Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Насосные станции систем водоснабжения и водоотведения. Учебно-методическое пособие.pdf
Отметки даются относительно пола первого этажа. Отметки пола
первого этажа, пола машинного зала, осей основных насосов и внешних
трубопроводов дублируются (в скобках) абсолютными значениями. «Нулевая» отметка указывается без знака; отметки выше нулевой – со знаком
«+»; ниже нулевой – со знаком «–». На разрезах отметки помещают на выносных линиях или линиях контура, на планах – в прямоугольнике.
На плане здания насосной станции вдоль наружных стен приводятся
три линии размеров: размеры проемов и простенков; осевые размеры; контурные размеры здания. Оси технологического оборудования и трубопроводов привязываются к строительным осям и внутренним стенам здания.
Указываются размеры оборудования, проходов и расстояния между оборудованием.
Конструкции кровли, междуэтажных перекрытий и полов обозначаются как многослойные, с помощью выносных надписей, где указываются
примененные материалы и размеры всех слоев конструкции.
61
11. ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО НАСОСНОГО
можно выше (на полу первого или второго этажа, на
Н
тв
= Н – (Z
д.б.
- Zон) + ∆Н,
(11.1)
Q
тв
= q·n
раб
,
(11.2)
ОБ
ОРУДОВАНИЯ
11.1. Система технического водопровода
Насосные станции систем водоотведения оборудуются двумя системами водопровода: хозяйственно-питьевым и техническим. Вода подается,
как правило, по одному вводу от городской водопроводной сети. Технический водопровод предназначен для подачи воды на охлаждение и гидроуплотнение сальников основных насосов. Для защиты сети хозяйственнопитьевого водопровода от возможного загрязнения при аварийном снижении давления в сети технический водопровод подключается к хозяйственно-питьевому через бак разрыва струи. Требуемый напор в сети технического водопровода должен быть несколько выше напора основных насосов. Для создания такого напора между баком разрыва струи и основными
насосами устанавливаются насосы технического водоснабжения: один рабочий и один резервный.
Если на насосной станции используются насосы с торцовым уплотнением вала, то к такому уплотнению вода извне не подается.
1. Определяем местоположение бака разрыва струи. Бак стремятся
расположить как
кронштейнах на стене в наземной или подземной частях здания насосной
станции) с тем, чтобы максимально использовать свободный напор сети.
Принимаем объем бака: для небольших насосных станций, оборудованных
3
основными насосами с подачей до 150 м
для крупных, оборудованных насосами с подачей более 1000 м
/ч – 0,5 м3; для средних – 1-1,5 м3;
3
/ч – 4-6 м3.
2. Напор насосов технического водопровода определяется по формуле, м:
где Н – напор основных насосов, м;
– отметка дна бака разрыва струи, м;
Z
д.б.
– отметка оси основного насоса, м;
Z
он
∆
Н – рекомендуемое превышение напора в сети технического водопровода
над напором основных насосов, определяется по техническому паспорту
3
насоса, обычно 2 – 3 м. Для насосов с подачей более 1000 м
/ч – 10 м.
3. Подача насоса технического водоснабжения:
где q – потребление технической воды каждым рабочим насосом, 0,3 – 0,5 л/с;
- число основных рабочих насосов.
n
раб
4. По [4] подбираем марку насосов технического водоснабжения. Как
правило, используются вихревые насосы типа ВК. Из каталога выписываются основные технические данные, габаритные размеры. Насосы техни-
62
Нд = Н
ст
+ h,
(11.3)
Qд = (1,5÷2) (q1 + q2),
(11.4)
ческого водоснабжения (1 рабочий и 1 резервный) устанавливаются обычно на одном фундаменте на свободном месте так, чтобы не вызвать увеличения размеров машинного зала.
Пример 11.1. Подобрать насосы системы технического водопровода
для насосной станции системы водоотведения, оборудованной 2 рабочими
3
и 1 резервным насосами марки СМ 200-150-500/4б с подачей 360 м
/ч и
напоре 50 м. Оси насосных агрегатов на 6 метров заглублены относительно
пола первого этажа. Подача насоса больше 150 м
поэтому емкость бака разрыва струи принимаем равной 1 м
3
/ч, но менее 1000 м3/ч,
3
. Бак размеща-
ем на кронштейнах на стене наземной части здания насосной станции на
высоте 2 м над полом. Напор насосов технического водопровода Н
= 50 –
тв
(2 – (-6)) + 3 = 45 м. Подача технической воды к двум основным рабочим
насосам Q
(1 рабочий и 1 резервный) с подачей 2,7 – 8 м
= 0,5 · 2 = 1 л/с = 3,6 м3/ч. Принимаем насос марки ВКС 2/26
тв
3
/ч и напором 60-20 м.
11.2. Система откачки дренажных вод
Система предназначена для откачивания из подземной части насос-
ной станции фильтрационных вод, которые просачиваются через стены
и днище, утечек через сальниковые устройства насосов и воды, изливающейся при ремонте оборудования. Для сбора дренажных вод в машинном
зале устраивается дренажный колодец. Объем колодца принимают равным
10-15-минутной подаче дренажного насоса. Вода к колодцу подводится
дренажными лотками. Пол машинного зала выполняется с уклоном в сторону лотков (0,002-0,005). Дренажные насосы включаются и отключаются
автоматически в зависимости от уровней воды в колодце. Система дренажа
должна иметь не менее двух насосов (второй – резервный, автоматически
включается в случае выхода из строя первого, и при аварийном переполнении дренажного колодца). Дренажная вода откачивается в насосных
станциях второго подъема в наружную систему водоотведения, в насосных
станциях водоотведения – в приемный резервуар.
1. Напор дренажного насоса определяется по формуле, м:
где Нст – статический напор, определяемый глубиной насосной станции, м;
h – потери напора, принимаются равными 2-4 м;
2. Подача дренажного насоса:
где q1 – утечки через сальники насосов, по 0,05 – 0,1 л/с на каждый рабочий насос;
– фильтрационный расход через стены и днище здания, л/с, определяет-
q
2
ся по формуле:
63
q2 = 1,5 + 0,0002W,
(11.5)
где W – бъем части здания, расположенной ниже уровня грунтовых вод, м3.
3. По [4, 22, 23] подбираем марку дренажного насоса. Можно применять вихревые самовсасывающие насосы типа ВКС или погружные моноблочные канализационные насосы. Насосы ВКС устанавливаются на фундаменте, погружные насосы опускают в приямок.
Из каталога выписываются основные технические данные, габарит-
ные размеры.
В малых насосных станциях дренажные воды можно откачать основ-
ными насосами. Для этого к всасывающему патрубку одного из насосов
присоединяют трубу диаметром 15-20 мм с вентилем, которая свободным
концом опускается в дренажный колодец.
При небольшом заглублении насосной станции дренажные воды
можно отвести самотеком в наружную систему водоотведения.
Пример 11.2. Подобрать дренажные насосы для насосной станции второго подъема. Пролет машинного зала – 9 м, длина – 18 м. Отметка пола машинного зала в заглубленной части – 46,50 м; отметка земли в месте расположения насосной станции 49,80 м. Уровень грунтовых вод 47,50 м. Количество
рабочих насосов – 3. Статический напор Н
нажного насоса Н
= 3,3 + 4 = 7,3 м. Объем части здания, расположенной ниже
д
уровня грунтовых вод W = (47,5 – 46,5) · 9 · 18 = 162 м
расход через стены и днище здания q
дренажного насоса Q
= 1,5· (0,05 ·3 + 1,53) = 2,52 л/с = 9,07 м3/ч. 1 вариант:
д
2
= 49,80 – 46,50 = 3,3 м. Напор дре-
ст
3
. Фильтрационный
= 1,5 + 0,0002 ·162 = 1,53 л/с. Подача
принимаем насос марки ВКС 4/24 (1 рабочий и 1 резервный) с подачей 5,7 –
15,3 м
(1 рабочий и 1 резервный) с подачей 10 м
3
/ч и напором 70-20 м. 2 вариант: принимаем насос марки ГНОМ 10-10
3
/ч и напором 10 м.
64
К
об
= k ·К
’
об
·
Σ
Р
н
,
(12.1)
Удельные стоимости
Мощность одного основного насоса, кВт
25
50
100
200
300
500
1000 и более
К
’
при горизонтальных насосах
190
160
110
75
58
51
40
К
’
при вертикальных насосах
- - -
100
110
142
145
К
нс
= k · К
’
нз
· Wнз + k · К
’
пз
· Wпз ,
(12.2)
12. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
12.1. Определение стоимости насосной станции (капитальных вложений)
Строительная стоимость насосной станции в реальном проектировании определяется на основании сметной документации, учитывающей все
виды затрат. На ранних стадиях проектирования при выборе вариантов капитальные вложения в строительство станции определяются по укрупненным сметным нормам или сметам по объектам – аналогам. Для прибли-
женного определения капитальных затрат в курсовом проекте можно воспользоваться упрощенным способом, основанном на удельных стоимостях
оборудования и строительных объемов [8].
1. Стоимость оборудования насосной станции определяется по фор-
муле, руб.:
где k – коэффициент удорожания (указывается преподавателем);
’
– удельная стоимость, включающая стоимость монтажных работ, ос-
К
об
новного и вспомогательного насосного оборудования, электрооборудования, подъемно-транспортных механизмов, арматуры и внутристанционных
трубопроводов, оборудования приемного резервуара (табл. 12.1), руб/кВт;
Σ
Р
– суммарная мощность приводных двигателей основных насосов,
н
включая резервные, кВт.
Таблица 12.1
Удельные стоимости оборудования насосных станций, руб/кВт
об
об
2. Стоимость здания насосной станции приближенно можно опреде-
лить по формуле, руб.:
где Wнз и Wпз – объемы наземной и подземной частей здания, м3;
’
и К
К
нз
(табл.12.2), руб/м
’
– удельные стоимости наземной и подземной частей здания
пз
3
.
65
3. Полные капитальные затраты определяются как сумма стоимости
К
= К
об
+ Кнс ,
(12.3)
Объем здания,
Для наземной части
К
нз
Для подземной части
К
пз
При наличии
При отсутствии
При производ-
бом
При опускном
50
41,1
67,8
112,1
-
100
37,5
67,8
112,1
123,4
200
31,9
51,9
89,9
117,5
500
24,7
42,1
52,9
88,1
1000
21,6
35
47
70,5
2000
17,5
28,3
40,2
51,5
3000
14,9
24,7
35,7
38
,
1000
1
i
n
i
i
ii
дв
t
HQg
A
∑
=
=
ηη
ρ
(12.4)
А
год
= 0,85·365 · А
(12.5)
оборудования и здания насосной станции, руб:
Стоимость 1 м
3
здания насосной станции, руб/м3
блица 12.2
Та
3
м
подземной ча-
сти
12.
2. Определение эксплуатационных затрат
тоимость электроэнергии. Для определения расхода электро-
1. С
’
подземной ча-
сти
стве работ от-
крытым спосо-
’
колодце
энергии в сутки максимального водопотребления нужно воспользоваться
ступенчатым графиком работы насосной станции и графиком совместной
работы насосов и трубопроводов, кВт.ч:
где ρ – плотность воды, кг/м3;
η
Q
на i–ой ступени;
t
– время работы насосной станции в течение суток в режиме на i–ой ступени;
i
n – число ступеней.
ция не каждый день работает с максимальной подачей, определяют по
формуле, кВт.ч:
– КПД электродвигателя, 0,9 ÷ 0,93;
дв
, H
i
- соответственно, суммарная подача, м3/с, напор, м и КПД насосов
i, ηi
Годовой расход электроэнергии с учетом того, что насосная стан-
66
С
э
= а·А
год
,
(12.6)
С
э
= М·S + а1 · А
год
,
(12.7)
С
з.пл.
= 365 · N
ч-см
· З
(12.8)
С
т.р.
= 0,022· Кнс + 0,038 · Коб ,
(12.9)
С
а
= 0,035· Кнс + 0,12 Коб ,
(12.10)
Стоимость электроэнергии, потребляемой насосной станцией, определятся двумя способами:
- если общая присоединенная мощность менее 750 кВА, то оплата
производится по одноставочному тарифу – за израсходованную электроэнергию по счетчику, руб:
где а – стоимость электроэнергии по одноставочному тарифу (по указанию
руководителя проекта), руб/кВт · ч.
- если общая присоединенная мощность 750 кВА и более, то оплата
производится по двухставочному тарифу, руб:
где М – стоимость 1 кВА установленной мощности тарифу (по указанию
руководителя проекта), руб/кВА·год;
S – суммарная установленная мощность трансформаторов или высоковольтных электродвигателей и трансформаторов (без учета резерва), кВА;
а
– стоимость электроэнергии по двухставочному тарифу (по указанию
1
руководителя проекта), руб/кВт·ч.
2. Заработная плата обслуживающего персонала. В эту статью
включается основная и дополнительная заработная плата рабочих, непосредственно участвующих в обслуживании насосной станции. В курсовом
проекте заработную плату можно определить по формуле, руб:
где З – средняя суточная заработная плата (по указанию преподавателя),
руб/чел..см;
N
– количество человеко-смен в 1 сутки для обслуживания насосных
ч-см
станций определяется в зависимости от подачи насосной станции по таблице 12.3.
3. Стоимость текущего ремонта определяется в виде отчислений
от стоимости капитальных вложений и принимается для зданий насосных
станций 2,2 %, для оборудования – 3,8 %, руб:
4. Амортизационные отчисления идут на полное или частичное (при
капитальном ремонте) возмещение затрат, связанных с износом сооружений и оборудования. Усредненные амортизационные отчисления от стоимости капитальных вложений для насосных станций принимают: для зданий 3,5 %, для оборудования – 12 %, руб:
67
Подача насосной станции, м3/сут
Количество человеко-смен в 1 сутки для
обслуживания насосных станций
До 16 000
3,5
От 16 000 до 50 000
5,5
От 50 000 до 150 000
7
Свыше 150 000
9
С
мн
= 0,03(Сэ + С
з.пл.
+ С
т.р.
+ Са)
(12.11)
С = С
э
+ С
з.пл.
+ С
т.р.
+ Са + Смн
(12.12)
,
W
C
c
=
(12.13)
,365
max.
max.
сут
сут
K
Q
W
=
(12.14)
Таблица 12.3
Количество человеко-смен для обслуживания насосных станций
5 Мелкие и неучтенные расходы нецелесообразно или затруднитель-
но подсчитывать из-за малого размера. К ним относят: оплату услуг нанимаемого транспорта, оплату отопления, освещения и вентиляции, расходы
на приобретение инвентаря и пр. и принимают равными 3 % от суммы экс-
плуатационных расходов, руб.:
Суммарные годовые эксплуатационные затраты определяются по
формуле, руб:
3
12.3 Себестоимость 1 м
перекачиваемой воды
3
перекачиваемой воды определяется по формуле,
руб/м
Себестоимость 1 м
3
:
где W – объем воды, перекачиваемой насосной станцией за год, м3:
где Q
сут.max
ния (приводится в исходных данных), м
К
сут.max
– подача насосной станции в сутки наибольшего водопотребле-
3
/сут;
– коэффициент суточной неравномерности, учитывающий уклад
жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства
зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, принимается равным 1,1 – 1,3.
68
,
А
А
плз
=
η
∑
=
=
n
i
iiiплз
tHQ
g
А
1
1000
ρ
№ п/п
Показатели работы насосной станции
Ед.изм.
Количество
1.
Суточная подача насосной станции
2.
Сметная стоимость насосной станции
3.
КПД насосной станции
4.
Себестоимость 1 м3 перекачиваемой воды
12.4. Коэффициент полезного действия насосной станции
Коэффициент полезного действия насосной станции представляет
собой отношение полезной энергии, передаваемой перекачиваемой жидкости, к энергии, потребляемой электродвигателями всех агрегатов:
(12.15)
где А – потребление электроэнергии двигателями насосов, определяется по
формуле (12.4);
– полезная энергия, передаваемая жидкости, определяемая по форму-
А
плз
ле, кВт·ч:
(12.16)
Величины, входящие в формулу (12.16), рассмотрены в формуле (12.4).
Показатели работы насосной станции сводятся в таблицу, которая
помещается на чертеже, по форме (табл. 12.4).
Таблица 12.4
Технико-экономические показатели работы насосной станции
69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Байков, В. Н. Строительные конструкции : учеб. для вузов по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» и «Водоснабжение и канализация» / В. Н. Байков, С. Г. Стронгин. – 2-е изд., перераб. – Москва :
Стройиздат, 1980. – 364 с. – Текст : непосредственный.
2. Васильев, В. М. Насосы и насосные станции : учебное пособие /
В. М. Васильев, С. В. Федоров, А. В. Кудрявцев. – Санкт-Петербург :
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2017. – 133 c. – ISBN 978-5-9227-0771-8. – Текст :
электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. –
URL: http://www.iprbookshop.ru/80751.html.
3. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализирован-
ная редакция СНиП 2.04.02–85* : СП 31.13330.2012 : утв. и введ. в действие приказом Министерства регионального развития РФ от 29 декабря
2011 г. № 635/14 : введ. в действие с 01.01.2013. – Москва : Минстрой России, 2015. – 132 с. – Текст : непосредственный.
4. ГМС Ливгидромаш : [сайт]. – URL : http://www.hmslivgidromash.ru/ (дата обращения: 30.10.2020). – Текст : электронный.
5. ГОСТ 21.601–2011. Система проектной документации для строи-
тельства. Правила выполнения рабочей документации внутренних систем
водоснабжения и водоотведения : издание официальное : утв. и введ. в
действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 октября 2012 г. № 482-ст : дата введ. 2013.05.01 /
разработан ОАО «ЦНС» и ОАО «СантехНИИпроект». – Москва : Стандартинформ, 2013. – 25 с. – Текст : непосредственный.
6. ГОСТ Р 21.1101–2013. Система проектной документации для
строительства. Основные требования к рабочей документации : издание
официальное : утв. и введ. в действие приказом Федерального агентства по
техническому регулированию и метрологии от 11 июня 2013 г. № 156-СТ :
дата введ. 2014.01.01 / разработан ОАО «ЦНС». – Москва : Стандартинформ, 2013. – 59 с. – Текст : непосредственный.
7. Завод Взлет : [сайт]. – URL : https://www.vzlet-omsk.ru/ (дата обращения: 30.10.2020). – Текст : электронный.
8. Залуцкий, Э. В. Насосные станции. Курсовое проектирование /
Э. В. Залуцкий, А. И. Петрухно. – Киев : Вища школа, 1987. – 167 с. –
Текст : непосредственный.
9. Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная
редакция СНиП 2.04.03–85* : СП 32.13330.2018 : утв. и введ. в действие
приказом Министерства строительства и жилищно–коммунального хозяйства РФ от 25 декабря 2018 г. № 860/пр : введ. в действие с 26.06.2019. –
Москва : Минстрой России, 2018. – 109 с. – Текст : непосредственный.
70