3. Количество насосов, расчетные подачи насосной станции, емкость приемного резервуара
Подача и количество насосов на насосной станции назначаются в зависимости от режимов поступления сточных вод, условий совместной работы насосов, водоводов, регулирующих емкостей и очередности ввода в действие объекта. В целях обеспечения взаимозаменяемости и упрощения эксплуатации оборудования на станциях чаще устанавливают однотипные насосы.
Расчетная подача насосной станции назначается по величине максимального притока сточных вод, т.е.:
- на I очередь
Q нас .ст рас I = 486 л / с
- на II очередь
Q нас. ст. расч 2 = 2500 / 3.6 = 782 л/с.
Насосная станция 1 категории при авариях на водоводах должна обеспечить подачу воды 100% от Q притока сточных вод, т.е.
Q нас. ст. ав. = 782 л/с.
Минимальное количество насосных агрегатов на насосной станции водоотведения должно приниматься по условию:
m+ n 1+ n ,
где m - количество рабочих агрегатов;
n - количество резервных агрегатов.
Количество рабочих насосных агрегатов назначается по результатам анализа графика притока сточных вод и режима работы насосной станции в максимальные сутки. Число резервных насосных агрегатов назначается в соответствии с требованиями нормативных документов по обеспечению надежности насосной станции. Целесообразно на насосной станции принимать однотипные погружные насосные агрегаты, что позволяет совмещать машинный зал с приемным резервуаром и откачивать из него сточные воды без всасывающих трубопроводов, сокращать число резервных агрегатов и упрощать их эксплуатацию.
Для насосной станции 1 категории принимается не менее 2 напорных водоводов и 1 аварийный выпуск (см. п. 5.8 СНиП 2.04.03-85).
Анализируя исходный режим поступления сточных вод на насосную станцию (см. рис. 2 “График поступления и откачки сточных вод“) выбираются количество и энергетические параметры насосов:
подача насосной станции равна максимальному часовому притоку сточных вод, т.е. - Q нас. ст. = 6,25% от Qсут., где Qсут. = 45 000 м3/сут .
количество однотипных рабочих насосных агрегатов - m = 3 шт.
Общее количество насосных агрегатов на насосной станции 1 категории, согласно требованиям СНиП, принимается равным:
m + n = 3+2 = 5.
В этой связи подача каждого однотипного насосного агрегата при индивидуальной работе должна быть в пределах:
Q
1
=
kр=
6,25 / 3
1,18
2,5 %,
где kр - коэффициент, учитывающий увеличение подачи насоса при отключении из работы двух насосов (см. табл. 1);
Подача двух насосов при совместной работе оценивается по формуле:
Q1+2 = Q1 2 0,9 = 2.5 2 0,9 = 4,5 %,
где 0,9 =
=
- коэффициент снижения подачи двух
насосов при их совместной работе.
Расчетные подачи насосной станции равны:
при работе одного насоса: QI = 2.5% от Qсут. или
Q1 =45 000 / 100 2,5= 1125 м3 /час = 312,5 л/с;
при совместной работе двух насосов:
Q 1+2 = 4,43 % от Qсут = 45000 / 100 4,5 = 2025 м3/ч = 562,5 л/с;
при совместной работе трех насосов:
Q 1+2+3 = 6,25 % от Qсут 2812 м3/ч = 782 л/с.
Сточные воды поступают в приемный резервуар, поэтому, его объем должен быть достаточен для приема сточных вод в период включения любого из насосных агрегатов в работу. Время включения насосного агрегата в работу нормируется в пределах t ≤ 5 минут.
Если исходить из условия, что на стадии анализа исходных данных состав оборудования насосной станции не известен, минимальный объем регулирующей емкости приемного резервуара можно задать с учетом зависимости:
Wрег.
=
(1 –
),
где Qпр. – 50% от Qmax.час. притока сточных вод, при котором возможно максимальное включение насоса в час, м/час;
Qн. ст. – подача насосной станции;
J- максимальное количество включений насоса в час.
Включения и отключения насосов в течение часа позволяют сократить объем приемного резервуара. Вместе с тем подобный режим работы насосов усложняет эксплуатацию насосной станции и оказывает неблагоприятное влияние на изоляцию обмоток двигателей. При мощности двигателя насосного агрегата N > 50 кВт рекомендуется принимать не более З-х включений насоса в час (отечественных марок), а при N 50 кВт - не более 5-ти.
По предварительным оценкам мощность однотипного двигателя, который будет устанавливаться на проектируемой насосной станции N > 50 кВт, поэтому предполагается, что каждый насос может включаться и отключаться до 3 раз в час. Тогда:
Wрег=0,5(2813/3) (1 – 0,5(2813/2813))= 234,5 м 0,5% от Qсут.
Окончательный объем Wрег приемного резервуара назначается после выбора количества и марок насосных агрегатов, при компоновке насосной станции.
Примечание:
Q1 = 2,5% Qсут. = 1125 м3 /час = 312,5 л/с,
Q1+2 = 4,5%, Qсут = 2025 м3 /час= 562,5 л/с ,
Q1+2+3= 6,25 % Qсут = 2813 м3 /час= 781,4 л/с.
Итого за сутки режим работы насосов:
1 насос t= 405 мин = 6,75 часа,
2 насоса t= 329 мин = 5,48 часа,
3 насоса t= 560 мин = 9,33 часа.
Баланс поступления и откачки сточных вод предварительно выбранными насосами
Часы суток |
Приток Q, % |
Откачка Qнас , % |
Число и время работы насосов |
0-1 |
1,6 |
1,6 |
1 насос - 38 мин |
1-2 |
1,6 |
1,6 |
1 насос - 38 мин |
2-3 |
1,6 |
1,6 |
1 насос - 38 мин |
3-4 |
1,6 |
1,6 |
1 насос - 38 мин |
4-5 |
1,6 |
1,6 |
1 насос – 38 мин |
5-6 |
4,15 |
4,15 |
1 насоса – 11 мин 2 насоса – 49 мин |
6-7 |
5,75 |
5,50 |
2 насоса – 26 мин 3 насоса – 34 мин |
7-8 |
6,00 |
6,00 |
3 насоса |
8-9 |
6,25 |
6,25 |
3 насоса |
9-10 |
6,25 |
6,25 |
3 насоса |
10-11 |
6,25 |
6,25 |
3 насоса |
11-12 |
5,0 |
4,5 |
2 насоса |
12-13 |
4,15 |
4,5 |
2 насоса |
13-14 |
5,75 |
5,90 |
2 насоса – 12 мин 3 насоса – 48 мин |
14-15 |
6,25 |
6,25 |
3 насоса |
15-16 |
6,25 |
6,25 |
3 насоса |
16-17 |
5,8 |
5,8 |
2 насоса – 16 мин 3 насоса – 44 мин |
17-18 |
5,8 |
5,8 |
2 насоса – 16 мин 3 насоса – 44 мин |
18-19 |
5,8 |
5,35 |
2 насоса – 30 мин 3 насоса – 30 мин |
19-20 |
4,4 |
4,5 |
2 насоса |
20-21 |
2,15 |
2,5 |
1 насос |
21-22 |
2,15 |
2,15 |
1 насос – 52 мин |
22-23 |
2,25 |
2,25 |
1 насос – 54 мин |
23-24 |
1,6 |
1,6 |
1 насос - 38 мин |