1.2. Построение характеристики водопроводной сети и определение диапазонов напоров насосной станции

Требуемый напор насосной станции связан с характеристикой водопроводной сети, которая представляет собой зависимость H_в.с = f(Q) и определяется уравнением

_{, (1.6)}

где H_г – геометрический напор (разность отметок земли в диктующей точке и уровня воды в резервуаре);

р_ст – требуемое статическое давление в диктующей точке (зависит от этажности застройки и для населенного пункта принимается в соответствии с [2, п. 6.26]);

p_ст=0,1+(n-1)*0,04=0,1+(5-1)*0,04=0,26 Мпа;

h_н.с. = 2…2,5 м – потери напора в коммуникациях насосной станции, принимаем h_н.с.=2 м;

S – гидравлическое сопротивление водопроводной сети;

Q – расход воды в сети.

Если известна подача насосной станции при максимальном водопотреблении Q_н.с.max, значение требуемого напора при максимальном водопотреблении H_н.с, геометрический напор H_г и требуемое статическое давление в диктующей точке р_ст из уравнения (1.1) можно определить гидравлическое сопротивление водопроводной сети

, (1.7)

S= .

Зная гидравлическое сопротивление S, рассчитываем характеристику водопроводной сети по формуле (1.6). Расчет характеристики водопроводной сети H_в.с = f(Q) удобно вести в табличной форме (Таблица 1.2). Причем значения расходов Q должны охватывать весь диапазон подач насосной станции от Q_н.с.min до Q_н.с.max.

Таблица 1.2

Q,м3/ч	0	50	100	150	200	250	300	350	400	450
Hв.с.,м	37,003	37,215	37,852	38,915	40,403	42,315	44,652	47,415	50,602	54,215

На основании табличной характеристики строится графическая характеристика водопроводной сети H_в.с = f(Q) (Рисунок 1). На графической характеристике отмечаются значения Q_н.с.min и Q_н.с.max и соответствующие им значения H_н.с.min и H_н.с.max. Причем полученное значение H_н.с.max должно получится равным заданному значению H_н.с.

Рисунок 1

Н_{н.с.макс..}=53 м=Н_н.с.

Q_{н.с.макс..}=432,99 м³/ч

Н_{н.с.мин.}=37 м

Q_{н.с.мин.}=38,34 м³/ч

1.3. Подбор насосов

Пользуясь сводными характеристиками различных насосов предварительно подбираются несколько вариантов насосов для обеспечения подач в диапазоне от Q_н.с.min до Q_н.с.max и, соответственно, напоров от H_н.с.min до H_н.с.max.

Насосные станции систем водоснабжения характеризуются большим диапазоном подач от Q_н.с.min до Q_н.с.max, который, как правило, невозможно обеспечить одним насосом. Поэтому насосные станции комплектуются группой насосов, соединенных параллельно. При этом, если насосная станция комплектуется однотипными насосами, то количество рабочих насосов i_н определяется по формуле

_{, (1.8)}

где Q_н.max – максимальная подача одного насоса.

Комплектование насосной станции однотипными насосами упрощает их эксплуатацию и техническое обслуживание. Однако такой вариант может приводить к необходимости гашения больших избыточных напоров в области минимальных подач, так как насосы подбираются по параметру H_н.с.max. Альтернативным вариантом подбора насосного оборудования является выбор группы насосов одного типоразмера для обеспечения подач в области средних и максимальных значений, и использования насоса (насосов) другого типоразмера с меньшей производительностью для обеспечения подач в области Q_н.с.min и соответствующего напора H_н.с.min. В этом случае по формуле (1.8) определяется количество основных насосов для обеспечения подачи в области средних и максимальных значений, к которым добавляется насос (насосы) меньшей производительности для обеспечения подачи в области от Q_н.с.min до Q_н.min (где Q_н.min – минимальная подача основного насоса).

Для каждого выбранного варианта представляются графические и табличные характеристики H = f(Q), N = f(Q), которые отражают одиночную и групповую работу насосов. Характеристики насосных агрегатов совмещаются с характеристикой водопроводной сети H_в.с .

1 Вариант NK 100-400/438 n=1450 об/мин

Q_{н. мин.}=23 м³/ч;

Q_{н. макс.}=226 м³/ч;

i_н= 433/226=1,92≈2 насоса.

Б

А

Рис.1. Характеристики насосов и водопроводной сети и анализ их совместной работы (вариант I):

А – диапазон работы насоса NB/NK 100-400; Б – 2 насоса NB/NK 100-400.

2 вариант NS 65-50-242/223,8 n=2950 об/мин

Q_{н. мин.}=19 м³/ч;

Q_{н. макс.}=103 м³/ч;

i_н= 433/103=4,2≈5 насосов.

Д

Г

В

Б

А

Рис.2. Характеристики насосов и водопроводной сети и анализ их совместной работы (вариант II):

А – диапазон работы насоса NS 65-50-242/223.8; n=2950 об/мин; Б – 2 насоса NS 65-50-242/223.8; n=2950 об/мин; В- 3 насоса NS 65-50-242/223.8; n=2950 об/мин; Г – 4 насоса NS 65-50-242/223.8; n=2950 об/мин; Д- 5 насосов NS 65-50-242/223.8; n=2950 об/мин.

3 вариант NК 80-200/200 n=2900 об/мин

Q_{н. мин.}=28 м³/ч;

Q_{н. макс.}=245 м³/ч;

i_н= 1 насос.

NК 150-250/227 n=2950 об/мин

Q_{н. мин.}=100 м³/ч;

Q_{н. макс.}=600 м³/ч;

i_н= 433/600=0,72≈1 насос.

А

Б

Рис.3. Характеристики насосов и водопроводной сети и анализ их совместной работы (вариант III):

А – диапазон работы насоса NK 80-200/200; n=2900 об/мин; Б – 2 насос NK 150-250/227 n=2950 об/мин.