Насосные станции

 

 

Сибирский государственный университет путей сообщения

(СГУПС)

 

 

 

Кафедра «Гидравлика, водоснабжение, водные ресурсы и экология»

 

 

 

 

 

Насосные станции

 

Курсовой проект № 1

по дисциплине «Насосы и воздуходувные станции»

 

 

 

 

 

Руководитель    доц. кафедры                                      _________________И.Л.Ким

Выполнил студент  гр. 12-ВВ-01                             _____________  О.А. Слепышева

 

 

Краткая рецензия

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

                   (запись о допуске к защите)

 

 

__________________________                                                 ___________________

      (оценка по результатам защиты)                                                                        (подпись преподавателя)

 

 

 

 

 

 

2014г

Состав проекта

 

1 Задание на проектирование

2 Аннотация

3 Пояснительная записка

4 Чертежи

План и разрезы здания насосной станции второго подъёма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Задание на проектирование

 

Таблица 1

Наименование показателей	НС-1	НС-2		КНС
1. Среднее суточное потребление  воды (приток сточных вод), м3/сут.:	20500
2. Коэффициент суточной неравномерности водопотребления Ксут	—		1,2		—
3. Отметка минимального уровня  воды в источнике (резервуаре), м	—		161		—
4. Отметка максимального уровня  воды в источнике (резервуаре), м	—		164		—
5. Отметка уровня воды в смесителе, м	—		—		—
6. Отметка максимального уровня воды в баке водонапорной башни, м	—		192,9		—
7. Отметка выливного отверстия  напорного канализационного коллектора, м	—		—		—
8. Отметка поверхности земли у  насосной станции, м	—		163		—
9. Максимальная температура водопроводной воды (стоков), оС	18,03
10. Длина трубопроводов, м самотечного - всасывающего - напорного -
	—		—		—
	—		20,5		—
	—		1050		—
11. Глубина залегания грунтовых  вод, м	—		—		—
12. Глубина промерзания грунтов, м	1,53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 - Распределение водопотребления по часам суток, в % от Qcут.max

Часы суток	Распределение водопотребления по часам суток, в % от Qcут.max
0-1	1,5
1-2	1,5
2-3	1,5
3-4	1,5
4-5	2,5
5-6	3,5
6-7	4,5
7-8	5,5
8-9	6,25
9-10	6,25
10-11	6,25
11-12	6,25
12-13	5,1
13-14	5,0
14-15	5,9
15-16	6,0
16-17	6,0
17-18	5,5
18-19	5,0
19-20	4,0
20-21	4,0
21-22	3,0
22-23	2,0
23-24	1,5
∑	100

 

 

2. Аннотация

Настоящая работа представляет собой курсовой проект по дисциплине «Насосы и насосные станции», разработанный на основе задания и методических указаний.

В данном курсовом проекте запроектирована и разработана насосная станция второго подъема.

Определена производительность насосной станции, подобрано 3 рабочих и 2 резервных насоса, определена емкость бака, произведен расчет всасывающих и напорных трубопроводов, подобраны их диаметры.

По каталогу насосов подобран насос марки, показаны его характеристики.

Построен график совместной работы насосов и трубопроводов при нормальном, аварийном режимах и при пожаротушении.

Согласно рассчитанной мощности на валу насоса подобран электродвигатель к насосу типа, мощностью кВт.

Произведен подбор грузоподъемных устройств, разработана объемно-планировочная и конструктивная схема насосной станции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

  3. Насосная станция второго подъема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .......... . . .7

  3.1 Построение графика водопотребления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . .7

  3.2 Выбор режима работы насосной станции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....... . . .7

  3.3 Определение регулируемого объёма бака водонапорной башни. . . . . ....... .9

  3.4 Определение требуемой производительности насосов. . . . . . . . . . . . ......... .11

  2.5 Определение требуемого напора насоса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....... . . .12

  3.5.1 Определение геометрической высоты подъёма воды . . . . . . . . . . . . ... . . .13

  3.5.2 Определение потерь напора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . .14

  3.5.2.1 Потери напора во всасывающем трубопроводе . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .14

3.5.2.2 Потери напора в коммуникациях в нутрии насосной станции . . . . . . . . 15

  3.5.2.3 Потери напора в напорных трубопроводах. . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . .15

  3.5.2.4 Суммарные потери напора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .16

  3.6 Подбор насосов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . ........ . . . . . . .16 

  3.7 Анализ совместной работы насосов и трубопроводов . . . . . . . . . . ....... . . . .18

3.7.1 Нормальный режим. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........ . . . .18

3.7.2 Аварийный режим. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . .21

3.7.3 Восполнение противопожарного запаса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .22

  3.8 Определение отметки оси насоса и пола насосной станции . . . . . . ...... .. . . 23

  4 Детальная проработка насосной станции первого подъема. . . . . . . . . . . ....... .24

  4.1 Подбор электродвигателя насоса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . .24

  4.2 Определение диаметров трубопровода внутри насосной станции. .. . . .... . .25

  4.3 Подбор вакуум насоса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..26

  4.4 Подбор запорно-регулирующей арматуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . .26

  4.5 Подбор контрольно-измерительных приборов . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . .... .26

4.6 Подбор грузоподъёмного оборудования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . .27

4.7 Компоновка здания насосной станции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... . .27

4.8.Определение размеров здания……………………………………………….27

Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .  . . .29                                                                                    

 

 

2 Проектирование насосной станции второго подъёма

 

1. Построение графика водопотребления

График построен на основании данных стандартного распределения расходов воды по часам суток 

График водопотребления представлен на рисунке 2.1

 

2.2 Выбор режима работы насосной станции.

      Построение графика водопотребления

     Исходя из ступенчатого графика водопотребления, представленного на рисунке 2.1,  режим работы насосов насосной станции второго подъема принят неравномерным по часам суток.

    Общее число насосов  на насосной станции второго  подъёма можно определить по  формуле

                                                     , 

где – максимальное и минимальное значения подачи, определяемые по графику водопотребления, %.

      Для данного соотношения равного 4,17 приняты к установке четыре рабочих технологических насоса. 
С 0 до 4 часов работает один насос;

С 4 до 6 часов работает два насоса;

С 6 до 7 часов работает три насоса;

С 7 до 12 часов работает четыре насоса;

С 12 до 14 часов работает три насоса;

С 14 до 18 часов работает четыре насоса;

С 18 до 21 часов работает три насоса;

С 21 до 22 часов работает два насоса;

С 22 до 0 часов работает один насос;

 

Пусть х – производительность одного отдельно работающего насоса в %, тогда подача двух насосов составит 2х∙0,95%; трех – 3х∙0,9; четырех – 4х·0,85. В этом случае уравнение суточной подачи всех насосов примет вид:

x∙T1+2·x∙0,95∙T2 +3·х ∙0,9∙T3 + 0,85·х·Т4=100%,

T1 = 6 ч;

T2 = 3 ч;

T3 = 6 ч;

Т4 = 9 ч;

x∙6 + 2·x∙0,95∙3 + 3·х ∙0,9∙6 + 4·х ∙0,85∙9  =100;

6·х + 5,7·х + 16,2·х + 30,6·х = 100;

     58,5·х = 100;

х = 100/58,5 = 1,709 % 
 
Подача насосов:

одного 1,709 % ;

двух 2∙0,95∙1,709 = 3,25 %;

трех 3∙0,9∙1,709 = 4,61 %;

четырех 4∙0,85∙1,709 = 5,81 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3  Определение регулирующего объема бака водонапорной башни

     Расчет регулирующего  представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.1- Расчет регулирующего объёма бака водонапорной башни

Часы суток	Водопотребление в % от Qсут. max.	Подача воды насосами в  % от Qсут. max.	Поступление воды в бак, %	Расход воды из бака, %	Фиктивный остаток воды в баке. %
0 – 1	1,5	1,709	0,209		5,209
1 – 2	1,5	1,709	0,209		5,418
2 – 3	1,5	1,709	0,209		5,627
3 – 4	1,5	1,709	0,209		5,836
4 – 5	2,5	3,25	0,75		6,586
5 – 6	3,5	3,25		0,25	6,336
6 – 7	4,5	4,61	0,11	-	6,446
7 – 8	5,5	5,81	0,31		6,756
8 – 9	6,25	5,81	-	0,44	6,316
9 – 10	6,25	5,81	-	0,44	5,876
10 – 11	6,25	5,81		0,44	5,436
11 – 12	6,25	5,81		0,44	4,996
12 – 13	5,1	4,61		0,49	4,506
13 – 14	5,0	4,61		0,39	4,116
14 – 15	5,9	5,81		0,09	4,026
15 – 16	6,0	5,81		0,19	3,836
16 – 17	6,0	5,81	-	0,19	3,646
17 – 18	5,5	5,81	0,31		3,956
18 – 19	5,0	4,61		0,39	3,566
19 – 20	4,0	4,61	0,61	-	4,176
20 – 21	4,0	4,61	0,61		4,786
21 – 22	3,0	3,25	0,25	-	5,036
22 – 23	2,0	1,709		0,291	4,745
23 – 24	1,5	1,709	0,209		4,954
∑	100	100	4	4	5

 

Проверка: регулирующий объём бака водонапорной башни определяется по формуле

                                        ,                                          

где p% – минимальный и максимальный проценты остатка воды в баке;

Qсут. max. – максимальный суточный расход воды потребителями.

Qсут. max = Kсут.·Qср.сут =1,2∙20500 = 24600 м3/сут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Определение требуемой производительности насосов

      Расчетная максимальная часовая подача воды насосами Qнс2 при нормальном режиме эксплуатации определяется по формуле

                                                                                      

где Pi – максимальная часовая подача в % от Qсут. max.(из графика работы насосной станции).

Pi = 5,81 %, тогда:

      Производительность одного насоса  определяется по формуле 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5 Определение требуемого напора насоса

      Требуемый напор насосов определяется расчетом по формуле

где  Hг – геометрическая высота подъема воды, м;

                                                               Нг = Е – D                                               где   E – отметка максимального уровня воды в баке водонапорной башни, м;

            Е = 192,9 м;

            D – отметка минимального уровня воды в резервуаре чистой воды, м;

            D = 161 м;

 

∑hw – потери напора, м.

 

2.5.1 Определение геометрической высоты подъёма воды

     Высотная схема водонапорной  башни насосной станции второго  подъема показана на рисунке 2.2

1 – резервуар чистой воды; 2 –  насосная станция второго подъёма;

3 – водонапорная башня.

Рисунок 2.2 – Высотная схема сооружения

      Геометрическая высота  подъема воды определяется по  формуле

                                                 ,                                          

где E – отметка максимального уровня воды в баке водонапорной башни, м;

      D – отметка минимального уровня воды в резервуаре чистой воды, м.

По заданию D=161 м; Е = 192,9 м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.2 Определение потерь напора

Потери напора определяються по формуле