Канализационная насосная станция второго подъёма
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский Национальный Технический Университет
Кафедра " Водоснабжение и водоотведение
Курсовой проект на тему:
"Канализационная насосная станция второго подъёма
Исполнитель Майорчик А.П.
Минск-2006
Содержание
Состав проекта
Введение
Определение подачи, количества насосов и ёмкости приёмного резервуара
Определение диаметра напорных водоводов
Определение полного напора и подбор насосов и электродвигателей
Гидравлический расчёт трубопроводов насосной станции
Графо-аналитический расчёт совместной работы насосов и водоводов
Анализ работы насосной станции
Подбор сороудерживающих решёток
Определение отметки оси насоса
Определение размеров здания насосной станции
Подбор вспомогательного оборудования
Технико-экономические расчёты
Требования техники безопасности
Литература
Состав проекта
Данный курсовой проект состоит из расчётно-пояснительной записки на 27 страницах с соответствующими содержанию тематическими 12 разделами, по которым и произведены расчёты КНС. Также в состав проекта входит графический материал на листе формата А1. Он включает в себя планы, продольный и поперечный разрезы насосной станции в соответствующем масштабе, также на листе показаны вертикальная схема насосной станции и ситуационный план КНС.
Введение
Насосные станции для перекачки производственных сточных вод в зависимости от состава последних могут проектироваться отдельно стоящими или в блоке с производственными помещениями.
В производственных помещениях допускается установка насосов для перекачки сточных вод, не выделяющих вредные газы и пары. В этих же помещениях допускается при периодической работе насосов и наличии постоянно действующей вентиляции размещение приемных резервуаров.
Для перекачки производственных сточных вод, содержащих легковоспламеняющиеся, взрывоопасные и летучие токсичные вещества, следует проектировать, как правило, отдельно стоящие насосные станции с отдельно расположенными приёмными резервуарами и предусматривать максимальную автоматизацию их работы.
Иногда допускается блокировка насосных станций для перекачки агрессивных сточных вод с производственными помещениями. Всасывающие трубопроводы агрессивных производственных сточных вод рекомендуется укладывать в каналах.
Постоянно действующие станции перекачки производственных сточных вод должны обеспечиваться двойным питанием электроэнергией или иметь резервные насосные агрегаты с тепловыми двигателями, если установка их допускается по условиям техники безопасности. Число напорных трубопроводов от насосных станций в этих случаях должно быть не менее двух; каждый из них рассчитан на пропуск всего количества сточных вод.
канализационная насосная станция сточная вода
Определение подачи, количества насосов и ёмкости приёмного резервуара
Насосы станции 1-го подъёма забирают воду из берегового колодца или водоприёмника и подают её в смеситель очистных сооружений или сборные резервуары. Подача НС равномерна в течение суток и складывается из водопотребления населённым пунктом, расхода воды на собственные нужды ОС и пополнения противопожарного запаса воды.
Расход воды по часам суток в НП зависит от режима её потребления. Его можно представить ступенчатым или интегральным графиком. Неравномерность потребления воды населением в отдельные часы суток характеризуется коэффициентом часовой неравномерности KЧ.
Число рабочих насосов определяется путём сравнения максимальных и минимальных расходов.
Сведём все расчёты в таблицу №1 - "Водоотведение города и подача насосами по часам суток"
Примечание: нужно учесть при расчёте, что количество переключений в течение суток не должно превышать 2.
Таблица №1
Водоотведение города и подача насосами по часам суток
Часы сутокВодоотведе-ние города, % от ∑Qсут. maxПодача воды насосами, %Поступление воды в бак, % от ∑Qсут. maxРасход воды бака, % от ∑Qсут. maxОстаток воды в баке, % от ∑Qсут. maxКоличество работающих насосов12345678-94,455,2 0,757,3029-105, 205,2 7,30210-115,055,2 0,157,15211-124,855,2 0,356,80212-134,605,2 0,606, 20213-144,605,2 0,605,60214-154,555,2 0,654,95215-164,755,2 0,454,502∑38,0541,6 16-174,705,2 0,504,00217-184,655,2 0,553,45218-194,355,2 0,852,60219-204,405,2 0,801,80220-214,305,2 0,900,90221-224,305,2 0,900,00222-234, 202,721,48 1,48123-03,752,721,03 2,511∑34,6536,64 0-13,72,720,98 3,4911-23,352,720,63 4,1212-33,252,720,53 4,6513-43,302,720,58 5,2314-53, 202,720,48 5,7115-63,252,720,53 6,2416-73,402,720,68 6,9217-83,852,721,13 8,051∑27,3021,76 ∑100,00100,008,05 8,05
Производительность насосной станции (по заданию): Qcym. = 65000, мз/cyт. Число рабочих насосов определяем путем сравнения максимального Pmax и минимального Pmin притоков сточных вод, предварительно приняв, что (приток от одного насоса в % от Qcym.) P1 = Pmin:
n = Pmax / Pmin = 5,2/3,2 »» 2 рабочих насоса
Тогда приток от одного насоса:
P1 = Pmax / n = 5,2/2 = 2,6%
Полный приток с учетом потерь:
P1 = 2,6 + 10% * (2,6) = 2,86 %
Подача одного отдельно работающего насоса:
Q1н = (Qсут. * P1) / (3,6 *100) = (65000 * 2,86) / (3,6 * 100) = 1859 м3/ч = 0,51 м3/с
Ёмкость приёмного резервуара принимается на основе анализа графиков притока и откачки сточных вод. Аккумулирующий объём резервуара определяется по максимальному проценту остатка сточной жидкости в нём:
Wрег. б. = Pрег. max * Qcym. = (8,05 * 65000) /100 = 5232,5 м3, где:
Pрег. max - максимальный остаток воды в приёмном резервуаре в процентах от Qcym.
Определение диаметра напорных водоводов
Количество напорных водоводов определяется на основе технико-экономического расчёта и, как правило, принимается не менее 2. В данном проекте принимаем - n = 2 (из условия).
Определяем расчётный расход одного трубопровода:
в = Qнсmax / n = [ (65000 * 5,2) /100] /2 = 3380/2 = 1690 м3/ч = 0,47 м3/с
Диаметр напорных трубопроводов определяется на основе технико-экономических расчетов. Экономически наивыгоднейший диаметр определяется по зависимости:
Д = Э0.14 * Qв0.42, где:
Э = [ (44 * τ) /b] - экономический фактор, где:
τ - стоимость одного кВт/ч электроэнергии; τ = 0,01 руб.
b - величина, принимаемая в зависимости от материала труб; для стали - 53.
Э = (44 * 0,01) /53 = 0.0083
Принимаем диаметр напорного трубопровода:
Д = 0,00830,14 * 0,470,42 = 0,37 м ≈ 0.350 м
Для подбора экономически наивыгоднейшего диаметра труб составлены таблицы предельных расходов.
Используя таблицы Шевелевых, принимаем диаметр напорного водопровода равным Дн. тр. = 350 мм.
Диаметр всасывающего трубопровода принимается на сортамент больше, т.е. диаметр всасывающего водовода Двс. тр. = 400 мм.
Определение полного напора и подбор насосов и электродвигателей
Напор, развиваемый насосом, складывается из суммы геометрических высот всасывания и нагнетания, а также потерь напора при движении жидкости от места забора до излива напорного трубопровода.
В общем случае требуемый полный напор насоса можно определить по формуле:
) Hг - геометрическая высота подъем воды:
г = ZОС - Zпр,р = 201 - 155 = 46 м
) ∑ hпот - сумма потерь напора, которая складывается из:
∑ hпот = hвс + hнс + hн, где:
hвс - потери напора во всасывающих трубопроводах, м;
hнс - потери в насосной станции 2 подъёма, м;
hн - потери в напорных трубопроводах, м.
hвс + hнс= 2 м
hн = hl + hм = hl + (10% * hl) = 1.1 * hl = 1.1 * i * l, где:
i - гидравлический уклон; определяем по таблицам Шевелёва: i = 0,005;
l - длина трубопровода (по условию): l = 1840 м.
hн = hl + hм = 1,1 * hl = 1,1 * 0,005 * 1840 = 10,12 м
∑ hпот = 2 + 10,12 = 12,12 м
) Нсв - свободный напор: Нсв = 2,0 м (-по заданию на проектирование).
Полный напор насосов:
n = Hг + ∑ hпот + Нсв = 46 + 12,12 + 2 = 60,12 м
Принимаем к установке насос СД2400/75а, n = 750 об/мин.
Из каталога насосов определяем:
диаметр всасывающего патрубка Двс. патр. = 400 мм;
диаметр напорного патрубка Дн. патр. = 350 мм.
Выбор марки электродвигателя зависит от мощности насоса, частоты вращения, компоновки агрегата, напряжения питающей сети, особенностей среды производственных помещений.
Мощность приводного двигателя насоса принимают больше мощности, потребляемой насосом, на случай перегрузок от неучтённых условий работы:
Nдв. = [ (rr * g * Qн * Hн) * K] / (1000 * hhн), кВт, где:
н, Hн - подача и напор насоса, соответственно;
K - коэффициент запаса мощности (принимается в зависимости от мощности на валу насоса, т.е. от КПД); ва данном проекте K = 1,1;н - КПД насоса; КПД устанавливаемого насоса составляет hhн = 62%.
Тогда получаем:
дв. = [ (1000 * 9,81 * 0,51 * 60,12) * 1,1] / (1000 * 0,62) = 533,65 кВт
Принимаем асинхронный двигатель следующей марки:
АЗ-13-62-8 (мощностью 630 кВт).
Гидравлический расчёт трубопроводов насосной станции
При гидравлическом расчёте трубопроводов насосной станции определяют их диаметры и величины потерь напора.
Для проведения гидравлического расчета необходимо составить схему обвязки насосов трубопроводами и установленной на них арматурой и фасонными частями. Кроме рабочих насосов принимаются 2 резервных насоса. Расчетная схема для гидравлического расчета внутристанционных трубопроводов.
Схема расположения насосов определяется типом, размерами, числом насосов и формой насосного зала. На канализационных насосных станциях целесообразнее применять однородную схему с расположением насосов перпендикулярно стене, отделяющей машинный зал от приемного резервуара. Для каждого агрегата устраивают отдельную всасывающую линию, на которой должна быть установлена задвижка или плоский затвор.
Напорная линия каждого насоса должна быть оборудована запорной арматурой и обратным клапаном. Число насосов на станции обычно превышает число ниток напорных водоводов, поэтому необходимо устраивать напорный соединительный коллектор.