КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Расчет режима работы насосной станции
Насосная станция II подъема подает воду непосредственно в сеть потребителя, и поэтому режим работы ее стараются максимально приблизить к режиму водопотребления.
В настоящее время по типовым проектам предусматриваются баки водонапорных башен емкостью от 15 до 800 м 
.
Руководствуясь заданным режимом водопотребления (таблица 1), принимаем в первом варианте трехступенчатый график работы НС-II. Интервал от 0 до 6 часов по своему значению расходов принимаем за первую ступень НС с подачей, равной 2,16 %, что составляет среднеарифметическое значение расходов в процентах выбранного интервала времени.
Согласно [2] , количество рабочих насосных агрегатов на станции должно быть не менее двух. Принимать более четырех рабочих насосов нецелесообразно, т.к. при включении каждого следующего параллельно установленного насоса приращение подачи меньше, чем при включении предыдущего, из-за возрастания требуемого напора при увеличении подачи.
3.1 Определение требуемого напора и подачи насосов
Для выбора насоса необходимо знать требуемые подачу и напор.
Требуемый напор определяем для первой ступени подачи насосной станции Н 
при расположении водонапорной башни в начале сети:
;
где 
- разность отметок поверхности земли у водонапорной башни и дна резервуара чистой воды;
- высота бака водонапорной башни (до уточнения объема бака ориентировочно можно принять =8 м);
и 
- потери напора соответственно во всасывающей и напорной линиях при расходе 
, соответствующем подаче НС-II на 1 ступени работы.
= 950,4м /час = 264,0 л/с;
Расход в трубопроводе всасывающей линии:
132,0 л/с = 475,2 м /ч.
Потери напора во всасывающей линии определяем по формуле
,
где 
- удельные потери напора (гидравлический уклон) по длине всасывающего трубопровода;
- длина всасывающего трубопровода;
- коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях всасывающего трубопровода, = 1,2-1,3.
Принимаем всасывающий трубопровод из стальных труб. Согласно[4], при 
= 132,0 л/с и dвс = 600 мм, гидравлический уклон = 0,00047.
Тогда:
0,0134м.
Определяем потери напора в напорном водоводе:
.
Принимаем напорный трубопровод из чугунных труб. Согласно[4], при 
= 132,0 л/с и dн = 600 мм, гидравлический уклон 
= 0,000528.
Тогда:
1,88 м.
Таким образом, требуемый напор для первой ступени подачи будет равен:
0,0134+(101,9-96,8)+18+8+1,88 =32,99 м.
Подача одного насоса определяется по формуле
,
где m – количество принятых насосов на I ступени.
Принимаем в первом варианте один работающий насос, тогда:
950,4 м /час = 264,0л/c.
3.2 Выбор основного насосного оборудования
На водопроводных станциях обычно применяют насосы общего назначения, допускающие перекачивание воды с температурой до 85 
С и с содержанием твердых включений до 3 г/л, размером не более 0,1-0,2 мм.
На водопроводных насосных станциях чаще всего устанавливаются горизонтальные насосы двустороннего входа типа Д, а при подачах до 0,08 м /с – консольные насосы типа К. При больших подачах (выше 1 м /с) и при напорах от 4 до 25 м могут применяться осевые насосы.
Определив марку насоса, более подробные сведения о нем и его характеристиках отыскиваем в приложениях к настоящей работе, в каталогах, в справочной литературе.
Напор подобранного насоса при требуемой подаче должен быть равен требуемому расчетному напору или превосходить его не более, чем на 10 %. Если это условие не обеспечивается, то прибегают к обточке рабочего колеса.
С учетом определенных выше значений требуемых подачи и напора по [3] подбираем насос марки Д1600-90а при частоте n=980 об/мин. Характеристики данного насоса изображены на рисунке 1 и записаны в таблице 2.
Рисунок 1 – Характеристика центробежного насоса Д1600-90а
Таблица 2 – Технические характеристики центробежного насоса Д1600-90а
| Марка агрегата | Подача, м3/ч | Напор, м | Частота вращения, об/мин | Потребляемая мощность, кВт | Допускаемый кавитационный запас, м | КПД,% | Масса,кг |
| Д1600-90а | 5,1 |
3.3 Определение фактической подачи насосов
После определения фактической подачи насосов окончательно назначают количество работающих на каждой ступени насосов.
Фактическая подача определяется по формуле
,
где 
- геометрическая высота подачи насосов, равная:
м;
S – сопротивление водовода, определяемое с учетом удельного сопротивления 
по формуле
с 
/м 
;
a и b – параметры определяемые соответственно по формулам
, 
.
По сводному графику полей выбранной марки насоса (приложения В, Г, Д, Е [1]) берутся значения Н = 38 м, Н 
= 30 м; при этом Q = 0,33 м /с и Q = 0,19 м /с.
Значения параметров будут равны:
с /м ; 
м.
Определяем подачу двух насосов, работающих на два водовода:
0,468 м /с = 1684,8 м /час.
Для шести насосов:
=0,657м /с = 2365,2 м /час
4 Выбор оптимального режима работы насосов и определение
требуемых емкостей РЧВ и бака водонапорной башни
Проведенные выше расчеты показывают, что при непрерывной работе два насоса в течение часа подают 1684,8 м , что составляет 2,16 % от максимального суточного водопотребления шесть насосов – 2365,2 м , или 5,17 %.
Руководствуясь режимом водопотребления (таблица 1) принимаем двухступенчатую работу насосов:
I ступень – с 0 до 6 и с 22 до 24 часов при среднем водопотреблении 2,16 %;
II ступень – с 6 до 22 часов, при среднем водопотреблении 5,17 %;
Принимаем на I ступени два насоса, на II – шесть насосов. Ступенчатый график водопотребления и водоподачи представлен на рисунке 2.
- водопотребление - подача НС –II
- - из бака ВБ - в бак ВБ
Рисунок 2 – График водопотребления и водоподачи по первому варианту
Сравнение средних значений водопотребления с вычисленными фактическими подачами двух, шести насосов показывают, что подача выбранных насосов на каждой ступени превышает водопотребление. На основании этого делаем вывод, что работа насосов на каждой ступени должна быть прерывной (насосы в каждом часовом интервале должны работать неполный час).
Рассчитаем необходимое время непрерывной работы насосов для обеспечения подачи, равной среднечасовому водопотреблению в пределах каждой ступени.
На первой ступени насос за непрерывный час работы подает в сеть объем воды, составляющий 3,83 % от максимального суточного водопотребления. А расчетная подача в течение каждого часа на этой ступени должна составлять 2,16 %. Следовательно, время непрерывной работы насоса в каждом часовом интервале I ступени должно равняться:
Т 
= 
= 33,8 мин.
Принимаем Т = 34 мин, что соответствует подаче Q = 2,16 %.
Аналогично находим необходимое время непрерывной работы в течение часа насосов на II ступени.
Т 
= 
= 57,7 мин.
Принимаем Т = 58 мин, что соответствует подаче Q = 5,17 %.
Затем рассчитываем суточный баланс водопотребления и подачи воды насосами (таблица 3).
Таблица 3 – Расчет суточного баланса водопотребления и подачи воды
Вариант 1
| Часы суток | Подача НС-I, % | Подача НС-II, % | Потреб-ление,% | Поступ. в РЧВ, м3 | Расход из РЧВ, м3/ч | Остаток в РЧВ, м3 | Поступ. в бак , м3 | Расход из бака, м3/ч | Остаток в баке, м3 | Число и время работы насосов НС-II |
| 0-1 | 4,17 | 2,16 | 2,00 | 2,01 | 2,01 | 0,16 | 0,16 | 2Н-34 мин | ||
| 1-2 | 4,17 | 2,16 | 1,90 | 2,01 | 4,02 | 0,26 | 0,42 | 2Н-34 мин | ||
| 2-3 | 4,17 | 2,16 | 1,80 | 2,01 | 6,03 | 0,36 | 0,78 | 2Н-34 мин | ||
| 3-4 | 4,17 | 2,16 | 1,80 | 2,01 | 8,04 | 0,36 | 1,14 | 2Н-34 мин | ||
| 4-5 | 4,17 | 2,16 | 2,30 | 2,01 | 10,05 | 0,14 | 1,00 | 2Н-34 мин | ||
| 5-6 | 4,17 | 2,16 | 2,80 | 2,01 | 12,06 | 0,64 | 0,36 | 2Н- 34 мин | ||
| 6-7 | 4,17 | 5,17 | 4,70 | 1,00 | 11,06 | 0,47 | 0,83 | 6Н- 58 мин | ||
| 7-8 | 4,17 | 5,17 | 5,10 | 1,00 | 10,06 | 0,07 | 0,90 | 6Н- 58 мин | ||
| 8-9 | 4,17 | 5,17 | 6,30 | 1,00 | 9,06 | 1,13 | -0,23 | 6Н- 58 мин | ||
| 9-10 | 4,17 | 5,17 | 6,30 | 1,00 | 8,06 | 1,13 | -1,36 | 6Н- 58 мин | ||
| 10-11 | 4,17 | 5,17 | 6,20 | 1,00 | 7,06 | 1,03 | -2,39 | 6Н- 58 мин | ||
| 11-12 | 4,17 | 5,17 | 6,10 | 1,00 | 6,06 | 0,93 | -3,32 | 6Н- 58 мин | ||
| 12-13 | 4,17 | 5,17 | 5,10 | 1,00 | 5,06 | 0,07 | -3,25 | 6Н- 58 мин | ||
| 13-14 | 4,17 | 5,17 | 5,00 | 1,00 | 4,06 | 0,17 | -3,08 | 6Н – 58 мин | ||
| 14-15 | 4,17 | 5,17 | 5,20 | 1,00 | 3,06 | 0,03 | -3,11 | 6Н – 58 мин | ||
| 15-16 | 4,17 | 5,17 | 5,30 | 1,00 | 2,06 | 0,13 | -3,24 | 6Н – 58 мин | ||
| 16-17 | 4,17 | 5,17 | 5,10 | 1,00 | 1,06 | 0,07 | -3,17 | 6Н – 58 мин | ||
| 17-18 | 4,17 | 5,17 | 4,80 | 1,00 | 0,06 | 0,37 | -2,80 | 6Н – 58 мин | ||
| 18-19 | 4,17 | 5,17 | 4,70 | 1,00 | -0,94 | 0,47 | -2,33 | 6Н- 58 мин | ||
| 19-20 | 4,17 | 5,17 | 4,50 | 1,00 | -1,94 | 0,67 | -1,66 | 6Н- 58 мин | ||
| 20-21 | 4,17 | 5,17 | 4,30 | 1,00 | -2,94 | 0,87 | -0,79 | 6Н- 58 мин | ||
| 21-22 | 4,17 | 5,17 | 4,00 | 1,00 | -3,94 | 1,17 | 0,38 | 6Н- 58 мин | ||
| 22-23 | 4,17 | 2,16 | 2,40 | 2,01 | -1,93 | 0,24 | 0,14 | 2Н- 34 мин | ||
| 23-24 | 4,17 | 2,16 | 2,30 | 2,01 | 0,08 | 0,14 | 0,00 | 2Н- 34 мин | ||
| Итого | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
Для насосной станции первого подъема (НС I) режим работы в течение суток назначаем равномерным. Подача НС I будет равна:
= 1833 м3/ч,
или 4,17 % от максимального суточного водопотребления.
Регулирующая емкость РЧВ и бака водонапорной башни определяется суммой абсолютных величин: максимальной отрицательной и максимальной положительной в графах 7 и 10.
Регулирующий объем резервуара будет равен:
м .
Регулирующий объем бака водонапорной башни:
м .
К полученным объемам резервуара и бака добавляется объем на пожаротушение.
Согласно [2], РЧВ должен содержать трехчасовой запас воды на пожаротушение, а бак водонапорной башни – десятиминутный запас воды на пожаротушение из расчета одного наружного и одного внутреннего пожаров. Расчетный расход на один наружный пожар 
, число одновременных пожаров 
. Расход на внутренний пожар принимаем равным 10 л/с.
Тогда объем резервуара будет равен:
= 6116,4 м .
Объем бака:
= 1983,4 м .
Полученный объем бака соответствует нормам проектирования.
Попробуем уменьшить регулирующую емкость водонапорного бака, варьируя время работы насосов и их число в различных часовых интервалах.
Таблица 4 –Расчет суточного баланса водопотребления и подачи воды
Вариант 1а
| Часы суток | Подача НС-I, % | Подача НС-II, % | Потреб-ление,% | Поступ. в РЧВ, м3 | Расход из РЧВ, м3/ч | Остаток в РЧВ, м3 | Поступ. в бак , м3 | Расход из бака, м3/ч | Остаток в баке, м3 | Число и время работы насосов НС-II |
| 0-1 | 4,17 | 2,86 | 2,00 | 1,31 | 1,31 | 0,86 | 0,86 | 2Н-45 мин | ||
| 1-2 | 4,17 | 2,86 | 1,90 | 1,31 | 2,62 | 0,96 | 1,82 | 2Н-45 мин | ||
| 2-3 | 4,17 | 1,90 | 1,80 | 2,27 | 4,89 | 0,10 | 1,92 | 2Н-30 мин | ||
| 3-4 | 4,17 | 1,90 | 1,80 | 2,27 | 7,16 | 0,10 | 2,02 | 2Н-30 мин | ||
| 4-5 | 4,17 | 1,90 | 2,30 | 2,27 | 9,43 | 0,40 | 1,62 | 2Н-30 мин | ||
| 5-6 | 4,17 | 2,86 | 2,80 | 1,31 | 10,74 | 0,06 | 1,68 | 2Н- 45 мин | ||
| 6-7 | 4,17 | 5,35 | 4,70 | 1,18 | 9,56 | 0,65 | 2,33 | 6Н- 60 мин | ||
| 7-8 | 4,17 | 5,35 | 5,10 | 1,18 | 8,38 | 0,25 | 2,58 | 6Н- 60 мин | ||
| 8-9 | 4,17 | 5,35 | 6,30 | 1,18 | 7,20 | 0,95 | 1,63 | 6Н- 60 мин | ||
| 9-10 | 4,17 | 5,35 | 6,30 | 1,18 | 6,02 | 0,95 | 0,68 | 6Н- 60 мин | ||
| 10-11 | 4,17 | 4,01 | 6,20 | 0,16 | 6,18 | 2,19 | -1,51 | 6Н- 45 мин | ||
| 11-12 | 4,17 | 5,35 | 6,10 | 1,18 | 5,00 | 0,75 | -2,26 | 6Н- 60 мин | ||
| 12-13 | 4,17 | 5,35 | 5,10 | 1,18 | 3,82 | 0,25 | -2,01 | 6Н- 60 мин | ||
| 13-14 | 4,17 | 5,35 | 5,00 | 1,18 | 2,64 | 0,35 | -1,66 | 6Н - 60 мин | ||
| 14-15 | 4,17 | 5,35 | 5,20 | 1,18 | 1,46 | 0,15 | -1,51 | 6Н - 60 мин | ||
| 15-16 | 4,17 | 4,01 | 5,30 | 0,16 | 1,62 | 1,29 | -2,80 | 6Н - 45 мин | ||
| 16-17 | 4,17 | 5,35 | 5,10 | 1,18 | 0,44 | 0,25 | -2,55 | 6Н - 60 мин | ||
| 17-18 | 4,17 | 5,35 | 4,80 | 1,18 | 0,74 | 0,55 | -2,00 | 6Н - 60 мин | ||
| 18-19 | 4,17 | 5,35 | 4,70 | 1,18 | -1,92 | 0,65 | -1,35 | 6Н- 60 мин | ||
| 19-20 | 4,17 | 5,35 | 4,50 | 1,18 | -3,10 | 0,85 | -0,50 | 6Н- 60 мин | ||
| 20-21 | 4,17 | 4,01 | 4,30 | 0,16 | -2,94 | 0,29 | -0,79 | 6Н- 45 мин | ||
| 21-22 | 4,17 | 5,35 | 4,00 | 1,18 | -4,12 | 1,35 | 0,56 | 6Н- 60 мин | ||
| 22-23 | 4,17 | 1,90 | 2,40 | 2,27 | -1,85 | 0,50 | 0,06 | 2Н- 30 мин | ||
| 23-24 | 4,17 | 2,24 | 2,30 | 1,93 | 0,08 | 0,06 | 2Н- 37 мин | |||
| Итого | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
Согласно полученным данным,регулирующий объем резервуара :
Vрег.р =10,74·440 = 4725,6 м3
Регулирующий объем бака водонапорной башни:
Vрег.б =2,58·440 = 1135,2 м3
Таким образом,изменением количества и времени работы насосов в отдельных часовых интервалах удалось значительно снизить регулирующий объем водонапорной башни.
Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 316; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |