Подбор насосов

Данные для подбора насосов представлены в таблице 2.

Исходя из таблицы 2 по каталогу [5] принят насос марки Д800-57 с частотой вращения n=1450 об/мин, номинальный напор Н=57 м.

Требуемый напор Нтр=55, 69 м. Т.к. H – Нтр = 0, 03 м < 3 м, следовательно обточка рабочего колеса насоса не требуется.

В таблице 3 представлены рабочие характеристики насоса.

Наименование параметра	Величина
Производительность насосной станции,	2083, 1 578, 64
Производительность одного насоса:
при отдельной работе,	651, 2 180, 89
при параллельной работе ( / ),	2083, 8 578, 64
Требуемый напор (, м	55, 69

Таблица 3

По Q-H характеристике развиваемый насосом напор составил 57 м.

На рисунке 3 представлена характеристика насоса марки Д800-57.

Рисунок 3 –Характеристика насоса Д800-57

На рисунке 4 представлен внешний вид насоса с его габаритными размерами.

Рисунок 4 – Габаритные и привязочные размеры насоса

1.8 Расчет мощности электродвигателя

Мощность электродвигателя , кВт, определена [1]:

, (21)

где – требуемая мощность насоса на валу, кВт;

k – коэффициент запаса мощности [1].

Мощность насоса N_н, кВт, составила [1]:

(22)

где q_1н=0, 18 м³/с – подача одного насоса,

H=55, 69 м – требуемый напор;

r=1000 кг/ м³ – плотность воды;

h_н=82% – КПД насоса при расходе q_1н.

По таблице 4[1] к = 1, 15

кВт

Принимается электродвигатель марки 4АН280S4 [3].

Мощность данного электродвигателя составила 132 кВт; масса насосного агрегата составила 2260 кг, масса насоса 880 кг [3].

1.9 Обточка рабочего колеса насоса

м. (23)

Значения Q принимаются в пределах рабочей части характеристики выбранного насоса. Результаты расчета представлены в таблице 4.

Таблица 4

По данным таблицы 4 строится график параболы режимных точек совместно с Q-H характеристикой насоса (рис. 5).

Точка пересечения параболы с Q-H характеристикой насоса (точка А) имеет координаты Q_А=680, 88 м³/ч и H_А=66, 38 м.

Диаметр обточенного колеса определяется по формуле [2]

мм, (24)

где D – диаметр рабочего колеса насоса, мм (таблица 3) [1].

мм

Процент срезки рабочего колеса определяется по формуле

% (25)

Коэффициент быстроходности принятого насоса определяется [1]

, (26)

где n- частота вращения из каталога [4], об/мин.

Рисунок 5 – Расчет обточки рабочего колеса и характеристики насоса с обточенным рабочим колесом

Рассчитанный процент срезки не превышает нормативный 15%.

Для построения Q-H характеристики насоса с обточенным рабочим колесом в пределах рабочей характеристики выбранного насоса определены соответствующие координаты Q-H (при D_необт) и вычислены координаты Q_ср. и Н_ср по формулам [1]

(27)

(28)

Таблица 5

Q-H характеристика четырех параллельно работающих насосов строится на основе Q-H характеристики насоса марки Д800-57(см. рисунок 3).

Q-H характеристики четырех параллельно работающих насосов представлены на рисунке 5.

Q-H характеристика водовода построена по формуле [1]:

(29)

где Н_Г – геометрическая высота подъема, м;

S – приведенное сопротивление водоводов, м× с²/л².

Геометрическая высота подъема Н_г, м, определена по формуле [1]:

(30)

м

Приведенное сопротивление водовода S, мс²/л², определено по

формуле [1]:

Результаты расчетов представлены в таблице 4.

Таблица 6

График совместной работы водоводов представлен на рисунке 6.

Q-H характеристика второго водовода, работающего параллельно строится также, как Q-H характеристика двух параллельно работающих насосов.

Режимная точка (точка А) имеет координаты Q_А= 597, 83 л/с и

Н_А= 57, 93 м.

3 Проверка насосов и водоводов на пропуск аварийного расхода

При аварии на одном из напорных водоводов аварийный участок отключают, а вся вода подается по оставшемуся трубопроводу. При этом для ВНС-II допускается снижение подачи на 30% от расчетной [1]. Расход воды при аварии, подаваемый в напорный водовод q_ав, м³/с, составил [1]: при при при при при п м³/с (32)

Расход воды во всасывающем трубопроводе при аварии составил [1]

= м³/с (33)

Скорость движения воды во всасывающем трубопроводе при аварии составил:

м/с.

Гидравлический уклон определён по формуле [1]

, (34)

где , C, m – коэффициенты, определяемые для каждого вида труб [1].

Потери напора во всасывающих трубопроводах при аварии

определены [1]:

=1, 1´ i _вс´ l_вс =1, 1´ 0, 0024´ 17=0, 019 м. (35)

Расход воды в напорных водоводах при аварии составил [1]:

= м³/с (36)

Скорость движения воды в напорном трубопроводе при аварии составил:

м/с. (37)

Гидравлический уклон определён по формуле [1]

, (38)

где , C, m – коэффициенты, определяемые для каждого вида труб [1].

Потери напора в напорных трубопроводах при аварии определены [1]:

=1, 1´ i _н´ l_н =1, 1´ 0, 0088´ 1210=11, 7 м. (39)

Требуемый напор Н_тр, м, при аварии определен [1]:

(40)

Расстояние между блокировками l_ав, м, определено по формуле [1]:

, (41)

где i_ав – гидравлический уклон напорных водоводов при пропуске при при при при аварийного расхода по всем водоводам, м;

h_н – потеря напора в напорных водоводах при аварии при наличии при при пр блокировок, м.

, (42)

Величина ∆ h, м, составила [1]:

, (43)

где Н_н^ав – напор, создаваемый насосами при аварии, м.

м

м

Гидравлический уклон определён по формуле [1]

, (44)

где , C, m – коэффициенты, определяемые для каждого вида труб [1].

V^ав – скорость движения воды в напорных водоводах при аварии, когда

вода движется по всем водоводам.

Величина

, (45)

м

Установили одно переключение (блокировка).

4 Подбор пожарных насосов

При пожаре расход насосной Q_пож, л/с, станции составил [1]:

, (46)

где q_пож – расход воды на пожаротушение, согласно заданию, л/с.

л/с

Требуемый напор Н_тр^пож, м, при пожаре составил [1]:

где h_вс^пож – потери напора во всасывающих трубопроводах при пожаре, м;

h_н^пож – потери напора в напорном трубопроводе при пожаре, м;

Н_св^пож = 20м – требуемый свободный напор.

Расход воды во всасывающих трубопроводах при пожаре , м³/с, составил [1]:

, (48)

где п _вс – число всасывающих трубопроводов.

, м³/с

Потери напора во всасывающем h_вс, м, трубопроводе при пожаре [1]:

, (49)

где гидравлический уклон во всасывающих трубопроводах при

пожаре [2].

Скорость движения воды во всасывающем трубопроводе при пожаре составил:

м/с. (50)

Гидравлический уклон определён по формуле [1]

, (51)

где , C, m – коэффициенты, определяемые для каждого вида труб [1].

Потери напора во всасывающих трубопроводах при пожаре составили [1]:

=1, 1´ i _вс´ l_вс =1, 1´ 0, 0026´ 17=0, 05 м. (52)

Расход воды в напорных водоводах при пожаре составил [1]:

, (53)

где п _вс – число всасывающих трубопроводов.

, м³/с

Скорость движения воды в напорном трубопроводе при пожаре составил:

м/с. (54)

Гидравлический уклон определён по формуле [1]

, (55)

где , C, m – коэффициенты, определяемые для каждого вида труб [1].

Потери напора в напорных трубопроводах при пожаре определены [1]:

=1, 1´ i _н´ l_н =1, 1´ 0, 006´ 1210=8, 6 м. (56)

м

Построена Q-H характеристика напорных водоводов при пожаре по формуле [1]:

, (57)

где Н_г^пож – геометрическая высота подъема жидкости при пожаре, м;

S – приведенное сопротивление водоводов при пожаре, мс²/л².

, м. (58)

м

Величина S_пож, мс²/л², определена по формуле [1]:

(59)

Результаты расчетов представлены в таблице 5.

Таблица 5

Точка пересечения этой Q-H характеристики с Q-H характеристикой четырех параллельно работающих насосов (точка В) имеет координаты: Q^ф_пож=660, 51 л/с и Н^ф_пож=56, 84 м. Q^ф_пож< Q_пож, Н^ф_пож < H_пож, поэтому выбираем специальный пожарный насос с характеристиками Q^ф_пож и Н^ф_пож. Характеристики пожарного насоса определяются по каталогу [3].

В насосной станции устанавливается пожарный насос марки Д2500-62[3]. Номинальная подача насоса марки Д2500-62 составляет 2500 м³/ч, номинальный напор этого насоса - 62 м, его мощность- 500 кВт, КПД - 87%, допустимый кавитационный запас – 7, 5 м, диаметр рабочего колеса 700 мм, диаметр всасывающего патрубка – 500 мм, диаметр напорного патрубка – 300 мм, частота вращения - 980 об/мин [3].

5 Подбор резервных насосов

Количество резервных агрегатов принимается согласно СНиП в зависимости от категории надежности системы водоснабжения и числа рабочих агрегатов. В данном случае число рабочих агрегатов равно 4, а данная насосная станция относится к I-ой категории надежности. Значит, принимаем 2 резервных насосных агрегата [3].

6.1 Определение отметки оси насоса

Отметка оси насоса определено по формуле [1]:

, (60)

где – допустимая геометрическая высота всасывания, м.

Допустимая геометрическая высота всасывания , м, определено [1]:

, (61)

где – допустимый кавитационный запас;

– запас на возможное снижение допустимой высоты всасывания;

– скорость движения воды во всасывающем патрубке насоса.

Скорость движения воды во всасывающем патрубке насоса определено по формуле [1]:

, (62)

где d_вх – диаметр всасывающего патрубка насоса, м [4].

м/с

м

6.2 Определение высоты надземной части насосной станции

Высота надземной части ВНС-II Н, м, определена по формуле [1]:

, (63)

где h₁=0, 4м – высота рельса кран-балки с учетом подвески его к перекрытию;

h₂=1, 1м – расстояние от низа монорельса до зева крюка;

h₄=1, 44м – высота груза;

h₅=0, 5м – запас высоты

Принята высота надземной части 6 м.

6.3 Определение глубины заложения напорных водоводов

Глубина заложения напорных водоводов Н_зал, м, составила [1]:

, (64)

где =1, 65м – глубина промерзания грунта.

.

Отметка низа напорного водовода Z_тр, м, определено по формуле[1]

, (65)

где Z_н.с – отметка поверхности земли у насосной станции, м.

.