2.2 Определение расчетного расхода и числа агрегатов

Расчетный расход насоса определяется из условия лучшего обеспечения графика водоподачи насосной станции с максимально экономической эффективностью. В качестве расчетного расхода Q_р принимаем минимальную подачу, то есть Q_р=Q_min=1,5 м³/с.

Число рабочих агрегатов определяется по формуле: n _р=, шт..

n _р===3 шт.

К числу рабочих агрегатов добавим резервный насос, так как насосная станция предназначена для целей осушения и должна работать бесперебойно в течении рабочего периода. Общее число насосов n_у=n_р+1=3+1=4 шт.

2.3 Выбор основного насоса

По расчетному напору H_р и расчетному расходу Q_р насоса с помощью графика свободных полей выбираем тип и марку насоса Оп 6-70. Имея марку насоса и частоту вращения n=730 (об/мин.), определяем безразмерные коэффициенты по формулам:

K_q= и K_н=.

K_q==0,36; K_н==0,08.

По значениям K_q и K_н по графику каталога насоса снимаем безразмерные характеристики:

К_∆h=0,106; η=84,5%; φ= -6⁰.

Таблица 2.3.1 Основные габаритные параметры насоса, мм

Марка насоса	А	Б	В	Д	Е	К	Н	Р	С	Дн	Масса насоса, кг
06-70	1300	235	285	705	3120	625	2150	1020	2365	800	3695

2.4 Подбор электродвигателя

Электродвигатели подбираются по максимальной мощности на валу насоса, частоте вращений и форме исполнения.

Мощность двигателя определяется по формуле:

N_дв=,

где Q_р и Н_р – расчетный расход и напор насоса;

η_н – КПД насоса в долях;

N_дв = =101,18 кВт.

Максимальную мощность двигателя с учетом коэффициента запаса мощности определим по формуле:

N_дв=,

где К – коэффициент запаса мощности, К=1,1.

N_дв = =111,3 кВт.

По данной мощности определим марку электродвигателя АО101-8. Основные параметры электродвигателя: N = 120 кВт, n = 735 об/мин.; η = 93,5%, m = 1,5т; L_дв = 1,3 м, Д_дв = 1,0 м.

2.5 Определение допустимой геометрической высоты всасывания

Геометрическая высота всасывания насоса – это расстояние по вертикали от минимального уровня воды в нижнем бьефе до оси центробежного насоса. По этой величине устанавливается высотная посадка насоса. С этой целью определяется допустимая геометрическая высота всасывания по формуле:

h_в^доп=Н_в.п^доп – h_т.в.,

где, Н_в.п^доп – допустимая приведенная высота всасывания, м.

Н_в.п^доп=10-∆h_доп

где, ∆h_доп – кавитационный запас, снимаемый с характеристики насоса;

∆h_доп=К_∆h∙n²D²

h_т.в – гидравл. потери от трения во всасывающем трубопроводе, h_т.в =0,5 м.

∆h_доп = 0,106 × 72,57 = 7,69 м.

Н_в.п^доп = 10 - 7,69 = 2,31 м.

h_в^доп = 2,31 - 0,5 = 1,81 м.

Величина подпора, требуемая заводом-изготовителем h_в = 1м.

Осевой насос устанавливаем с отрицательной геометрической высотой всасывания равной - 1 м.

3 Проектирование здания насосной станции

3.1 Выбор типа здания

Насосная станция заглубленная. Для насосов типов О здание строится блочного типа. Высота всасывания всегда отрицательная. Здание совмещено с водозаборным сооружением.

3.2 Расчет всасывающих труб

Всасывающие трубы насосов, устанавливаемые в здании блочного типа, выполняются всегда в монолитном бетоне и могут быть прямолинейного или криволинейного очертания. У насосов типа О диаметр всасывающего патрубка равен диаметру рабочего колеса.

Расчет всасывающих труб сводится к установлению размеров, указанных на рисунке 3.1, которые зависят от диаметра всасывающего патрубка насоса Д_в=0,7 м.

Рис. 3.1 Всасывающая труба прямолинейного очертания

3.3 Расчет внутристанционных напорных трубопроводов

Внутристанционные напорные трубопроводы служат для транспортировки воды от напорного патрубка насоса к внешним напорным трубопроводам и для размещения на них запорной измерительной и другой арматуры. Диаметр их определяется по формуле:

Д =1,13×,

где Q_р = 1,5 м³/с.

V_доп – допустимая скорость, V_доп = 2 м/с.

Д = 1,13×=0,98 м. Принимаем стандартный Д =1,0 м.

3.4 Компоновка здания насосной станции

Компоновка насосной станции заглубленного типа начинается с подземной части и выполняется в такой последовательности:

1) выбираем масштаб чертежа, в котором вычерчиваем разрез здания на миллиметровой бумаге; наносим линии максимального и минимального уровней воды в нижнем бьефе;

2) ниже минимального уровня проводим горизонтальную ось на­соса на расстоянии принятой геометрической высоты всасывания;

3) наносим вертикальную ось насоса, которая является и осью здания насосной станции;

4) вычерчиваем контуры насоса с учетом его габаритов; от всасывающего патрубка насоса вычерчиваем всасывающую трубу, а от напорного – внутристанционный напорный трубопровод;

5) вычерчиваем контур подземной части;

6) вычерчиваем план подземной части с соблюдением требуе­мых эксплуатационных проходов и стандартной длины здания.

Далее проводится компоновка верхнего строения в такой последовательности:

1) намечаем оси стен верхнего строения, которое опирается на ленточный фундамент. Толщину стен принимаем равной 0,51м.

2)принимаем тип конструкции верхнего строения: бескаркасное.

3) рассчитываем высоту стен по формуле:

Н_нч=h_об+h_зап+h_д+h_ст+h_кр+ h₁,

где h_об – высота электродвигателя, h_об=1,5м;

h_зап – запас высоты над установленным в верхнем строении оборудованием, h_зап=0,5м;

h_д – габарит насоса, h_д=3,1м.;

h_ст – длина строп, h_ст=0,7м.;

h_кр – высота грузоподъемного оборудования, h_кр=2,1м.;

h₁ – запас, который назначается конструктивно для выхода на стандартную высоту здания.

Считаем без h₁.

Н_нч=1,5+0,7+3,1+0,5+2,1=7,9 м.

Принимаем стандартную высоту надземной части здания Н_нч=8,4 м.

Проектируем двухскатную утепленную кровлю.

В верхнем строении предусматриваем ворота 3×3 м и окна суммарная площадь которых должна быть не менее 12,5% от площади пола.