Мякишев В.А. (состав.) Водопроводные насосные станции

Подождите немного. Документ загружается.

где ∆h

доп.

–допустимый кавитационный запас, взятый из характеристики насоса (графика совместной

работы насосов и водоводов) по максимальной подаче насоса Q

;

вс.

– потери напора во всасывающей линии ;

/ 2g –скоростной напор во всасывающем патрубке ,может быть определен :

/2g=Aci∙Qi

(19)

где Асi – определяется по формуле (17) , по диаметру всасывающего патрубка насоса -Д

Если в каталоге всасывающая способность характеризуется величиной Нвак.

доп

, то

∆hдоп.=10-Hвак

доп

(20)

Принятая и показанная на чертеже величина геометрической высоты всасывания –Нs ( отметка оси

насоса Zон=Zмин.ур.+Нs), должна быть меньше допустимой –Нs

доп.

, то есть

Нs≤Hs

доп

(21)

Полученное расчетом значение суммы (hвс.+ hнс.) должно быть не больше суммы этих величин ,

принятых при подборе насосов.

Диаметры всасывающих и напорных линий внутри насосной станции назначаются по расходу ,

исходя из допустимых скоростей, величина которых приводится в таблице 2.

Таблица 2.

Значения допустимых скоростей во всасывающем – Uвс.

и в напорном – Uн. Трубопроводах насосной станции

диаметр труб в мм Uвс , м / с Uн , м / с

до 250 0,6 – 1,0 0,8 – 2,0

от 300 до 800 0,8 – 1,5 1,0 – 3,0

более 800 1,2 – 2,0 1,5 – 4,

Всасывающие и напорные трубы внутри насосной станции, как правило, следует укладывать по полу

на опорах с устройством переходных мостиков над трубопроводами, обеспечивающих подход к любому

агрегату, задвижке и пр.

Для незаглубленных насосных станций допускается укладка труб в каналах, перекрываемых

съемными плитами или в подвалах.

Всасывающие и напорные трубы внутри насосной станции должны быть стальными с применением

фланцевых соединений с арматурой и насосами, арматура и фасонные части могут быть и чугунными.

Минимальную ширину проходов между выступающими частями агрегатов и арматуры следует

принимать не менее:

• 1м – для низковольтных и 1,2 – для высоковольтных двигателей;

• 0,7м – между агрегатами и стеной и неподвижными выступающими частями;

• 2,0 – между агрегатами и распределительным щитом.

Мелкие агрегаты с диаметром напорного патрубка до 100мм могут устанавливаться на фундаментах

вплотную к стене или по два агрегата на одном фундаменте без прохода между ними.

При определении размеров машинного зала следует предусматривать монтажную площадку в

надземной части станции.

Ширину машинного зала следует принимать 6м или 12,15,18 – для крупных агрегатов, или при

двухрядном расположении агрегатов.

Высота машинного зала должна быть принята с учетом габаритов подъемно-транспортного

оборудования и производства монтажных работ.

Для монтажа оборудования необходимо предусмотреть подъемно-транспортные устройства: при

массе груза до 1т – неподвижные балки с кошками, или кран-балки подвесные ручные; при массе груза до 5т

– кран-балки подвесные; при массе груза более 5т – мостовые краны.

Для стока воды полы и каналы надлежит проектировать с уклоном к лотку и сборному приямку, возле

которого должны быть установлены самовсасывающие дренажные насосы, производительностью 10-20 л/с,

напором 10-30м.В здании насосной станции должен быть внутренний, противопожарный водовод.

4. Выбор вспомогательного оборудования

Для выбранного вспомогательного оборудования (задвижки, обратные клапаны, расходомеры,

дренажные и вакуум – насосы и т.п.) необходимо на листе чертежа показать спецификацию, включив туда и

основное оборудование и обозначив основные характеристики (Qопт., Нопт., Nдв., n

об

/мин, длины задвижек

и обратных клапанов , dу…) массу, количество, материал изготовления и т.п.

Напорная линия каждого насоса должна быть оборудована обратным клапаном, кроме того, обратные

клапаны вместе с гасителями гидравлического удара устанавливают на водоводах вблизи насосной станции

в специальных колодцах.

Для измерения расхода воды на водопроводных насосных станциях устанавливают расходомеры:

а) скоростные турбинные- для малых диаметров d до 200мм;

б) трубы Вентури–для малых и средних диаметров d до 500мм;

в) сопла Вентури – для водоводов средних и больших диаметров

d более 500мм;

г) прочие (диафрагмы, индукционные расходомеры).

Диафрагмы, трубы и сопла Вентури должны устанавливаться на прямых участках без местных

сопротивлений, длиной (5 ÷ 8) диаметров до и (3 ÷ 5) диаметров после расходомера; обычно эти

расходомеры размещают в колодцах на водоводах вблизи насосной станции.

Если насосы установлены "не под заливом" относительно минимального уровня воды в резервуаре, то

для заливки насосов перед пуском следует предусмотреть установку с вакуум-насосами или с вакуум –

котлом.

Вакуум- насосы подбираются по требуемому разрежению

Нвак=Нs+hвс+V

/2g (22)

и расходу Qвн воздуха, который определяется, исходя из объема отсасываемого воздуха во

всасывающей

трубе и насосе:

W=1,1

вс



(23)

где d

вс

и l

вс

–соответственно диаметр и длина всасывающей линии;

и времени заливки насоса Т=3÷5 минут для рабочих насосов и Т=2минуты для пожарных

насосов:

)НН(Т

1,1Q

sат

ат

вн







(24)

где Н

ат

–атмосферное давление в метрах водяного столба (обычно Н

ат

=10 м).

Обычно устанавливают два вакуум–насоса – один резервный, но если основные насосы

значительную часть времени находятся "под заливом", можно брать и один вакуум-насос.

Из вспомогательного электрического оборудования необходимо подобрать силовые

трансформаторы и запроектировать помещение электрической подстанции, включающей в себя две

камеры для размещения силовых трансформаторов, помещения распределительных устройств (Р.У.)

высокого напряжения и щитового помещения (диспетчерской). Все эти помещения располагают в

надземной части станции и, кроме диспетчерской, они ограждаются капитальными стенами без окон

и без отопления, и никакие трубы не должны проходить под этими помещениями, высота их должна

быть не менее 4-х метров. Диспетчерская должна иметь отопление, звукоизоляцию. хорошее

естественное освещение и располагаться рядом с машинным залом.

Габаритные размеры помещений подстанций приводятся в литературе /1,2/ .

5. Подбор трансформаторного оборудования

Из вспомогательного электрического оборудования необходимо подобрать силовые трансформаторы

и запроектировать помещение электрической подстанции, включающей в себя две камеры для размещения

силовых трансформаторов, помещения распределительных устройств высокого напряжения и щитового

помещения (диспетчерской).

Если энергетическая система обеспечивает напряжение электропитания 6,3 кВ, а электродвигатели

подобраны на меньшее напряжение, то необходимо установить трансформаторы, расчётная мощность

которых определяется по формуле:

ква



cos*

gв

нс

NК



, где

ΣN

– номинальная мощность электродвигателей основных насосных агрегатов;

– коэффициент спроса по мощности, зависит от числа работающих электродвигателей; ,

зависящий от числа работающих электродвигателей: при – двух двигателях – 0,9; при трёх – 0,85; при

четырёх – 0,8; при пяти и более – 0,7; значения n

дв

и cosφ, берутся из технических характеристик

электродвигателя.

дв

– и cosφ берутся из технических характеристик электродвигателей.

К расчётной мощности следует добавить дополнительную мощность для нужд НС в количестве 15

кВА.

Принимается к установке два трансформатора, понижающих напряжение.

К расчётной мощности, определённой по формуле (25), следует добавить дополнительную

мощность для нужд насосной станции (двигателей дренажных насосов и другое вспомогательное

оборудование) в количестве 15кВ·А.

5. Построение графиков совместной работы насосов и водоводов,

определение числа переключений на напорных водоводах.

На графике должны быть нанесены : все рабочие характеристики насоса (напорная-Н, мощностная-N,

характеристика к.п.д.–ŋ, характеристика всасывающей способности - ∆ hдоп. или Н

вак

доп

) ;

характеристики параллельной работы двух , трех, и т.д. насосов (до числа всех рабочих насосов );

характеристики одного, двух и аварийной работы водоводов.

Н, (Н)4 насоса Режимная точка–4 насоса + 2 вод-да

(Н) два вод-да Д- мм О,м

/ч

О, м

/ч

Рис. 3 График характеристик совместной работы четырех насосов Д 639-90

(Д=525 мм) и двух водоводов (Д= мм)

Вывод: анализ характеристик (режимной точки) показывает, что насосы и трубопроводы подобраны, верно.

режимной точки

= м, О

рт

= м

/ч

расчетное

= м, О

рт

= м

/ч

Характеристики параллельной работы насосов и водоводов строятся складыванием расходов – Q

при одинаковых напорах – Н.

Характеристику водовода строят методом подбора , задаваясь расходом Q и определяя

соответствующий напор по уравнению :

Н = Нг + hw , (26)

где Нг – геометрический подъем насосов,

hw – общие потери напора в системе (водоводы, всасывающие и соединительные напорные

линии внутри насосной станции).

Потери напора, целесообразно определять по формуле:

hw=SQ

, (27)

S=Sвод +Sвс + Sнс , (28)

S - удельное сопротивление системы (водовода – Sвод , всасыва-

ющей линии – Sв и соединительных напорных линий станции

– Sнс );

Q – расход в м

/с.

Величина Sвс и Sнс определяется по формуле (16) в результа-

те расчета всасывающей и соединительных напорных линий насосной станции.

105

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 100

105

110

115

120

Ряд1

Ряд2

Ряд3

Ряд4

1 водовод

2 водовода

Д=490

Величина Sвод определяется по формуле :

Sвод = Ат · lвод , (29)

где Ат=f (dвод) – удельное сопротивление водовода, определяется по таблицам Шевелёва Ф.А.;

lвод - длина напорного водовода в м.

Задаваясь несколько раз расходом Q, и, определяя для каждого расхода соответствующий напор

по формуле (26), получают серию точек кривой, называемой характеристикой водовода (кривая потерь

напора в водоводе ).

На рис.3 приведены графики совместной работы насосов и водоводов .

Кривая I – характеристика водовода, кривая II – характеристика двух водоводов, кривая III –

характеристика аварийной работы водоводов.

На графике совместной работы насосов и водоводов должны быть показаны подачи одного

насоса – Q

, двух – Q

и т. д. до числа рабочих насосов, включая расход пожарного насоса – Qпож. и

соответствующие напоры: Н

, Н

и т.д. Кроме того, должны быть показаны мощность на валу - Nв

для

подбора двигателей, допустимый кавитационный запас - ∆ hдоп, (или Н

вак

доп

) и к.п.д. насоса – η

1 ,

, η

и т. д. соответственно при работе од ного , двух, трех и т. д. насосов.

Определение числа переключений на водоводах и соответствующего аварийного расхода

производится исходя из требований СНиП , при аварии на одном из водоводов рабочие насосы

должны подавать не менее 70% от расхода максимального водопотребления.

Для определения подачи насосной станции при аварии на одном из пролетов водовода,

необходимо построить характеристику аварийной работы водоводов – Qав = f (H) , определяя отдельно

для каждого задаваемого расхода - Qав , потери напора в поврежденных – h

и в неповрежденных – h

пролетах и затем , суммируя их при определении полного напора:

Н= Нг + h

+ h

(30)

По серии точек (Qав

, Н

) , (Qав

, Н

) и т.д. и получают кривую III- характеристику аварийной работы

водоводов, пересечение которой с характеристикой всех (трех) рабочих насосов покажет аварийный

расход – Qав.

Ниже приводятся примеры 1,2 расчетов по подбору насосов и двигателей, построения графиков

совместной работы насосов и водоводов и определения емкости резервуаров.

Рис. 4 Расчётная аксонометрическая схема всасывающих и напорных трубопроводов НС II

подъёма

6. Определение ёмкости резервуаров чистой воды и водонапорного бака

Ёмкость резервуаров чистой воды при насосной станции II подъема – W определяе 婦 ся как

сумма регулирующей ёмкости – Wрег. и запасной ёмкости для пожаротушения – Wпож., то есть

W = Wрег + Wпож (31)

Wрег может быть определена графическим и табличным способом.

Для определения регулирующей ёмкости графическим способом, необходимо построить

ступенчатый график водопотребления и режима работы насосов для заданного коэффициента

неравномерности водопотребления – Кчас, принимая почасовое распределение суточного

водопотребления в зависимости от Кчас по таблице приложения 1.

На рис.2 приводится ступенчатый график водопотребления для Кчас=1,5 при равномерной

подаче в р.ч.в. насосной станцией I подъема в 4,17% от Qсут.

Регулирующая ёмкость – Wрег. На графике – это наибольшая из площадей (заштрихованная)

между линиями водопотребления и подачи.

Для определения Wрег табличным способом ,необходимо составить таблицу суточного баланса

воды в резервуарах для заданного коэффициента неравномерности водопотребления - Кчас в % от

Qсут.

Построение как таблицы, так и графика , можно начинать с любого часа суток.

Сумма цифр в графе 2 – водопотребление и графе 3 – подача, должна быть равна 100% (поэтому

для восьми часов в сутки подача взята не 4,17%, а 4,16% от Qсут).

Поступление в резервуары (графа 4) определяется как разность подачи и водопотребления , а

расход из резервуаров (графа 5) - как разность между водопотреблением и подачей, когда

водопотребление превышает подачу.

Цифры в графе 6 (“Остаток”) определяются последовательным суммированием по часам суток

поступления и последовательным вычислением расхода из резервуаров.

Последняя цифра в графе 6 (“Остаток”) должна быть равна нулю.Wрег – это сумма

максимальных положительной и отрицательной цифр в графе 6 (“Остаток”) .

В рассматриваемом ниже примере 2.(таблица 8)

Wрег = 12,87



+ 6,85 = 19,12% от Qсут = 19,12 Qсут/100,м

запасная ёмкость резервуаров чистой воды для пожаротушения – определяется согласно СниП 2.04.02-

84 из расчета обеспечения тушения расчетного количества пожаров в течение трех часов при

расходе воды на все другие нужды в часы максимального водопотребления, то есть:

Wпож= 3 (Qмакс – Qср + Qпож) , (32)

где Qпож – общий пожарный расход в м

/час,

Qмакс, Qср - соответственно максимальный и средний расходы водопотребления в м

/час.

Количество резервуаров чистой воды должно быть не менее двух.

Резервуары могут быть круглыми в плане или прямоугольными, круглые в плане

проектируются для малых ёмкостей – до 2000м

Наиболее экономичными являются резервуары глубиной hрез=4-5м.

Общая площадь резервуаров:

Fрез = W / hрез (33)

Глубина пожарного запаса, определяющая расчетный минимальный уровень воды в

резервуарах:

hпож = Wпож / Fрез (34)

На генплане чертежа масштабом 1 : 500 резервуары, здание насосной станции и расстояние

между ними (не менее 10м) должны быть показаны с соблюдением масштаба.

Определение ёмкости резервуаров чистой воды для варианта насосной станции, подающей воду

в сеть без водонапорной башни, рассмотрено в примере 2.

В примере 1 – варианта расчета насосной станции, подающей воду в сеть с водонапорной

башней, рассмотрено определение ёмкости водонапорной башни.

Суточный баланс воды в напорном баке (таблица 3) составляется также в зависимости от Кчас;

подача в напорный бак (графа 3) определяется по графику совместной работы насосов и водоводов,

построенного после подбора насосов; в остальном, построение таблицы 3 такое же, как и

рассмотренное выше.

Полная емкость напорного бака, кроме регулирующей – Wрег, в соответствии с требованиями

СниП 2.04.02-84 должна включать и пожарный запас – Wпож, который определяется по 10-ти

минутной ёмкости на пожаротушение одного наружного и одного внутреннего пожаров, то есть:

Wпож=0,6(Qпож+qпож) , (35)

где Qпож и qпож - расходы воды соответственно на наружное и внутреннее пожаротушение в л/с.

Ёмкость водонапорного бака не следует принимать более 800м

7. Подбор вспомогательного оборудования.

Составление экспликации на оборудование.

К вспомогательному оборудованию насосной станции относятся: гидравлическое оборудование

трубопроводов (фасонные части,.. задвижки, обратные клапаны, расходомеры, гасители

гидравлического удара), дренажные насосы; грузоподъемные устройства; электрическое оборудование

и т.д.

Гидравлическое оборудование трубопроводов подбирается по диаметру трубы, на кот 婦 рой оно

устанавливается, пользуясь имеющимися справочниками.

Для станций с автоматическим управлением задвижки должны быть с механическим

(электрическим или гидравлическим) приводом.

Напорная линия каждого насоса должна быть оборудована обратным клапаном.

Насосная станция должна иметь стационарные установки для измерения расхода, на

водопроводных насосных станциях обычно применяются трубы Вентури (при диаметрах труб до

500мм), вставки Вентури, индукционные расходомеры, диафрагмы, сопла и др.

Водомеры должны устанавливаться на прямых участках без местных сопротивлений длиной (5 

6) диаметров до и (3  5) диаметров после расходомеров. поэтому их приходится устанавливать на

водоводах вблизи насосной станции в специальных колодцах.

Индукционные расходомеры можно устанавливать внутри насосной станции вблизи от любых

фасонных частей.

В качестве дренажных насосов можно брать самовсасывающие насосы с подачей Q = 5  20 л/с

и напором Н = 15  30 м, устанавливая их рядом с дренажным приямком, или вертикальные насосы,

помещая их в дренажный приямок, а двигатель над насосом закрепляется кронштейнами к стене.

В пояснительной записке должна быть кратко описана система вентиляции и отопления

насосной станции.

Для выбранного оборудования арматуры необходимо на листе чертежа показать экспликацию

основного оборудования и арматуры, обозначив основные характеристики, габаритные размеры, массу

и количество по предлагаемому в таблице 3 образцу.

Таблица 3

Экспликация основного оборудования и арматуры.

№

пози-

ции

Наименование Основные

параметры

Масс

кг

Кол-во

I Центробежные насосы

Д500-65

Д=465мм

Qопт=140л/с

Нопт=65м

макс=0,76

640 5

II Электродвигатель

АО2-92-4

U=220/380 вольт

Nдв=100кВт

n=1480об/м

дв=0,94

1200 5

III Дренажный

самовсасывающий насос

ВНС 1/24 с

электродвигателем

АО2-51-4

Q=4,0л/с

Н=24,0м

Nдв=7,0кВт

n=1450об/м

40 2

IV Кран ручной подвесной

2-5,1-4,5

Высота

подъёма =6м

грузоподъёмн

ость =2т

504 1

V Задвижки параллельные

3046 бр

d=400мм

lз=650мм

450 10

VI Задвижка параллельная

3043 бр

d=300мм

lз=450мм

179 5

VII Клапан обратный

поворотный

19416 бр I

d=300мм

lк=600мм

300 5

VIII Переход суживающийся

(косой)

400 x 250

lп=500мм

30 5

IX Переход расширяющийся

и т.п.

200 x 300

lп=400мм

24 5

8. Технико-экономические показатели насосной станции

К технико - экономическим показателям насосной станции, которые необходимо определить,

относятся:

1. Строительная стоимость всех сооружений насосной станции-

Ао;

2. Стоимость оборудования – Аоб;

3. Коэффициент полезного действия насосной станции - нс;

4. Коэффициент полезного использования установленной мощности - иум ;

5. Стоимость перекачки одного кубометра воды – S

Полная стоимость насосной станции – Анс складывается из строительной стоимости всех

сооружений насосной станции – Ас и стоимости оборудования – Аоб , т.е.

Анс = Ас + Аоб (36)

Стоимости Ас и Аоб необходимо определить приближенно на первичной стадии

проектирования, пользуясь укрупнёнными показателями стоимости /6/. Расчёты можно выполнить в

ценах 1984года.

1. Строительную стоимость всех сооружений станции – Ас можно определить по формуле:

Ас = Sнад



Wнад + Sпод



Wпод, руб , (37)

где Wнад и Wпод – соответственно объёмы надземной и подземной частей здания в м

; Sнад и Sпод -

соответственно удельные стоимости (одного куб.м) надземной и подземной частей здания в руб /м

2. Стоимость оборудования насосной станции – Аоб определя-

ется в зависимости от установленной мощности электродвигателей насосов:

Aоб = Sоб



Nдв.уст. , руб (38)

где ∑ Nдв.уст. - суммарная мощность приводных двигателей основных насосов, включая резервные,

кВт;

Sоб - удельная стоимость, включающая стоимость монтажных работ, основного и

вспомогательного насосного оборудования : гидравлического, механического и электрического,

арматуры и трубопроводов, с учетом стоимости рабочей силы со всеми начислениями.

В каталогах насосного оборудования приводятся удельные стоимости оборудования, приходящиеся на

1 кВт установленной мощности.

3. Коэффициент полезного действия насосной станции определяется по формуле:



















333

222

111

дв

333222111

нс

THQ

THQTHQ

THQTHQTHQ





(39)

где Q

, Q

- подача соответственно одного, двух, трех и т.д. параллельно работающих насосов ( на

все водоводы в м

/с);

-напор соответственно одного, двух, трех и т.д. параллельно работающих насосов в м;

-время работы в часах соответственно одного, двух, трех и т. д. насосов в течение суток

(метод определения Т

,Т

приводится ниже в приложении I );



- КПД насоса при самостоятельной работе одного насоса (на все водоводы);



- КПД насоса при параллельной работе двух, трех,. и т.д. насосов ;



дв

– КПД электродвигателя.

4. Коэффициент полезного использования установленной мощности насосов - 

иум

представляет

собой отношение фактического суточного расхода энергии рабочими насосами – Аф к суточному

расходу энергии всеми установленными насосами, работающими в оптимальном режиме -Ауст, т.е.:



иум

= Аф / Ауст (40)

Суточный фактический расход энергии рабочими насосами определяется по формуле :



























 

333

222

111

дв

THQ

THQTHQ

102

(41)

где γ = 1000 кг/м

– объёмный вес воды.

– расходы, м

/с; Н

, Н

– напоры в м.

Суточный расход энергии всеми установленными насосами:

двмакс

устоптопт

уст

102

nНG







(42)

где Qопт (м

/с), Нопт(м) - соответственно оптимальные значения подачи и напора насоса ( при

максимальной величине КПД - макс );

nуст - количество всех установленных насосов.

5. Для определения себестоимости подачи одного кубометра воды –Si необходимо определить

годовые эксплуатационные расходы Эгод, связанные с эксплуатацией насосной станции:

Эгод = Р + R (43)

где Р - прямые расходы по эксплуатации насосной станции,

включая и текущий ремонт;

R - отчисления на амортизацию и капитальный ремонт.

В прямые расходы по эксплуатации насосной станции входят следующие расходы:

1) годовая стоимость израсходованной активной энергии (по счетчику);

2) расходы на управление и содержание обслуживающего персонала устанавливают по

существующему штатному расписанию ( для приближенных расчетов можно использовать

статические данные);

3) расходы на смазку, вспомогательные материалы и пр. (можно принимать в размере 2-3 %

от стоимости активной электроэнергии);

4) расходы на текущий ремонт (принимают в пределах 1-3% от строительной стоимости

для зданий и 3-5% от стоимости оборудования - для оборудования );

5) расходы на отопление и освещение ( принимают в пределах 2-4% от строительной

стоимости сооружений);

6) прочие неучтенные расходы (принимают в размере 2-3% от расходов на управление и

содержание штата).

Отчисления на амортизацию и капитальный ремонт -R для насосной станции устанавливаются

приказом соответствующего министерства , в первом приближении их можно принимать до 3,5% от

строительной стоимости сооружений и до 12% от стоимости оборудования. Расходы на управление и

все другие мелкие расходы составляют в среднем до 50% от расходов на электроэнергию.

Годовая стоимость активной энергии (по счетчику):

= А

год•σ

(44)

где Аэ - годовое потребление активной энергии насосной станции в кВт-час;

σ- стоимость 1 кВт-час в рублях.

Годовое потребление активной энергии -Аэ год (а также количество перекачиваемой за год воды

Qгод) определяется исходя из того, что в году бывает в среднем только 90 дней максимального

водопотребления (летом) (коэффициент-1,0), 120 суток минимального режима (коэффициент 0,71) и

155 суток среднего режима (коэффициент-0,87). Таким образом, годовое потребление активной

энергии с учётом вышеизложенного определяется как :

год = А

(90 + 120 • 0,71 +155 • 0,87 ) = 310 А

(45)

Так же количество перекачиваемой за год воды определяется :

Qгод = 310 Qсут, м

/год (46)

Тарифы на электроэнергию зависят от энергообеспеченности района и устанавливаются

приказами и периодически изменяются, поэтому ориентировочно их принимать можно в пределах:

стоимость 1 кВт•часа активной энергии σ = (0,17-0,19) руб / кВт-час.

Суммируя все прямые расходы и отчисления на амортизацию и капитальный ремонт, на

основании вышеизложенного, окончательно в первом приближении годовые эксплуатационные

расходы – Эгод можно определить как :

Эгод=1,5а

+0,035Ас+0,12Аоб, руб (47)

Стоимость подачи 1м

воды определиться как :

= Эгод / Qгод , руб (48)

9. Определение приведенных затрат на строительство

насосной станции

К технико-экономическим показателям насосной станции относятся:

- Строительная стоимость всех сооружений НС – А

;

- Стоимость оборудования – А

об

;

1)Строительная стоимость определяется по формуле:

= S

над

под

где W

над

и W

под

– объёмы надземной и подземной частей зданий в м

= 792*47+1728*17,5+576*42,1=37224+30240+24249,6=917136 грн.

2) Стоимость оборудования НС:

об

= S

об

*ΣN

дв.уст.

С смр , грн.

об

= 1400*40*1,7=96200 грн.

где ΣN

дв.уст.

- суммарная мощность приводных двигателей основных насосов, включая

резервные, к Вт.

- Ссмр - коэф. затрат на СМР

3) Приведенные затраты по данному варианту НС по СНИП равны:

П = К + 1/Т *С

Где К –капитальные затраты;

С – себестоимость продукции – 8 коп

Т – нормативный срок окупаемости – 8 лет.

П= 917136 + 96200 + (8/100 * 365 * 29000) =1860136 грн.

Расчёт выполнен в ценах 1982 года.

В ценах 2007 г.- умножаем на коэффициент 10,4, получим приведенные затраты на строительство

НС равны: П = 1860136 х 10,4 = грн.

Примеры определения расчетных расходов полных напоров,

подбора насосов и ёмкости баков.

ПРИМЕР 1.

Определить расчетные расходы, напор, подобрать насосы и двигатели, произвести расчет

всасывающих напорных линий, построить графики совместной работы насосов и водоводов , и

определить ёмкость водонапорного бака насосной станции, при следующих данных:

1. Число жителей Nжит = 45000чел.

2. Суточная подача Qсут = 30000 м

/сут.

3. Длина напорных водоводов lв =3000м.

4. Насосная станция запроектирована с подачей в сеть с водонапорной башней, высотой

Нб =25м

5. Часовой коэффициент неравномерности водопотребления Кчас = 125.

6. Свободный напор при пожаротушении у основания водонапорной башни башни Нсв = 25м.

7. Расчетные расходы:

7.1. наружное пожаротушение Qпож = 25,0 л/с;

7.2. на внутреннее пожаротушение qпож = 5,0 л/с;

8. Количество одновременных наружных пожаров nпож = 2.

9. Отметки по данным городского нивелирования:

9.1. расчётного минимального уровня воды в р.ч.в.Zмин.ур.=10,0м;

9.2. поверхности земли у насосной станции Zнс 11,0м;

9.3. поверхности земли у водонапорной башни Zкон = 19,0м.

1. Определение расчетных расходов.

Средний расход:

Qср=4,17% от Qсут=Qсут/24=30000/24=1250м

/час=347л/с=0,347м

/с

минимальный расход: (определяется исходя из Кчас и табл.1

приложения)

Qмин=2% от Qсут=2·30000/100=600м

/час=167л/с=0,167м

/с

максимальный расход:

Qмакс=Кчас· Qср=1,25·1250=1565м

/час=435л/с=0,435м

/с

максимальный расход в период пожаротушения:

Qмакс.пож=Qмакс=Qпож·nпож=435=25·2=485л/с=0,485м

/с

расход на один водовод:

Qвод=Qмакс / nвод=435 / 2=217,5л/с=0,218м

/с

По числу жителей и суточной подаче относим насосную станцию ко II-ой категории надежности

действия, поэтому принимаем два напорных водовода nв=2.

Исходя из экономически наивыгоднейших скоростей назначаем диаметр напорных водоводов:

м42,0

5,114,3

118,04

ЭК

ВОД

вод









принимаем трубы стальные , диаметром

dвод=400мм; V=1,6м/с; 1000i=8,83; Ат=0,186с

/м

(Величины V, 1000l, Ат, взяты по таблицам Ф.А.Шевелёва).

2. Для определения полного напора по формуле (4), определяем геометрический подъём

(постоянную часть напора по формуле(6):

Нг-Нб+(Zкон-Zмин.ур.)=25+(19-10,0)=34м

Так как при пожаре Нсвоб=25м ≤ Нб=25м, то при пожаротушении башня не отключается и

Нгпол=Нг=34м.

Результаты определения расчётных расходов и соответствующих напоров для подбора насоса

сводим в таблицу 1.

Для определения потерь напора в водоводах подсчитываем удельное сопротивление водовода:

Sвод=Ат·lвод=0,186·360с

/м

Для подбора принимаем сумму потерь напора во всасывающей и соединительной напорной

линии : (hвс + hнс) =2,5м, то есть :

Кг + hнс + hвс= 34+2,05=36,05м.

Потери напора в водоводах определяем как hвод=Sвод·Qвод;

так при максимальном режиме hвод=560·0,218

=26,6м, а полный напор -

Н=Нг + hвод + hвс + hнс =36,5+26,6=63,1м.

3.Подбор рабочих насосов производим по Qмакс=435 л/с Н=63,1м, помня, что при подаче воды в

сеть с водонапорной башней , максимальная подача насосов должна быть на (5 10)% меньше

максимального водопотребления.

Для задания условий наиболее подходящими являются насосы Д500-65(10Д-6) с рабочим колесом

Д=465мм с частотой вращения вала n=1450 об/мин, так как при напоре Н=63,1м подача одного

насоса определяется по напорной характеристике Qн=138л/с. Количество рабочих насосов без учёта

пожаротушения:

nрн=Qмакс / Qмин=3,15≈3шт .

Таким образом, максимальная подача трёх насосов будет Q

=3Qн=414 л/с, что меньше

максимального водопотребления Qмакс=435 л/с на 4,8%.

Правильность подбора насосов, подающих воду в сеть с водонапорным баком , необходимо

б4удет подтвердить определением ёмкости водонапорного бака.

При пожаротушении необходимо, когда Нсв ≤ Нб, подавать в водонапорный бак подачу

Qмакс

пож

= 485л/с при напоре Нпож=69,5м (см. таблицу 1). В данном случае это может быть

обеспечено подключением ещё одного насоса такой же марки Д500-65, Д=465мм, так как при напоре

Нпож=68,5м подача одного насоса Qн

пол

=125л/с, то есть четыре параллельно работающих насоса при

пожаротушении дадут подачу Q

=125·4=500 л/с, что больше требуемого максимального расхода при

пожаротушении Qмакс.пож.=485 л/с.

Итак, подобраны четыре рабочих насоса (в том числе один пожарный), и, так как насосная

станция отнесена ко II- й категории надёжности действия, принимается один резервный насос, დ

общее количество насосных агрегатов - 5.

Для подтверждения правильности подбора насосов, а также для определения расчётных подач –

, Q

, напоров – Н

, Н

, к.п.д.- η

, η

, мощности –Nв

, характеристика всасывающей

способности насоса -∆hдоп и т.д. строится график совместной работы насосов и водоводов (рис.3).

4.Для построения характеристики водоводов используем данные таблицы 1. Характеристики

параллельной работы насосов и водоводов строятся складыванием расходов при одинаковых напорах

по произвольным точкам (напорам). График необходимо строить на миллиметровой бумаге, выбирая

наиболее крупный масштаб.

5. Для определения Wрез – регулирующей ёмкости напорного бака по режимным точкам 1, 2, 3,

определяем расчетные подачи насосов в % от Qсут в час:

1. Одним насосом:

=195л/с=200м

/час=Q

/ Q

сут

· 100%=700·100/30000=2,33% от Qсут в час;

2. Двумя насосами :

=341%=1230м

/час=4,1% от Qсут в час;

3. Тремя насосами: