Насосные станции

 

5. Строится характеристика напорного трубопровода Q – Нтр1,2:

  (5.6)

к – коэффициент, учитывающий местные потери в напорном водоводе, равен 1,1;

S0=0,00020023 с2/м5 – удельное сопротивление водовода (зависит от его диаметра);

l = 380 м – длина водовода.

Определение координат кривой характеристики сопротивления одного напорного водовода удобно вести в табличной форме:

Таблица 5.2. Определение координат кривой характеристики сопротивления одного напорного водовода.

Q, м3/с	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
	0	0,08	0,34	0,75	1,34	2,09	3,01	4,10	5,36	6,78	8,37	10,1	12,1	14,1	16,4

 

Для построения этой кривой откладывается определенная ранее средневзвешенная геодезическая высота подъема (Нгср+ΔН – для станций работающих на излив) и проводится линия параллельная оси абсцисс.

Суммарная характеристика обоих водоводов строится путем сложения расходов в водоводах при постоянном напоре.

6. Наносится паспортная характеристика насоса Q – Н1,2,3, строятся характеристики двух и трех параллельно работающих насосов Q – Н1+2 и Q – Н1+2+3.
7. Отложив на шкале расходов заданную производительность насосной станции Qнст и поднявшись до пересечения с кривой Q – Нтр1+2 – получим точку А с координатами (Qнст;Н1). Н1 – напор необходимый в начале водовода при расчетной производительности Qнст.

Далее строится точка В с координатами (Qн;Н1). Qн – подача одного насоса.

8. В точке В к напору Н1 прибавляется величина внутристанционных потерь, соответствующих расходу одного насоса. Получается точка С, соответствующая значению полного напора насоса при максимальной производительности насосной станции.
9. Так как точка С не попадает на паспортную характеристику насоса, то производится обточка рабочего колеса насоса.
10. Изменение положения характеристики насоса обточкой рабочего колеса производится в следующей последовательности :
1. Строится парабола подобных режимов: k – параметр параболы, который находится из условия прохождения ее через точку С т. е.  (5.7)

Находятся параметры точки Е пересечения параболы с паспортной характеристикой насоса при нормальном диаметре рабочего колеса (QЕ;НЕ).

Таблица 5.3. Координаты параболы подобных режимов.

Q, м3/с	0	1	2	3	4	5	6
H, м	0	3,3	13,2	29,7	52,8	82,5	118,8

 

2. Определяется коэффициент быстроходности насоса

  (5.8)

Qн,Нн – расход и напор насоса при максимальном КПД.

3. Определяется диаметр рабочего колеса:

  (5.9)

4. Процент обточки  (5.10) при ns=153,63
5. Через точку С строим характеристику насоса с обточенным рабочим колесом.

  (5.11)    (5.12)

Таблица 5.4. Результаты пересчета характеристики насоса при обточке рабочего колеса.

Точки	Параметры насоса
	При D =1850 мм		При Dобт =1810 мм
	Q, м3/с	Н, м	Q, м3/с	Н, м
1	1	72,5	0,978378	69,39876
2	2	72	1,956757	68,92015
3	3	71	2,935135	67,96292
4	4	70	3,913514	67,0057
5	5	69	4,891892	66,04847
6	6	67,5	5,87027	64,61264
7	7	59,5	6,848649	56,95484
8	8	53	7,827027	50,73289

 

 

11. Строится приведенная характеристика насоса, проходящая через точку В. Для этого от ординат кривой Qобт – Нобт 1,2,3 отнимаются потери hвн.ст.
12. Строятся приведенные кривые совместной работы параллельно включенных насосов.
13. Определяются величины подач и напоров при индивидуальной и параллельной работе насосов на один и два водовода.

Таблица 5.2. Величины подач и напоров при индивидуальной и параллельной работе насосов на один и два водовода.

№	Режим работы	Н, м	Q, м3/с
1	Индивидуальная работа на один водовод	63,5	5,3
2	Индивидуальная работа на два водовода	61,8	5,7
3	Параллельная работа двух насосов на один водовод	65,8	7,6
4	Параллельная работа трех насосов на один водовод	67,5	8,8
5	Параллельная работа двух насосов на два водовода	63,3	10,4
6	Параллельная работа трех насосов на два водовода	64,9	13,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Подбор вспомогательного оборудования

Вспомогательное оборудование включает в себя механическое оборудование и обслуживающие станцию системы и хозяйства: дренажно-осушительная система; системы технического водоснабжения и маслоснабжения; пневматическое хозяйство.

6.1. Сороудерживающие устройства

Устраиваются в виде поверхностных съемных вертикальных сороудерживающих решеток на всех водоприемных отверстиях основных насосов. Служат для предотвращения попадания в водоприемные отверстия сора и плавающих тел, а в отдельных случаях и рыбы.

Решетки систематически очищаются с помощью специальных решеткоочистительных устройств.

6.2. Затворы

Основные или рабочие затворы – служат для оперативного регулирования расходов и уровней воды, поднимаются и опускаются в текущей воде, т. е. под напором.

Ремонтные затворы – используются для временного перекрытия входных отверстий при ремонтах и осмотрах основных затворов, а также насосов и другого оборудования станции в целом.

6.3. Подъемно-транспортное оборудование

Это оборудование необходимо для монтажа, ремонта и демонтажа насосных агрегатов, другого оборудования станции.

Его грузоподъемность определяется массой наиболее тяжелой монтажной единицы умноженной на коэффициент запаса к=1,1…1,15. Масса деталей принимается в пределах до 60% от общей массы насоса или приводного электродвигателя.

Насос марки 1200В – 6,3/63 имеет массу 24 тонны, значит масса самой тяжелой детали насоса составляет 14,4 тонн, масса двигателя ВСДН-18-49-16 — 32 тонны значит масса самой тяжелой детали двигателя составляет 19,2 тонны.

По каталогу подбирается мостовой электрический кран грузоподъемностью 20 тонн.

6.4. Дренажно-осушительная система

Дренажно-осушительная система необходима для удаления дренажной воды из подземной части здания и для откачивания воды из проточных трактов станции.

Дренажно-осушительная система включает в себя дренажные насосные установки для откачки профильтровавшейся воды в помещение агрегатной части здания станции и систему осушения или опорожнения станции.

Для насосных станций с подачей свыше 10 м3/с подача дренажных насосов назначается Qд=10л/с.

Суммарная подача насосов системы опорожнения

 (6.1)

W=15 м3 – суммарный объем воды, находящийся во всасывающей трубе и в камере осушаемого насоса при максимальном УНБ;

t=5 ч – время откачки;

q=1 л/с=3,6 м3/ч. — фильтрационный расход.

Так как удаление дренажной воды из подземных помещений ведется периодически, в дренажно-осушительной системе устраиваются только два рабочих насоса.

6.5. Система технического водоснабжения

Предназначена для подачи технически чистой воды к устройствам насосных агрегатов, к сальниковым уплотнениям. Источник водопитания — нижний бьеф.

Подача на каждый насосный агрегат — 1 л/с, при напоре — 50 м.

В системе технического водоснабжения используют центробежные насосы консольного типа «К» — один рабочий и один резервный.

6.6. Система маслоснабжения и  пневматическое хозяйство

Система маслоснабжения необходима для обеспечения маслами масляных ванн и подшипников электродвигателей, насосов, трансформаторов и других маслонаполненных электроаппаратов. Насосы подбираются из условия заполнения емкости вместимостью до 20 тонн за 2 часа, а больших емкостей не более чем за 4 часа.

Пневматическое хозяйство служит для обеспечения сжатым воздухом станции, т. е. для питания устройств очистки сороудерживающих решеток и обдувки обмоток электродвигателей, котлов маслонапорных установок, торможения агрегатов, а также для снабжения аппаратуры контроля, пневмоинструментов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Конструктивно-компоновочные решения  зданий насосной станции, водозаборных  сооружений и их параметры

7.1. Выбор типа здания станции

Так как забор воды ведется из реки с большим колебанием уровня воды в ней 2,2 м, большой отрицательной высоты всасывания насоса и подачей более 2м3/с, принимается заглубленное здание станции блочного типа.

7.2. Определение высотного положения  основных насосных агрегатов

Отметка оси насосов определяется алгебраической суммой расчетного (минимального) уровня воды в источнике и значения допустимой геометрической высоты всасывания насоса :

ОН= УВmin+Нвсдоп, м.   (7.1)

  (7.2)

Допустимая высота всасывания требуемая заводом изготовителем — -1,4…-2,9м.

Окончательно .

Напор воды соответствующий атмосферному давлению на уровне установки насоса –

  (7.3)

— упругость насыщенных паров жидкости, =0,24м при t=20оС;

=11,5м — допустимый кавитационный  запас, снимается с характеристики  насоса;

=0,23м — потери напора во  всасывающей линии.

ОН=169,9 - 1,83 = 168,07 м.

7.3. Определение основных размеров здания насосной станции

7.3.1. Определение высоты подземной  части здания

Высота подземной части здания насосной станции заглубленного типа определяется по формуле:

  (7.4)

=0,1Нст≈0,6м – толщина фундаментной плиты;

ФП= ОН-hн=168,07 – 2,34 = 165,73м  (7.5) — отметка верха фундаментной плиты;

hн=2,34 — превышение оси рабочего колеса насоса над верхом фундаментной плиты;

 (7.6) — максимально возможный напор воды на конструкцию в расчетном сечении;

 — допустимая геометрическая  высота всасывания;

 (7.7) — амплитуда колебаний уровня  воды в водоисточнике;

 — конструктивный запас.

 

 

 

 

7.3.2. Плановая компоновка и размеры  насосного помещения здания станции

Насосные агрегаты располагаются в один ряд вдоль водоприемного фронта.

Ширина агрегатного блока принимается равной:

  (7.8)

- толщина стены насосного помещения  станции;

а1=1,24м – монтажный проход;

bНА=3,26м – поперечный размер насосного агрегата;

lком=5м – длина участка внутристанционных коммуникаций;

а2=0,5м – монтажное удаление коммуникаций от стены помещения.

Расстояние между осями агрегатов, т. е. длина агрегатного блока определяется условиями размещения насосных агрегатов и обеспечением монтажно-эксплуатационных проходов: