книги / Насосные станции систем водоснабжения и водоотведения

Таблица 3 Предельные экономические расходы, л/с,

для трубопроводов из разных материалов при Э = 1

В табл. 3 для труб соответствующего материала и диаметра приводятся предельные наибольшие экономические расходы для условий, характеризуемых значением экономического фактора Э = 1.

Для выбора экономически выгодного диаметра по этой таблице вычисляют расход, приведенный к значению экономического фактора, равному единице

Пример. Определить диаметр стального водопровода при

Qн.в = 800 л/с и σ =1,2 коп./(кВт·ч).

31

Эф = 85900 5,1 0,00179 1, 2 = 0, 74 . 1, 4 53 (12,5 + 4,6)

Определяем приведенный расход:

Qпр = 800 3 0,74 = 725 л/с.

Для расхода 725 л/с по табл. 3 принимаем трубопровод диаметром 900 мм.

Наружные всасывающие водоводы. Число линий таких водоводов на насосных станциях должно быть не менее двух. При выключении одной линии остальные должны быть рассчитаны на пропуск 100 % расчетного расхода для насосных станций I и II категории и 70 % расчетного расхода для III категории.

Расчетный расход одного всасывающего водовода определяется по формуле

где Qн.с – максимальная подача насосной станции; nв.в – число всасывающих водоводов.

Для водоводов, в которых возможен вакуум, рекомендуется принимать стальные трубы. Всасывающий трубопровод должен иметь непрерывный подъем к насосу с уклоном не менее 0,005. Диаметр всасывающего водовода выбирается с учетом рекомендуемых скоростей (табл. 4).

Внутренние трубопроводы насосных станций. Внут-

ренние трубопроводы следует выполнять из стальных труб, соединенных на сварке. Диаметры труб внутри насосных станций принимаются несколько меньшими, чем для наружных водоводов, так как от размеров труб зависят размеры и стоимость здания насосной станции. Скорости движения воды, рекомендуемые СНиП для внутристанционных трубопроводов, приводятся в табл. 4.

32

Таблица 4 Скорости движения воды в трубопроводах

насосных станций

Диаметры внутристанционных трубопроводов должны соответствовать стандартным диаметрам выпускаемой арматуры (задвижек, обратных клапанов), которая размещается на них. Диаметры труб, как правило, больше диаметров патрубков насосов и соединяются с ними переходами. Трубопроводы внутри насосной станции могут располагаться (рис. 13) над поверхностью пола с устройством мостков над трубопроводами; в мелких каналах – когдамаховикзадвижкивозвышаетсянадполом; вглубокихканалах; накронштейнахустенмашинногозала; вподвалах.

Рис. 13. Способы размещения трубопроводов в машинном зале: I – над полом; II – в мелких каналах; III – в глубоких каналах; IV – на стенах

33

Размерыканалов иминимальноеудаление труботстенипола назначаются из условия возможности монтажа и обслуживания арматурыпотабл. 5.

Таблица 5 Рекомендуемые размеры к размещению трубопроводов

в машинном зале (см. рис. 13)

Трубопроводы могут размещаться комбинированно: часть – надполом, часть– вканалахит.п.

Фасонные части. Фасонные части на трубах внутри насосных станций, как правило – стальные сварные. Стандартные размеры и вес фасонных частей для спецификации следует брать по справочнику. Ориентировочно при компоновке машинного зала их размерыможноприниматьпорис. 14.

Рис. 14. Сварные фасонные части

34

Длина колена Lк (радиус закругления) принимается равной dy или 1,5dy. Длина переходов принимается Lп = (4...7) · (Dy – dy). Утройников Lт = 2Dy + С, где С ≥ 150 мм при Dу ≤ 150 мм и С ≈

≈100 ммприDy > 150 мм.

Расстояние до фланца на боковом подключении L 'т = 0,5 Dy +

+ b, гдеb = 150 ммприdy ≤300 ммиb = 200 ммприdy > 300 мм.

Фланцевые соединения применяются при соединении трубопроводов с насосами в местах установки арматуры. Фланцы требуют постоянного внимания при эксплуатации, поэтому установка лишних фланцев не рекомендуется.

Всасывающие трубопроводы, давление в которых меньше атмосферного, должны проектироваться так, чтобы исключить возможность образования в них воздушных мешков.

Рис. 15. Устройства для прохода трубопроводов через стену:

а– ребристый патрубок; б – сальник с нажимным устройством;

в– набивной сальник; 1 – корпус; 2 – кольцевое ребро; 3 – фланец; 4 – уплотнитель; 5 – фланцевый нажимной патрубок; 6 – шпилька; 7 – упорное кольцо; 8 – сальниковая набивка; 9 – зачеканка

Пропуск труб через стены зданий насосных станций.

Жесткая заделка труб в стены осуществляется с помощью ребристого патрубка, который омоноличивается в нужном месте при бетонировании стены (рис. 15, а). Приварное ребро увеличивает прочность заделки и уменьшает фильтрацию вдоль тру-

35

бы. Концы патрубка могут быть гладкими (под сварку) или с приварными фланцами. Жесткая заделка труб применяется чаще всего в стенах внутри станций водоотведения и насосных станций I подъема совмещенного типа.

Гибкая заделка применяется в тех случаях, когда возможно повреждение труб при осадке здания, тепловых расширениях, в сейсмических районах. Она облегчает разъем фланцевых соединений при монтажных работах. При гибкой заделке используются сальниковые уплотнения двух типов: с нажимным устройством и без него (рис. 15, б, в). В обоих случаях корпус сальника омоноличивают в стене сооружения до пропуска через нее трубы. Диаметр патрубка корпуса принимается приблизительно на 50 мм больше диаметра пропускаемой трубы. Уплотнения выполняют в виде резиновых колец или просмоленного пенькового жгута. Затяжку и периодическую подтяжку сальника производят с помощью нажимного фланцевого патрубка, располагаемого со стороны сухого помещения. Сальники с нажимным устройством обладают хорошей эластичностью, надежностью и водонепроницаемостью, но в изготовлении сложнее ребристых патрубков. Поэтому их применяют в наиболее тяжелых условиях; ниже устойчивого уровня грунтовых вод, в стенах, отделяющих машинный зал от приемного резервуара в совмещенных насосных станциях, если это вызвано условиями монтажных работ.

Значительно проще по конструкции – сальник без нажимного устройства. В его корпусе отсутствует фланец, а внутри корпуса установлено упорное кольцо и два бурта.

Между упорным кольцом и буртом помещают набивку из просмоленной пеньковой пряди. Концы сальника зачеканивают асбестоцементной массой и заделывают битумной мастикой. Применяются такие сальники в маловлажных грунтах. В сухих грунтах в качестве набивки можно применять паклю и ветошь.

36

1.7.Построение графика совместной работы насосов

иводоводов

Фасонные части и арматура обусловливают гидравлические потери напора в насосной станции hн.с. Эти потери вместе с потерями в водомерных устройствах hвдм и во всасывающих и напорных водоводах (hв.в и hн.в) составляют общие потери напора в насосной установке и вместе со статическим напором определяют необходимый напор насосов:

Потери напора в насосной установке Σhω зависят от расхода, а подача (расход) насосов, в свою очередь, зависит от развиваемого ими напора, т.е. и от Σhω. Окончательные параметры (подача, напор) параллельно соединенных насосов, подающих воду по системе напорных водоводов, определяются после построения графика совместной работы насосов и водоводов. Для этого необходимо построить характеристику трубопровода – график, который показывает, какой напор должны развивать насосы для того, чтобы подать через систему всасывающих водоводов, трубопроводов внутри насосной станции и напорных водоводов расход Qн.с. На рис.16 представлены схема трубопровода, положение пьезометрических линий при подаче разных расходов и характеристика трубопровода.

аб

Рис. 16. К построению характеристики трубопровода: а – высотная схема; б – характеристика трубопровода

37

Пример графика совместной работы насосов и водоводов приведен на рис. 17. Как видно из схемы водоводов насосной станции на рис. 17, а, гидравлические потери в разных трубопроводах определяются разными расходами (Qв.в, Qн, Qн.в), зависящими от числа водоводов и насосов.

Рис. 17. Параллельная работа 4 насосов на два водовода

сперемычками: а – схема водовода; б – характеристики насосов

иводоводов

Потери напора во всасывающем водоводе определяются по формуле

где 1000 · i – потери напора на 1 км трубопровода в метрах водяного столба, определяемые для расчетного расхода Qв.в в трубах заданного диаметра и материала по таблицам Шевелева; Lв.в – длина всасывающего водовода, км; Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений; υ – скорость во всасывающем водоводе, м/с.

38

Потери напора в насосных станциях hн.с. рекомендуется определять в следующем порядке:

–на схеме трубопроводов в насосной станции указываются диаметры, арматура, фасонные части и расчетные расходы;

–определяется самый невыгодный для расчета потерь путь воды, на нем нумеруются местные потери; вычисление потерь сводится в таблицу.

Рис. 18. Схема к определению потерь напора в насосной станции

Пример составления схемы для определения потерь представлен на рис. 18, а выполнения вычислений – в табл. 6. Графы 1, 2, 3 и 4 таблицы заполняются в соответствии со схемой. Коэффициенты сопротивлений принимаются по справочной литературе. Для открытой запорной арматуры можно прини-

мать ξ = 0,2.

39

Таблица 6 Определение потерь напора в насосной станции

Потери во всасывающих трубопроводах, в насосной станции и в водомерном устройстве можно считать пропорциональными квадрату подачи насосной станции. Таким образом, для определения потерь при произвольном расходе