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 = 1,1∙Д_вх = 1,∙1,13 = 1,24 м.

где Д_вх = 1,13 м.

Конструктивно примем В_к = 1,24 м.

L_к = =7,14 м.

Окончательно длину камеры принимаем равной 7,2 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. Дно аванкамеры в плане представляет собой трапецию. Центральный угол конусности принимаем равным 30…45⁰.

4.2 Компоновка здания насосной станции и водозаборного сооружения

Насосная станция камерного типа не совмещена с водозабором. В связи с этим водозаборное сооружение удаляется на такое расстояние чтобы линия откоса его котлована не пересекала траншею под фундамент стен здания насосной станции, т.е. чтобы траншея выполнялась в грунте ненарушенной структуры и не было опасности оползания фундамента в котлован.

5 Подбор вспомогательного оборудования.

5.1 Грузоподъёмное оборудование насосных станций.

Тип грузоподъемного оборудования подбирается по массе наиболее тяжелой монтажной единицы и по длине крана, которая должна быть меньше пролета верхнего строения насосной станции. За наиболее тяжелую монтажную единицу (с учётом 10%-ной надбавки) можно принять горизонтальный насос в сборе, электродвигатель, задвижку и т.д.

Т.к. в данном курсовом проекте масса наиболее тяжелой монтажной единицы не превышает более 3,2 тонн, то устанавливаем кран подвесной ручной с грузоподъемностью 3,2 т, длиной крана 3,6 м, пролётом крана 3 м, двутавр №30.

Рис. Схема подвесного крана.

5.2 Осушительные насосные установки

Предназначены для удаления воды из всасывающих труб и приёмных камер основных насосов, установленных в насосных станциях заглубленного типа. Расчётный расход одного осушительного насоса определяется по формуле:

, м³/с

где – суммарный объём воды, подлежащий откачке, при максимальном уровне воды в камере водозаборного сооружения, м³, = 142 м³;

–принятое число насосов (не менее 2);

–приток фильтрационной воды через уплотнения затворов, принимается 0,5…1 л/с на 1 м уплотнения, = 0,011;

–время откачки (принимается 5…8ч), с.

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.

6.1 Определение числа ниток напорных трубопроводов

При длине трассы до 100 м число ниток принимаем равным числу установленных насосов.

Число ниток составляет 4 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 = 0,9 м³/с.

6.3 Выбор материала стенок

Т.к. трубопроводы короткие и имеют несколько поворотов, поэтому в качестве материала стенок принимаем стальные трубопроводы.

Диаметр определим по формуле:

Д=1,13×

где, V_доп принимаем равной 2,0 м/с.

Д= 1,13×=0,85 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, принимаем 0,12;

К – стоимость укладки 1 м напорного трубопровода;

С – суммарные эксплутационные издержки, которые находятся по формуле:

С=а′∙Э+b∙К

где а′ – стоимость 1 кВт∙ч электроэнергии;

b – процент отчислений на капитальный ремонт и восстановление, для стальных труб 4,75%;

Э – количество электроэнергии на преодоление потерь напора в трубопроводе:

Э=

где h_т – потери напора в метрах на 1 м трубопровода, определяемые по формуле:

h_т=0,00107∙;

–длина напорного трубопровода, =1 м;

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=0,845×0,935×0,98 = 0,77

η_дв – КПД двигателя по паспорту;

η_н. – КПД насоса;

η_с – КПД сети.

Расчет экономического диаметра сводим 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
0,8	58,5	2,99	0,0127	1600,61	64,02	2,78	66,80	73,82
0,9	70,5	2,36	0,0068	857,39	34,30	3,35	37,64	46,10
1	84,5	1,91	0,0039	490,53	19,62	4,01	23,63	33,77
1,1	99	1,58	0,0024	295,99	11,84	4,70	16,54	28,42
1,2	115,5	1,33	0,0015	186,64	7,47	5,49	12,95	26,81
1,3	133,5	1,13	0,0010	122,11	4,88	6,34	11,23	27,25

Принимаем наиболее экономический диаметр равный 1,2 м, при наименьших приведённых затратах.