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 1,6 м/с.
Д=
1,13×
=0,46
м.
Принимаем стандартный Д=0,5 м.
Расчетное давление определяется по формуле:
Нтр=Нст+Σhтн+Нуд
Где Нст- статический напор (332-330=2)
Σhтн=hдл+hм=1,97+0,15*1,97=2,27м
Нуд- повышение давления при гидравлическом ударе.
Нуд=
V=
Нтр=58+2,27+94=154,27м
Принимаем железобетонные трубы со стальным цилиндром.
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
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 | |
|
0,4 |
36,6 |
2,07 |
0,01422 |
51,72 |
2,069 |
1,37 |
3,44 |
7,10 | |
|
0,5 |
55,8 |
1,32 |
0,00457 |
16,62 |
0,665 |
2,09 |
2,76 |
8,34 | |
|
0,6 |
60 |
0,92 |
0,00183 |
6,66 |
0,266 |
2,25 |
2,52 |
8,52 | |
|
0,7 |
97,2 |
0,68 |
0,00085 |
3,09 |
0,124 |
3,65 |
3,77 |
13,49 | |
|
0,8 |
106,8 |
0,52 |
0,00043 |
1,56 |
0,062 |
4,01 |
4,07 |
14,75 | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
| |||||||
Принимаем наиболее экономический диаметр равный 0,4 м, при наименьших приведённых затратах.