Направление вращения ротора насоса по часовой стрелке, если смотреть со стороны электродвигателя.

Насос и электродвигатель устанавливаются на общей фундаментной плите так, чтобы между полумуфтами оставался зазор 10 мм при роторе насоса, сдвинутом до отказа в сторону всасывания.

Перед эксплуатацией электродвигатель агрегата должен быть заземлен.

Насос ЦНС имеет возможность самовсасывания. Данное условие достигается за счет установки внутри насоса клапана.

В составе насосного агрегата ЦНС, как правило, на насос устанавливают общепромышленные асинхронные электродвигатели. Чаще всего для этих целей применяется применяется трехфазный асинхронный двигатель с коротко замкнутым ротором.

Насосы изготавливаются как с сальниковыми, так и с торцовыми уплот-нениями. Утечки через торцовые уплотнения - согласно технической докумен-тации на торцовые уплотнения.

Опорные кронштейны насоса выполнены из чугуна, материал проточной части насосов ЦНС СЧ-20, Сталь 35Л, вал сталь 40х, направляющий аппарат, кольцо и корпус направляющего аппарата, втулка сальника - из прессматериала АГ-4В. Уплотнение вала насоса осуществляется с помощью - сальниковой на-бивки сечением 10 мм.

Насосы ЦНС стабильно и долговечно работают с подпором 2-6 м. При от-сутствии подпора на входе, кавитация быстро разрушает эти быстроходные на-сосы. При установке их для перекачивания воды с температурой  необ-ходимо повышать подпор на входе в насос.

Условия эксплуатации:

§   электронасос должен эксплуатироваться в рабочем диапазоне подач на-сосных характеристик;

§   не допускается работа насоса при закрытой задвижке на линии нагнета-ния более 5 мин;

§   не допускается работа насоса " всухую". Перед запуском насос должен быть заполнен перекачиваемой жидкостью.

Для электронасосных агрегатов ЦНС(г) давление на входе должно быть  при температуре воды . Максимально допустимое давление на входе в насосы всех типов .

Во время работы насоса, вследствие давления жидкости на неравные по площади боковые поверхности рабочих колес, возникает осевое усилие, кото-рое стремится сместить ротор насоса в сторону всасывания. Для уравновешива-ния этого усилия в насосе применяется гидравлическая пята, состоящая из диска и кольца гидравлической пяты, втулки разгрузки и дистанционной втулки.

 

 

10.Выбор числа устанавливаемых насосных агрегатов

При определении числа рабочих агрегатов необходимо учитывать сов-местную работу насосов, водоводов и сети и руководствовать следующими со-ображениями:

    1.Необходимо устанавливать как можно меньше рабочих насосов. Парал-лельная работа нескольких насосов экономически невыгодна: выгоднее устано-вить крупные насосы, имеющие более высокие КПД, чем несколько средних и малых; кроме того, суммарная подача нескольких насосов при параллельной работе на общие водоводы всегда меньше, чем сумма их подач при раздельной работе на данную систему.

    2.Насосы должны работать в области наивысших КПД при длительной подаче. Кратковременные расходы могут подаваться с более низким КПД.

    3.Целесообразно на насосных станциях устанавливать насосы одного ти-поразмера, что обеспечивает взаимозаменяемость насосов, значительно упро-щает их эксплуатацию и создает удобства для обслуживания. Однако требова-ния экономичности во многих случаях заставляют отказаться от применения однотипных насосов. Низкие КПД насосов обуславливаются не только тем, что режимная точка насоса находится вне зоны оптимальных расходов, но также и несоответствием напоров требуемым напорам, так как при уменьшении расхода в сети потери напора на трение уменьшаются пропорционально квадрату рас-хода. Таким образом, для повышения КПД насосной станции насосы должны подбираться на разные расходы при максимальном КПД с учетом требуемых напоров, что приводит к необходимости установки разнотипных насосов.

    4.Подача рабочих насосов должна быть достаточной для обеспечения максимального расхода. Число резервных насосов принимается в соответствии с классом насосной станции. Однако в любом случае целесообразно принимать не менее двух резервных агрегатов, так как при наличии одного резервного аг-регата во время работы одного из рабочих насосов станция остается без резерва и при аварии рабочего насоса его нечем будет заменить.

    Требования к надежности работы насосной станции устанавливают в за-висимости от назначения водопровода. В соответствии с требуемой степенью надежности бесперебойного водоснабжения водопроводные насосные станции подразделяют на три класса:

o  1 класс – не допускается перерыва в работе насосов, так как это может привести к значительному ущербу народного хозяйства, повреждению техно-логического оборудования и нарушения сложного технологического процесса;

o  2 класс – допускается кратковременный перерыв в работе насосов на время, необходимое для включения резервных агрегатов, что вызывает умень-шение выпуска продукции и простой технологического оборудования;

o  3 класс – допускается перерыв в подаче воды потребителям на время ликвидации аварии, но не более одних суток; например, в населенных пунктах с числом жителей до 5000 жителей.

Число резервных агрегатов принимают в зависимости от класса надеж-ности станции и числа рабочих агрегатов (см. табл. 10.1).

Таблица 10.1 Число резервных агрегатов

Число рабочих агрегатов	Число резервных агрегатов на станциях класса
	1	2	3
1	2	1	1
2-3	2	1	1
4-6	2	2	1
7-9	3	3	2
10 и более	4	4	3

 

    Насосные станции второго подъема работают по ступенчатому графику, и выбор однотипных насосов значительно осложняется, так как при изменении расхода воды потребителем необходимо изменять подачи воды выключением из работы части насосов. Но выключение насоса ведет к скачкообразному из-менению подачи, а в сети наблюдается относительно плавное изменение рас-хода.

    Несоответствие подачи воды насосами расходу ее в системе приводит к потере энергии и в конечном результате к снижению КПД. Если водопотребле-ние в сети больше, чем подают насосы, то режимная точка смещается в ниж-нюю часть рабочей части характеристики и насосы работают с низким КПД. Если же расход в сети меньше, чем подают насосы, то за счет саморегулирова-ния они будут развивать напор больше, чем требуется в сети, и следовательно, общий КПД насосной станции будет понижаться.

Согласно технического задания на курсовой проект и вышеизложенным расчетам принимаем второй класс степени надежности бесперебойного водо-снабжения насосные станции.

По табл.10.1 принимаем один резервный насос для хозяйственных нужд и один резервный насос для пожарных нужд.

 

 

11.Определение допустимой высоты всасывания насосного агрегата

    Геометрической высотой всасывания лопастных насосов называется раз-ность отметок оси колеса и свободного уровня поверхности воды в резервуаре, из которого вода поступает в насос. Геометрическая высота всасывания насоса определяется по формуле:

                                                                            (11.1),

где  - допустимая вакуумметрическая высота всасывания с учетом поправ-ки на изменение атмосферного давления и температуры перекачиваемой воды.

    Рассмотрим два случая:

    1.Геометрическая высота всасывания хозяйственного насоса, работаю-щего при всей нагрузке НС-2 в час максимального водопотребления:

                                                         (11.1),

где  - потери напора в одном всасывающем водоводе, которые определим по формуле:

                                   (11.2),

где  - удельное сопротивление участка трубопровода [12] для типоразмера 175 мм;

 - поправочный коэффициент на скорость:

                                                        (11.3),

где  - средняя скорость движения воды в одном водоводе:

                                                              (11.4)

2.Геометрическая высота всасывания пожарного насоса, работающего при всей нагрузке НС-2 в час максимального водопотребления:

                                                                       (11.5),

где  - потери напора в одном всасывающем водоводе, которые определим по формуле:

                    (11.6),

где  - удельное сопротивление участка трубопровода [12] для типоразмера 175 мм;

 - поправочный коэффициент на скорость:

                                                         (11.7),

где  - средняя скорость движения воды в одном водоводе:

                                                   (11.8)

 

12.Подъемно-траспортное оборудование

Подъемно-траспортное оборудование на водопроводных насосных стан-циях служит в основном для монтажа и демонтажа насосов, электродвигателей, задвижек, трубопроводов и фасонных частей, а также для производства ре-монтных работ.

Тип подъемно-траспортного оборудования выбирается с учетом размеров сооружения, компоновки технологического оборудования, его размеров и мак-симальной массы поднимаемого элемента. Необходимо также учитывать сте-пень загрузки оборудования, периодичность его использования, а также безо-пасность подъемно-траспортных операций. Грузоподъемность того или иного механизма должна быть равна или больше массы наиболее тяжелой детали монтируемых насосных агрегатов: ротора и статора двигателя, рабочего колеса и корпуса насоса. При предварительных расчетах максимальную массу детали можно принимать в пределах 50-60% общей массы машины. Перегрузка прини-маемого подъемно-траспортного оборудования сверх номинальной грузоподъ-емности не допускается.

Для монтажа, ремонта и демонтажа оборудования, арматуры и трубопро-водов предусматривают подъемно-траспортное оборудование с ручным приво-дом:

·  при массе узлов до 1000 кг (включительно) – кошку и таль по моно-рельсу;

·  при массе узлов от 1000 до 5000 кг – подвесную кран-балку;

·  при массе узлов более 5000 кг – мостовой кран.

При подъеме оборудования на высоту 6 метров и более или при длине ма-шинного зала 18 метров и более, или при массе оборудования более 5000 кг ре-комендуется применять электрические кран-балки или мостовые электрические краны.

Кошки и тали широко распространены и являются одним из самых прос-тых видов грузоподъемных механизмов. Их используют как самостоятельное оборудование или вводят в комплект подвесной кран-балки либо мостового од-нобалочного крана. Кошки предназначены для подвешивания тали и перемеще-ния груза по подвесного пути, рельсами которого служит двутавровая балка.

Подвесные кран-балки применяют при обслуживании прямоугольных в плане сооружений для подъема, спуска и перемещения грузов в продольном и поперечном направлении. Для кран – балок не требуется устройства подкрано-вых путей, что упрощает строительную часть сооружения.

Кран-балка с ручным или электрическим управлением (рис.12.1) пред-ставляет собой отрезок двутавра, подвешенный к двум кареткам, каждая из ко-торых передвигается по подвесному монорельсу из двутавровой балки. Моно-рельсы крепятся к балкам перекрытия.

Для перехода тали с грузом на монорельсы, расположенные в соседних пролетах, кран-балки оборудуют замками и стыкующими устройствами, что по-зволяет передавать грузы из пролета в пролет.

Мостовые краны передвигаются вдоль машинного зала по подкрановым балкам, которые обычно опираются на консоли несущих колонн или выступы (пилястры) стен.

В зависимости от грузоподъемности и размеров пролетов сооружений ручные мостовые краны изготавливают однобалочными и двухбалочными.

Помимо стационарных кранов машинного зала в здании насосной стан-ции необходимо предусматривать местные грузоподъемные средства и таке-лажные приспособления, обеспечивающие механизацию монтажа, а также ре-монта насосных агрегатов и вспомогательного гидромеханического оборудова-ния. На станциях должны быть отведены места для хранения этих приспособле-ний.

 

Рис.12.1 Подвесная электрическая кран-балка

    Рассмотрев значения элементов насосных агрегатов, принимаем решение, что в качестве основного ПТО принимаем подвесную кран-балку.

13.Расположение насосных агрегатов и определение основных размеров здания насосной станции

    Расположение насосных агрегатов и трубопроводов в здании насосной станции должно обеспечить надежность действия основного и вспомогатель-ного оборудования, а также удобство, простоту и безопасность его обслужива-ния. Оборудование обычно компонуют исходя из минимальной протяженности внутристанционных коммуникаций и с учетом возможности расширения стан-ции в будущем.

    Схема расположения агрегатов в здании насосной станции целиком и полностью определяется типом, размерами и числом основных насосов, а также формой машинного здания в плане.

    Применительно к центробежным насосам с горизонтальным валом, уста-навливаемым в машинном здании прямоугольной формы, наибольшее расп-ространение получили следующие основные схемы расположения агрегатов:

o  однорядное расположение агрегатов параллельно продольной оси стан-ции;

o  однорядное расположение агрегатов перепендикулярно продольной оси станции;

o  однорядное расположение агрегатов под углом к продольной оси стан-ции;

o  двухрядное расположение агрегатов;

o  двухрядное расположение агрегатов в шахматном порядке.

Достоинствами однорядного расположения агрегатов параллельно про-дольной оси станции (см. рис.13.1, а) являются компактность размещения обо-рудования и небольшая ширина машинного здания. Особенно выгодна эта схема при применении двухсторонних насосов, у которого всасывающая и на-порная линии располагаются в плоскости, перпендикулярной оси насоса. Не-достатком является большая длина здания насосной станции, поэтому приме-нение этой схемы целесообразно при небольшом числе агрегатов.

Рис.13.1 Схемы расположения насосных агрегатов с горизонтальными центробежными насосами

К достоинствам второй схемы однорядного расположения агрегатов (см. рис.13.1, б) следует отнести: компактность размещения оборудования, как и в первой схеме, и значительно меньшую длину машинного здания. Особые пре-имущества имеет эта схема при применении насосов консольного типа, у кото-рых всасывающая линия подходит к торцу насоса. Однако ширина машинного здания насосной станции при такой схеме расположения несколько увеличива-ется.

При однорядном расположении насосных агрегатов под углом к про-дольной оси здания станции (см. рис.13.1, в) объединяются достоинства первых двух схем. За счет небольшого, по сравнению со второй схемой, увеличения длины здания можно существенно уменьшить его ширину.

Схема двухрядного расположения агрегатов (см. рис.13.1, г) находит при-менение при большом числе агрегатов различного назначения и разных разме-ров. При таком расположении агрегатов значительно увеличивается пролет зда-ния и усложняется коммуникация трубопроводов.

Шахматное двухрядное расположение агрегатов (см. рис.13.1, д) приме-няется при большом числе крупных агрегатов. Размещение внутристанционных трубопроводов по этой схеме более компактно, чем по предыдущей. Кроме того, значительно площадь машинного зала, если электродвигатели в одном ряду установить с одной стороны от насосов, а в другом – с другой стороны, что возможно лишь при разном направлении вращения насосов.

При любой схеме расположение насосных агрегатов в здании насосной станции должно обеспечивать полную их безопасность и удобство расположе-ния, а также возможность монтажа и разборки насосов и электродвигателей.

Проход между агрегатами принимается не менее одного метра при уста-новке электродвигателей напряжением до 1000 В и не менее 1, 2 м при уста-новке электродвигателей более высокого напряжения. Во всех случая рассто-яние между неподвижными выступающими частями оборудования должно быть не менее 0, 7 м. Расстояние от длинных сторон фундаментных плит насос-ных агрегатов до стен должно быть не менее одного метра. Насосы с неразъем-ным корпусом по горизонтальной плоскости, у которых вал с рабочим колесом при демонтаже выдвигается наружу по направлению оси насоса, следует уста-навливать на расстоянии от стен или других агрегатов не менее чем длина вала насоса плюс 0, 25 м (но не менее 0, 8м). Такое же расстояние должно быть ос-тавлено и для удобства демонтажа электродвигателей с горизонтальным валом. Проход между агрегатами и электрораспределительным щитом должен быть не менее двух метров.

В зданиях насосных станций, оборудованных небольшими насосами с электродвигателями напряжением до 1000 В и диаметром напорного патрубка до 100 мм включительно, допускается установка агрегатов непосредственно у стен, а также установка двух агрегатов на одном фундаменте без прохода между ними, но с проходом вокруг них шириной не менее 0, 7 м.

Вспомогательные насосы (дренажные, осушительные, вакуум-насосы) обычно располагают в свободных местах машинного зала таким образом, чтобы это не вызывало увеличения размеров здания. Для таких насосов проход может быть оставлен только с одной стороны. Вакуум-насосы ввиду их малых разме-ров и периодичности работы могут быть установлены даже на конштейнах на стенах машинного зала.

Щиты и пульты управления насосными агрегатами и задвижками распо-лагают, как правило, на балконах или на площадках вдоль стен.

Размеры машинного здания станции в плане определяются после выбора схемы расположения насосных агрегатов и компоновки внутристанционных трубопроводов с учетом рекомендуемых расстояний между стенами зданий и элементами оборудования.

Так, ширина машинного здания представляет собой сумму длин участков трубопроводов, фасонных частей и арматуры на всасывающей и напорной ли-ниях насоса, а также поперечного размера самого насоса.

Длина прямоугольного машинного здания определяется проходами между торцовыми стенами и агрегатами, продольным размером самих агрега-тов и расстояниями между ними.

Высота верхнего строения, не оборудованного подъемными механиз-мами, в зданиях насосных станций незаглубленного типа должна быть не менее трех метров. В зданиях станций, оборудованных стационарными грузоподъем-ными механизмами, высоту верхнего строения определяют расчетом.

Рис.13.2 Расчетная схема к определению высоты верхнего строения зданий насосных станций

    Помещение, оборудованное подвесной кран-балкой (см. рис.13.2), должно иметь высоту:

                             (13.1),

где  - высота монорельса кран-балки с учетом конструкции крепления его к перекрытию;

- минимальная высота от крюка до низа монорельса;

 - высота строповки груза;

 - высота груза;

 - высота установленного оборудования;

 - минимальная высота от груза до установленного оборудования.

 

14.Подземная часть здания насосной станции. Фундаменты и опорные конструкции

    Подземная часть здания насосной станции может иметь различную кон-струкцию в зависимости от типа станции, компоновки оборудования и вели-чины заглубления. В подавляющем большинстве случаев подземная часть зда-ния выполняется из монолитного бетона и железобетона, реже из сборных эле-ментов, поскольку помимо трудности унификации отдельных элементов под-земной части станции довольно сложно обеспечить водонепроницаемость сбор-ной конструкции, имеющей большое число стыков.

    Фундаменты. Горизонтальные центробежные насосы типов Д и много-ступенчатые – на рамах, изготавливаемых из прокатной стали непосредственно на месте.

    В наземных и частично заглубленных насосных станциях агрегаты уста-навливают на специальных фундаментах (см. рис.14.1). Ширину и длину фун-дамента принимают на 10-15 см больше ширины и длины плиты или рамы, на которой смонтированы насос и приводной электродвигатель.

    Глубина заложения фундамента зависит от расположения всасывающих и напорных трубопроводов и определяется расчетом с учетом структуры грунта в основании насосной станции. В любом случае она должна быть не менее 50-70 см, а также не менее глубины заложения фундаментов соседних агрегатов. Вы-соту фундамента над уровнем чистого пола машинного зала принимают не ме-нее 10 см.

    Между фундаментами отдельных агрегатов, стен и колонн внутри здания станции следует предусматривать разрывы; в местах сопряжения фундаментов с полом необходимо устраивать осадочные швы.

    Опорные плиты или рамы скрепляют с фундаментами анкерными бол-тами, гнезда которых заделывают бетоном после тщательной проверки пра-вильности установки агрегата. На верхней поверхности фундаментов преду-сматривают бортики, желобки и трубки для сбора и отвода воды, просочив-шейся через сальники насосов.

    При установке агрегата на плите особое внимание должно быть обращено на точность совпадение осей валов насоса и электродвигателя, так как непра-вильная установка влечет за собой перегрузку двигателя и быстрый износ под-шипников. Лапы корпусов насоса и электродвигателя крепят к плите или к раме короткими болтами, которые остаются незалитыми, что дает возможность легко демонтировать агрегат.

Рис.14.1 Установка насоса с двухсторонних входом

 

 

15.Верхнее строение здания насосной станции

    Схема компоновки сооружений насосной станции, тип основного обору-дования, его размещение в машинном здании, размеры и конструкция верхнего строения тесно связаны между собой. В современной практике строительства водоприемных насосных станций применяют следующие конструкции верхнего строения машинного здания:

¾    закрытые с размещением внутри машинного здания подъемно-транс-портных средств, обеспечивающих все монтажные операции;

¾    полуоткрытые с пониженным машинным залом, обслуживаемым козло-вым краном необходимой грузоподъемности. В перекрытии пониженного верх-него строения над агрегатами предусматриваются монтажные люки со съем-ными или раздвижными крышками.

Верхнее строение водопроводной насосной станции представляет собой, как правило, обычное промышленное здание, которое в зависимости от разме-ров и грузоподъемности подъемно-транспортных средств может быть бескар-касной или каркасной конструкции.

Бескаркасную конструкцию чаще всего выполняют из кирпичной кладки, а иногда из сборных бетонных или кирпичных монолитных блоков. При высоте стен до 6 м и массе самой тяжелой детали до 3000 кг толщина стен принимается в два кирпича. Монорельсы тельферов и продольные пути кран-балок подвешивают к балкам перекрытия.

Если в здании насосной станции устанавливается более тяжелое оборудо-вание (масса монтажной единицы до 5000 кг), стены выполняют в два кирпича с выступающими внутрь здания на полтора кирпича пилястрами, которые слу-жат опорами для подкрановых балок. На уровне основания подкрановых балок и выше стены выкладывают в полтора кирпича, с тем чтобы можно было раз-местить подкрановые балки.

Каркасную конструкцию верхнего строения применяют в зданиях крупных насосных станций, когда масса самой тяжелой детали превышает 5000 кг.  

 

 

Список литературы

 

    1.ГОСТ 7890-93. Краны мостовые однобалочные подвесные.

2.ГОСТ 10704-91. Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.

СНиП 2-60-75. Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов.

4.СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий.

    5.СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение наружной сети и сооружения.

6.СП 8.13330.2012. Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуалированная редакция. Москва. 2012 год.

7.СП 31.133330.2012. Водоснабжение наружной сети и сооружения. Актуалированная редакция. Москва. 2012 год.

8.Дикаревский В.С., Иванов В.Г. Водоснабжение и водоотведениена железнодорожном транспорте. – М.: Учебно-методический центр по образованию на ж.д. транспорте, 2009.

9.Карелин В.Я. Насосы и насосные станции. Учебник. 2010.

10.Комков В.А. Насосные и воздуходувные станции. Учебник. 2009.

11.Турк В.И., Минаев А.В., Карелин В.Я. Насосы и насосные станции. – Изд. 4-е. М.: Стройиздат, 1986.

12. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. Издание 5-е, дополненное. Стройиздат, 1973.

13.ТП 901 – 5 – 48.90. Водонапорные башни со стальными баками и стволами из сборных железобетонных элементов. Башня высотой 42 м с баком вместимостью 500 кубометров.

14.ТП 901 – 4 – 59.83. Резервуары для воды прямоугольные железобетон-ные сборные емкостью от 500 до 1200 кубометров.

 

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться: