- •Тема 1: Назначение, состав сооружений насосных станций.
- •Тема 2: Водозаборные сооружения нс.
- •Тема: Аванкамера.
- •Тема: Гидромеханическое и энергетическое оборудование насосной станции
- •Тема: Основные параметры насосов и расчетные формулы
- •Тема: Определение расчетного напора основных насосов
- •Тема: Определение расчетной подачи и числа установленных насосов
- •Тема: Расчет закрытой оросительной сети
- •Тема: Лопастные насосы, применяемые в мелиорации
- •Тема: Оборудование хозяйственных и технических нужд станции
- •Тема: Автоматизация нс и оборудование их контрольно-измерительными приборами
- •Тема: Выбор гидромеханического оборудования для нс закрытых оросительных систем
- •Тема: Здания нс и условия их применения
- •Тема: Определение размеров и компоновка зданий нс
- •Пролет здания в определяется следующим образом:
- •Высота наземной части здания определяют по формуле:
- •Длину машинного зала определяют по формуле:
- •Расчетный пролет подземной части Вп.Ч. Равен:
- •Высоту подземной части выбирают по такой формуле:
- •Высота надземной части здания равна:
- •Длина подземной части здания Lп.Ч равна:
- •Расчетный пролет подземной части Вп.Ч. Равен:
- •Высоту подземной части определяют по формуле:
- •Высота надземной части здания равна:
- •Длина подземной части здания Lп.Ч равна:
- •Высоту подземной части определяют по формуле:
- •Высота надземной части здания равна:
- •Длина подземной части здания Lп.Ч равна:
- •Тема: Всасывающие и подводящие трубопроводы, внутристанционные напорные коммуникации
- •Тема: Водовыпускные сооружения.
Тема: Водовыпускные сооружения.
Водовыпускные сооружения предназначены для сопряжения напорных трубопроводов с водоприемником (канал, водохранилище, искусственная емкость).
Они должны обеспечивать:
надежный пуск основных и разменных агрегатов насосных станций;
выпуск воды в водоприемник с минимальными потерями напора при минимальных капиталовложениях и надежной эксплуатации;
автоматическое предотвращение обратного тока воды из канала в напорный трубопровод при выключении агрегатов или аварии на напорных трубопроводах.
Применяют 3 типа водовыпускных сооружений:
прямоточные с механическими запорными устройствами;
сифонные, в которых роль запорного устройства выполняет сифон;
с переливной стенкой.
Выбор типа водовыпускного сооружения зависит от условий пуска, остановки и количества работающих на 1 трубопровод основных агрегатов, размеров напорных трубопроводов и амплитуды колебаний уровней воды в водоисточнике.
Водовыпусные сооружения с механическими запорными устройствами применяют при любых размерах выходных отверстий напорных трубопроводов, при любом количестве насосов, работающих на 1 трубопровод, а также при любых амплитудах колебаний уровней воды в водоисточнике.
Сифонные водовыпускные сооружения применяют в следующих случаях:
- при максимальном статическом вакууме до 6м (превышение наивысшей точки сифона над минимальным расчетным уровнем воды в отводящем канале);
- если нет ограничений по напору при пуске основных насосов (пуск насосов на незаряженный сифон происходит при повышенном напоре, в первый момент сифон работает как водослив);
- при соотношении подач Qmax/Qmin не более 3 (при большем соотношении подач сифон не работает полным сечением при минимальной подаче, что вызывает излишние потери напора).
Водовыпускные сооружения с переливными стенками
можно использовать при малых колебаниях уровней воды в водоисточнике (до 0,5м).
Недостаток: излишня высота подъема воды, что вызывает перерасход электроэнергии.
Тема: Водовыпускные сооружения с механическими запорными устройствами.
Этот тип сооружения наиболее экономичен как по стоимости, так и по затратам электроэнергии.
В качестве запорных устройств рекомендуется использовать:
1) клапаны-захлопки однодисковые при диаметре выходного отверстия напорного трубопровода d ≤ 1,2 м и многодисковые при диаметре d ≥ 1,2м.
Преимущество: простота конструкции, экономичность, надежность.
Недостаток: осмотр и ремонт уплотнителей и осей захлопки, необходимость установки ремонтного затвора.
Рис. 16. Водовыпускное сооружения, оборудованное клапанами-захлопками
2) поворотные затворы с гидроприводом;
3) плоские и сегментные затворы, оборудованные подъемными механизмами;
4) обратные клапаны и дисковые затворы.
Недостаток: необходимость применения механического оборудования (подъемно-транспортного оборудования).
Тема: Сифонные водовыпускные сооружения.
Сифонные водовыпускные сооружения просты и экономичны.
Необходимо:
- правильно выбрать тип клапана срыва вакуума;
- обеспечить зарядку сифона при прямом течении воды;
- обеспечить срыв вакуума, чтобы не допустить обратного тока воды из водоприемника через гребень сифона при остановке насосов.
Зарядка – процесс, при котором происходит удаление воздуха из верхней полости сифона потоком воды.
Разряжение или срыв вакуума – процесс, при котором в верхнюю полость сифона подается воздух в объеме, достаточном для опорожнения трубопровода.
Компоновка сифона
Длина водовыпускного сооружения равна сумме длин:
- сифонного оголовка;
- горизонтальной части дна колодца L = (1,5-2)Dвых;
- сопрягающей части колодца L = (4-5)p, где р – высота порога;
- переходного участка, где ширина сооружения не равна ширине по дну отводящего канала:
,
где bк – ширина по дну отводящего канала,
Вкол – ширина колодца,
- 30-40% - центральный угол конусности.
Три типа проточной части сифонов:
- круглого сечения без нижнего отвода Dтр≤1,2м;
- круглого сечения с удлиненным нижним отводом 1,2< Dтр≤2,2м;
- прямоугольного сечения с удлиненным отводом Dтр>2,2 м.
Угол наклона восходящей ветви сифона 1 = 30-450.
Угол наклона нисходящей ветви сифона 2 = 30-400.
Превышение гребня сифона над максимальным уровнем воды с учетом ветровых волн ≥0,2м.
Радиусы закруглений горлового сечения ro = (2-3,5)D.
Радиусы закруглений восходящей и нисходящей ветвей сифона:
R1 = R2 = (1,-2)Dг.с.
Выходное сечение сифона заглублено под минимальный уровень в водоприемнике: z0 = (4-5) ≥ 0,2 м,
где Vвых ≤ 2 м/с.
Сифоны изготавливаются из стальных труб.
Выходной диффузор выполнен раструбом вверх с углом конусности до 80.
Зарядный расход: .
Клапаны срыва вакуума:
гидравлические;
гидромеханические;
механические клапаны с электроприводом.
Гидравлический клапан срыва вакуума представляет собой гидравлический затвор. Диапазон колебаний уровней воды до 1,2м.
В гидромеханических и механических клапанах роль запорного устройства выполняет диск специальной формы, для открытия и закрытия используется скоростной напор потока.
Тема: Клапаны срыва вакуума.
Основные требования к клапанам срыва вакуума:
- конструкция и размер клапана обязаны обеспечить выпуск воздуха из сифона при заполнении напорного трубопровода;
- конструкция и размер клапана должны обеспечить срыв вакуума в горле сифона и впуск воздуха;
- время срабатывания клапана должно быть минимальным (до 5с).
,
- критическая глубина «модельного» круглого сечения при D=1 м находится по модельному удельному расходу qм: ,
где Dг.с. – диаметр горлового сечения;
Q – расчетный расход через сифон, м3/с.
Тема: Водовыпускные сооружения с переливными стенками.
Принцип действия:
Вода из напорного трубопровода поступает в приемный резервуар, заполняет его и сливается через ограждающие стенки в отводящий канал. Стенки резервуара располагаются немного выше максимального уровня воды в отводящем канале на высоту = 10-15 см, поэтому обратного тока воды из канала в напорный трубопровод быть не может.
Тема: Контрольно-измерительная аппаратура насосных станций.
Состав приборов определяется в зависимости от принятой системы управления:
- автоматической;
- диспетчерской (автоматизированной);
- местной (ручное управление).
Контролю подлежат основные параметры насосов:
- подача;
- давление (напор);
- вакуум во всасывающей линии;
- уровень в источнике;
- перепад уровней.
Для определения подачи воды насосами применяют расходомеры, основанные на принципе измерений скорости потока или перепада давлений.
Скоростные водомеры имеют вертушку, установленную внутри корпуса и приведенную во вращение водой с частотой, пропорциональной скорости потока, а, следовательно, и расходу. Частота вращения суммируется счетным механизмом.
Различают:
- крыльчатые водомеры: движение воды перпендикулярно оси вертушки, устанавливаются на горизонтальных трубопроводах;
- турбинные: движение воды параллельно оси вертушки, устанавливаются на горизонтальных, вертикальных и наклонных трубопроводах.
Необходимо предусмотреть прямолинейные участки 6-8 диаметров трубопровода до водомера и 3-5 диаметров трубопровода после водомера.
Измерение расхода жидкости методом переменного перепада давления.
Устанавливают в трубопроводе:
диафрагму, сопло, сопло Вентури.
Потери напора в сужающих устройствах:
- для диафрагм:
- для сопла:
- сопла Вентури: ,
где d – диаметр сужения;
dу – внутренний диаметр трубопровода.
Диафрагмы разделяют на камерные ДКН, дисковые ДДН.
Преимущества данных измерительных устройств:
- отсутствие движущихся частей (для измерения расхода сильно загрязненных жидкостей);
- большая пропускная способность;
- надежность работы.
К приборам, предназначенным для контроля давлений, относятся:
- манометры – для измерения положительного избыточного давления;
- вакуумметры – для измерения отрицательного избыточного давления;
- мановакуумметры – для измерения как положительного давления, так и разряжения.
Необходимо устанавливать на каждом насосе следующую контрольно-измерительную аппаратуру:
- вакуумметры или мановакуумметры на всасывающем патрубке;
- манометры на напорном трубопроводе;
- амперметры, вольтметры и ваттметры;
- указатели уровня в подшипниках, имеющих жидкостную смазку;
- манометры, показывающие давление масла перед подшипниками и термометры, показывающие температуру масла, поступающего в подшипники и выходящего из него;
- водомеры на напорной линии насосной станции.
Тема: Подъемно-транспортные механизмы.
Тип подъемно-транспортных механизмов выбирается с учетом размеров здания и максимальной массы поднимаемого оборудования.
Для монтажа, ремонта и демонтажа оборудования, арматуры предусматривают подъемно-транспортное оборудование с ручным приводом:
- при массе оборудования до 1т – кошку и таль по монорельсу;
- при массе оборудования до 5т – подвесную кран балку;
- при массе свыше 5т – мостовой кран.
При подъеме оборудования на высоту 6м и более или при длине машинного зала 18м и более при массе свыше 5т рекомендуется применять электрические кран-балки или мостовые электрические краны.
Подвесные кран-балки применяются при обслуживании прямоугольного в плане сооружения для подъема, спуска и перемещения грузов в продольном и поперечном направлении. Для кран-балок не требуется устройства подкрановых путей, что упрощает строительную часть сооружений. Монорельс крепится к балкам перекрытия.
Ручные кран-балки изготавливают с пролетом L≤12 м, высота подъема груза Н = 3-12м. Электрические кран-балки изготавливают пролетом L ≤ 17м, Н=6, 12, 18м.
Мостовые краны передвигаются вдоль машинного зала по подкрановым балкам, которые обычно опираются на консоли несущих колонн или выступы (пилястры) стен.
Ручные мостовые краны бывают однобалочные и двухбалочные.
Грузоподъемность мостовых кранов ручных до 8т, пролет L=4,5-17м, Нгруза ≤12м.
Грузоподъемность мостовых кранов электрических 5,10,15т, пролет L=11-32м.