Водозаборные сооружения и насосные станции I подъёма (стр. 2 из 3)

L3=1082.

2.2.4. Выбор обратного клапана на напорной линии

Обратный клапан препятствует обратному току через насос воды, находящейся в напорном трубопроводе, который может вызвать следующие нежелательные последствия:

1) опорожнение напорных водоводов через насос;

2) обратное вращение насоса; в этом случае насос будет работать как водяная турбина, а электромотор превратиться в генератор, работающий без нагрузки, что опасно для целости насоса и мотора.

Обратный клапан устанавливается между напорным патрубком насоса и задвижкой. Это позволяет отключать его от водопровода во время ремонта клапана.

Обратный клапан подбираем на давление 10 кг/см2 и диаметр условного прохода D0 =600 мм по [4, с.179]. Выбираем весом 1215 кг, тип 19ч16р, кол-во отверстий 1 шт. Рис. 4.

Габаритные размеры (в мм):

L = 1300,

L1 = 723,

H = 648,

D = 835,

d0 = 100,

d=240

2.3. Выбор электродвигателя

Тип электродвигателя определяется по требуемой мощности электродвигателя

N=520 кВт и числу оборотов насоса n=960 об/мин. Из [5] принимаем двигатель ДА304-450Х-4У1 весом 3350 кг, мощностью 630 кВт и с частотой вращения 960 об/мин. КПД двигателя равно 94,3%, с удельной массой 5,2 кг/кВт.

Габаритные размеры (в мм):

b10=900,

b11 = 1040;

b30 = 1420;

b31 = 760;

d1 = 110;

h = 450;

h5 = 116;

h37 = 1410;

h34=205;

l10 = 1000;

l11 = 1290;

l30 = 2110;

l31 = 224;

l34=8

2.4. Определение отметок оси насоса и пола насосной станции

2.4.1. Определение отметки оси насоса

Отметку оси насоса определим по формуле:

Ñ1 = ÑУВmin - Dhвс, (2.13)

где ÑУВmin - минимальный уровень воды в реке, равный 99,0 м,

Dhвс,-общие потери напора на всасывающей линии, включая потери на сороудерживающем оборудовании, равные 1 м.

Ñ1 = 99,0 - 1 = 98,0 м

2.4.2. Определение отметки верха фундамента насоса

Отметку верха фундамента насоса определим по формуле:

ÑФн = Ñ1 - А1 , (2.14)

где А1 - расстояние от оси насоса до фундамента, равное 850 мм (габаритный размер насоса Е)

ÑФн = 98,0 - 0,85 = 97,15 м

Принимаем ÑФн = 97,2 м

2.4.3. Определение отметки пола насосной станции

Ñ П = ÑФн - 0,7 м (2.15)

Ñ П = 97,2 - 0,7 = 96,5 м

2.4.4. Определение верха отметки фундамента станции

ÑФн.с. =Ñ П - 0,3 м (2.16)

ÑФн.с. = 96,5 - 0,3 = 96,2 м

2.4.5. Определение отметки дна котлована для насосной станции

Ñ 2 = ÑФн.с. - 1,5 м , (2.17)

где 1,5 м - толщина фундаментной плиты.

Ñ 2 = 96,2 - 1,5 = 94,7 м

2.5. Определение размеров сороудерживающих решеток

2.5.1. Определение площади решеток

Требуемая площадь решеток определяется по формуле:

, (2.18)

где [v] - допускаемая скорость на решетке, равная 0,1…0,3 при заборе воды из шугоносной реки с растительным загрязнителем через затопленный водоприемник,

- коэффициент, учитывающий стеснение потока стержнями решеток:

, (2.19)

где a - расстояние между стержнями решеток в свету, равное 50 мм,

d - диаметр стержней решетки, равный 6 мм,

- коэффициент, учитывающий засорение решеток, равный 1,25.

Тогда:

м2

2.5.2. Определение габаритных размеров решеток, их количества и веса

Зададимся количеством окон водоприемника. Пусть их будет 4. Тогда требуемая площадь одной сетки равна

м2 . Зададимся стандартной высотой решетки мм. Тогда ширина решетки равна м, что также соответствует стандарту. Вес решетки определяется из расчета 70 кг на 1 м2 площади решетки, следовательно, вес одной решетки составляет 280 кг.

Таким образом, окончательно выбираем 4 окна, в каждом из которых установлена сороудерживающая решетка 2000´2000 мм, весом 280 кг.

Для очистки решетки от растительных загрязнений применяется грейфер.

2.5.3. Определение величины заглубления окон

Уровень верха водоприемного окна определяется по формуле:

ÑО = ÑУВmin - dлgл, (2.20)

ÑО = 99,0-1,0 = 98,0 м.

2.6. Определение размеров сеток

2.6.1. Определение требуемой рабочей площади сетки

Выбираем сетку вращающуюся бескаркасного типа с лобовым подводом воды. Сетки этой конструкции имеют ряд достоинств по сравнению с сетками других конструкций: они обладают наилучшими гидродинамическими условиями работы, так как поток подходит к сетке равномерно по всему фронту сетки и спокойно; промывное устройство действует эффективно, все загрязнения смываются и не попадают в зону очищенной воды. Отсутствие каркаса сокращает расход металла, конструкция всего агрегата несложна и компактна, занимаемая агрегатом площадь минимальна.

Технические данные:

1) расчетный расход воды 1,5-2,5 м3/с,

2) ширина полотна сетки 2 м,

3) скорость движения полотна сетки 3,82 м/мин,

4) размер ячеек в свету 3´3 мм,

5) сетка применима при колебаниях уровня воды до 15 м.

Требуемая рабочая площадь сетки определяется по формуле:

, (2.21)

где [v] - допускаемая скорость на сетке, равная 0,4 м/с при наличии растительного загрязнителя в водоеме-источнике,

- коэффициент, учитывающий стеснение потока сеткой:

, (2.22)

где a - размер ячейки сетки в свету, равное 3 мм,

d - диаметр проволоки полотна сетки, равный 0,6 мм,

- коэффициент, учитывающий засорение сетки, равный 1,25,

- коэффициент, учитывающий стеснение потока рамкой, равный 1,20.

Считаем, что насосную станцию обслуживают 4 сетки.

м2

Требуемая площадь одной сетки равна

м2

2.6.2. Определение рабочей высоты сетки и величины заглубления

Определим рабочую высоту сетки:

м.

Таким образом, заглубление низа сетки под УВmin составит 2,0 м.

2.7. Определение высоты здания насосной станции

Высота машинного зала представляет собой сумму высот подземной части и верхнего строения.

2.7.1. Определение высоты подземной части здания насосной станции

Высота подземной части определяется по формуле:

hп.ч. > hф + hнас + HS,доп + DНБ + hзап , (2.23)

где hф - толщина фундаментной плиты, равная 1,5 м,

hнас - высота насоса от верха фундаментной плиты до оси рабочего колеса, равная 2,05м,

HS,доп - высота всавывания, равная 1 м,

DНБ - амплитуда колебаний воды в источнике, равная 8,3 м,

hзап - необходимое превышение отметки пола верхнего строения над максимальным уровнем воды в источнике, принимается равным 2 м.

hп.ч. = 1,5+2,05+1+8,3+2,0 =14,85 м.

Глава 3. Расчет здания станции на сдвиг и всплытие

3.1. Расчет здания насосной станции на всплытие

Расчет здания насосной станции на всплытие выполняем по первому предельному состоянию. Критерием устойчивости является соблюдение неравенства:

, (3.1)

где

- расчетное обобщенное силовое воздействие,

- расчетная обобщенная несущая способность сооружения или основания,

Расчетное обобщенное силовое воздействие равно силе противодавления:

, (3.2)

где

- напор на здание станции, равный 13,8 м,

- размеры здания станции в плане, 21,1´23,4,

- удельный вес воды, 1 т/м3 .

тс

Расчетная несущая способность равна весу станции вместе с оборудованием:

R = Gф + Gст + Gоб , (3.3)

где Gф - вес фундаментной части, т,

Gст - вес стен, т,

Gоб - вес оборудования, т.

Gф =

тс

Gст =

тс

Gоб =88,7 тс

Тогда:

Вывод: здание станции устойчиво к всплытию.

3.2. Расчет здания насосной станции на сдвиг

Расчет выполняем по первому предельному состоянию с целью обеспечения несущей способности основания.