4 Проектирование водозаборного сооружения

4.1 Расчет водозаборного сооружения открытого типа

Водозаборное сооружение открытого типа представляет собой открытые сверху камеры, разделенные бычками, между которыми устанавливаются затворы, шандоры и сороудерживающие решетки.

Длина камеры определяется по формуле: L_к=

где, В_к – расстояние между бычками в свету, В_к = 1,2×Д_вх=1,2×1,7=2,04. Конструктивно примем В_к = 2,0 м.

Д_вх = 1,7 м. К принимается равным 20. hx снимаем с поперечного профиля насосной станции, т.е. это расстояние от верха входа трубы до минимального уровня воды.

L_к = =2,18 м.

Сороудерживающую решетку проектируем под углом 70-80⁰. Служебный мостик устанавливаем выше максимального уровня воды на 0,5-1 м.

Аванкамера представляет собой расширяющуюся в виде воронки заглубляющуюся часть канала и служит для сопряжения подводящего канала со всей шириной водозаборного фронта и глубиной водозаборного сооружения. Но аванкамеры в плане представляет собой трапецию. Центральный угол конусности принимаем равным 30-45⁰.

4.2 Компоновка здания насосной станции и водозаборного сооружения

Так как в данном курсовом проекте насосная станция блочного типа, то принимаем совмещённую компоновку водозаборного сооружения с насосной станции.

5 Подбор вспомогательного оборудования

5.1 Грузоподъёмное оборудование насосных станций

Тип грузоподъёмного оборудования подбирается по массе наиболее тяжёлой монтажной единицы и по длине крана, которая должна быть меньше пролёта верхнего строения здания насосной станции. При массе груза до 5 т и высоте подьема до 6 м рекомендуется устанавливать ручные однобалочные краны, а при подъеме от 6 до 18 м – электрические. В данном курсовом проекте принимаем кран с грузоподъемностью 3,2 т, и длиной 3,6 м.

рис. 5.1 Схема подвесного крана

5.2 Осушительные насосные установки

Они предназначены для удаления воды из всасывающих труб и приемных камер основных насосов, установленных в насосных станциях заглубленного типа. Расчетный расход одного осушительного насоса определяется по формуле:

, м³/с.

где W_i – суммарный объём воды, подлежащий откачке, при максимальном уровне воды в камере водозаборного сооружения. W_i=36,48 м³.

n – принятое число насосов. n=2 шт.

q₁ – приток фильтрационной воды через уплотнения затворов, принимается 0,5…1 л/с на 1м уплотнения. q₁=0,00136 м³/с.

t – время откачки. t=5ч=5*3600=18000с.

м³/с.

6 Проектирование напорного трубопровода

Напорные трубопроводы служат для транспортирования воды от внутристанционных трубопроводов до водоприемника. Их стоимость может превышать стоимость всей насосной станции с оборудованием. Число ниток равно числу установленных насосов и составляет 5 шт.

6.1 Определение числа ниток напорных трубопроводов

Количество ниток напорных трубопроводов зависит от их длины и числа установленных агрегатов. Т.к. в данном курсовом проекте длина трассы не превышает 100м, то число ниток примем равным числу установленных насосов. Количество насосов 5 шт., значит количество ниток тоже 5 шт.

6.2 Определение расчетного расхода напорного трубопровода

Расчетный расход одной нитки напорного трубопровода, проложенного от каждого насоса, равен расчетному расходу этого насоса:

q_р.т.=Q_р =1,15 м³/с.

6.3 Выбор материала стенок_.

Т.к. в нашем случае напорные трубы короткие и имеется несколько поворотов, то в качестве материала труб принимаем сталь.

Диаметр определим по формуле:

Д=1,13×

где, V_доп принимается равной 1,6…2,0 м/с.

Д= 1,13×=0,857 м. Принимаем стандартный Д=0,9 м.

6.4 Определение экономического диаметра напорного трубопровода

Выбор экономически наивыгоднейшего диаметра осуществляется путем сопоставления нескольких вариантов по минимуму приведенных затрат, которые включают в себя капитальные вложения и эксплутационные издержки, то есть ПЗ=Е_н×К+С,

где, Е_н – нормативный коэффициент;

К - стоимость укладки 1 м. напорного трубопровода;

С – суммарные эксплутационные издержки,

С=а’×Э+b×К

где, а’ – стоимость 1 КВТ×ч электроэнергии;

b – процент отчислений на капитальный ремонт и восстановление.

Э – количество электроэнергии на преодоление потерь напора в трубопроводе, Э=

где, h_т – потери напора в метрах на 1 м. трубопровода;

h_т=0,00107××L_р;

T – количество суток работы данного трубопровода в году;

t – число часов работы в сутки;

η_н.у. – КПД насосной установки, η_н.у.=η_н.×η_дв×η_с=0,83×0,9×1=0,75

η_дв – КПД двигателя по паспорту;

η_н. – КПД насоса;

η_с – КПД сети.

Для выбора экономического диаметра зададимся 6 стандартными диаметра-ми, которые больше и меньше принятого выше в п 6.3.

Расчет экономического диаметра сведем в таблицу 6.4.1.

Таблица 6.4.1 Расчет экономического диаметра

Диаметр трубопровода Дтр,м	Стоимость 1м. Трубопровода (К), руб.	Скорость V, м/с	Потери напора в трубопроводе h,м.	Потери электроэнергии Э, кВт	Стоимость потерянной энергии а'Э, руб.	Отчисления на ремонт и восстановление bk, руб.	Суммарные эксплуатационные издержки С=а'Э+bk, руб	Приведенные затраты ПЗ=ЕК+С
0,7	48	2,99	0,015	1482,4	59,3	2,28	61,58	66,38
0,8	58,5	2,29	0,0075	741,2	29,65	2,78	32,43	38,28
0,9	70,5	1,81	0,004	395,3	15,8	3,35	19,15	26,2
1	84,5	1,46	0,0023	227,3	9,09	4,01	13,1	21,55
1,1	99	1,21	0,0014	138,36	5,53	4,7	10,23	20,13
1,2	115,5	1,02	0,0009	88,94	3,56	5,49	9,04	20,59

В качестве экономического диаметра принимаем Д=1,1м, т.к. приведенные затраты при нём меньше остальных.