4. Расчетный напор насосной станции

Полный напор насосной станции определяется для режима наибольшей подачи воды по водоводам, т.е. когда подается Q_нас.ст = 599,6 л/с, по формуле

Н = Н_г + h + h_зап,

где Н_г – геометрическая высота подъема воды, м;

Н_г = Z_o.c – Z_pез,

здесь Z_o.c. – отметка уровня воды в точке сброса; Z_o.c = 110 м;

Z_рез – отметка уровня воды в приемном резервуаре; Z_pез = 85,75 м;

h = h_вс + h_нап,

здесь h_вс - потери напора по пути движения жидкости во всасывающем трубопроводе, м; h_вс = i  L 1,2 + 1,5, м;

h_нап – потери напора в напорном трубопроводе, м;

h_нап = i  L  1,1 + 2, м;

h_зап = 1 – запас на излив жидкости из трубопровода, м,

где i – гидравлический уклон; i = А  Q²  k

здесь А, k – коэффициенты, которые принимаются для труб с цементно-песчаным покрытием по таблицам для гидравлического расчета труб Ф.А. Шевелева либо по таблицам прил. 2;

L – длина напорного водовода; L = 2900 м;

1,2 и 1,1 – коэффициенты, учитывающие местные сопротивления в напорном и всасывающем трубопроводах;

1,5 и 2 м – потери напора в коммуникациях насосной станции всасывающей и напорной линий.

Н_г = 110 – 85,75 = 24,25 м.

Отметка расчетного уровня воды в приемном резервуаре принимается как средняя величина между отметкой лотка коллектора и отметкой дна резервуара. Глубина приемного резервуара назначается в пределах Н_рез = 1,5…2,5 м. В данном примере Н_рез = 2,5 м.

На проектируемой насосной станции всасывающие трубопроводы отсутствуют, поэтому h_вс = 0.

Для насосной станции 1-й категории принимаются два напорных водовода из чугунных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием. Строительство предусматривается в центральной части России с умеренным континентальным климатом.

Расход воды по каждому водоводу составляет Q_1в = 599,6/2=299,8 л/с. Диаметры напорных водоводов назначаются с учетом экономического фактора Э, который учитывает район строительства объекта, стоимость электроэнергии, транспортные затраты.

Для средней полосы России экономический фактор Э = 0,75 (для южной Э = 1; районов Сибири и Урала Э = 0,5).

По таблицам для гидравлического расчета труб (либо по таблицам прил. 2) при Q_1в = 299,8 л/с и Э = 0,75 определим: D_у = 500 мм,  = 1,51 м/с, i = 0,004688,

где i = А  Q²  k = 0,05526  0,29982 0,944 = 0,004688;

А = 0,05526 для чугунных труб D_у= 500 мм, k = 0,944.

Потери напора в напорных водоводах и коммуникациях насосной станции равны:

h_н = 0,004688  1,1  2 900 + 2 =16,95  17 м.

Полный расчетный напор насосной станции или каждого из 3 насосов, при их совместной работе, составляет величину:

Н = Н_г + h + h_зап = 24,25 + 17 + 1 = 42,25  42 м,

где: Н_г = 24,25 м,

h_зап = 1 м.

Напорные водоводы, транспортирующие сточные воды с t^о ≥ 10^о С, укладываются выше глубины промерзания:

Н_зал = Н_пр. - 0,3 = 1,5 - 0,3 = 1,2 м,

где Н_пр= 1,5 м – глубина промерзания грунта (по заданию).

Всасывающие водоводы отсутствуют, поскольку на насосной станции предусматриваются погружные насосы.

5. Диаметры напорных трубопроводов в пределах насосной станции

Все трубопроводы в пределах насосной станции проектируются стальными. В целях обеспечения прочности и герметичности стыков трубы свариваются. На фланцах соединяются только детали трубопроводов и оборудование, которые требуют профилактического ремонта (насосы, запорно-регулирующая арматура, монтажные вставки, и т.д.).

Диаметры труб и запорно-регулирующей арматуры для напорных трубопроводов назначаются (как и для всасывающих трубопроводов) в зависимости от расходов, экономичных скоростей движения воды и наличия соответствующего сортамента труб и запорно-регулирующей арматуры (при этом используют таблицы для гидравлического расчета труб, справочную литературу).

Каждый насос при совместной работе подает:

.

По трубопроводу каждой насосной установки поступает q= 200 л /с.

Диаметр трубопровода насосной установки назначается по расчетному расходу q и экономической скорости , значения которой должны находиться в рекомендуемых пределах (см. таблицу 4).

Т а б л и ц а 4