Гидротехнический узел машинного водоподъема для орошения или водоснабжения

 

2. Паспорт насосной  станции

 

№	Наименование	Еденицы измерения	Количество
1	2	3	4
1	Наименование станции		Оросительная
2	Водоисточник		Озеро
3	Тип насосной станции		Камерный
4	Тип компановки гидроузла		-
5	Максимальная подача станции	м³/с	10
6	Тип насоса (марка)		800В-2,5/40-0
7	Количество установленных насосов	шт	4
8	Напор насоса	м	22
9	Подача насоса	м³/с	2,5
10	Тип двигателя (марка)		ВАН 143/41-12
11	Мощность двигателя	кВт	800
12	Частота вращения двигателя	об/мин	500
13	Тип напорного трубопровода		Ж/б засыпной
14	Число ниток напорного трубопровода	шт	1
15	Диаметр напорного трубопровода	м	0,3
16	Длина напорного трубопровода	м	135
17	Суммарная стоимость гидроузла	руб	340313
18	Суммарные ежегодные эксплутационные  расходы	руб	339862
19	Количество необходимой энергии в год	кВт	27991,2
20	Капитальные вложения на 1 кВт установленной  мощности	руб	109
21	Себестоимость 1 м³ поднятой воды	коп	23
22	Себестоимость 1 м³ т.н.м. поднятой воды	коп	0,34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Содержание

 

	ст.
1. Задание
2. Паспорт насосной станции
3. Содержание
4. Общие введения о  насосах, насосных установках  и станциях
5. Сооружения подводящие  воду к насосной станции
5.1. Общие положения
5.2. Гидравлический расчет  подводящего канала.
5.3. Характеристика поперечного сечения канала
5.4. Расчет отводящего  канала
6. Построение графика  водопотребления и графика колебаний  уровней воды в водоисточнике  и водоприемнике
6.1. Построение продольного  профиля по трассе водоподачи.
7. Подбор основного  гидромеханического и энергетического оборудования
7.1. Определение расчетного  напора.
7.2. Определение расчетного  расхода насоса и числа агрегатов
7.3. Выбор марки основного  насоса.
7.4. Подбор электродвигателя
8. Определение геометрическои  высотывсасывания и отметки оси насоса
9. Выбор типа здания  и определение основных размеров  насосной станции
9.1.Расчет подводных,  всасывающих и напорных внутристанционных  трубопроводов.
9.2. Здания насосных  станций камерного типа
9.3. Выбор типа и  определение основных размеров здания насосной станции при установке на ней насосов с вертикальным валом типа  В, 0, ОП.
9.4. Здания насосных  станций камерного типа с насосами  В, 0, ОП
10. Выбор типа и определение  основных размеров водозаборных  сооружений
10.1. Береговое раздельное водозаборное сооружение камерного типа.
10.2. Расчет аванкамеры.
11. Подбор вспомогательного  оборудования
11.1. Осушительные насосные  установки
12. Проектирование напорного  трубопровода
12.1. Определение числа  ниток напорного трубопровода
12.2. Определение расчетного  расхода напорного трубопровода
12.3. Выбор материала  стенок
12.4. Определение экономически  выгоднейшего числа ниток и  диаметра напорного трубопровода
12.5. Технико — экономические  расчеты по трубопроводу
13. Технико-экономический  расчет места расположения насосной  станций на трассе водоподачи
13.1. Технико-экономический  расчет места положения насосной  станции на трассе водоподачи.
13.2. Определение приведенных  затрат
14. Выбор типа и определение основных размеров водовыпускных сооружений
14.1. Сифонные водовыпускные  сооружения
15. Определение Технико-экономических  показателей
15.1. Смета на капитальные  вложения при строительстве гидроузла  машинного водоподъема
15.2. Смета на эксплуатационные затраты.
16. Библиографический  список

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Общие введения  о насосах, насосных установках  и станциях

 

По принципу работы все насосы разделяются  на две основные группы динамические и объемные. В большинстве. Случаев  к насосу подводится механическая энергиям. Сюда можно отнести динамические лопастные (центробежные, осевые, диагональные) насосы, вихревые, объемные (поршневые, роторные и др.) насосы. Часть насосов получает потенциальную или кинетическую энергию, заключенную в рабочей (подводимой извне) жидкости или газе. Сюда; относятся струйные (эжекторы, гидроэлеваторы), гидравлические тараны, воздушные водоподъемники-эрлифты.

В сельском хозяйстве наиболее распространены лопастные центробежные и осевые насосы. Находят также некоторое применение поршневые, винтовые и струйные насосы, эрлифты, ленточные и инерционные водоподъемники. Для привода насосов в настоящее время' чаще всего применяют электрические двигатели и реже - двигатели внутреннего сгорания. Насосная установка это - насос и двигатель,, оснащенные необходимой аппаратурой, всасывающий и напорный трубопроводы служащие для подвода; перекачиваемой жидкости из водоисточника к насосу и ее подъема к потребителю, например в оросительный канал или в водонапорную башню.

Насосная станция представляет - сложный комплекс гидротехнических сооружений, и. оборудования для подачи воды насосами. В самом общем случае это — водозаборное сооружение, здание станции с размещенным в нем оборудованием (насосы, двигатели и др.), напорные трубопроводы, сооружение для приема поднятой воды и другие сооружения.

 

5. Сооружения  подводящие воду к насосной  станции

 

5.1. Общие положения

 

При колебаниях уровня воды в  водоисточнике не более 5,0 м, малом  содержании твердого стока и в  целях сокращения длины напорного трубопровода насосную станцию целесообразно располагать подальше от береговой линии водоисточника. Иногда ее удаляют за пределы переработки берегов водохранилища. В этом случае соединение водоисточника и насосной станции осуществляют открытым подводящим каналом или трубопроводами.

Преимущество закрытого подводящего  сооружения перед открытым является возможность сельскохозяйственного  использования отчуждаемой земли   по   трассе   трубопровода,      сохраняется   возможность беспрепятственного переезда сельскохозяйственной и другой техники.

Сечение подводящих трубопроводов  подбирается так же, как и диаметр  напорных трубопроводов. Скорость в  подводящих трубопроводах принимают  в пределах 1,5-2,5 м/с.

Закрытые  подводящие трубопроводы устраивают самотечными напорными или сифонными.

 

5.2. Гидравлический расчет  подводящего канала.

 

Гидравлический расчет подводящего  канала производится согласно “Руководству по проектированию магистральных и  межхозяйственных каналов оросительных систем” (1974 г.). Канал проектируется в земляном русле. Характеристики поперечного сечения и уклон дна канала определяются по нормальному расходу, который соответствует максимальной координате графика водопотребления. По форсированному расходу вычисляется превышение берм и дамб канала над соответствующим уровнем воды и проверяется канал на неразмываемость. По минимальному расходу проверяется канал на незаиляемость.

Определим основные соотношения размеров канала. Поперечное сечение принимается  трапециидальное соотношение

(2.2 … 5.0)

 

где b – ширина канала по дну, м;

      h – глубина воды в канале при расчетном расходе, м.

Глубина воды в канале:

h=0.5(1+V_p)³√Q м              

где Q – максимальный расход воды в канале, м³/с;

      V_p – допускаемая неразмывающая скорость , 1,3 м/с.

h=2,47

 

 

Площадь живого сечения канала .  

 

ω=7.69

 

Ширина канала по дну определяется из формулы

b=

 

b= 0,64

        m - Коэффициент заложения откосов =1,5

 

Полученное значение “b” увязывается с рекомендованной шириной канала по дну

b_cm= 0,8; 1,0; 1,5; 2;2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 6; 7; 8; 9; !0; м

 

Принимаем “b” равной ближайшему большему стандартному значению.

b_cm= 0,8 м.

Уточняем при принятом стандартном значении “b_cm” глубину воды в канале, испоьзуя формулу ;

; м  

h=2,39

Проверяем =0,33

Если полученное значение “ ” меньше рекомендуемого = 2,2…5, то принимаем b= 2,2h, следовательно b= 5.258

Определяем глубину воды в канале из формулы  при b= 2,2h; вычисляем “b” и принимаем ближайшее рекомендуемое “b_cm”. b_cm=6м.

Уточняем глубину воды в канале при принятом значении “ b_cm ”.

Вычисляем смоченный периметр сечения

 

χ=b_cm+2h√1+m², м  

 

χ= 12.7 м

и гидравлический радиус , м   

R=1.43

Уклон дна канала определяем из формулы  Шези:

;    i=0,000095

где ;    C=47,1

 при R < 1 м;

 при R > 1 м;       

n – коэффициент шероховатости =0,0225

В результате выполненного расчета  получаем характеристики поперечного  сечения канала “b”, “h”, “m” и уклон дна канала.

Для того, чтобы иметь возможность  определять глубины воды в канале при разных расходах, производим с  использованием формулы Шези соответствующие  гидравлические расчеты и строим график наполнения канала

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица расчета

 

h	ω		R	C	V
2,39	20,05	12,759	1,57	48,53	0,5925	11,88
2	16	11,656	1,37	47,25	0,539	8,62
1,5	11,25	10,242	1,09	44,74	0,455	5,11
1	7	8,828	0,79	42,02	0,364	2,548
0,5	3,25	7,414	0,43	37,32	0,238	0,7735
0,1	0,61	6,282	0,09	27,51	0,08	0,0488

 

5.3. Характеристика поперечного  сечения канала

 

Для обеспечения забора необходимого количества воды из водосточника устанавливают  отметку дна канала в его голове. Превышение уровня воды в источнике над уровнем воды в подводящем канале принимается 0,07 м как для оконного подтопленного водослива с широким порогом. Принимаем равномерное течение воды в канале, а отметку его дна определяем по отметкам  уровня воды в источнике.