Насосы

 

На  основании сопоставления суточного  потребления электроэнергии насосными  агрегатами (таблица 1.7) можно сделать  вывод об эффективности II варианта насосов, т.к. 868 кВт < 938 кВт. Таким образом, выбранный вариант группы насосов будет состоять из 1 насоса К45/55 с ПЧТ и 4 насосов К90/55.

 

РАЗДЕЛ  2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИННОГО ЗАЛА ЗДАНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

1. Разработка конструктивной схемы и компоновка оборудования

Габариты  машинного зала насосной станции  зависят от числа насосных агрегатов  и их расположения. В прямоугольных зданиях насосные агрегаты располагают в 1 или 2 ряда параллельно (рекомендуется), в 2 ряда – в шахматном порядке.

Н

Н

Н

Н

Н

Н

 

или

Н		Н		Н
Н		Н		Н

 

     или

Н		Н		Н
	Н		Н		Н

 

Для выбранного числа агрегатов (как основных, так  и резервных) с учетом схемы их расположения подбирают трубопроводы, запорно-регулирующую арматуру и защитную гидроарматуру, соединительную и другую арматуру.

Схема размещения запорно-регулирующей арматуры должна обеспечивать возможность переключения основных и резервных насосов, а  также отключения всасывающего и  нагнетательного трубопроводов  каждого насоса с целью проведения ремонтных и профилактических работ. Выбор соединительной арматуры зависит от диаметров всасывающего и нагнетательного патрубков насосов, диаметров выбранных трубопроводов. (СНиП 2.04.02-84, п. 7.7).

Диаметр трубопроводов определяется в зависимости  от нормативной скорости движения воды и количества труб. Диаметры всасывающих и нагнетательных труб отдельных насосов рассчитывают на пропуск максимального расхода, приходящегося на данный насос (см. режим работы насосов). (СНиП 2.04.02-84, п.7.5-7.9).

Диаметр труб с учетом соответствующего расхода  определяется по формуле:

                                              (2.1)

где  – экономически более выгодная скорость движения воды в трубопроводе.

Значения  скоростей  для различных диаметров труб приведены в таблице 2.1 (СНиП 2.04.02-84, п.7.9, т.33).

              Таблица 2.1

Диаметр труб, мм	Скорости движения воды в трубопроводах насосных станций, м/с
	всасывающие	напорные
до 250	0,6 ¾ 1	0,8 ¾ 2
250 до 800	0,8 ¾ 1,5	1 ¾ 3
свыше 800	1,2 ¾ 2	1,5 ¾ 4

 

Трубы внутри насосной станции – стальные с  соединением на сварке. Для конкретных участков трубопроводов подбирают  необходимую запорно-регулирующую, защитную и соединительную арматуру. Напорные и всасывающие трубопроводы в пределах машинного зала насосной станции размещают в углубленных  каналах с водосборными приямками  или укладывают на полу машинного  зала, обеспечивая уклон пола к  приямку (в таком случае над трубами  предусматриваются переходы).

Определение количества насосов в машинном зале насосной станции. (СНиП 2.04.02-84, т.32). Выбор типа насосов и количества рабочих агрегатов надлежит производить на основании расчетов совместной работы насосов, водоводов, сетей, регулирующих емкостей, суточного и часового графиков водопотребления, условий пожаротушения и т.д. (см. раздел 1).

В машинном зале допускается установка группы насосов различного назначения. Количество рабочих агрегатов одной группы должно быть не менее 2. При установке  в 1 группе насосов с разными характеристиками количество резервных агрегатов следует принимать: для насосов большей производительности – см. табл. 2.2 (СНиП, табл. 32), а резервные насосы меньшей производительности хранить на складе.

 

              Таблица 2.2

Количество рабочих агрегатов  одной	Количество резервных агрегатов  в насосных станциях для категории
группы	I	II	III
до 6	2	1	1
от 6 до 9	2	1	¾
свыше 9	2	2	¾

 

Таким образом, по разделу 1 определено количество рабочих  агрегатов: 1 насос К45/55 и 4 насоса К90/55. Т.е. общее число рабочих агрегатов равно 5. Т.к. количество насосных агрегатов одной группы должно быть не менее 2 (СНиП 2.04.02-84, п. 7.4.2), то увеличим количество насосов К45/55 до 2. По таблице 2.2 определяем количество резервных агрегатов. Учитывая то, что проектируемая насосная станция относится к I категории надежности, тогда число резервных насосных агрегатов К90/55 (большей производительности) равно 2 и число резервных насосных агрегатов К45/55 (меньшей производительности) равно 2 (с условием хранения их на складе).

Общее число  насосных агрегатов, устанавливаемых  в машинном зале, будет равно 8. Выбираем рядное расположение насосов. Схема расположения насосов представлена на рис. 2.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.1. Схема расположения насосов и  гидравлической арматуры в машинном зале.

1 – всасывающий  трубопровод, 2 – всасывающий коллектор, 3 – всасывающий трубопровод к насосу К45/55,

4 - всасывающий трубопровод к насосу К90/55 , 5 - нагнетательный трубопровод к насосу К45/55,

6 - нагнетательный трубопровод к насосу К90/55 , 7 – нагнетательный коллектор, 8 – нагнетательный трубопровод. 

2.2 Расчет коммуникаций и подбор гидравлической арматуры

Выполним  подбор диаметров всасывающих и  напорных трубопроводов по формуле  (2.1). Скорости выбираем из таблицы 2.1. Позиции на схеме 2.1.

Позиция 1. Расчет диаметра всасывающего трубопровода.

 

 

Позиция 2. Расчет диаметра всасывающего коллектора.

 

Позиция 3. Расчет диаметра всасывающего трубопровода к насосу К45/55.

 

 

Позиция 4. Расчет диаметра всасывающего к трубопровода насосу К90/55.

 

 

Позиция 5. Расчет нагнетательного трубопровода к насосу К45/55.  

 

Позиция 6. Расчет нагнетательного трубопровода к насосу К90/55.  

 

Позиция 7. Расчет нагнетательного коллектора.

 

 

Позиция 8. Расчет нагнетательного трубопровода.

 

 

 

Подберем  условные диаметры трубопроводов, исходя из выполненных расчетов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выразив скорость, выполним проверку произведенных  расчетов, подставляя значения условных диаметров в формулу (2.2).

 

                                   (2.2)

 

Позиция 1. При 

 

Позиция 2. При 

 

Позиция 3. При 

 

Позиция 4. При 

 

Позиция 5. При 

 

 

Позиция 6. При 

 

Позиция 7. При 

 

Позиция 8. При 

 

 

Выполненная проверка показывает, что диаметры трубопроводов и скорости движения воды подобраны правильно.

 

3.  Определение габаритных размеров машинного зала

Размер  машинного зала в первую очередь  определяется количеством и габаритами насосных агрегатов, а также размещением  трубопроводов, запорно-регулирующей и предохранительной арматуры (рис. 2.1).

Определение основных размеров машинного зала в  плане сводим к установлению ширины и длины помещения.

Ширина  машинного зала (расчетный пролет) определяется исходя из габарита наибольшего  насосного агрегата, строительной длины арматуры и фасадных частей. Стандартный пролет здания равен 6, 9, 12, 15 м.

Длина определяется исходя из количества основных и вспомогательных  насосов, их габаритов, а также размеров монтажной площадки. Проход между  насосными агрегатами, агрегатами и  строительными конструкциями составляет не менее 1 м. Длина машинного зала принимается кратной 6 м при каркасном здании, 1,5 м – для бескаркасных сооружений (например, кирпичных).

При проектировании машинного зала здания насосной станции  необходимо предусмотреть место  для ремонтно-монтажной площадки, размером в плане равным монтажному пятну и проходу вокруг него не менее 1 м (габариты насоса + 1 м). Высотное помещение монтажно-ремонтной площадки должно обеспечивать возможность погрузки – разгрузки оборудования на транспортное средство.

 

Высота  машинного зала насосной станции  от чистого пола до нижней плоскости  конструкции покрытия должно составлять:

                        (2.3)

где  – наибольшая высота установленного оборудования вместе с фундаментом; – минимальное расстояние между установленным и перемещаемым оборудованием; – наибольшая высота перемещаемого груза; – высота строповки, принимаемая в пределах 1 – 1,5 м;

 – минимальная высота  подъемно-транспортного оборудования.

Вертикальный  размер от отметки пола монтажной  площадки до нижней плоскости конструкции  покрытия должен быть равен:

                    (2.4)

где – высота грузовой платформы транспортного средства;

 – конструктивный запас.

Если  монтажная площадка находится на одной отметке с уровнем чистого  пола  машинного зала, то высота здания назначается по наибольшему из значений и .

Учитывая  выше сказанное, определим длину  и ширину машинного зала проектируемой  насосной станции.

В данном случае используем следующие виды запорно-регулирующей и соединительной арматуры:

• задвижки чугунные 30ч6бр (материал корпуса – чугун; материал уплотнения – латунь; тип присоединения – фланцевый; способ управления – ручной; тип рукоятки – маховик; конструктивные особенности – параллельный затвор, выдвижной шпиндель;

t_max = 225 ºС.

• переходники фланцевые.
• клапан обратный.

Габариты  насосных агрегатов и необходимой  запорно-регулирующей и соединительной арматуры указаны в таблице 2.3 – 2.6.

 

Таблица 2.3

Габаритные размеры насосных агрегатов
Длина lн, мм	Ширина bн, мм	Высота hн, мм	Масса m, кг	Диаметр всасывающего патрубка dвс.п., мм	Диаметр нагнетательного патрубка dн.п., мм
К45/55
1127	458	430	250	80	50
К90/55
1430	498	540	376	100	70

 

Таблица 2.4

Габаритные размеры  задвижек
Условный проход Dу, мм	Длина lз, мм	Высота hз, мм	Масса m, кг (не более)	Рабочая среда
150	280	860	74	Вода, пар
200	330	1067	120
250	450	1280	168
350	550	1535	238

 

 

Таблица 2.5

Габаритные размеры  фланцевых переходников
Dу, мм	Dу, мм	Длина, мм	Масса
			PN 10	PN 16
150	50	341	15,8	15,8
150	80	160	12,0	12,0
200	70	200	17,9	17,7
200	100	200	18,9	18,6