Нососы
.pdfгде Q макс.сут - максимальный суточный расход вододотребления;
Т- продолжительность работы насосной станции в сутки, ч;
Л- коэффициент, учитывающий расход воды на соб ственные нужды, оС = .(1,03 - 1,14).
Подача насосной станции в период пополившая противопожарного запаса определяется по формуле
|
Q-Q |
+ -3-М.п. f |
JJin/кнй* 3 Охочакт |
|
|
х о ъ .п и т |
Г~ Г |
7 * ? |
' |
|
|
1 |
Ч |
|
где [}п= 3,6 ^ |
- часовой расход воды на тушение пожара, м3/ч; |
|||
§ |
- расход воды на тушение пожара, л/с; |
|
||
Тт |
- продолжительность пополнения пожарного |
запаса |
||
1 |
воды, ч |
(Tj= |
24-36 ч ) . |
|
||
Наибольшее водопотребление |
за |
3 смежных часа определяется по |
||||
ф о р м у л е |
Р |
Д |
Q |
) Q |
m a k c o т |
|
& мам |
|
т о |
’ |
(2.2) |
||
где Рт ,Р9,Ро - максимальное |
водопотребление за |
3 смежных часа % |
||||
от |
Q сут. |
|
|
|
|
|
Противопожарный расход воды может подаваться хозяйственно- |
||||||
питьевыми или специальными пожарными насосами. |
|
|||||
Допустимый запас подачи хозяйственно-питьевых насосов должен |
||||||
быть не |
более 5$, при большем запасе должен работать пожарный на |
||
сос,- хозяйственно-питьевые насосы останавливаются. |
|
||
Процент превышения расхода при пополнении над хозяйственно- |
|||
питьевыми расходами |
равен |
|
|
|
Р = fin - уЬсрз.пи^. 1С0£ f |
(2.3) |
|
|
|
Q хоз.пит |
|
где Q г, и Q т м пиг |
- чаоовой расход соответственно |
на^пожарные |
|
п |
хоз. пит. |
и хозяйственно-питьевые нужды, |
м /ч. |
2.3.2.Определение подачи насосной станции второго подъема и регулирующей емкости бака (резервуара)
Расход воды по часам суток в населенных пунктах зависит от режима ее потребления. Его можно представить ступенчатым или интегральным графиком. Неравномерность потребления воды населением
II
|
|
|
|
|
|
|
I а б я и ц а |
|
2.1 |
|
||
|
|
Данные для выполнения курсового проекта |
|
|
|
|
||||||
|
Исходные данные |
|
„ |
~ШШр варианта^ |
~ |
~ |
" ~ |
|||||
|
.1 |
2 t 3 4 |
5 6 7 I |
8 •1. 9 |
0. . |
|||||||
|
|
|
|
|||||||||
Назначенив на сооной |
|
—г |
|
|
|
|
|
|
||||
В-1 |
В-2" . |
К В-I |
В-2 К В-I |
В-2 |
К |
В~1 |
||||||
станции |
|
|
||||||||||
Ддина напорного трубо- |
|
200 |
250 |
|
|
|
300 |
|||||
провода, |
м |
' |
150 |
|
|
|
|
|||||
0тметка |
наинизшег о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
уровня воды, м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
в |
источнике |
|
. ][20 |
|
Т 70 |
220 |
|
|
|
270) |
||
в |
резервуаре |
чистой |
|
140 |
|
150 |
160 |
|
270 |
|||
воды |
|
|
|
|
СПсо |
|||||||
в приемном резервуаре |
|
I I 5 |
125 |
|
|
|
||||||
Отметка каивысгаего .уров |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ня воды, м: |
|
|
|
174 |
225 |
|
|
|
276 |
|||
в |
источнике |
|
123 |
|
165 |
|
||||||
в |
резервуаре |
|
|
143 |
|
154 |
|
|
||||
Отметка |
поверхности |
зем |
|
|
|
|
|
|
|
|||
ли у насосной |
станции9м*124 144 122,5 |
175 155 131 |
226 166 142 277 |
|
Отметка лотка |
подводя |
116,5 |
127 |
137,5 |
щего коллектора, м |
||||
Отметка поверхности |
земли |
|
у водонапорной башни или |
оСЛ |
|
очистных сооружений |
130 |
|
130 180 175 140 330 188 150 284
Высота |
водонапорной |
баш |
|
|
|
|
ни (до дна резервуара) |
|
|
|
|
||
или смесителя над по |
■20 |
2 6 25 2 7 |
30 2 |
5 |
||
верхностью земли» м |
5 |
|||||
Глубина |
промерзания |
1,8 1,7 1,6 1/4 I *2 1,3 1,5 |
1,4 1,3 |
1,2 |
||
грунта» |
м' |
|||||
Расстояние от поверхнос |
|
|
|
|
||
ти земли до грунтовых |
0,6 |
0/7 0,8 0,9 1,0 IД |
1,2 1,3 |
1,4 |
||
вод» м |
|
0,5 |
||||
П р и м е ч а н и е . |
В- I, В~2, |
К - соответственно станции водо |
||||
|
|
проводные первого и второго подъема, кана |
||||
|
|
лизационные. |
|
|
||
|
|
|
|
|
Т а б л и |
ц а |
2.2 |
|
|
|
Данные для выполнения курсового проекта |
|
|
|
|||||
|
Исходные данные |
Суточная подача |
станции, тыс,мв ™ |
||||||
|
|
■до 2 1 3-5 [ 6-10 11-30 |
3I.-45■46-60 61-100 |
||||||
Число расчетных пожаров 2 |
2 |
3 |
----------«--.у..,.-4 |
|
|
||||
3 |
|
2 |
2 |
3 |
|||||
Расход воды на |
один по |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
||
жар, л/с |
20 |
||||||||
Число напорных водоводов 2 |
|
'2 |
2 |
|
2 |
3 |
3 |
||
Число часов работы насос |
20 |
20 |
24 - |
24 |
24 |
24 |
|||
ной |
станции |
20 |
|||||||
|
|
|
|
|
Т а 6 л и ц а |
2.3 |
|
||
|
Недопотребление ло часам суток, % |
|
,-т-—,■ |
■г- - Я—Г |
|||||
|
Часы суток |
точная подача...лас осной станции, |
^ыс.м |
||||||
|
до 20 |
1 |
\j( 21-50 к \ |
|
51-100 |
|
|||
|
|
|
|
||||||
|
0-1 |
1,5 |
|
|
|
|
3,35 |
|
|
|
1-2 |
1,5. |
|
3,2 |
|
|
3,25 |
|
|
|
2-3 |
1,5 |
|
2,5 |
|
|
3,3 |
|
|
|
3-4 |
1,5 |
|
2,6 |
|
|
3,2 |
|
|
|
4-5 |
2,5 |
|
3,5 |
|
|
3,25 |
|
|
|
5-6 |
3,5 |
|
4,1 |
|
|
3,4 |
|
|
|
6-7 |
4,5 |
|
4,5 |
|
|
3,85 |
|
|
- |
7-8 |
5,5 |
|
4,9 |
. |
|
4,45 |
|
|
|
8-9 |
6,25' |
|
4,9 |
|
|
5,2 |
- |
|
|
9-10 |
6,25 |
|
5,6- |
|
5,05 |
|
|
|
10-11 |
6,25 |
|
4,9 |
|
|
4,85 |
|
|
|
I I —12 |
6,25 |
|
4,7 |
|
|
4,6 |
|
|
|
12-13 |
5,0 |
|
4,4 |
|
|
4,6 |
|
|
|
13-14 |
5,0 |
|
4,4 |
|
|
4,55 |
|
|
|
14-15 |
5,5 |
|
4'Д |
|
|
4,75 |
|
|
|
-15-16 |
6,0 |
|
4',4 |
|
|
4,7 |
|
|
|
16-17 |
6,0 |
|
4,3 |
|
|
4,65 |
|
|
|
17-18 |
5,5 |
|
4,1 |
|
|
4,35 |
|
|
|
I8-X9 |
5,0 |
|
4,5 |
|
|
4,4 |
- |
|
|
19-20 |
4,5 |
|
4.5 |
|
|
4,3 |
|
|
|
20-2i |
4,0 |
|
4,5 |
|
|
4,3 |
|
|
|
21-22 |
3,0 |
|
4,8 |
|
|
4,2 |
|
|
|
22-23 |
2,0 |
|
4,6 |
|
|
3,75 |
|
||
23-24 |
1,5 |
|
3,0 |
|
|
3*7 |
|
|
|
13
в отдельные часы суток характеризуется коэффициентом часовой не равномерности кч.
|
Ш т насосная.станция подает воду непосредственно в водопро |
||
водную оеть (безбашенное водоснабжение), то за |
максимальную пода |
||
чу |
насосной станции принимается максимальное |
недопотребление го- |
|
рода |
- |
т |
(2.4.) |
|
а |
||
где МQ,.СУ7! - максимальное суточное водопотребление, мэ/оут.
Р- максимальное часовое водопотребление городом, 5
(из табл.2.3 суточного водопотребления).
Число рабочих насосов определяется путем сравнения максималь ных и минимальных раоходов.
Если водопроводная система имеет башню, то максимальная по дача насосной станции принимается на (0,4-0,б ) Q шкс сут меньше максимальной ординаты графика водопотребления городом.
Подача воды насосами может быть равномерной или ступенчатой. При равномерной работе насосной оташда подача ее будет минималь ной, но при этом увеличивается аккумулирующая емкость напорного бака. Поэтому чаще принимают мноотупенчатую работу насосной отан**
ции (рис. 2-1, табл. 2.4)*
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.4 |
|
Вододотрвбление населением и подача насосами по часам |
||||||||
|
|
|
|
суток |
|
|
) |
|
Часы |
Водопот- |
Подача наПоступ |
Раоход Остаток в Число ра |
|||||
суток |
ребденив |
с ооамид |
ление |
в |
из ба баке, % |
ботающих |
||
|
города |
|
|
бак, |
% |
ка, % |
|
насосов |
0-1 |
3*35 |
* |
3,3 |
__ |
|
0,05 |
1,2 |
2 |
1-2 |
3,25 |
|
3,3 |
0,05 |
|
- |
1,25 |
2 |
2-3 |
3,30 |
|
3,3 |
- |
|
- |
1,25 |
2 |
3-4 |
3,20 |
|
3,3 |
0,10 |
|
1,35 |
2 |
|
4-5 |
3,25. |
|
3,3 |
0,05 |
|
|
1,40 |
2 |
5-6 |
3,40 |
|
3,3 |
- |
|
ОДО |
1,30 |
2 |
6-7 |
3,65 |
|
.3,3 |
- |
|
0955 |
0,75 |
2 |
7-8 |
4,45 |
|
4,7 |
0,25 |
|
- |
1,00 |
3' |
8-9 |
5,20 |
|
4,7 |
- |
|
О >50 |
0,50 |
3 |
9-10 |
5,05 |
|
4,7 |
|
0,35 |
0,15 |
3 |
|
10-11 |
4,85 |
|
4,7 |
- |
|
'ОД'5. |
0,0 0 " |
3 |
III2 |
4,60 |
|
4,7 |
0,10 |
|
- |
0,10 |
3 |
12-13 |
4,60 |
|
4,7 |
‘одо |
|
- |
0,20 |
3 |
13-14 |
4,55 |
|
4,7 |
0,15 |
|
- |
0,35 |
3 |
14-15 |
4,75 |
|
4,7 |
- |
|
0,05 |
0,30 |
3 |
15-16 |
4,7 |
|
4,7 |
- |
|
- |
0,30 |
3 |
16-17 |
4,65 |
|
4,7 |
0,05 |
|
- |
0,35 |
3 |
I7-.I8 |
4,35 |
|
\ ,7 |
0,35 |
|
- |
0,70 |
3 |
18-19 |
4,40 |
|
4,7 |
0,30 |
|
- |
1,00 |
3 . |
19-20 |
4,30 |
|
4,7 |
0,40 |
|
- |
1,40 |
3 |
20-21 |
4,30 |
|
4.6 |
0,30 |
|
- |
1,70 |
3 |
■21-22 |
4,20 |
|
-4,6 |
%40 |
|
- |
2ДО |
3 |
22-23 |
3,75 |
|
3,3 |
- |
|
0,45 |
1,65 |
2 |
23-24 |
3,70 |
/ |
3,3 |
|
|
0,40 |
1,25 |
2 |
|
100,00 |
|
100,00 |
2,60 |
|
2,60 |
|
|
Емкость бака водонапорной башни(резервуара) определяется по интегральному графику или' таблице (например, табл. 2.4 при К=1,25). Расчет ведут в следующей последовательности. В табл.2.4 записываются водопотребление и подача насосами в % от Q сут.,
15
затем подсчитывается поступление в бак и расход воды из бока. Сумма процентов поступления и расхода должна быть одинаковой (в примере-2,6/0. Аккумулирующий объем бака определяется по макси мальному проценту остатка воды в нем:
|
|
|
(2.4) |
|
где Рл |
- максимальный |
остаток воды в баке в процентах |
от |
Q |
■* |
(в примере Р4= 2 , ш . |
|
СУГ |
|
Емкость бака башни |
определяют сложением регулирующей |
емкости |
||
с емкостью для хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды (для населенных мест принимается равной 10-минутной продол жительности одного внутреннего и'Ъаружного.^южаров при максималь ном расходе на другие нужды).
(2.5)
ч
где Wp - регулирующая емкость бака, м3; Wn - противопожарный запас, м3.
Зная полную емкость бака, назначают основные его размеры - диаметр и высоту.
Для определения регулирующей емкости резервуара чистой воды, совмещают графики работы насосов первого и второго подъемов. Пол ную емкость резервуаров определяют как сумму регулирующей емкос ти и емкости для хранения запасов воды на промывку фильтров и не прикосновенного 3-часового пожарного запаса.
2.3.3. Определение подачи насосов и емкости приемного резервуара канализационной насосной станции
Суточная подача насосной станции определяется гю данным суммарного притока сточных вод населенного пункта или его района Максимальная подача насосной станции принимается равной
максимальному часовому притоку сточных вод.
При расчете притока сточных вод пользуются графиком водопотребления (см.табл.2.3) с запаздыванием притока на I ч, т.е. время возврата чистой воды в канализационную сеть смещается на один час. Например, приток в интервале 7-8 ч принимается равным
16
не 5,6; 4,9; 4.45$, а соответственно 4,5; 4,5; 3,85$. В зависи мости от общего коэффициента неравномерности находят распределе ние суточного притока по часам в % от Q сут
Следует иметь в виду, что параллельная работа йаоосов при водит к снижению лодачй каждого из них примерно йа 1С$.
Подача одного |
отдельно работающего йаооса |
определяется по |
формуле |
О |
|
Q - i j a i J j L ' , д/о , |
(2.6) |
|
н |
IOO • 3,6 |
|
где Рн - принятая подача одного насоса в % от Q суг.
Для определения необходимого количества насосов насосной стайЦйй сравнивают максимальный и минимальный часовые притоки по графику притока сточных вод, прййймая подачу насоса равной мини мальному часовому притоку. На йасосной станции целесообразно устайввливагь однотипные насосы рамой йройзводительнооти. Можно
принимать наоооы разной пройзводйТеЯЬйооти. В последнем случае |
|
эксплуатация насооной станцйй усложняется. ЧйоЯО рабочих наоосов |
|
принимают не менее 2-х. |
|
Емкость приемного резервуара определяется на основе анализа |
|
графиков притока и откачки сточных вод. |
|
Распределение подачи йаоосов по часам суток в итоге должно |
|
обеспечить ЮО^-ую откачку сточных вод. |
|
Для определения емкоа*й приемного резервуара в таблице запи |
|
сываются значения притока й откачки flo Часам суток в % от Q |
т , |
подсчитываются поступление й откачкё воды из приемного резервуа ра. Суммы йроцентов поступления й откачки должны быть равны. Остаток воды в резервуаре принимается равным йулю й конце макси
мальной |
откачкй. ОГ него вед^ся Подсчёт остатка |
воды в резер |
|||||
вуаре |
о |
учетом йоотупленйя й оякачки; Объем приёмного резервуара |
|||||
определяется it'd Максималевому |
проценту остатка с^очйой жидкооти |
||||||
в резервуаре: |
|
|
|
Р |
|
||
|
|
4 / |
- |
^йУТ |
GtT |
|
|
|
|
|
W pU. |
Ш |
|
(2.7) |
|
где |
Роог - М0ксимал|чий остаток воды в приемном резервуаре |
||||||
|
|
® сут |
* |
|
|
ступёнчатой ра |
|
|
Полученный |
оЩём может быть умШ Ш н за счёт |
|||||
боты насосов в |
течениершса^Г Р&слубл1ка Беларусь |
*. |
|||||
2.4* Определение количества напорных трубопроводов и их диаметра
Количество напорных водоводов определяется на основе технико-
экономического расчета £ l, 2] |
и, как правило, |
принимается не |
|
менее двух. |
|
|
|
Расчетный расход одного |
трубопровода |
|
|
|
Q в* |
. л/о, |
(2.8) |
где 0 |
- расчетный расход» равный максимальной часовой додаче |
||
h |
наоосной станции, д/о; |
|
|
- число напорных трубопроводов. |
|
||
Диаметр напорных трубопроводов определяется на основе тех нико-эк ономических расчетов.
Экономически наивыгоднейший диаметр водовода определяется
по формуле |
Д = Э0,14 • |
Q B 0,42 , |
(2.9) |
|
|
||||
где Э - экономический фактор |
|
|
||
о |
44 & |
. |
|
(2. J 0) |
э - |
|
, |
|
|
6" - отоимость I |
кВт/ч электроэнергии; |
|
||
& - величина.принимаемая |
в зависимости от материала труб |
|||
(для |
стали |
б - 53, для чугуна - 107, |
асбестоцемента - 78» |
|
пластмасо |
-150). |
|
|
|
Материал |
труб принимается в зависимости |
от допустимого дав |
||
ления и уоловий производства работ по бтроительотву водоводов. Для подбора экономически наивыгоднейшего диаметра труб сос
тавлены таблицы предельных расходов и соответствующих им предель^ ных экономических скоростей при Э = I .
2.5.Определение полного напора насосов. Подбор насосов и электродвигателей
Напор, развиваемый насосом, складываетоя из суммы геомет рических высот всасывания и нагнетания, а также потерь напора при движении жидкости от места забора до излива напорного трубо провода. В общем случае независимо от схемы насосной установки
18
требуемый напор насоса можно определить по формуя® |
|
V Нот + А во + Ь а • |
(2Л1) |
где И - статический капор, который слагается из геометрической 01 высоты подъема воды и свободного напора, м;
In n, потери напора.соответственно во всаонвавдих и напорных
иин трубопроводах, м.
2.5.1.Полный напор водопроводной насосной станции первого подъема
Если насосная станция первого подъема подает воду на очист ные сооружения (рис.2.2), то полный напор, который должны разви вать насосы, определяется по формуле
|
|
V M & s ) ' * < * » • |
• |
« • * » |
||
где |
Нг ~ |
геометрическая высота подъема |
воды, равная разности от |
|||
|
|
меток максимального уровня воды в смесителе очистных |
||||
|
|
сооружений ( 35о ') и минимального расчетного уровня в |
||||
|
|
водозаборном сооружении ( 5Ев |
■): |
|
||
|
|
Нр - ( |
о ~ ^ Е) * М |
» |
|
|
/? |
- |
потери напора во всасывающих и |
внутристанционш* трубо- |
|||
|
но |
проводах, |
ориентировочно принимаются 2,0 .,.2 ,5 |
м; |
||
/? н - потери в напорных водоводах, м; Ц - свободный напор излива (Нов = 1,0. . .1,5) м.
i
Потери напора в местных сопротивлениях напорного водовода* принимаются равными 10$ оТчпотерь напора по длине> т.е.:
h н ,* 1,1 it iji&t |
(2.13) |
где L - гидравлйчеокий уклон, определяемый по таблицам для
гидравлического расчета напорных трубопроводов [3',’4J; £ - длина водоводов, км.
19
Рио.2,2. Определение напора насосной станции первого подъема:
I - водоприемник; 2 - насосная станция I подъема; 3 - смеситель очистных сооружений
2.5.2.Полный напор водопроводной насосной станции второго подъема
Напор насосов станции I I подъема должен быть достаточным для обеспечения требуемого свободного напора в сети населенного пункта с учетом потерь напора и рельефа местности.
Ниже рассматриваются три наиболее часто встречающихся слу чая: а) вода подается насосной станцией в водонапорную башню, находящуюся в начале сети; б) в водонапорную башню в конце сети (контррезервуар); в) в безбашенную систему.
На рис.2.3 показана схема высотной планировки и нанесена пьезометрическая линия системы с башней, расположенной в начале сети. Полный напор в этом случае определяется по формуле 2.14:
^н ~ |
f ^нс + ^н 4 ^св |
• |
(2.14) |
где Нг ~ геометрическая высота подъема |
(Нг = ^ 55^ ^ » |
м; |
|
-отметка максимального уровня воды в баке водонапорной
жбашни, м;
20