Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Определение режима работы насосной станции

2. Определение напора насосной станции

3. Насосные станции второго подъема при подаче воды на тушение пожара

4. Выбор основного насосного оборудования

5. Построение графика совместной работы насосов и трубопроводов

6. Выбор электродвигателя и определение размеров фундамента насосного агрегата

7. Электрическая часть насосных станций

8. Размещение оборудования в машинном зале

9. Выбор подъемно-транспортного оборудования и определение высоты верхнего строения здания насосной станции

10. Конструкции и стандартные размеры частей зданий насосных станций

11. Выбор вспомогательного насосного оборудования

11.1 Система откачки дренажных вод

12. Технико-экономические показатели насосных станций

12.1 Определение стоимости насосной станции (капитальных вложений)

12.2 Определение эксплуатационных затрат

12.3 Себестоимость 1 м3 перекачиваемой воды

12.4 Коэффициент полезного действия насосной станции

Список литературы

насосный станция электродвигатель агрегат



Введение

Насосные станции являются важным элементом систем водоснабжения и водоотведения. Они представляют собой сложный комплекс сооружений и оборудования. Целью курсового проекта является запроектировать насосную станцию системы водоснабжения с технико-экономической точки зрения. Данная водопроводная насосная станция запроектирована для перекачки воды потребителям из резервуаров чистой воды. Она включает в себя систему основных и резервных насосов, а так же дренажную систему. Станция рассчитана на перекачку 7 000 м³/сут чистой воды в двухступенчатом режиме работы. Область строительства насосной станции - Курганская, численностью населения 28 тыс. человек. Насосная станция относится ко второй категории (согласно СП 31.13330.2012 п. 7.4).

Машинный зал оборудован двумя рабочими, одним резервным насосами и одним рабочим пожарным основного насосного оборудования типа 1Д1600-90, одним рабочим и одним резервным насосами дренажной системы типа ГНОМ 10-10.

В качестве подъемно-транспортного оборудования в машинном зале в наземной части используется кран-балка подвесная электрическая грузоподъемностью 5 т. Наземная часть имеет высоту 7,2 м., а подземная - -5,61, м.

Двигатели основных насосов подсоединяются к линии электропередач через трансформаторную подстанцию, мощностью 630 кВА.

Сметная стоимость насосной станции составляет рублей.

КПД насосной станции - 70%.

Себестоимость 1 м³ перекачиваемой воды - 10 руб/м³.



1. Определение режима работы насосной станции

Определяем подачу насосной станции:

Q_нс = 0,9 5,47 % = 4,92 %.

Приняв к установке на насосной станции три рабочих насоса, подача которых составит Q_3н = 4,92 %, определим подачу одного и двух рабочих насосов:

; Q_2н = 2 0,9 1,95 % = 3,51 %.

Приняв к установке на насосной станции два рабочих насоса, подача которых составит Q_2н = 4,92 %, определим подачу одного рабочего насоса

W_рег = (? + 1,81 % ? + ? - 0,46 % ?) ? 7000 м³/сут = 158,9 м³

Таблица 1.1

Режим работы насосной станции второго подъема

Часы суток	Расход воды городом	Система с водонапорной башней в начале сети
	Qч/ Qсут, %	Подача воды насоса-ми	Поступ-ление воды в бак, %	Расход воды из бака, %	Остаток воды в баке, %	Режим работы насосов
		Qч/Qсут, %
0-1	2,39	2,73	0,34		0,34	1 насос
1-2	2,41	2,73	0,32		0,66	1 насос
2-3	2,14	2,73	0,59		1,25	1 насос
3-4	2,17	2,73	0,56		1,81	1 насос
3-5	2,75	2,73		0,02	1,79	1 насос
5-6	3,66	2,73		0,93	0,86	1 насос
6-7	4,75	4,92	0,17		1,03	2 насоса
7-8	5,12	4,92		0,2	0,83	2 насоса
8-9	5,22	4,92		0,3	0,53	2 насоса
9-10	5,47	4,92		0,55	-0,02	2 насоса
10-11	5,17	4,92		0,25	-0,27	2 насоса
11-12	5,11	4,92		0,19	-0,46	2 насоса
12-13	4,7	4,92	0,22		-0,24	2 насоса
13-14	4,59	4,92	0,33		0,09	2 насоса
14-15	4,71	4,92	0,21		0,3	2 насоса
15-16	4,71	4,92	0,21		0,51	2 насоса
16-17	4,85	4,92	0,07		0,58	2 насоса
17-18	4,71	4,92	0,21		0,79	2 насоса
18-19	4,65	4,92	0,27		1,06	2 насоса
19-20	5,02	4,92		0,1	0,96	2 насоса
20-21	4,96	4,92		0,04	0,92	2 насоса
21-22	4,84	4,36		0,48	0,44	0,8 ч-2 н; 0,2 ч-1 н.
22-23	3,32	2,73		0,59	-0,15	1 насос
23-24	2,58	2,73	0,15		0,00	1 насос
?	100	100	3,65	3,65

Часы суток	Расход воды городом	Система с водонапорной башней в начале сети
	Qч/ Qсут, %	Подача насоса-ми	Поступ-ление воды в бак, %	Расход воды из бака, %	Остаток воды в баке, %	Режим работы насосов
		Qч/Qсут, %
0-1	2,39	1,95		0,44	-0,44	1 насос
1-2	2,41	1,95		0,46	-0,9	1 насос
2-3	2,14	1,95		0,19	-1,09	1 насос
3-4	2,17	1,95		0,22	-1,31	1 насос
3-5	2,75	4,66	1,91		0,6	0,8 ч-3 н; 0,2 ч-1 н.
5-6	3,66	4,92	1,26		1,86	3 насоса
6-7	4,75	4,92	0,17		2,03	3 насоса
7-8	5,12	4,92		0,2	1,83	3 насоса
8-9	5,22	4,92		0,3	1,53	3 насоса
9-10	5,47	4,92		0,55	0,98	3 насоса
10-11	5,17	4,92		0,25	0,73	3 насоса
11-12	5,11	4,92		0,19	0,54	3 насоса
12-13	4,7	4,92	0,22		0,76	3 насоса
13-14	4,59	4,92	0,33		1,09	3 насоса
14-15	4,71	4,92	0,21		1,3	3 насоса
15-16	4,71	4,92	0,21		1,51	3 насоса
16-17	4,85	4,92	0,07		1,58	3 насоса
17-18	4,71	4,92	0,21		1,79	3 насоса
18-19	4,65	4,92	0,27		2,06	3 насоса
19-20	5,02	4,92		0,1	1,96	3 насоса
20-21	4,96	4,92		0,04	1,92	3 насоса
21-22	4,84	4,92		-0,08	2	3 насоса
22-23	3,32	1,95		1,37	0,63	1 насос
23-24	2,58	1,95		0,63	0,00	1 насос
?	100	100	4,86	4,86

W_рег = (? + 2,06 % ? + ? - 1,31 % ?) ? 7000 м³/сут = 235,9 м³

Принимаем двухступенчатую работу насосной станции: первая ступень - работает один насос, вторая ступень - работают два насоса, так как из рисунка видно, что подача этих насосов ближе к графику водопотребления. Определим время работы насосов в режиме первой и второй ступени. Пусть x часов работает один насос, (24 - x) часов работают три насоса. При условии подачи насосной станцией второго подъема 100 %-ного суточного расхода воды в течение 24 часов уравнение будет выглядеть следующим образом:

2,73 % x + 4,92 % (24 - x) = 100 %.

Решив уравнение, определим время работы одного насоса x =8,25 часов и время работы трех насосов (24 - x) =15,75 часов.

Определяем регулирующий объем бака водонапорной башни 3 насоса:

W_рег = ( + 2,06 % + - 1,31 % ) 7000 м³/сут = 235,9 м³

Определяем регулирующий объем бака водонапорной башни 2 насоса:

W_рег = ( + 1,81 % + - 0,46 % ) 7000 м³/сут = 158,9 м³

Пожарный объем

Определяем емкость бака водонапорной башни: W = 158,9 + 36 = 194,9 м³.

Примем Н₀ = 0,8 D.

Решив систему уравнений, получим: D =6,77 м, Н₀ = 5,42 м.



2. Определение напора насосной станции

Определяем напор насосной станции системы водоснабжения. Суточная подача насосной станции 7000 м³/сут. Максимальный часовой приток сточных вод на станцию 4,92 %.

Подача насосной станции:

Q_н.с= 4,92 %*7000 м³/сут=1435 м³/ч =398,61 л/с

Принимаем две всасывающих и две напорных линии, выполненные из стальных труб.

Расчетный расход воды одного водовода определяется по формуле:

Q_{1 тр.}=398,61/2=199,32 л/с

Таблица 2.1

Рекомендуемые скорости движения воды во всасывающих и напорных линиях

Диаметр труб, мм	Скорости движения воды в трубопроводах насосных станций, м/с
	всасывающие	напорные
До 250	0,6 1	0,8 2
Св. 250 до 800	0,8 1,5	1 3
Св. 800	1,2 2	1,5 4



Таблица 2.2

Результаты расчета трубопроводов при хозяйственно-питьевом расходе

Вид трубопровода	Количество линий n	Расход одного водовода Q1тр, л/с	Диаметр D, мм	Скорость V, м/с	Гидравли-ческий уклон i
Всасывающий	2	199,32	400	1,49	0,00755
Напорный	2	199,32	400	1,49	0,00755

Потери напора в напорном трубопроводе:

h_H=1,1*i*L=1,1*0,00755*1100= 9,14 м

Потери напора во всасывающих трубопроводах:

h_вс = 1,2 i l=1,2*0,00755*25= 0,227 м

Потери напора в коммуникациях насосной станции принимаем равными 3 м

Напор насосной станции (рис 2):

H = (z_в/б - z_рчв) + H_в/б + H₀ + h_вс + h_н + h_н.с.

H =(40,3-33,8)+17,35+5,42+0,227+9,14 +3= 41,64 м

Рисунок 2.1 Схема к определению напора насосной станции второго подъема в системе с башней в начале сети

Максимальное часовое водопотребление

Q_max.ч = 5,47 % 7000 м³/сут = 1595,42 м³/ч = 443,17 л/с.

Таблица 2.3

Результаты расчета трубопроводов при подаче воды на пожаротушение

Вид трубопровода	Количество линий n	Расход одного водовода Q1тр, л/с	Диаметр D, мм	Скорость V, м/с	Гидравлический уклон i
Всасывающий	2	221,6	500	1,058	0,00289
Напорный	2	221,6	500	1,058	0,00289



3. Насосные станции второго подъема при подаче воды на тушение пожара

Напор насосной станции при пожаре определяют по формуле (рисунок 2.5):

где z_т.п. - отметка поверхности земли в расчетной точке пожара;

- отметка дна в резервуаре чистой воды;

- свободный напор при пожаре, принимается равным 10 м [22, п.4.4];

- потери напора в сети до расчетной точки пожара

Потери напора:

во всасывающем трубопроводе h_вс = 1,2 0,00289 25 = 0,087м;

в напорном трубопроводе h_н = 1,1 0,00289 1100 =3,5 м.

Потери напора в коммуникациях насосной станции принимаем равными 3 м.

Подача насосной станции при пожаре Q_н.с.^п = 443,17 + 2 (25 + 5) = 503,17 л/с.

Подача насосной станции:

Q_н.с= 4,92 %*7000 м³/сут=1435 м³/ч =398,61 л/с

h_н.с.^п = 3 (503,17/398,61) ² =4,78 м

Напор насосной станции при пожаре

Н^п = (37,5-31,8)+10+0,087+3,5+4,78+18,38=42,45 м

Рисунок 3.1 Схема к определению напора насосной станции второго подъема при пожаре



4. Выбор основного насосного оборудования

Подача одного насоса при напоре Н = 41,64 м.

По сводному графику полей выбираем насос типа 1Д1600-90. Количество рабочих насосов было принято равным 2.

Напор насосной станции при пожаре (42,45 м > 41,64 м )больше напора, развиваемого хозяйственно-питьевыми насосами, требуемые значения подачи Q_н.с.^п и напора Н^п при пожаротушении обеспечиваются пожарными насосами. Количество пожарных насосов принимается равным 1-2. При работе пожарных насосов хозяйственно-питьевые отключают. Для группы пожарных насосов предусматривается один резервный.

Напор насосной станции при пожаре выше напора при подаче хозяйственно-питьевого расхода, но разница между ними небольшая. Поэтому проверим, можно использовать насосы выбранной марки при пожаре. На оси напоров находим напор насосной станции при пожаре Н^п = 42,45 м и проводим горизонтальную линию до пересечения с напорной характеристикой насоса, опускаем вертикаль на ось подач и определяем подачу одного насоса при пожаротушении Q_н^п = 770 м³/ч Количество насосов которые будут работать при пожаре n^п =1. Т.е., к выбранным двум хозяйственным насосам марки 1Д1600-90 необходимо дополнительно установить пожарный насос той же марки. Насосную станцию второго подъема, подающую воду в сеть объединенного противопожарного водопровода населенного пункта с числом жителей 28 тыс. человек, следует отнести ко II категории по степени обеспеченности подачи воды [СП 31.13330.2012 п. 7.4]. Следовательно, при 2 рабочих насосах и II категории число резервных насосов будет равно 1. Таким образом, на насосной станции второго подъема будет установлено 2 хозяйственно-питьевых, 1 пожарный и 1 резервный насос марки 1Д1600-90



5. Построение графика совместной работы насосов и трубопроводов

Для обеспечения подачи НСII Q_н.с. = 1435 м³/ч выбраны 2 рабочих насоса марки 1Д1600-90. Требуемый напор насосной станции H = (z_в/б - z_рчв) + H_в/б + H₀ + h_вс + h_н + h_н.с.=(40,3-33,8)+17,35+5,42+0,227+9,14 +3= 41,64 м

Количество напорных трубопроводов - 2. Насосная станция 2 категории, к установке в машинном зале принят 1 резервный насос.

Н_ст = (z_в/б-z_рчв)+Н_в/б+Н₀ =(40,3-33,8)+17,35+5,42=29,27 м

Расход при аварии на одном из водоводов

Q_ав. = 1435*0,7=1004,5 м³/ч

Результат построения характеристик параллельной работы двух насосов приведен на рисунке 5.1. Расчеты для построения характеристик трубопроводов сведены в таблицу 5.1

Таблица 5.1

Расчеты для построения характеристик трубопроводов

№ п/п	Значения напоров и потерь	Расход Q?, м3/ч
		400	700	1004,5	1435	2000
Два водовода
1	Нст	29,27	29,27	29,27	29,27	29,27
2	h?н = 9,14? (Q?/ 1435)2	0,71	2,17	4,48	9,14	17,75
3	h?нс = 3? (Q?/ 1435)2	0,23	0,71	1,47	3,00	5,83
4	H2d= (1) + (2) + (3)	30,21	32,16	35,22	41,41	52,85
Один водовод
5	h?1н = 4? h?н	2,84	8,70	17,91	36,56	71,02
6	H1d= (1) + (3) + (5)	32,34	38,68	48,65	68,83	106,11
Два водовода, одна перемычка
7	h?1п=((2+3)/2)?h?н= 2,5?h?н	1,78	5,44	11,20	22,85	44,39
8	H1п= (1) + (3) + (7)	31,28	35,42	41,94	55,12	79,48

Подача насосной станции на один водовод Q₂= 620 м³/ч оказалась меньше аварийного расхода Q_ав = Q_н.с.= 960 м³/ч, поэтому возникла необходимость в перемычках.

hпер= б·h =2,5 h

• 1 перемычка

a = (n + 3)/ n =(2+3)/2=2,5



6. Выбор электродвигателя и определение размеров фундамента насосного агрегата

Мощность хозяйственно-питьевого насоса, кВт:

По режимной точке ( рис.5.1 ) определяем подачу Q=750 м3/ч=0,208 м3/с, напор 45 м, и КПД з=78% (0,78)

где - плотность перекачиваемой жидкости, для чистой воды _в= 1000 кг/м³, для сточной жидкости _ст= 1050 кг/м³;

g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

Q - подача насоса, м³/с;

Н - напор насоса, м;

- коэффициент полезного действия насоса, в долях единицы.

Расчетная мощность электродвигателя к насосу определяется по формуле, кВт:

где _пер - КПД передачи, при соединении насоса с двигателем через упругую муфту равен 1;

k - коэффициент запаса, учитывающий возможные перегрузки электродвигателя при эксплуатации, например при запуске, определяется в зависимости от мощности на валу насоса по таблице 6.1.



Таблица 6.1

Коэффициенты запаса

Мощность на валу насоса, кВт	До 20	20 - 60	60 - 300	Более 300
Коэффициент запаса k	1,25	1,2	1,15	1,10

Типоразмер насоса 1Д1600-90

Подача, м3/ч, 1600

Напор, м 90

Потребляемая мощность насоса, кВт в номинальном режиме 480

Частота вращения, об/мин 1450

Электродвигатель:

Частота вращения 975 об/мин

Номинальное напряжение 380В

Рисунок 6.1 Монтажное пятно насосного агрегата 1Д1600-90

7. Электрическая часть насосных станций

Электрическая подстанция, как правило, располагается в общем здании насосной станции, и в нее входят следующие помещения: помещение распределительных устройств высокого напряжения (РУ), трансформаторные камеры и щитовые помещения низкого напряжения. Помещения для электрооборудования компонуют так, чтобы камеры трансформаторов примыкали к помещениям, в которых расположены распределительные щиты.

Трансформаторы и распределительные устройства, как пожароопасное и находящееся под высоким напряжением оборудование, размещают в отдельных помещениях с капитальными стенами и наружным выходом.

Размеры помещения РУ зависят от количества и вида ячеек. В курсовом проекте площадь помещения высоковольтных РУ можно принять 20 - 30 м².

Площадь щитовой приближенно можно назначить из условия 4-6 м² на один установленный насос (включая резервные).

Необходимая для насосной станции мощность трансформаторов определяется по формуле, кВА:

где k_c - коэффициент спроса по мощности, зависит от числа работающих электродвигателей: при двух двигателях - 1;

_{дв н} - коэффициент полезного действия электродвигателя, в курсовом проекте можно принять 0,9 …0,93;

_{дв н=} 0,93

cos_н - коэффициент мощности электродвигателя, принимается равным 0,8 … 0,92;

cos_н= 0,92

(1050) - мощность электродвигателей вспомогательного оборудования.

Количество трансформаторов принимается не менее двух. При выходе из строя одного из устанавливаемых трансформаторов допускается временная перегрузка оставшихся в работе, которая не должна превышать 20-40 % номинальной мощности трансформатора.

Тогда мощность одного трансформатора равна 960: 2=480 кВА.

Исходя из таблицы 6.1. принимаем два трансформатора мощностью 630 кВА.

Таблица 7.1

Размер камер трансформаторов

Мощность трансформатора, кВА	Высота, м	Катание узкой стороной	Катание широкой стороной
		Глубина камеры А, м	Ширина камеры В, м	Глубина камеры А, м	Ширина камеры В, м
400; 630	3,6	3,5	2,9	3,0	3,5

Исходя, из компоновки помещений камеры трансформаторов бывают двух типов: с катанием узкой стороной и с катанием широкой стороной рис. 6.

а) б)

Рисунок 7.1 Габариты трансформаторных камер а - с катанием узкой стороной; б - то же, широкой



8. Размещение оборудования в машинном зале

Отметка земли в месте расположения насосной станции 35,300м. Отметка дна РЧВ 31,800м. Расчетное количество одновременных пожаров - 2. Подобраны насосы марки 1Д1600-90, обеспечивающие подачу воды на хозяйственные нужды и пожаротушение.

При двух одновременных пожарах за расчетный принимаем средний уровень НПЗ

Z_ср.пож= Z^д _рчв + 0,5 м = 31,800 + 0,5 =32,300 м.

Отметка верха насоса

Z_вн= 31,800 - 0,3 =31,500 м.

По габаритному чертежу определяем высоту от верха до оси насоса H - H₁ = 1030 - 530 = 500 мм = 0,5 м

Отметка оси насоса Z_он = 31,500 - 0,5 =31,000 м. По каталогу 18, с.78 находим высоту от оси насоса до низа фундаментной плиты h = 810 мм = 0,81 м.

Отметка верха фундамента

Z_вф = 31,000 - 0,81 = 30,190м.

Отметка пола в машинном зале Z^мз _пола = 30,19 - 0,3 =29,89 м. Отметка пола в наземной части Z^нч _пола = 35,300 + 0,2 = 35,500 м. Примем эту отметку за относительную нулевую отметку и выполним пересчет абсолютных отметок в относительные, результат которого представлен на рисунке 7.1. Машинный зал имеет заглубление 5,610 м по отношению к полу наземной части здания.

Рисунок 8.1 Схема к определению отметки оси насосов второго подъема

Таблица 8.1

Рекомендуемые скорости движения воды во всасывающих и напорных линиях

Диаметр труб, мм	Скорости движения воды в трубопроводах насосных станций, м/с
	всасывающие	напорные
До 250	0,6 1	0,8 2
Св. 250 до 800	0,8 1,5	1 3
Св. 800	1,2 2	1,5 4

Таблица 8.2

Определение диаметров внутристанционных трубопроводов

Наименование трубопровода	Расход Q, л/с	Диаметр D, мм	Скорость V, м/с	Гидр. уклон i
1	2	3	4	5
1 Наружные всасывающие трубопроводы	199,32	400	1,49	0,00755
2 Всасывающий коллектор	-	400	-	-
3 Всасывающий трубопровод хозяйственно-питьевого насоса	132,87	400	0,989	0,00338
4 Напорный трубопровод хозяйственно-питьевого насоса	132,87	400	0,989	0,00338
5 Наружные напорные трубопроводы	199,32	400	1,49	0,00755
6 Напорный коллектор	-	400	-	-

Подача насосной станции:

Q_н.с= 4,92 %*7000 м³/сут=1435 м³/ч =398,61 л/с

На схему расположения насосов и трубопроводов выписываются диаметры, и определяются места установки арматуры и фасонных частей (рисунок 7.2).

Рисунок 8.2 Схема расположения насосных агрегатов, трубопроводов, арматуры и фаснных частей в насосной станции второго подъема

Используя справочники [6], [7] по диаметру условного прохода и рабочему давлению (напору) выполняем выбор арматуры и фасонных частей: выписываем стандартные размеры и массу, выполняем эскизы:

Задвижка с электроприводом чугунная 30ч930бр, р_у=1,0 МПа, с невыдвижным шпинделем, клиновая:

Клапан обратный поворотный однодисковый чугунный, р_у=1,0 МПа:

Тройник равнопереходной из углеродистой стали:

Эксцентрические и концентрические переходники сварные (бесшовные) из углеродистой стали:

-концентрический (напорный):

-эксцентрический (всасывающий):

Отвод крутоизогнутый бесшовный, приварочный из углеродистой стали с углом =90^о:

Компенсатор сальниковый односторонний

Чертеж размещения оборудования в машинном зале выполнен на рисунке 8.3. Ширина оборудования в сборе составляет 9755 мм, принимаем пролет здания 12м с учетом расстояния от задвижек до стены здания 0,7 м, длина - 13420 мм, принимаем длину машинного зала 18 м.

Рисунок 8.3 Размещение оборудования в машинном зале



9. Выбор подъемно-транспортного оборудования и определение высоты верхнего строения здания насосной станции

Выбор типа подъемно-транспортного механизма зависит от размеров здания, массы поднимаемого элемента, компоновки технологического оборудования, схемы подъемно-транспортных операций.

Грузоподъемность назначается по массе наибольшей монтажной единицы с учетом 10-% надбавки.

Рисунок 9.1 Схема к определению высоты верхнего строения здания насосной станции, оборудованного подвесным краном

Высота верхнего строения определяется по формулам:

- для машинного зала, оборудованного подвесным краном при въезде транспортного средства на монтажную площадку (рисунки 9.1), м:

Н_верх Н_№ + Н + h_с + h_г + 0,3 м+ h_тр =450+2170+1000+1345+300+1388=6653 мм

где Н_№ - высота подкранового пути, м;

Н - размер крана (тали) при максимальном поднятии крюка, м;

h_с - высота строповки груза, принимается равной 0,5 - 1 м;

h_г - высота груза, м;

h_тр - погрузочная высота платформы автомобиля, м

При высоте машинного зала более 4,8 м вспомогательные помещения могут быть выделены в отдельный блок и иметь меньшую высоту. Высота пристроя определяется высотой камер трансформаторной подстанции. Если трансформаторная подстанция в здании отсутствует, то высоту вспомогательных помещений можно принять равной 3 м.

Пролет здания каркасного типа 12 м (рисунок 7.4). Монтажные единицы: насос - масса 1165 кг, высота 1030 мм; электродвигатель - масса 1400 кг, высота 1345 мм; задвижка Д_у= 400 мм - масса 510 кг, высота 1685 мм. Погрузочная высота автомобиля - 1210 мм. Наибольшую массу имеет электродвигатель 1400 кг, с учетом 10 % надбавки: 1400 + 10% 1400 = 1540 кг. Принимаем кран-балку подвесную электрическую, т.к. высота подъема с учетом заглубления машинного зала составит более 6 м. Расстояние между внутренними поверхностями колонн: 12 - 0,4 - 0,4 = 11,2 м. Максимально-допустимый пролет крана с учетом расстояния от внутренней поверхности колонны до крана 0,1 м: 11,2 - 0,1 - 0,1 = 11,0 м. Принимаем кран пролетом 13,2 м, грузоподъемностью 5 т, № двутавра для подкранового пути 45 (Н_№ = 0,45 м), размер крана при максимальном поднятии крюка Н = 2,17 м. Высота верхнего строения Н_верх =0,45+2,17+1+1345+0,3+1,388=6,653 м. Принимаем ближайшую большую стандартную высоту здания 7,2 м.



10. Конструкции и стандартные размеры частей зданий насосных станций

Подземная часть. Максимальный уровень грунтовых вод расположен выше уровня машинного зала, поэтому подземная часть запроектирована блочного типа. Наружная поверхность стен подземной части покрыта битумной изоляцией на 0,5 м выше максимального уровня грунтовых вод.

Машинный зал сообщается с наземной частью здания лестницами шириной 0,9 м с углом наклона 45є. Для подъема на площадки обслуживания ширина лестниц 0,7 м, угол наклона 60°.

Верхнее строение: состоит из машинного зала, помещений для электрических устройств, административных и бытовых помещений. Машинный зал располагается в подземной части, а в наземной части находится монтажная площадка и монтажный проем. В насосной станции имеется: санузел на 1 унитаз и 1 раковину площадью 2,34 м², помещение со шкафчиками для хранения одежды эксплуатационного персонала 13,82 м², механическая мастерская 18,3 м², кладовая 8,4 м².

Пролеты здания принимаются стандартными - 12 м при шаге несущих конструкций 6 м. Колонны каркаса приняты сечением 400х400 мм. Пролеты перекрыты стропильными двускатными балками. По балкам уложены железобетонные ребристые плиты размерами 3х6 м. По ним выполнены следующие слои: выравнивающий слой, пароизоляция, теплоизоляция и рубероид.

Типовые двери имеют высоту 2,4 м при ширине 1 и 1,5 м.



11. Выбор вспомогательного насосного оборудования

11.1 Система откачки дренажных вод

Система предназначена для откачивания из подземной части насосной станции фильтрационных вод, которые просачиваются через стены и днище, утечек через сальниковые устройства насосов и воды, изливающейся при ремонте оборудования.

Пролет машинного зала - 12 м, длина - 18м. Отметка пола машинного зала в заглубленной части - 29,89 м; отметка земли в месте расположения насосной станции - 35,30 м. Уровень грунтовых вод - 30,10 м. Количество рабочих насосов -2.

Пролет машинного зала - 18 м, длина - 36м. Отметка пола машинного зала в заглубленной части - 48,90 м; отметка земли в месте расположения насосной станции - 54,40 м. Уровень грунтовых вод - 52,6 м. Количество рабочих насосов - 4.

Статический напор:

Н_ст = 35,30 - 29,89 = 5,41 м.

Напор дренажного насоса:

Н_д = Н_ст + h = 5,41+3 = 8,41 м.

где Н_ст = 5,41 м - статический напор, определяемый глубиной насосной станции;

h = 3 м - потери напора, принимаются равными 2-4 м.

Объем части здания, расположенной ниже уровня грунтовых вод:

W = (30,1 - 29,89)*12*18 = 45,36 м³

Фильтрационный расход через стены и днище здания, л/с, определяется по формуле:

q₂ = 1,5 + 0,0002W = 1,5 + 0,0002*45,36 = 1,51 л/с.

Подача дренажного насоса:

Q_д = (1,52) (q₁ + q₂) = 1,5*(0,05*2+1,51)=2,42 л/с = 8,71 м³/ч

где q₁ - утечки через сальники насосов, по 0,05 - 0,1 л/с на каждый рабочий насос.

Принимаем насос типа ГНОМ 10-10 (1 рабочий и 1 резервный) с подачей 10 м³/ч и напором 10 м.



12. Технико-экономические показатели насосных станций

12.1 Определение стоимости насосной станции (капитальных вложений)

Стоимость оборудования насосной станции определяется по формуле:

где k = 126 - коэффициент удорожания;

К'_об = 75 руб/кВт - удельная стоимость, включающая стоимость монтажных работ, основного и вспомогательного насосного оборудования, электрооборудования, подъемно-транспортных механизмов, арматуры и внутристанционных трубопроводов [4, таблица 12.1];

Р_н = 400*4=1600 кВт - суммарная мощность приводных двигателей основных насосов, включая резервные.

Стоимость здания насосной станции приближенно можно определить по формуле:

где W_нз = 3110,4 м³ и W_пз = 1211,73 м³- объемы наземной и подземной частей здания;

К'_нз = 14,9 руб/м³ и К'_пз = 35,7 руб/м³ - удельные стоимости наземной и подземной частей здания [4, таблица12.2].

Полные капитальные затраты определяются как сумма стоимости оборудования и здания насосной станции:

К = К_об + К_нс =

12.2 Определение эксплуатационных затрат

Стоимость электроэнергии. Для определения расхода электроэнергии в сутки максимального водопотребления нужно воспользоваться ступенчатым графиком работы насосной станции и графиком совместной работы насосов и трубопроводов:

где = 1000 кг/м³ - плотность воды,;

_дв = 0,9 - КПД электродвигателя;

Q_i, H_{i, i} - соответственно, суммарная подача, м³/с, напор, м и КПД насосов на i-ой ступени;

Q₁ = 1115 м³/ч = 0,31 м³/с;

Q₂ = 1650 м³/ч = 0,458 м³/с;

H₁ = 36 м; H₂ = 45 м;

= 78 % = 0,78

t_i - время работы насосной станции в течение суток в режиме на i-ой ступени;

t₁ = 4 ч;

t₂ = 4 ч;

n - число ступеней.

Годовой расход электроэнергии с учетом того, что насосная станция не каждый день работает с максимальной подачей, определяют по формуле:

А_год = 0,85 365 А = 0,85*365*887,98 = 275496,13 кВтч

Стоимость электроэнергии, потребляемой насосной станцией:

Суммарная установленная мощность трансформаторов или высоковольтных электродвигателей и трансформаторов (без учета резерва) S:

S = 2*1000=2000 кВА

Двухставочный тариф, так как общая присоединенная мощность более 750 кВА.

С_э = М· S + а₁ · А_год

где М = 6876 руб/кВА·год - стоимость 1 кВА установленной мощности тарифу;

а₁ =1,560 руб/кВт · ч - стоимость электроэнергии по двухставочному тарифу.

С_э = М· S + а₁ · А_год = 6876*2000+1,56*275496,13 = 14181773,96 руб

Заработная плата обслуживающего персонала. В эту статью включается основная и дополнительная заработная плата рабочих, непосредственно участвующих в обслуживании насосной станции.

С_з.пл. = 365·N_ч-см · З = 365*1500*3,5 = 1916250 руб

где З = 1500 руб/чел.см - средняя суточная заработная плата;

N_ч-см = 3,5 - количество человеко-смен в 1 сутки для обслуживания насосных станций определяется в зависимости от подачи насосной станции по [4, таблица 12.3].

Стоимость текущего ремонта определяется в виде отчислений от стоимости капитальных вложений и принимается для зданий насосных станций 2,2 %, для оборудования - 3,8 %, руб:

С_т.р. = 0,022· К_нс + 0,038 · К_об = 0,022*+0,038*25515000 = 1214951,52 руб

Амортизационные отчисления идут на полное или частичное (при капитальном ремонте) возмещение затрат, связанных с износом сооружений и оборудования. Усредненные амортизационные отчисления от стоимости капитальных вложений для насосных станций принимают: для зданий 3,5 %, для оборудования - 12 %, руб:

С_а = 0,035· К_нс + 0,12 · К_об = 0,035*+0,12*25515000 = 3456952,41 руб

Мелкие и неучтенные расходы нецелесообразно или затруднительно подсчитывать из-за малого размера. К ним относят: оплату услуг нанимаемого транспорта, оплату отопления, освещения и вентиляции, расходы на приобретение инвентаря и пр. и принимают равными 3 % от суммы эксплуатационных расходов, руб:

С_мн = 0,03(С_э + С_з.пл. + С_т.р. + С_а) = 0,03*(14181773,96+1916250+1214951,52 +3456952,41) =623097,84 руб

Суммарные годовые эксплуатационные затраты определяются по формуле:

С = С_э + С_з.пл. + С_т.р. + С_а + С_мн = 14181773,96+1916250+1214951,52+3456952,41+623097,84=21393025,73 руб

12.3 Себестоимость 1 м3 перекачиваемой воды

Себестоимость 1 м³ перекачиваемой воды определяется по формуле, руб/м³:

где W - объем воды, перекачиваемой насосной станцией за год, м³:

где Q_сут.max = 7000 м³/сут - подача насосной станции в сутки наибольшего водопотребления;

К_сут.max = 1.2 - коэффициент суточной неравномерности, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели.



12.4 Коэффициент полезного действия насосной станции

Коэффициент полезного действия насосной станции представляет собой отношение полезной энергии, передаваемой перекачиваемой жидкости, к энергии, потребляемой электродвигателями всех агрегатов:

где А = - потребление электроэнергии двигателями насосов;

А_плз - полезная энергия, передаваемая жидкости, определяемая по формуле:

Величины, входящие в формулу рассмотрены выше.

Таблица 12.4.1

Технико-экономические показатели работы насосной станции

№ п/п	Показатели работы насосной станции	Ед. изм.	Количество
1	Суточная подача насосной станции	м3/сут	7000
2	Сметная стоимость насосной станции	руб
3	КПД насосной станции	%	70
4	Себестоимость 1м3 перекачиваемой воды	руб/м3	10



Список литературы

1. Шевелев, Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: справочное пособие/ Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. 6-изд., доп. и перераб. Тверь, 2005. 116 с.

2. СП 31.13330.2012. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*.

3. СП 8.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности.

4. Максимова, С.В. Насосные станции систем водоснабжения и водоотведения: учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальности 270112.65 «Водоснабжение и водоотведение» и направлению подготовки 270800 «Строительство» (профиль «Водоснабжение и водоотведение») / С.В.Максимова. Тюмень: РИО ФГБОУ ВПО ТюмГАСУ, 2014. 74 с.

5. Насосы центробежные двустороннего входа типа Д и агрегаты электронасосные на их основе [Электронный ресурс] / ОАО "ГМС ЛИВГИДРОМАШ". Режим доступа: http://www.hms livgidromash.ru/upload/iblock/b2a/b2acd547f7cc0dd8025853bb05d16b0f.pdf - Загл. с экрана.

6. Монтаж систем внешнего водоснабжения и водоотведения: Справочник строителя/ А.К.Перешивкин, С.А.Никитин, В.П.Алимов и др. Под ред. А.К.Перешивкина, С.А.Никитина. М.: ГУП ЦПП, 2001. 828 с.

7. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений/ А.С.Москвитин, Б.А.Москвитин, Г.М.Мирончик, Р.Г.Шапиро. Под ред. А.С.Москвитина. М.: Стройиздат, 1979. 430 с. (Справочник монтажника).

Размещено на Allbest.ru

...