11021

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

4

ВВЕДЕНИЕ

Насосные станции систем водоснабжения и водоотведения городов являются основными потребителями электроэнергии. Электроэнергия затрачивается на перемещение по трубопроводам жидкости с расчетного уровня во всасывающей камере на более высокий уровень. Приобретение навыков проектирования и расчета насосных станций студентами является основной целью при выполнении курсового и дипломного проектов. В методических указаниях рассматриваются последовательность проектирования и расчета:

•водопроводных насосных станций первого и второго подъёмов;

•главных и районных насосных станций системы водоотведения.

1.ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

1.1.РЕЖИМ РАБОТЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ ПЕРВОГО ПОДЪЁМА (НС-1) подают воду на водопро-

водные очистные сооружения, как правило, равномерно по часам суток. Поэтому режим работы НС-1 будет равномерным (одноступенчатым).

НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ ВТОРОГО ПОДЪЁМА НС-2) подают воду непосред-

ственно в водопроводную сеть города. В зависимости от степени неравномерности отбора воды из сети работы НС-2- по часам суток может быть равномерным (одноступенчатым) или неравномерным (двух или трёх ступенчатым).

НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ ВОДООТВЕДЕНИЯ (НСВ) подают сточную воду города

на очистные сооружения системы водоотведения (главные насосные станции) или от отдельных районов города поднимают её в вышерасположенный коллектор (районные насосные станции). Режим их работы устанавливается в зависимости от режима притока сточных вод в приемный резервуар по часам суток и является неравномерным (много ступенчатым).

1.2. ВЗАИМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ И РЕЗЕРВУАРОВ

Насосные станции могут быть совмещены с резервуарами, из которых забирается жидкость (совмещенный тип) или располагаться вблизи этих резервуаров (раздельный тип). В зависимости от расположения насосных станций относительно резервуаров, а также компоновки насосных агрегатов в насосных станциях принимается конкретная схема всасывающих и напорных трубопроводов (рис. 1).

В насосных станциях систем водоснабжения и водоотведения раздельного типа (рис. 16) количество всасывающих (9) и напорных (7) водоводов принимается не менее двух [1, 2]. Всасывающие водоводы (9) объединяются в распределительный коллектор (8). Напорные водоводы (7) подсоединяются к сборному коллектору (5).

5

Рис. 1. Принципиальные схемы трубопроводов насосных станций.

а) совмещенного типа; б) раздельного типа; в) раздельного типа при коротких всасывающих водоводах. 1- резервуар, из которого забирается жидкость насосами 3; 2- всасывающий трубопровод для каждого насоса; 4- напорный трубопровод от каждого насоса; 5- сборный напорный коллектор; 6- машинный зал насосной станции; 7- напорные водоводы; 8- распределительный всасывающий коллектор; 9- всасывающие водоводы.

Внасосных станциях систем водоснабжения и водоотведения раздельного типа (рис. 16) количество всасывающих (9) и напорных (7) водоводов принимается не менее двух [1, 2]. Всасывающие водоводы (9) объединяются в распределительный коллектор (8).

Внасосных станциях совмещенного типа каждый насос имеет всасы- вающий трубопровод (2) (рис. 1а). Напорные водоводы (7) подсоединяются к сборному коллектору (5).

Внасосных станциях раздельного или совмещенного типа напорные трубопроводы (4) от каждого насоса объединяются в общий сборный коллектор (5), переходящий в напорные водоводы (7) (рис. 1а, 16, 1в).

1.3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

1.3.1. Определение расчетного расхода жидкости по трубопроводам Расчетный расход жидкости (q,.л/с), пропускаемый по одному всасываю-

щему (9) или напорному (7) водоводам (рис., 1), определяют по выражению

где QHC - максимальная подача жидкости рабочими насосами насосной станции, л/с; m - количество всасывающих или напорных водоводов.

Расчетный расход жидкости (q, л/с), пропускаемый по одному всасывающему (2) или напорному (4) трубопроводам при параллельной работе нескольких (cн) насосов с одинаковыми рабочими характеристиками, определя-

Если параллельно работают несколько насосов с разными рабочими характеристиками, то расчетный расход жидкости (q, л/с) будет равен подаче каждого насоса.

6

7

8

1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПОРА НАСОСОВ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Напор насосов (НН, м) рассчитывается по конкретной схеме размещения насосных станций в системах водоснабжения и водоотведения и должен быть достаточным, чтобы:

•обеспечить подъём жидкости с расчетного уровня жидкости (Zp, м) во всасывающей камере (см. табл. 13) до максимального уровня (Zn, м) у потребителя (смеситель очистных сооружений, бак башни, резервуары, сеть города и т.п.), определяемого расчетами или по заданию на проектирование;

•преодолеть суммарные потери напора Σh, м) в системе всасывающих и напорных трубопроводов;

•создать некоторый запас напора жидкости (Hf := 1,0 м) у потребителя. Поэтому напор насосов должен быть

где Нг - геометрическая высота подъема жидкости в м, определяемая по выражению:

Напор насосов уточняется после компоновки насосов и разработки технологической части проекта (см. п. 1.14).

1.5. ВЫБОР ТИПА И МАРКИ НАСОСА

На насосных станциях систем водоснабжения и водоотведения следует принимать типы центробежных насосов, указанные в табл. 2.

Таблица 2. Рекомендуемые к применению типы насосов

Марки насосов выбираются по подаче одного насоса (Q1 л/с; м3/ч)

и напору (Нн, м).

Зависимости напора (Н), мощности (N), КПД (η), кавитационного запаса (∆h) насоса от его подачи (Q) при постоянной частоте вращения рабочего ко-

Характеристики насосов в каталогах представлены в виде графических зависимостей. В области оптимальных значений КПД (г| ) насоса характеристики насосов можно выразить аналитически:

где a0, a2, b0, b1 - постоянные величины, значения которых для насосов отечественного производства приводятся в [8]; р, g - соответственно, плотность жидкости (кг/м3) и ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

9

10