5. Определение расчетной производительности насосной станции

Расчетную производительность насосов ВНС II определяют для трех режимов работы насосной станции.

Для 1-го режима – при подаче воды насосами I ступени в водонапорную башню (или контррезервуар) в час максимального водопотребления при исправных водоводах и оборудовании, м³/ч,

(8)

или, л/с, (9)

где – производительность насосов I ступени в %.

Для систем с контррезервуаром определяют также расчетную производительность насосов I ступени в час минимального водопотребления (при максимальном транзите воды в контррезервуар), которую принимают такой же, как и в час максимального водопотребления, т.е. , м³/ч и , л/с.

Для 2-го режима – при подаче воды насосами в сеть во время пожара в часы I ступени, м³/ч,

		(10)
или, л/с,		(11)

где – максимальный расход воды на тушение наружного пожара, л/с, принимается по заданию.

13

Для 3-го режима – при подаче воды насосами в водонапорную башню (или контррезервуар) в часы I ступени при аварии на напорных линиях, м³/ч,

		(12)
или, л/с,		(13)

6. Определение расчетного напора насосов

Расчетный напор насосов, т.е. полную высоту подъема воды насосами, определяют для каждого режима работы ВНС II по формуле, м,

(14)

где –	геометрическая высота подъема воды, м;
–	потери напора во всасывающих линиях, м;
–	потери напора в напорных линиях, м;
–	потери напора в соединительных напорных коммуникациях насосной станции, м;
–	потери напора в водопроводной сети, м (учитываются только для ВНС II, подающих воду в сеть с контррезервуаром и во всех случаях при подаче воды на тушение пожара).

Геометрическая высота подъема воды определяется как разность отметок расчетного уровня, на который вода подается в водонапорную башню или в сеть, и расчетного уровня воды в резервуаре чистой воды, из которого вода забирается.

Потери напора в системе трубопроводов , , , определяются при гидравлическом расчете этих трубопроводов.

В

14

виду того, что гидравлический расчет водопроводной сети населенного пункта представляет собой самостоятельную и сложную задачу, а для определения напора насосов ВНС II, подающих воду в сеть с контррезервуаром и во всех случаях при подаче воды на тушение пожара, необходимо учитывать потери напора в водопроводной сети, предлагается при разработке курсового проекта по насосным станциям принимать значение по заданию.

Для гидравлического расчета всасывающих и напорных линий, прежде всего, необходимо подобрать диаметры труб этих линий.

Диаметр всасывающих линий принимается по условиям пропуска расчетного расхода 1-го режима работы ВНС II. Количество всасывающих линий должно быть не менее двух (в курсовом проекте принять две). При выключении одной из них остальные должны обеспечить пропуск максимального расчетного расхода. При этом скорости движения воды должны быть в пределах:

при		м/с;
	= 300 ÷ 800 мм	м/с;
	> 800 мм	м/с.

При назначении диаметров всасывающих линий рекомендуется использовать следующий алгоритм:

, л/с,  таблицы [1]  стальные трубы  , м/с,  , мм.

Напорные линии проектируются с учетом технико-экономического обоснования в две линии. Диаметр напорных линий принимается по условиям пропуска расчетного расхода 1-го режима работы ВНС II по двум параллельным линиям, т.е. по каждой линии – половина расчетного расхода. При этом скорости движения воды должны быть в пределах:

при		м/с;
	= 300 ÷ 800 мм	м/с;
	> 800 мм	м/с.

При назначении диаметров напорных линий рекомендуется использовать следующий алгоритм:

/2, л/с,  таблицы [1]  чугунные трубы  , м/с,  , мм.

15

Расчетный напор насосов для каждого режима работы ВНС II определяют по следующим формулам.

Для I-го режима.

Для систем водоснабжения с водонапорной башней, расположенной в начале водопроводной сети, м,

(15)

Для систем водоснабжения с контррезервуаром:

• при подаче воды в контррезервуар в час максимального водопотребления из сети, м,

(16)

• при подаче воды в контррезервуар в час минимального водопотребления из сети (при максимальном транзите воды в контррезервуар), м,

(17)

Геометрическую высоту подъема воды , и определяют по формулам, м,

(18)

(19)

(20)

где –	отметка расчетного уровня воды в баке водонапорной башни, м;
–	отметка расчетного уровня воды в резервуаре чистой воды, м;
–	отметка расчетного уровня воды в контррезервуаре, м;
–	отметка расчетного пьезометрического уровня воды водопроводной сети в диктующей ее точке по линии встречи потоков, м.

16

(21)

где –	отметка поверхности земли в диктующей точке водопроводной сети, м;
–	величина требуемого свободного напора в сети, м, зависит от этажности застройки населенного пункта: при одноэтажной застройке = 10 м, на каждый последующий этаж добавляется по 4 м, т.е. при двухэтажной застройке = 14 м; при трехэтажной застройке = 18 м и т.д. Для объектов водоснабжения железнодорожной станции величина задается.

Потери напора во всасывающих линиях подсчитывают по формуле, м,

(22)

где  –

сумма коэффициентов местных сопротивлений, имеющихся на трубопроводе; значения коэффициентов местных сопротивлений, наиболее часто встречающихся на трубопроводах насосной станции, приведены в приложении 2.

В курсовом проекте  можно принять следующей:

(23)

где –	коэффициент местного сопротивления приемной сетки без клапана, = 2,5;
–	коэффициент местного сопротивления колена с углом 90о, 17 = 0,6;
–	коэффициент местного сопротивления тройника при ответвлении, = 1,5;
–	коэффициент местного сопротивления перехода суживающегося, монтируемого при присоединении всасывающей линии к насосу, = 0,1;
–	скорость движения воды во всасывающей линии, м/с;
–	гидравлический уклон всасывающей линии;
–	длина всасывающей линии, м, принимается по заданию.

Алгоритм определения и :

q1, л/с,  таблицы [1] стальные трубы  dвс, мм,  , м/с, и .

Потери напора в напорных линиях подсчитывают по формуле, м,

, (24)

где –

гидравлический уклон напорных линий, определяется по таблицам [1], используя алгоритм:

, л/с,  таблицы [1] чугунные трубы  , мм,  ;

–	длина напорных линий, м, принимается по заданию.

Потери напора в соединительных напорных коммуникациях насосной станции можно принять без расчета в пределах 1,5 ÷ 3,0 м для всех режимов работы ВНС II.

Потери напора в водопроводной сети и для систем водоснабжения с контррезервуаром следует принять по заданию.

18

Для 2-го режима.

Независимо от системы водоснабжения (с водонапорной башней или контррезервуаром) расчетный напор насосов Н₂ определяют по формуле, м,

(25)

Геометрическую высоту подъема воды определяют по формуле, м,

z_д.РЧВ , (26)

где –

отметка расчетного пьезометрического уровня воды водопроводной сети в точке пожара, м,

(27)

	где –	отметка поверхности земли в точке пожара, м;
	10 –	величина требуемого свободного напора в сети на случай пожара, м;
zд.РЧВ –	отметка дна резервуара чистой воды, м.

Потери напора во всасывающих линиях подсчитывают по формуле, м,

(28)

где и –

определяют по таблицам [1], пользуясь алгоритмом:

, л/с,  таблицы [1] стальные трубы  , мм,  ,м/с, и .

19

Потери напора в напорных линиях подсчитывают по формуле, м,

(29)

где определяют по таблицам [1] по алгоритму:

, л/с,  таблицы [2]  чугунные трубы  , мм,  .

Потери напора в соединительных напорных коммуникациях насосной станции учитываются в пределах 1,5 ÷ 3,0 м.

Потери напора в водопроводной сети принимаются по заданию.

Для 3-го режима.

Для систем водоснабжения с водонапорной башней, расположенной в начале водопроводной сети, м,

(30)

Для систем водоснабжения с контррезервуаром,

(31)

Геометрическая высота подъема воды, и принимается, м,

;

Потери напора во всасывающих линиях подсчитывают по формуле, м,

20

(32)

Значения и определяют по таблицам [1], пользуясь алгоритмом:

q3, л/с,  таблицы [1]  стальные трубы  dвс, мм,  и .

Потери напора в напорных линиях определяют с учетом возможной на них аварии. При этом для надежного обеспечения бесперебойной подачи воды при аварии на напорных линиях между ними устраиваются перемычки. Длина ремонтных участков, т.е. расстояние между перемычками, принимается в пределах 0,8 ÷ 1,5 км. С учетом этого для 3-го режима работы насосной станции в условиях аварии на напорных линиях потери напора определяют по формуле, м,

(33)

где –

гидравлический уклон при пропуске расчетного расхода по одной напорной линии аварийного участка, определяется по таблицам [1], используя алгоритм:

q3, л/с,  таблицы [1]  чугунные трубы  dн, мм,  ;

–	длина аварийного участка напорного водовода, м,
= 800 ÷ 1500 м;
iи –	гидравлический уклон при пропуске расчетного расхода по двум параллельным напорным линиям исправных участков, определяется по таблицам [1], используя алгоритм:

q3/2, л/с,  таблицы [1]  чугунные трубы  dн, мм,  ;

–	длина исправных участков напорных линий, м,
–	длина напорных линий, м.

21

Потери напора в соединительных напорных коммуникациях насосной станции учитываются в пределах 1,5 ÷ 3,0 м.

Потери напора в водопроводной сети для систем водоснабжения с контррезервуаром принимаются по заданию.