6 Проектирование напорного трубопровода
Напорные трубопроводы служат для транспортирования воды от внутристанционных трубопроводов до водоприемника и являются одной из ответственных частей, входящих в комплекс сооружений машинного водоподъема. Их стоимость может превышать стоимость всей насосной станции с оборудованием.
6.1 Определение числа ниток напорных трубопроводов
Принимаем 2 нитки напорных трубопроводов, т.е. каждые два насоса подключены к одной нитке напорного трубопровода.
6.2 Определение расчетного расхода напорного трубопровода
Т.к. количество насосов, подключенных к каждой нитке одинаковое, то расчетный расход ее определяется по формуле:
qр.т.=
n- число ниток напорного трубопровода.
Qi-расход насосной станции, соответствующий периоду времени ti
qр.т.=
6.3 Выбор материала стенок
Диаметр напорного трубопровода определим по формуле:
Д=1,13×
где, Vдоп принимаем равной 1,8 м/с.
Д=
1,13×
=0,89
м.
Принимаем стандартный Д=0,9 м.
Расчетное давление определяется по формуле:
Нтр=Нст+Σhтн+Нуд
Где Нст- статический напор (332-330=2)
Σhтн=0,7
Нуд- повышение давления при гидравлическом ударе.
Нуд=
V=
Нтр=107.73+0.7+2=110.43м=1,06МПа
Принимаем железобетонные трубы.
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=Ен∙К+С,
где Ен – 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 асбестоцементных труб 3,75%;
Э – количество электроэнергии на преодоление потерь напора в трубопроводе:
Э=
где hт – потери напора в метрах на 1 м трубопровода, определяемые по формуле:
hт=0,00056∙
;
–длина
напорного трубопровода,
=1 м;
T – количество суток работы данного трубопровода в году;
t – число часов работы в сутки;
ηн.у. – КПД насосной установки:
ηн.у.=ηн.×ηдв×ηс=0,82×0,93×1 = 0,76
ηдв – КПД двигателя по паспорту;
ηн. – КПД насоса;
ηс – 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 |
|
0,40 |
30,50 |
8,84 |
0,22422 |
6322,340 |
18967,020 |
1,144 |
18968,164 |
18971,214 |
|
0,50 |
46,50 |
5,66 |
0,07272 |
2050,489 |
6151,467 |
1,744 |
6153,211 |
6157,861 |
|
0,60 |
50,00 |
3,93 |
0,02895 |
816,304 |
2448,912 |
1,875 |
2450,787 |
2455,787 |
|
0,70 |
81,00 |
2,89 |
0,01331 |
375,303 |
1125,909 |
3,038 |
1128,947 |
1137,047 |
|
0,80 |
89,00 |
2,21 |
0,00677 |
190,894 |
572,682 |
3,338 |
576,020 |
584,920 |
|
0,90 |
105,20 |
1,75 |
0,00375 |
105,739 |
317,217 |
3,945 |
321,162 |
331,682 |
|
1,00 |
126,20 |
1,41 |
0,00218 |
61,470 |
184,410 |
4,733 |
189,143 |
201,763 |
|
1,10 |
140,20 |
1,17 |
0,00136 |
38,348 |
115,044 |
5,258 |
120,302 |
134,322 |
|
1,20 |
156,00 |
0,98 |
0,00087 |
24,531 |
73,593 |
5,850 |
79,443 |
95,043 |
|
1,30 |
186,00 |
0,84 |
0,00059 |
16,636 |
49,908 |
6,975 |
56,883 |
75,483 |
|
1,40 |
229,80 |
0,72 |
0,00040 |
11,279 |
33,837 |
8,618 |
42,455 |
65,435 |
|
1,50 |
240,00 |
0,63 |
0,00028 |
7,895 |
23,685 |
9,000 |
32,685 |
56,685 |
|
1,60 |
260,00 |
0,55 |
0,00020 |
5,639 |
16,917 |
9,750 |
26,667 |
52,667 |
Принимаем наиболее экономический диаметр равный 1,6 м, при наименьших приведённых затратах.