Водозаборные сооружения и насосные станцииIподъёма
Курсовая работа студента Осокина Евгения
Санкт-ПетербургскийГосударственный Технический Университет
Санкт-Петербург1999
Глава 1. Описание комплекса сооружений
1.1. Описание естественных условий
Гидрологическиеусловия. Источником водозабора является река. Условия забора воды — средние.Максимальный расход расчетной вероятности составляет 1700 м3/с,соответствующий ему уровень равен 110,0 м. Минимальный расход расчетнойвероятности составляет 30 м3/с, соответствующий ему уровеньсоставляет 99,0 м.
Шуголедовыеусловия. На реке шуга имеется 21 день. Толщина льда составляет 0,8 м.
Геологическиеусловия. Аллювиальные отложения в русле представляют собой разнозернистыйпесок. Подстилающими породами являются суглинки. Их отметка кровли равна 92,0м.
1.2. Состав комплекса сооружений
В составкомплекса сооружений входят:
1)водозаборные сооружения,
2) расчисткаперед водозаборными сооружениями,
3) зданиенасосной станции с необходимым гидромеханическим, энергетическим ивспомогательным оборудованием,
4) напорныетрубопроводы.
Комплекссооружений располагается на левом берегу. Забор воды осуществляется изоткрытого источника (реки). Здание станции является совмещенным.
1.3. Конструктивное решение насосной станции
Дляобеспечения необходимой высоты всасывания заглубляем здание насосной станции.Конструкцию подземной части здания принимаем камерного типа, выполненной в видетонкостенной полой конструкции с толщиной стен 1 м. Высота камеры составляет15м. Здание опирается на фундаментную бетонную плиту переменной толщины. Подсухой и мокрой камерами толщина плиты составляет 1,5 м. При переходе от однойкамеры к другой плита увеличивается по высоте до 3,5 м. Отметка подошвыфундамента сухой камеры составляет 94,7 м.
Отметка поласухой камеры составляет 96,5 м.
Здание имеетпрямоугольную форму в плане с размерами 21,1´23,4 м. Водаот здания насосной станции к потребителю подается по двум трубопроводамдиаметром каждый 1000 мм.
1.4. Оборудование насосной станции
Станцияоборудована 4 насосами типа 18НДс с горизонтальной осью (три насоса рабочих иодин запасной). Отметка оси насосов составляет 98,0 м. Для привода насосовприменяем синхронные двигатели типа ДА304-450Х-4У1. Трубы в пределах станциивыполняются из стали, отдельные звенья труб соединяются сваркой при помощифланцев. Для предотвращения повреждения труб при прохождении через бетонныестены применяем сальники.
Навсасывающей линии устанавливаем задвижку с ручным приводом параллельнуючугунную с невыдвижным шпинделем типа 30ч914бр. На напорной линии устанавливаемзадвижку с электроприводом параллельную чугунную с невыдвижным шпинделем30ч914бр. Такую же задвижку устанавливаем на флейте и магистральныхтрубопроводах. Для предотвращения обратного тока воды через насос устанавливаемобратный чугунный поворотный клапан 19ч16р с 1 клапанным отверстием.
1.5. Машинный зал насосной станции
Машинный залсостоит из подземной части и верхнего строения. Верхнее строение начинается сотметки 112,0 м. Верхнее строение представляет собой каркасную конструкцию.Несущий каркас здания состоит из системы колонн, на которые опираются фермыперекрытия и подкрановые балки. Балки выполнены из металла, кононны — избетона. На стальные фермы укладываются сборные железобетонные плиты сутеплением из шлака. Верхнее рулонное покрытие укладываем на клебемассе поцементной корке толщиной 20 мм.
Машинный залобслуживается мостовым электрическим краном грузоподъемностью
8 т спролетом 16,5 м.
На отметкепола верхнего строения машинного зала расположены монтажная площадка, помещениепульта управления и помещение РУ.
1.6. Сороудерживающие устройства
Дляпредотвращения попадания наносов, мусора и плавающих предметов в водозаборнойчасти насосной станции устанавливаем на входных окнах решетки в количестве 4шт. В водоприемной части устанавливаем вращающиеся сетки с лобовым подводомводы в количестве 4 шт.
Глава 2. Выбор основного оборудования насосной станции
2.1. Выбор насоса и построение характеристики системы
2.1.1. Определение геометрического и полного напора
Полный напорнасоса определяется, как
НП= НГ +/>, (2.1)
где НГ — геометрический напор, м,
/> - потери напора по длине магистральных водопроводов,м:
/>, (2.2)
где а — потери напора на 1 км длины водовода, м,
/> — длина напорных магистральных водопроводов, равная4000 м.
Геометрическийнапор определяется, как
НГ= ÑПод — ÑУВmin + Dh, (2.3)
где ÑПод — отметка подачи, равная 140 м,
ÑУВmin — минимальный уровень воды в реке, равный 99,0 м,
Dh — потери напора на станции донасоса, м.
Dh = Dhсет + Dhреш + Dhст, (2.4)
Dh =0,15 + 1,0 + 5,00 =6,15 м.
Тогда НГ= 140 – 99 + 6,15 =46,65 м.
Примем, что магистральныйводопровод является двухниточным, тогда расход воды через один водовод равен:
/>, (2.5)
где /> - расход, забираемый изреки, равный 2 м3/с = 2000 л/с,
n — числониток.
/> л/с
Согласно [1,с.47] выбираем стальные трубы наивыгоднейшего диаметра D = 1000 мм. Такжеопределяем следующие величины: v = 1,26 м/с, а =1,7 м.
Тогда />м.
Определяемполный напор: НП =46,65+4,675 =51,375 м.
2.1.2.Определение расчетного расхода насоса
Зададим числорабочих насосов на станции, равное 3. Тогда расход воды, приходящийся на одиннасос:
/>, (1.6)
где /> - расход, забираемый изреки, равный 2,0 м3/с =2000 л/с,
nН — число рабочих насосов.
/> л/с.
2.1.3. Выборнасоса
По величинамполного напора и расчетного расхода насоса определяем тип насоса и егогабаритные размеры. Согласно [2, с.56] выбираем насос типа 18НДс, имеющийследующие характеристики:
частотавращения n = 960 об/мин,
диаметррабочего колеса D = 700 мм,
мощностьэлектродвигателя N = 520 кВт,
КПД h = 91%,
вес 3300 кг.
Габаритныеразмеры насоса в мм (рис.1):