Оптимальным местоположением насосной станции считается такое ее положение, при котором затраты на строительство минимальны.

Исходя из этого условия, насосную станцию необходимо расположить прямо у водовыпуска.
Существует другой метод расчета: по равенству стоимости одного погонного метра трубопровода и стоимости одного погонного метра подводящего канала.





(м³)

руб./м³

руб.
Получаем квадратное уравнение относительно глубины выемки подводящего канала, решив которое найдем максимальную глубину выемки.





м
Полученная глубина выемки больше максимального перепада высот отметок поверхности земли, что еще раз говорит о том, что насосную станцию необходимо расположить у самого водовыпуска.


Рис. 3.

4. Расчет трубопровода.
Необходимо определить потери напора в трубопроводе.

Так как трубопровод получился коротким, то потери напора по длине можно считать незначительными.

Местные потери напора принимаем равными 5% от геометрического напора.

Полные потери напора в трубопроводе:

м
Расчетный напор:

м

5. Выбор основного насосного оборудования.
Определим рабочие характеристики выбранного насоса ОП10-145 по [1].

подача = 9 м³/с

напор = 16,25 м

n = 365 об/мин

КПД = 87%

N = 1985 кВт

допустимый кавитационный запас h_доп = 10,5 м

угол установки лопастей = -3




6. Проектирование здания насосной станции.
6.1. Определение высоты всасывания.
Высоту всасывания определяем по формуле:



где

H₀ – атмосферное давление, H₀ = 10 м;

h_доп

---

– дополнительный кавитационный запас, h_доп = 10,5 м (берется из графических характеристик насоса [1]);

h_t = 0,24 м – давление, при котором при t = 20С вода закипает;

h_вс = 0,2 м – потеря на всасывание.


Высота всасывания оказалась недостаточной, поэтому принимаем значение H_s = -3 м, рекомендованное для этого насоса в каталоге [1].
6.2. Определение высоты подземной части здания насосной станции.
Первый способ.

Изобразим минимальный и максимальный уровни воды в нижнем бьефе и проведем ось насоса.



где

d – волновой запас, d = 0,75 м;

A – разность между максимальным и минимальным уровнями воды в нижнем бьефе, A = 1,5 м;

H_s – высота всасывания насоса, H_s = 0,94 м;

c – расстояние от оси насоса до нижней точки всасывающего трубопровода; вычисляется в зависимости от диаметра рабочего колеса по схеме всасывающего трубопровода (см. рис. 4), c = 3,8 м;

h_ф – высота фундамента, h_ф = 1/8*(с + H_s + d) = 1/8*(3,8 + 3 + 0,75) = 0,94 м 1 м
Таким образом

м

Второй способ.

Определяем высоту подземной части здания насосной станции из условия размещения необходимого оборудования.

м

где

Ж, Е и В взяты со схемы установки насоса [1];

hф – высота фундамента (берем из первого способа).




Рис. 4.
6.3. Определение ширины подземной части здания насосной станции.
Ширина подземной части здания насосной станции определяется по формуле:



где

L_ТР – длина всасывающей трубы, L_ТР = 4,3*D = 4,3*1,45 = 6,235 м;

D = 1,45 м – диаметр рабочего колеса насоса;

И = 2,9 м – параметр насоса, определяемый по [1];

Н_пч = 11,74 м – высота подземной части насосной станции.

м

Ширина подземной части насосной станции должна соответствовать стандартным характеристикам, поэтому длина должна в осях быть кратной 3 м.

---

Принимаем ширину подземной части м

Шаг колонн не должен превышать 6 м.

Для устройства крыши выбираем ферму 1ФТ18 ([3]) и плиты покрытий 1ПР6 ([4]).


Рис. 5.
6.4. Определение высоты надземной части здания насосной станции.
Высота надземной части здания насосной станции определяется по формуле:



где

h_стат и h_рот – параметры электродвигателя; определяются по [5],

h_рот = 2,85 м, h_стат = 1,74 м

h_заз = 0,5 м – высота зазора, необходимого при монтаже электродвигателя;

h_сц = 0,7 м (гибкая сцепка) – высота сцепки (захватного устройства);

h_кр – высота подъемного устройства;

h_п = 0,2 м – потолочный запас.

Грузоподъемность крана определяется по самому тяжелому элементу. Если самый тяжелый элемент < 5 тонн, то в качестве подъемного устройства – кран-балка, в противном случае – мостовой кран.

В нашем случае самый тяжелый элемент – насос (m_насоса = 16,3 т); h_кр = 1,4 м.

м

Выбираем колонну 3КК96 для здания высотой 10,5 м ([6]).


Рис. 6.
6.5. Определение длины здания насосной станции.
Длина здания НС определяется из расчета расположения основного оборудования по формуле:



где

D = 1,45 м – диаметр рабочего колеса;

= 1,5 м – ширина быка.

м = 21 м

Схема для определения длины здания насосной станции представлена на рис. 7.
6.6. Определение длины диффузора.
Так как водовыпуск находится непосредственно у насосной станции, то диаметр внутристанционного трубопровода примем D_{вн.ст.тр} = 2800 мм.

Длина диффузора определяется по формуле:

L_диф = (4÷5)*(D_{вн.ст.тр} – D_н.ф) = (4÷5)*(2800 – 1675) = (4500÷5625) мм

Принимаем длину диффузора L_диф = 5000 мм

7. Вспомогательное оборудование насосной станции.

1. 
   Подъемно-транспортное оборудование.
   
2. 
   Система отопления и вентиляции.
   
3. 
   Пневматическое оборудование.
   
4. 
   Техническое водоснабжение, дренажные, осушительные и противопожарные насосы.
   

---

Для вспомогательных насосов необходимо определить только подачу и напор, по ним выбрать марку насоса. Для вспомогательного оборудования используются консольные насосы.
7.1. Насосы технического водоснабжения.
Выбор насосов технического водоснабжения зависит от числа основных насосов:

• 
  если n_нас ≤ 4, то 1 рабочий + 1 резервный
  
• 
  если n_нас > 4, то 2 рабочих + 1 резервный.
  

В нашем случае выбираем 1 рабочий и 1 резервный насосы.

Насосы технического водоснабжения необходимы для:

• 
  смазки подшипников насосов;
  
• 
  охлаждения основных электродвигателей;
  
• 
  охлаждения компрессоров.
  

Расход воды (л/с) для смазки подшипников выбирается по таблице:

Тип насосов	О, ОП			Центробежные
Подшипник	О-55, О-87	ОП-110, ОП-145	ОП-185		28В-12, 32В-12	36В-22, 40В-16	52В-11, 52В-12
Нижний	0,5	0,5 - 1	1 - 1,5		-	-	-
Верхний	0,5	0,5 - 1	1 - 1,5		0,5	1	1,5-2

В нашем случае насос ОП10-145, следовательно, л/с.
Расход воды для охлаждения одного основного электродвигателя определяется по таблице:

Элемент охлаждения	Расход воды, л/с при электродвигателе мощностью, кВт
	<1000	1000-2000	2500-3000	3000-5500	6000-8000
Масляная ванна верх. крестовины	1,5	2	2,5	3	4
Масляная ванна ниж. крестовины	0,4	0,6	0,8	1	1,5
Воздушное охлаждение	-	12	15	20	28

---

В нашем случае электродвигатель мощностью 200 кВт, следовательно, Q_ох.дв = 14,6 л/с.


Расход воды для технического водоснабжения определяется по формуле:

Q_тех.вс = n* Q_см + n* Q_тех.вс + 2 = 4*2 + 4*14,6 + 2 = 68,4 л/с
Напор для насосов технического водоснабжения равен:

Н_тех.вс = Н_{осн.нас} + 15 = 16,45 +15 = 31,45 м
По найденным расходу и напору выбираем насосы 8К-300/25 (подача 220-340 м³/ч, напор 25-30 м).

7.2. Дренажные насосы.

Расход воды для дренажного насоса определяется по таблице:

Максимальная подача НС, м3/с	Кол-во дренируемой воды, л/с
<1	1
1-10	3,5-5
>10	8-10

В нашем случае максимальная подача НС 36 м³/с, следовательно:

л/с
Напор для дренажного насоса определяется по формуле:

м
Дренажные насосы – 1 рабочий + 1 резервный.

По найденным расходу и напору выбираем насосы 3К-45/30 (подача 30-54 м³/ч, напор 27-35 м).
7.3. Осушительные насосы.
Эти насосы необходимы для откачки воды из всасывающей трубы и части напорного трубопровода. Здесь выбираются 2 рабочих насоса без резервных. Время откачки воды 5÷8 часов.

Расход откачиваемой воды определяется по формуле:
где W – объем откачиваемой воды.





м³

м³

м³

м³
q_фильт = 1 л/с = 3,6 м³/ч на 1 метр погонный периметра уплотнительного контура.

Р = 2*(2,62D + 2,5D) = 2*(6,1+5,8) = 14,848 м
м³/ч
Напор такой же как у дренажного насоса Н_осуш = 10,83 м.

По найденным расходу и напору выбираем насосы 4К-90/20 (подача 60-100 м³/ч, напор 19-26 м).
7.4. Пожарные насосы.

---

Смотрите также файлы

• азастан тарихы жне леуметтік ылымдар кафедрасы Психология пні, 2 курс Барлы білім беру бадарламаларына арналан.docx

• Программа по профилактике маститов Преддоильная обработка вымени. Дезинфекция сосков вымени после доения.docx

• Бюджетноналоговая политика современной России.docx

• Федеральное го.docx

• История развития визуализации речи по учебной дисциплине Инфокоммуникационные технологии в образовании лиц с ограниченными возможностями здоровья.docx