Файл: Жигунов Сергей Александрович.docx

Теоретическая часть
1. Краткая характеристика процесса водоотлива
2. Общее устройство водоотливных установок
3. Технологическая схема насосной установки главного водоотлива
Расчетная часть
1. Ориентировочный выбор типа насосов и их количества
2. Расчет и выбор трубопроводов, выбор коллекторов
3. Определение вакуумметрической высоты всасывания и мощности насоса
4. Выбор насосов, определение их количества и схемы соединения
5. Приборы регулирования уровня
6. Автоматизация водоотливной установки
7. Управление водоотливными установками
8. Работа установки и ее экономические показатели
9. Дополнительное оборудование и сооружение установки
10. Вспомогательное оборудование
11. Компоновка водоотливной установки на линиях метрополитена
12. Эксплуатация и ремонт водоотливной установки
Экономическая часть
1. Технико-экономическое обоснование применения насосов
2. Расчет экономического эффекта
Охрана труда и требования безопасности
1. Вредные и опасные производственные факторы при эксплуатации водоотливных установок.
2. Основные направления корпоративной политики метрополитена в области охраны труда

Заключение

Список литературы

Приложения

Теоретическая часть
1. Краткая характеристика процесса водоотлива.

Водоотвод в метрополитене — сбор и удаление из сооружений метрополитена грунтовых вод, проникающих через неплотности обделок тоннеля, а также воды, поступающей от установок охлаждения воздуха, при мытье тоннелей и станций и т. д.; осуществляется системой водоотвода, состоящей из самотёчных лотков и труб, водоотливных насосных установок с водосборниками и напорных трубопроводов. Самотёчные лотки и трубы прокладываются с уклоном к пониженным местам трассы метрополитена, где вода попадает в водосборники, имеющие отстойники для накопления содержащихся в воде механическая примесей. Для водоотвода применяются водоотливные насосные установки — основные, местные и транзитные. Вода из водосборников основных водоотливных установок периодически откачивается насосами в гор. ливневую канализацию. Водосборники местных водоотливных установок размещаются в пониженных местах станций метрополитена и притоннельных сооружений. Вода из водосборников местных водоотливных установок на линиях

мелкого заложения откачивается на поверхность, а на линиях глубокого заложения — в основные водоотливные установки. Транзитные водоотливные установки размещаются на затяжных уклонах трассы или в некоторых местах с неблагоприятными гидрогеологическими условиями (например, при пересечении рек) и откачивают воду в гор. ливневую канализацию. Местные и транзитные водоотливные установки имеют два, а основные — три насоса с автоматическими включением и выключением (в зависимости от уровня воды в водосборнике). Все водоотливные установки работают автоматически в зависимости от уровня воды (его подъёма или понижения) в водосборнике, за которым «следит» поплавковое реле.
1.2 Общее устройство водоотливных установок
Водосборники основных и транзитных водоотливных установок на линиях глубокого заложения должны иметь две камеры для периодической очистки водосборника без перерыва работы водоотливной установки и быть оборудованы устройствами для взмучивания осадка.

Основные водоотливные установки во всех случаях, а также транзитные, расположенные на подречных участках тоннелей, должны иметь два трубопровода для удаления воды в городской водосток.

Отвод воды из раковин и умывальников, установленных в подземных понизительных и тягово-понизительных подстанциях, машинных помещениях эскалаторов, умывальных, гардеробных и комнатах уборщиц, следует осуществлять по трубам в водоотводную систему метрополитена. Насосы на водоотливных установках включаются или выключаются автоматически при помощи поплавкового реле в зависимости от подъема или понижения уровня воды в водосборнике. По мере наполнения водосборника вначале автоматически включается рабочий насос. Затем, если приток воды будет превышать производительность рабочего насоса и уровень в водосборнике достигнет установленного предела, поплавковое реле включает в работу резервный насос. В последнее время на основных дренажных перекачках метрополитенов устанавливают горизонтальные центробежные насосы типа 4НДВ-60 завода «Ливгидромаш» (рис. 251). Насос 4НДВ центробежный с непосредственным приводом от электродвигателя. Производительность насоса составляет 126—180 м3/ч и напор — 84—94 м вод. ст. Мощность двигателя 55—75 квт с числом оборотов 2 950 об/мин. Насос предназначен для перекачки воды со взвешенными частицами песка, бумаги и пр. Вода из водосборника по напорному трубопроводу подается в специальный контрольный колодец, из которого самотеком поступает в городской водосток. Напорный трубопровод, идущий из тоннелей глубокого заложения, прокладывают либо в ближайшем стволе шахты, либо для этой цели проходят специальную буровую скважину. В тоннелях мелкого заложения напорный трубопровод пропускают через стену или перекрытие обделки. Для наблюдения за работой основной водоотливной установки на ближайшей станции метрополитена в специальном помещении устанавливают распределительный щит с сигнальными лампами. По сигнальным лампам наблюдают продолжительность работы насосов и количество воды в водосборнике. При аварийном поступлении воды вступает в действие звуковая сигнализация Основная

водоотливная установка оборудуется тремя насосами, каждый из которых рассчитан на максимальный объем работы. Водосборники основных и транзитных водоотливных установок на линиях глубокого заложения имеют две камеры, служащие для непрерывной поочередной периодической очистки. Высший уровень воды в водосборнике должен быть не менее чем на 0,1 м ниже сливной трубы, а низший на 0,2 м выше фланца всасывающей сетки насоса. Для надежной работы основные водоотливные установки получают питание от двух независимых источников энергоснабжения. Установки оборудованы сигнализацией аварийного уровня.
Один из главных параметров, определяющих устройство водоотливной установки, выбор насоса, продолжительность и цикличность его работы, – значение водопритока в горные выработки и его динамика в процессе эксплуатации предприятия. Вода в горные выработки поступает непрерывно, ее количество зависит от площади горных работ, водообильности вмещающих пород, поверхностных источников и т.п.
Конструктивное разнообразие насосов чрезвычайно велико, поэтому классификация насосов по их назначению весьма затруднительна. Более логична классификация, основанная на различиях в принципе действия. С этой точки зрения все насосы разделяются на два вида: динамические и объемные. Классификация приведена на рисунке.

Рисунок 1.2.1

В динамических насосах жидкость движется под силовым воздействием в камере постоянного объема, сообщающейся с подводящими и отводящими устройствами. В зависимости от вида силового воздействия на жидкость, динамические насосы, в свою очередь, делятся на лопастные и трения. Объемные насосы работают по принципу вытеснения жидкости из камеры за счет уменьшения ее объема. Периодическое изменение объема камеры про- 5 исходит за счет возвратно-поступательного или вращательного движения рабочего органа насоса. Особое внимание нами будет уделено рассмотрению центробежным насосам, так как они будут выбраны для расчетной части нашей работы, а так же составляют абсолютное большинство эксплуатируемых насосов в системах водоснабжения и водоотведения. Центробежные насосы являются одной из самых распространенных разновидностей динамических гидравлических машин. Они широко применяются: в системах водоснабжения, водоотведения, в теплоэнергетике, в химической промышленности, в атомной промышленности, в авиационной и ракетной технике и др.

Рис. 1.2.1:
1 - рабочая камера; 2 - рабочее колесо; 3 - направляющий аппарат; 4 - вал;
5 - лопатка рабочего колеса;
6 - лопатка направляющего аппарата; 7 - нагнетательный патрубок;
8 - подшипник; 9 - корпус насоса (опорная стойка);
10 - гидравлическое торцовое уплотнение вала (сальник);
11 - всасывающий патрубок.

Но центробежные насосы обладают и рядом недостатков:

требуют заливки перед пуском;
имеют склонность к кавитации;
имеют пониженное значение КПД при перекачивании вязких жидкостей;
имеют небольшое значение КПД при малой подаче жидкости Q и большое значение напора Н и др.

Центробежные насосы целесообразно использовать в области больших подач жидкости Q и низких и средних напоров жидкости.

1.3 Технологическая схема насосной установки главного водоотлива

Главная водоотливная установка в соответствии с требованиями правил безопасности оборудуется не менее чем тремя насосными агрегатами, а по стволу прокладываются не менее двух нагнетательных трубопроводов. Каждый насос и нагнетательный трубопровод включаются в работу поочередно, каждый из них рассчитан на откачку нормального суточного притока, и только при повышенном притоке (весной, осенью) предусматривается одновременное включение двух насосов и трубопроводов. На рисунке 1 представлена гидравлическая схема работы насосного агрегата при откачке воды из водосборного колодца, где 1 – приемный колодец; 2 – подводящий трубопровод, оборудованный приемной сеткой ПС (предохраняющей от поступления в трубопровод твердого крупностью большей, чем 0.3-0.5 ширины выходной щели рабочего колеса) и обратным клапаном ОК (который препятствует вытеканию воды из проточной части основного насоса при заливке); 3 – насос; 4 – нагнетательный трубопровод с обратным клапаном ОК (служащий для сохранения воды в нагнетательном трубопроводе при стоянке насосов, недопущения обратного движения воды при остановке насосов и защиты насоса от гидравлического удара при внеплановой остановке), регулировочной задвижкой ЗР с приводом ПЗ (служащей для изменения режимов работы агрегата) и концевыми выключателями положения КВО, КВЗ; Q_т – расходомер, установленный на подводящем трубопроводе; h_т – уровнемер, расположенный в приемном колодце водосборника [3].

Рисунок 1.3.1 – Технологическая схема насосной установки главного водоотлива шахты

1 – 2 – 3 -4-
В насосной камере трубопровод закольцован и оборудован распределительными задвижками, что образует коллектор. С помощью этих задвижек каждый из насосов может работать на один из напорных ставов или на оба става в параллель.