Кафедра гидротехнических сооружений и водоснабжения

Кафедра гидротехнических сооружений и водоснабжения

Курсовой проект

На тему: «Проектирование осушительной насосной станции»

 

Руководитель: Лейко Д.М.

Исполнитель: Новичук Н.В.

студент 3 группы 5 курса МСФ

 

 

Горки

2007

Содержание

Введение ……………………………………………………………………………..

1. Обоснование схемы гидротехнического узла машинного водоподъема …

1.1 Выбор места расположения насосной станции……………………………

1.2Расчет подводящего канала…………………………………………………

2. Подбор  основного  гидромеханического  и  энергетического оборудования ………………………………………………………………..……….

2.1 Определение расчетного напора……………………………………………

2.2 Определение расчетного расхода и числа агрегатов……………………...

2.3 Выбор основного насоса…………………………………………………….

2.4 Подбор электродвигателя……………………………………………………

2.5 Определение допустимой геометрической высоты всасывания………….

3. Проектирование здания насосной станции ……………………………………

3.1 Выбор типа здания……………………………………………………………

3.2 Расчет всасывающих труб……………………………………………………

3.3 Расчет внутристанционных напорных трубопроводов…………………….

3.4 Компоновка здания насосной станции………………………………………

4. Проектирование водозаборного сооружения …………………………………..

4.1 Расчет водозаборного сооружения открытого типа………………………….

4.2 Компоновка здания насосной станции и водозаборного сооружения………

5. Подбор вспомогательного оборудования ……………………………………..

5.1 Грузоподъёмное оборудование насосных станций…………………………

5.2 Осушительные насосные установки………………………………………….

6. Проектирование напорного трубопровода ……………………………………..

6.1 Определение числа ниток трубопроводов…………………………………..

6.2 Определение расчетного расхода напорного трубопровода…………………

6.3 Выбор материала стенок_.....................................................................................

6.4 Определение экономического диаметра напорного трубопровода…………

7. Проектирование водовыпускного сооружения …………………………………

7.1 Выбор типа водовыпуска………………………………………………………

7.2 Расчет водовыпуска сифонного типа…………………………………………

8. Технико-экономические расчеты ……………………………………………….

8.1 Смета на капитальные вложения при строительстве гидроузла насосной станции………………………………………………………………………………….

8.2 Смета на эксплуатационные расходы…………………………………………

8.3 Основные технико-экономические показатели………………………………

Литература…………………………………………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

Насосные станции – это комплексы гидротехнических сооружений и оборудования, обеспечивающие забор воды из источника, транспортировку и подъем ее к месту потребления

В состав насосных станций могут входить:

– водозаборные сооружения;

– водоподводящие каналы, трубопроводы, в том числе сифонные, транспортирующие воду от водозаборных сооружений до аванкамер, отстойники (при специальном обосновании);

– аванкамеры, сопрягающие водоподводящие сооружения с водоприемниками, сороудерживающие сооружения;

– водоприемники, забирающие воду из аванкамер и подающие ее во всасывающие трубы насосов;

– всасывающие или самотечные трубопроводы, подающие воду к насосам;

– здание насосных станций, в которых устанавливают основные агрегаты и вспомогательное гидромеханическое электротехническое и механическое оборудование;

– напорные трубопроводы, подающие воду от основных насосов к выпускным сооружениям;

– водовыпускные сооружения, обеспечивающие плавный выпуск воды из напорных трубопроводов в отводящий канал или водоприемник;

Состав сооружений насосных станций, их взаимное расположение и конструктивное исполнение зависят от множества факторов: назначение, подачи и напоров, природных условий, наличие местных строительных материалов, технического оснащения и другое.

В данном курсовом проекте разработана насосная станция для целей осушения, работающая круглый год по 18 часа в сутки.

ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО УЗЛА

МАШИННОГО ВОДОПОДЪЕМА

Определение расчетного напора

На осушительных насосных станциях при перекачки воды в реку расчетный напор

Н_р=Н_{г max} +∑h_t

Н_{г max} – максимальная разность отметок нижнего и верхнего бьефов. Для  определения Н_г.max. необходимо построить совмещенный график колебания уровней воды верхнего и нижнего бьефов (рис. 2.1).  Н_{г max} = 4,2м.

Суммарные гидравлические потери ∑h_t состоят из гидравлических потерь на трение по длине всасывающего (h_т.в.) и напорного (h_т.н.) трубопроводов и гидравлических потерь на местные сопротивления (h_т.н.), т.е.

∑h_т=h_т.в. +h_т.н.+h_м.

где h_т.в. – потери во всасывающем трубопроводе, (0,5..0,7м);

h_м. – местные потери, (0,5..1,5м);

h_т.н – гидравлические потери по длине:

h_т.н=i×L_н.т.,

где i- удельное сопротивление по длине провода, i=3,5 м/км;

  L_н.т – длина напорного трубопровода, (25..30м).

h_т.в=0,5 м; h_м = 1,0 м; L_н.т = 0,03км;

h_т.н=3,5×0,03=0,105 м;

Н_р = 4,2 + 1,71 =5,9 м.

Выбор основного насоса

 

По расчетному напору H_р и расчетному расходу Q_р насоса с помощью графика свободных полей выбираем тип и марку насоса Оп 6-70. Имея марку насоса и частоту вращения n=730 (об/мин.), определяем безразмерные коэффициенты по формулам:

K_q = и K _н = .

K_q = = 0,36; K _н = = 0,08.

По значениям K_q и K_н по графику каталога насоса снимаем безразмерные характеристики:

К_∆h=0,106;    η=84,5%;     φ= -6⁰.

 

Таблица 2.3.1 Основные габаритные параметры насоса, мм

Марка насоса	А	Б	В	Д	Е	К	Н	Р	С	Дн	Масса насоса, кг
06-70	1300	235	285	705	3120	625	2150	1020	2365	800	3695

 

 

Подбор электродвигателя

 

Электродвигатели подбираются по максимальной мощности на валу насоса, частоте вращений и форме исполнения.

Мощность двигателя определяется по формуле:

N _дв = ,

где Q_р и Н_р – расчетный расход и напор насоса;

η_н – КПД насоса в долях;

N _дв = =101,18 кВт.

Максимальную мощность двигателя с учетом коэффициента запаса мощности определим по формуле:

N _дв = ,

где К – коэффициент запаса мощности, К=1,1.

N_дв = =111,3 кВт.

По данной мощности определим марку электродвигателя АО101-8. Основные параметры электродвигателя: N = 120 кВт, n = 735 об/мин.; η = 93,5%, m = 1,5т; L_дв = 1,3 м, Д_дв = 1,0 м.

 

 

Выбор типа здания

 

Насосная станция заглубленная. Для насосов типов О здание строится блочного типа. Высота всасывания всегда отрицательная. Здание совмещено с водозаборным сооружением.

 

 

Расчет всасывающих труб

 

Всасывающие трубы насосов, устанавливаемые в здании блочного типа, выполняются всегда в монолитном бетоне и могут быть прямолинейного или криволинейного очертания. У насосов типа О диаметр всасывающего патрубка равен диаметру рабочего колеса.

Расчет всасывающих труб сводится к установлению размеров, указанных на рисунке 3.1, которые зависят от диаметра всасывающего патрубка насоса   Д_в=0,7 м.

 

 

Рис. 3.1 Всасывающая труба прямолинейного очертания

 

 

Выбор материала стенок

 

Т.к. трубопроводы короткие и имеют несколько поворотов, поэтому в качестве материала стенок принимаем стальные трубопроводы.

Диаметр определим по формуле:

Д=1,13×

где, V_доп принимаем равной 2,0 м/с.

Д= 1,13× =0,98 м.

Принимаем стандартный Д=1 м.

 

 

1,2

115,5

1,33

0,0015

186,64

7,47

5,49

12,95

26,81

1,3

133,5

1,13

0,0010

122,11

4,88

6,34

11,23

27,25

 

Принимаем наиболее экономический диаметр равный 1,2 м, при наименьших приведённых затратах.

 

Выбор типа водовыпуска

Наиболее часто применяют два типа водовыпускного сооружения: прямоточные с механическими запорными устройствами и сифонные.

В осушительных насосных станциях выбор типа водовыпуска за­висит от места расположения насосной станции. Так как насосная стан­ция располагается в теле дамбы, то водовыпускное соору­жение совмещается с ней и представляет собой одно целое с под­земной частью здания. По результатам компоновки подземной части насос­ной станции оказалось, что низ напорного трубопровода выше макси­мального уровня воды в водоприемнике, тогда принимаем сифонный тип водовыпуска.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

1. Насосы и насосные станции/ В.Ф. Чебаевский, К.П. Вишневский, Н.Н. Накладов, В.В. Кондратьев; Под ред. В.Ф. Чебаевского. – М.: Агропромиздат, 1989. – 416с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений);

2. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок/ В.В. Рычагов, В.Ф. Чебаевский, К.П. Вишневский, А.А. Третьяков и др.; Под ред. В.Ф. Чебаевского. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1982. – 320с., ил. – (Учебники и учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений);

3. Насосные станции: Методические указания/ Белорусская государственная сельскохозяйственная академия; Сост. В.В. Горбачёв, В.П. Круковский, Горки, 2000, 56с.

 

 

Кафедра гидротехнических сооружений и водоснабжения

Курсовой проект