Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Водоснабжение и водоотведение»

Практическая работа №1

«Анализ энергоэффективности при вариантном подборе насосного оборудования насосной станции системы водоснабжения»

Выполнил: ст. гр.110220

Макаревич М.В.

Проверил: Кравцов А. М.

Минск – 2013

Цель работы:

1. Подобрать три варианта различных комбинаций насосов (I вариант – насосы типа К, II вариант – насосы типа Д, III вариант – комбинация насосов типа К и Д).

2. Осуществить анализ совместной работы насосов и водопроводной сети.

3. На основании сопоставления энергетических характеристик выбрать наиболее экономичный вариант насосов.

Исходные данные:

N_{ж, чел}=3640 чел;

Q _{сут. ср. п.}=183 м³/ч=4392 м³/сут;

Количество этажей дома в д.т.=5;

Н_н.с.=53 м;

Н_г=35 м.

1. Вариантный подбор насосов

1.1. Определение расчетных расходов водопотребления населенного пункта и диапазона подач насосной станции

Потребление воды населенного пункта неравномерно как в течение года, так и в течение суток. Режимы водопотребления населенных пунктов (объектов водоснабжения) по сезонам года, месяцам, дням недели и часам суток характеризуются графиками водопотребления. При построении графиков водопотребления следует применять фактические данные водопотребления конкретного населенного пункта или объекта-представителя водоснабжения [1]. График водопотребления представлен в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Расчетные расходы водопотребления населенного пункта определяются на основании [1, 2].

Среднегодовой суточный расход воды определяется как сумма среднегодовых суточных расходов воды на нужды различных потребителей (м³/сут)

, (1.1)

где Q_{сут.ср.н} и Q_{сут.ср.п} – среднесуточное потребление на хозяйственно-питьевые нужды населения и производства соответственно.

При проектировании систем водоснабжения населенных пунктов расчетный (средний за год) суточный расход воды на питьевые и хозяйственные нужды Q_{сут.ср.н}, м³/сут, определяется по формуле

, (1.2)

где k_н – коэффициент, учитывающий расход воды на нужды учреждений, организаций и предприятий социально-гарантированного обслуживания, а также неучтенные расходы, принимается от 1,1 до 1,2, принимаем k_н =1,1;

q_Жi – суточная (средняя за год) проектная норма водопотребления на питьевые и хозяйственные нужды на одного жителя i-го района жилой застройки с соответствующей степенью санитарно-технического оборудования зданий, л/сут, принимается по таблице А.1 [2], принимаем q_Жi= 100 л/сут;

N_Жi – расчетное число жителей i-го района жилой застройки с соответствующей степенью санитарно-технического оборудования зданий;

n – количество районов жилой застройки с различной степенью санитарно-технического оборудования зданий.

Таким образом

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего Q_{сут.макс} и наименьшего Q_{сут.мин} водопотребления на питьевые и хозяйственные нужды, м³/сут, определяются по формуле

Q_{сут макc} = К_{сут макс} Q_сут cр, (1.3)

Q_{сут мин} = К_{сут мин}Q_{сут cр}, (1.4)

где К_{сут макс} и К_{сут мин} – коэффициенты суточной неравномерности водопотребления учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень санитарно-технического оборудования зданий и изменения водопотребления по сезонам года и дням недели.

Значения коэффициентов К_{сут макс} и К_{сут мин} рекомендуется принимать следующими [2]: К_{сут макс} — от 1,1 до 1,3; К_{сут мин} — от 0,7 до 0,9., принимаем К_{сут макс} =1,1, К_{сут мин} =0,8.

Таким образом

Q_{сут макc} =1,1*4792,4=5271,64 м³/сут,

Q_{сут мин} =0,8*4792,4=3833,92 м³/сут.

Максимальные и минимальные часовые расходы воды Q_ч.макс и Q_ч.мин определяются на основании графиков водопотребления (Таблица 1.1). Причем минимальный часовой расход воды Q_ч.мин определяется в сутки минимального водопотребления, а максимальный часовой расход воды Q_ч.макс – в сутки максимального водопотребления.

Таким образом на основании таблицы 1.1:

Q_ч.макс.= 369,0148 м³/сут;

Q_ч.мин= 38,3392 м³/сут.

Насосная станция должна обеспечить подачу воду в диапазоне от Q_ч.мин до Q_ч.макс.

При определении максимальной подачи насосной станции Q_{н.с.макс} кроме подачи воды на нужды потребителей следует учитывать неизбежные потери воды в системе водоснабжения и дополнительный резерв на случай возникновения пожара.

Неизбежные потери воды Q_пот при заборе, подготовке, подаче, транспортировании и распределении зависят от вида труб, защиты их от внутренней и внешней коррозии, от протяженности и глубины их заложения, грунтовых условий основания под трубы, срока службы, количества арматуры, давления, условий эксплуатации. Неизбежные потери воды следует определять по среднестатистическим фактическим данным за последние 3 года проектируемого объекта водоснабжения или предприятия — представителя системы водоснабжения, а при отсутствии этих данных — по таблице 2 [2]. Принимаем

Q_пот= 5%*Q _{сут.ср.;}

Q_пот= 0,05*4792,4=239,62 м³/ сут=9,98 м³/ч.

Расчетный противопожарный расход Q_п – расход воды на наружное пожаротушение (л/с), определяемый в соответствии с таблицей 1 [3] в зависимости от количества жителей в населенном пункте и этажности зданий. Принимаем

Q_п=15 л/с.

Кроме того, в соответствии с [2] предусматривается подача воды на поливку в населенных пунктах и на территориях промышленных предприятий, расходы которой принимаются в зависимости от покрытия территории, способа ее поливки, вида насаждений и других местных условий. Поливку и мойку покрытий проездов и площадей, а также поливку зеленых насаждений необходимо осуществлять в часы минимального и среднего водопотребления, что не влияет на значение Q_ч.макс.

Таким образом, максимальная подача насосной станции (м³/ч) определяется по формуле

(1.5)

Q_{н.с. макс.}=369,0148+9,98+3,6*15=432,998 м³/ч.

Минимальная подача насосной станции Q_н.с.min= Q_ч.мин, причем Q_н.с.min определяется по минимальному часовому расходу в сутки минимального водопотребления.

Q_{н.с.мин.}=Q _ч.мин.=38,3392 м³/ч.