W = ( π d 2 /4) l в + W н = м3. Вычисляют расчетную подачу вакуум-насоса: Q p = м3/мин. Исходя из расчетной подачи Qp = ___ м3/мин и номинального вакуума – 52 %, по таблице 8.1 приложения 1 подбираем вакуум-насос с ближайшими равными или большими соответствующими параметрами. В данном случае, это насос марки _______.
Дренажные насосы.
Дренажные насосы устанавливаются в машинных залах для отвода в техническую канализацию воды, которая просачивается через сальниковые устройства насосов, поступает в зал через стенки и днище подземной части здания, и т.д. Для сбора воды в торце здания станции устанавливается сборный дренажный колодец. Объем колодца принимается равным 10-минутной подаче дренажного насоса (__ м3). Вода к колодцу подводится дренажными лотками, а пол располагается с уклоном в сторону лотков 0,005. Дренажные насосы выбираются с учетом мощности насосной станции без расчета: для станций средней мощности – производительностью 3…5 л/с. Включение и отключение насосов дренажной системы выполняется автоматически и зависит от уровня воды в дренажном колодце. В качестве дренажных насосов в проекте предусмотрена установка самовсасывающих вихревых насосов ВКС4/28а производительностью 14,4 м3/ч, напором 28 м и мощностью двигателя 7,5 кВт в количестве 2 шт.: 1 рабочий и 1 резервный.
ПРИМЕР 13: Qр = ___ м3/ч (пример 1); Qп = 3Qр – полный объем воды за 3 часа тушения пожара Qп = ___ м3/ч; Qmax – суммарный расход за 3 часа наибольшего водопотребления ___ м3/ч (пример 1); QНСI = ___ – объем воды, поступающий в час от насосной станции I подъема (выбирается по заданию из таблицы 1 приложения 1). WP Ч B = м3
Приложение 1 Таблица 1.1 – Исходные данные для проектирования
Таблица 1.2 – Распределение расходов воды по часам суток, % от
Приложение 2 Таблица 2.1 – Диаметры и значения удельного сопротивления (А) для стальных труб
Приложение 3 Таблица 3.1 – Определение длины трубопровода
Приложение 4 Таблица 4.1 – Данные для определения полного напора насоса
Приложение 5
Рис. 5.1. Сводный график полей насосов типа Д
Приложение 6 Таблица 6.1 – Значения коэффициентов для расчета экономического фактора
Таблица 6.2 – Предельные экономические расходы, л/с, для трубопроводов при Э = 1
Таблица 6.3 – Скорости движения воды в трубопроводах насосных станций
Приложение 7 Монтажные вставки. Демонтировать, а тем более установить арматуру в ограниченном пространстве между фланцами смонтированного трубопровода достаточно сложно. Эта операция упрощается применением монтажных вставок, позволяющих изменять зазор между фланцами арматуры и трубопровода.
Рис. 7.1. Сальниковый компенсатор, используемый в качестве монтажной вставки: 1 – внутренний патрубок; 2 – фланцевый нажимной патрубок; 3 – наружный патрубок; 4 – сальниковая набивка.
Таблица 7.1 – Размеры и масса сальниковых компенсаторов (рис. 7.1)
Обратные клапаны. Обратные клапаны применяются на насосных станциях для того, чтобы при аварийной остановке насоса воспрепятствовать обратному течению воды через насос из напорного трубопровода. Обратное течение может привести к опорожнению напорных водоводов, и вращению насосного агрегата с превышением допустимой скорости. В открытом положении диск обратного клапана удерживается подъемной силой потока. Поэтому обратные клапаны так же, как и дисковые затворы лучше работают при повышенных скоростях (3…4 м/с).
Рис. 7.2. Клапан обратный поворотный безударный: 1 – корпус; 2 – ось вращения диска; 3 – запорный диск в открытом положении; 4 – то же, в закрытом положении; 5 – уплотняющее резиновое кольцо.
Таблица 7.2. – Технические характеристики обратных клапанов (рис. 7.2)
Примечание. В скобках указано старое условное обозначение.
Запорная арматура. Напорная линия каждого насоса должна быть оборудована запорной арматурой. В качестве запорной арматуры, в основном, применяют задвижки и дисковые поворотные затворы. Задвижки и затворы подбираются по: - диаметру условного прохода; - рабочему давлению.
Рис. 7.3. Задвижка с электроприводом: а – общий вид; б – схематическое изображение; 1 – запирающий диск; 2 – корпус; 3 – шпиндель; 4 – маховик ручного привода; 5 – задвижка на обводной трубе; 6 – электропривод.
Задвижки применяются для полного или частичного (с целью регулирования подачи насосов) перекрытия трубопроводов. В зависимости от конструкции запирающего устройства, задвижки бывают двух типов: клиновые и параллельные. Задвижки могут быть с выдвижными и невыдвижными шпинделями. У первых – неподвижная гайка в которой вращается шпиндель, расположена в крышке задвижки, и при открытии шпиндель выходит наружу, увлекая за собой запорный диск. На насосных станциях применяют задвижки с ручным или электри-ческим приводом.
Приложение 8 Таблице 8.1 – Технические характеристики вакуум-насосов
Приложение 9 Таблица 9.1 – Электродвигатели с частотой вращения 1500 об/мин
Приложение 10 Таблица 10.1 – Грузоподъемность и габариты грузовых автомобилей
Рис. 10.1. Схема подъемно-транспортных операций в незаглубленных и полузаглубленных насосных станциях: 1 – грузовая тележка крана; 2 – установ-ленный насос; 3 – автомобиль.
Рис. 10.2. Краны подвесные однобалочные: а – с ручным приводом; б – с электроприводом.
Таблица 10.2 – Технические характеристики подвесных ручных кранов
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ Вариант ____ Область: ___________________ Район: ____________________ Населенный пункт: ______________________ Цель водоподачи: водоснабжение малого населенного пункта Суточный расход воды: Qсут. = ________ м3/сут (принимается по варианту, приложение 1) Коэффициент часовой неравномерности водопотребления: ____ (приложение 1) Расчетная пьезометрическая отметка: П = ______ м ( приложение 1) Расчетная отметка низшего уровня в резервуаре чистой воды: Zр = _____ м ( приложение 1) Подача насосной станции I подъема: QНСI = ______ м3/час
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Основная задача курсового проекта – усвоение студентами методики проектирования насосных станций с оптимально подобранными оборудованием и сооружениями. При разработке курсового проекта должны быть: 1. Подобраны насосные агрегаты и вспомогательное оборудование; 2. Определены размеры машинного зала, вспомогательных помещений и выбрана компоновка здания насосной станции; 3. Выполнены гидравлические и электротехнические расчеты; 4. Проведен анализ совместной работы насосных агрегатов с напорными трубопроводами; 5. Построены графики подачи и потребления воды; 6. Вычерчены необходимые разрезы и план на разных отметках насосной станции; 7. Составлена пояснительная записка к проекту.
ВЫБОР МАРКИ И КОЛИЧЕСТВА НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ |
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-20; Просмотров: 502; Нарушение авторского права страницы