2.5. Визначення продуктивності насосної станції

На насосній станції, що проектується, із добовою подачею 16 тис. м³ встановлю-ються три однакових насоси, які працюють по ступінчастому графіку. Кількість робочих насосів залежить від подачі (дод. 2) та нерівномірності водоспоживання, тобто коефіцієнта годинної нерівномірності.

При паралельній роботі відцентрових насосів відбувається зменшення їх подачі. Зменшення продуктивності насоса залежить від форми кривої Q–H характеристики насосів і характеристики мережі, а також від кількості одночасно працюючих насосів і коливається в межах від 10 до 30 %. Тому витрату насоса визначають при одночасній роботі найбільшої кількості паралельно працюючих насосів, з врахуванням зменшення їх продуктивності в середньому на 15 %.

Виходячи з форми графіка водоспоживання доцільно назначити двохступін-частий графік роботи трьох насосів, при цьому один насос працює цілодобово, а два інших – в години найбільшого водоспоживання на протязі 14 годин (із 6 до 20 години).

Якщо добову продуктивність насосів виразити у відсотках, тобто рівною 100 %, то при однакових насосах продуктивність кожного в годину була б

100:(1·10+3·0,85·14)=2,19 %,

тоді продуктивність одного насоса, коли він працює один рівна:

Qгод=0,0219·Q_{ДОБ. МАХ}=0,0219·16 000=350,4 м³/год

або

q_C=(Q_ГОД·1000)/3600=(350,4·1000)/3600=97,33 л/с.

При паралельній роботі трьох насосів їх подача буде рівною 5,65% Q_{ДОБ.МАХ} (табл. 1).

Три насоса, працюючи паралельно, повинні подавати в 1 годину:

Qгод=0,0558·Q_{ДОБ. МАХ}=0,0558·16 000=892,8 м³/год

або

q_C=(Q_ГОД·1000)/3600=(892,8·1000)/3600=248,0 л/с.

При цьому кожен насос буде подавати

Q=892,8/3=297,6 м³/год=82,67 л/с.

Максимальну продуктивність насосної станції в період гасіння розрахункової кількості пожеж Q_nмах визначають за формулою

Q_n.мах= Q_мах+n·Q_пож,

де п – кількість одночасних пожеж; Q_пож – витрата на одну пожежу; Q_мах – витрата води в мережі в годину найбільшого водоспоживання.

Q_мах=6,25%·Q_доб=0,0625·16 000=1000 м³/год=280 л/с,

Q_n.мах= 280+1·15=295 л/с.

2.6. Визначення повного напору насосів

За наявності водонапірної башти на початку мережі повний напір насосів визначають за формулою

Н=Н_Г+h_ВОД+h_В+h_Н,

де Н_Г – геометрична висота підйому (різниця відміток виливного отвору напірної труби в баку 128,00 м та найнижчого рівня води в резервуарі 97,00 м); h_ВОД, h_В, h_Н – втрати напору, відповідно в напірних водоводах, у всмоктуючій лінії, в напірних лініях усередині насосної станції.

Для обчислення втрат напору в напірних водоводах діаметр водоводу назначають виходячи з економічних швидкостей при максимальній подачі насосної станції [5].

Напір насосів визначаємо для двох випадків: при одночасній роботі всіх насосів та при роботі одного насоса.

Випадок перший.

Максимальна подача трьох насосів рівна 5,58 % Q_ДОБ, що складає 892,8 м³/год або 248,0 л/с, відповідно, витрата на один водовід рівна

Q_ВОД=248,0/2=124,0 л/с.

За таблицями [5] знаходимо

Q_ВОД=124,0 л/с; D_ВОД=350 мм; V_ВОД=1,27 м/с; i=0,00671.

При довжині водоводів, рівній 3,7 км від насосної станції до водонапірної башти, втрати напору в них

h_ВОД=L·i=3700·0,00671=24,8 м.

Н_Г=Z_ВО–Z_НРВ=128,00–97,00=31,0 м.

Втрати напору у всмоктувальній лінії і напірній лінії усередині насосної станції визначають тільки після конструювання цих трубопроводів, тому попередньо величину h_В+h_Н приймають орієнтовно в межах 1,0...3,0 м з подальшим уточненням при гідравлічному розрахунку:

Н₁=31,0+24,8+3,0=58,8 м.

Випадок другий.

Подача одного насоса рівна 2,19% Q_ДОБ, що складає 350,4 м³/год або 97,33 л/с, відповідно, витрата на один водовід рівна

Q_ВОД=97,33/2=48,67 л/с.

За таблицями [5] знаходимо

Q_ВОД=48,67 л/с; D_ВОД=350 мм; V_ВОД=0,5 м/с; i=0,00119.

h_ВОД=L·i=3700·0,00119=4,4 м.

Н₂=31,0+4,4+3,0=38,4 м.