Реферат Курсовая Конспект
Насосные станции. Систем водоснабжения и водоотведения - раздел Образование, Министерство Образования И Науки Российской Федерации ...
|
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Пермский национальный исследовательский
политехнический университет»
В.Д. Шатилин
Насосные станцииСистем водоснабжения и водоотведения
Утверждено
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебно-методического пособия
Издательство
Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2011
УДК 628.12(07), 631.672
Ш28
Рецензенты:
главный технолог, начальник отдела
«Системы водоснабжения и водоотведения» Н.А. Фрейман
(ЗАО «Проектный институт реконструкции
и строительства» г. Пермь);
кандидат технических наук, доцент С.В. Новиков
(Пермский национальный исследовательский
политехнический университет)
Шатилин, В.Д.
|
ISBN 978-5-398-00687-2
Рассмотрены устройство и конструкции насосов, вопросы работы системы «насосная станция II подъема – водопроводная сеть». Дана методика расчетов и конструирования насосных станций I, II подъемов и станций водоотведения для выполнения курсового и дипломного проектирования. Также приведены справочные данные о насосном и грузоподъемном оборудовании, трубопроводной арматуре.
Предназначено для студентов специальности «Водоснабжение и водоотведение».
УДК 628.12(07), 631.672
ISBN 978-5-398-00687-2 © ПНИПУ, 2011
Оглавление
1. Типы насосных станций. Основное и вспомогательное оборудование станций 5
1.1. Назначение насосных станций. Основные требования, предъявляемые к их оборудованию
и работе. 5
1.2. Типы и конструкции насосных станций. 10
1.3. Типы основных насосов. 13
1.4. Выбор основных насосов, двигателей
и их компоновка. 20
1.5. Конструирование рамы и определение размеров фундамента агрегата. 26
1.6. Трубопроводы насосной станции. 29
1.7. Построение графика совместной работы насосов
и водоводов. 37
1.8. Оборудование систем заливки насосов,
технического водоснабжения,
дренажа и осушения. 43
2. Проектирование водопроводной насосной
станции II подъема. 48
2.1. Определение расчетной подачи насосной
станции. Проектирование водоводов.
Гидравлический расчет водоводов. 48
2.2. Определение расчетных напоров насосов
II подъема. Выбор основного
насосного оборудования. 55
2.3. Размещение оборудования в машинном зале. 71
2.4. Порядок проектирования здания насосной
станции II подъема. 75
3. Проектирование насосных станций, систем водоотведения (канализационных) 78
3.1. Определение расчетных расходов.
Расчет напорных водоводов. 78
3.2. Определение расчетных напоров.
Выбор насосов. 80
3.3. Размещение основного оборудования
в машинном зале. 83
3.4. Приемный резервуар и его оборудование. 89
3.5. Проектирование систем технического
водопровода и дренажа. 94
3.6. Порядок проектирования надземной части здания насосной станции водоотведения 97
4. Подъемно-транспортное оборудование.
Конструкции частей здания насосной станции. 100
4.1. Подъемно-транспортное оборудование. 100
4.2. Конструкции и стандартные размеры частей
здания. 108
5. Выбор типа и определение подачи насосной станции
I подъема. 115
6. Организация работы над разделом дипломного
и курсового проектирования. 118
7. Технико-экономические показатели. 122
7.1. Удельные технико-экономические показатели
и их определение. 122
7.2. Технико-экономическое сравнение вариантов проектируемой насосной станции 128
Список литературы.. 135
ТИПЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ. ОСНОВНОЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СТАНЦИЙ
Оборудование систем заливки насосов, технического водоснабжения, дренажа и осушения
Для обеспечения нормальных условий эксплуатации основного оборудования и сооружений насосной станции необходимо устройство различных вспомогательных систем, также использующих насосные и воздуходувные установки, вентиляции, маслоснабжения, заливки насосов (вакуум-систем), дренажа, осушения, удаления осадка, технического водоснабжения. Рассмотрим некоторые из этих систем, разрабатываемые в курсовом проекте.
Рис. 19. Схема к определению объема воздуха, откачиваемого
при заливке насоса
Система заливки насосов (вакуум-система). Используется в насосных станциях I подъема раздельного типа для уменьшения заглубления машинного зала и удешевления строительства. Как правило, в насосных станциях систем водоснабжения или водоотведения корпус насоса располагается «под залив» от расчетного уровня воды в водоеме или емкости. Это значительно упрощает запуск насосов. В насосных станциях II и III категорий допускается установка насосов не под залив. Изредка встречаются схемы запуска насосов, расположенных выше уровня воды, на насосных станциях II подъема. Согласно действующим нормам в этих случаях следует предусматривать установку с вакуум-насосами и вакуум-котлом.
Требуемую подачу вакуум-насоса определяют исходя из времени, необходимого для заливки насоса, по формуле
, (19)
где Wн + Wтр – объем воздуха в насосе и заливаемой части трубопровода (как правило, до задвижки на напорном трубопроводе, рис. 19), м3; k – коэффициент запаса, учитывающий возможность проникновения воздуха через неплотности (сальники, фланцевые соединения); принимается равным 1,05... 1,1; t – время, требуемое для создания необходимого для заливки разрежения, мин; t = 3...10 мин; Hs – геометрическая высота всасывания насоса, считая от оси насоса до расчетного уровня воды в приемной камере (резервуаре) при запуске, м; На – напор, соответствующий барометрическому давлению; в обычных условиях принимается равным 10 м.
В качестве вакуум-насосов системы заливки чаще всего принимаются водокольцевые насосы: КВН – консольный вакуум-насос, ВВН – водокольцевой вакуум-насос, РМК – ротационная машина-компрессор (табл. 8).
Таблица 8
Технические характеристики вакуум-насосов
Показатели | КВН-4 | КВН-8 | ВВН-0,75 | ВВН-1,5 | ВВН-3 | РМК-1 | РМК-2 |
Подача Qв.н, л/с | 6,7 | 13,5 | 12,5 | ||||
Максимальный вакуум, | 0,8 | 0,8 | 0,6 | 0,8 | 0,8 | 0,9 | 0,92 |
Мощность электродвигателя, кВт | 1,7 | 2,8 | 1,2 | 7,5 | 4,5 | ||
Габариты, мм: | |||||||
– длина | |||||||
– ширина | |||||||
– высота | |||||||
– диаметр патрубка, мм | |||||||
– масса насоса, кг |
Для того чтобы постоянно поддерживать резервные насосы в залитом состоянии, в вакуум-систему включают вакуум-котел (рис. 20). Создав определенный вакуум в системе и вакуум-котле, вакуум-насосы автоматически отключаются. Подсасываемый в систему через неплотные соединения воздух постепенно уменьшает вакуум. При определенных малых значениях вакуума в вакуум-котле вакуум-насосы автоматически включаются.
Рис. 20. Схема заливки основных насосов при помоги вакуум-котла:
1 – основные насосы; 2 – ручной насос; 3 – вакуум-насосы;
4 – водоотделитель вакуум-насосов; 5 – заливочный бачок-отстойник; 6 – воздушная магистраль; 7 – вакуум-котел;
8 – сигнализатор уровня; 9 – клапан выпуска воздуха или вентиль
с электроприводом
Расчетный объем вакуум-котла Wв.к принимают, исходя из условия, чтобы вакуум-насос, поддерживающий расчетный уровень вакуума в котле, включался не более 4 раз в час:
Wв.н = 900·Qп(1 – ), (20)
где Qп – подсос воздуха, л/с; Qв.н – подача вакуум-насоса, л/с.
Подсос воздуха в систему принимают в зависимости от диаметра всасывающего патрубка заливаемого насоса:
Диаметр всасывающего патрубка, мм | до 150 | 150–300 | 300–600 | 600–1200 |
Подсос Qп, л/с | 0,014 | 0,028 | 0,056 | 0,112 |
Дренажные насосные установки. Эти установки предназначены для откачки из подземной части насосной станции грунтовых вод, фильтрующих через стены здания, утечек через сальники насосов и воды, изливающейся при ремонте оборудования. Для сбора дренажных вод в машинном зале устраивается дренажный колодец. Объем колодца принимают равным подаче дренажного насоса в течение 10–15 мин. Вода к колодцу подводится дренажными лотками, расположенными у стен. Пол делается с уклоном в сторону лотков (0,002–0,005).
В насосных станциях I подъема с забором из открытого водоисточника дренажная вода откачивается обратно в водоем, в насосных станциях водоотведения – в приемный резервуар, в насосных станциях II подъема – в наружную систему водоотведения. Глубина насосной станции определяет статический напор дренажных насосов, а гидравлические потери принимаются равными 2–4 м.
Подача дренажных насосов определяется по формуле
Qд = (1,5 ... 2)(Σq1+q2), (21)
где Σq1 – суммарные утечки через сальники, по 0,05...0,1 л/с на каждое сальниковое уплотнение; q2 – фильтрационный расход через стены и пол здания, л/с.
Ориентировочно q2, л/с, определяют по формуле
q2 = 1,5 + 0,001W,
где W – объем части машинного зала, расположенной ниже максимального уровня грунтовых вод, м3.
В качестве дренажных удобно применять вихревые консольные самовсасывающие насосы ВКС или погружной центробежный моноблочный канализационный насос ЦМК 16/27, технические характеристики которых приведены в табл. 9. Дренажных насосов устанавливают не менее двух (один – резервный). Запуск и выключение насосов производятся автоматически от поплавковых реле уровней в дренажном колодце. Насосы ВКС устанавливаются на фундаментах, а ЦМК опускаются в приямок.
Таблица 9
Технические характеристики насосов ВКС и ЦМК
Марка | Подача, л/с | Напор, м | Мощность, кВт | Масса, кг | Габариты в плане, мм | Н, м |
ВКС 2/26 | 0,75–2,2 | 60–20 | 5,5 | 947´320 | ||
ВКС 4/24 | 1,58–4,3 | 70–20 | 7,5 | 1005´360 | ||
ВКС 5/24 | 2,38–5,4 | 70–20 | 1047´320 | |||
ВКС 10/45 | 5,0–11,1 | 85–30 | 1197´430 | |||
ЦКМ 16/27 | 4,4 | 2000´200 | – |
Система осушения. Предназначена для откачки воды из всасывающих трубопроводов и приемных камер основных насосов и из машинного зала в случае его затопления при аварии.
Специальная система удаления осажденных наносов из камер водозаборных сооружений. Применяется на насосных станциях I подъема.
Система технического водоснабжения разрабатывается в курсовых проектах насосных станций I подъема и водоотведения. Она проектируется для подачи воды на смазку и охлаждение подшипников и уплотнение сальников. Расход технической воды определяется по паспортным данным основных насосов. Ориентировочно можно принимать по 0,5–1 л/с на каждый рабочий агрегат. Напор в техническом водопроводе должен на 2–10 м превышать напор основных насосов.
В насосных станциях I подъема техническая вода перед подачей к насосам может очищаться на фильтрах. В насосных станциях систем водоотведения насосы технического водопровода забирают воду из хозяйственно-питьевого водопровода через бак разрыва струи. В системах технического водоснабжения чаще всего применяют насосы типа ВК, ВКС или К: один – рабочий, один – резервный.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОДОПРОВОДНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ II ПОДЪЕМА
Проектирование систем технического водопровода и дренажа
В насосных станциях водоотведения кроме основных насосов, как правило, устанавливаются еще две группы вспомогательных насосов: системы технического водоснабжения и откачки дренажных вод.
Насосные станции водоотведения оборудуют двумя системами холодного водопровода: хозяйственно-питьевой и технической. Вода для обеих систем подается в насосную станцию из сети хозяйственно-питьевого водопровода близлежащего населенного пункта или предприятия. В больших насосных станциях с подачей свыше 100 000 м3/сут предусматривается два ввода водопровода.
Хозяйственно-питьевой водопровод разрабатывается в дипломном проекте. Этот водопровод предусматривают из труб диаметром 15–20 мм с подключением к нему приборов в санузле, в душевой и кранов для мойки пола в помещении решеток и в машинном зале. Предполагается, что горячая вода для душевой поступает из центрального теплового пункта или приготовляется на индивидуальных водонагревателях. Сточная вода от санитарных приборов отводится в приемный резервуар.
Технический водопровод. Подает воду на охлаждение и гидроуплотнение сальников основных насосов и к дробилкам для смыва раздробленного осадка.
Существует опасность попадания сточных вод в систему технического водопровода. Например, при аварийном снижении давления в техническом водопроводе чистая вода уже не будет подаваться по его трубам к сальникам фекальных насосов; при этом сточная вода от насосов может попадать в трубопроводы системы водопровода.
Для защиты сети хозяйственно-питьевого водопровода от возможного загрязнения, технический водопровод подключается к хозяйственно-питьевому через бак «разрыва струи» (рис. 40).
Рис. 40. Схема подачи воды для охлаждения и гидроуплотнения сальников канализационных насосов: 1 – хозяйственно-питьевой водопровод; 2 – бак «разрыва струи»; 3 – перепускной трубопровод;
4 – напорный трубопровод; 5 – основные канализационные насосы;
6 – насосы-повысители напора; 7 – подводящая линия
к насосам-повысителям; 8 – переливной трубопровод
Требуемый напор технической воды, подаваемой к сальникам насосов, перекачивающих сточную жидкость, должен быть несколько выше напора, развиваемого этими насосами. Для создания такого напора в системе технического водопровода между баком «разрыва струи» и насосами сточной жидкости устанавливают насосы-повысители: один рабочий и один резервный.
Бак «разрыва струи» стремятся расположить как можно выше (на полу первого или второго этажа или на кронштейнах на стене в надземной части насосной станции) с тем, чтобы максимально использовать напор питающей сети.
Вместимость бака для небольших насосных станций, оборудованных основными насосами с подачей до 150 м3/ч, принимают 0,5 м3, для средних – 1–1,5 м3, для крупных, оборудованных насосами с подачей свыше 1000 м3/ч – 4–6 м3. Переливная труба диаметром 50 мм выводится из бака в приемный резервуар.
При определении расчетной подачи насоса-повысителя учитывают, что потребление технической воды каждым рабочим насосом, перекачивающим сточную жидкость, составляет 0,3–0,5 л/с.
Напор насосов технического водопровода определяют по формуле
(40) |
где – напор, развиваемый основными насосами, м; – отметка дна бака разрыва струи, м; – отметка оси основного насоса, м; – рекомендуемое превышение напора в сети технического водопровода над напором, развиваемым основными насосами; определяется по паспортным данным основных насосов (может приниматься равным 2–3 м, а для насосов с подачей свыше 1000 м3/ч – 10 м).
Чаще всего требуемым параметрам удовлетворяют вихревые насосы ВК (ВКС) – 1/16, 2/26 и 4/24.
Насосы технического водопровода устанавливаются обычно в машинном зале сдвоенными на одном фундаменте.
Схему технического водопровода, аналогичную приведенной на рис. 40, студент должен представить на чертеже или в пояснительной записке.
Пример. Насосная станция оборудована двумя рабочими и одним резервным насосами СД 100/40 с расчетным напором 44 м. Оси насосных агрегатов на 5 м заглублены относительно пола первого этажа. Подобрать насосы-повысители системы технического водопровода.
Подача насосов СД 100/40 меньше 150 м3/ч, поэтому вместимость бака «разрыва струи» принимаем 0,5 м3. Бак размещаем на кронштейнах на стене надземной части здания насосной станции на высоте 2 м под полом.
Напор насосов технического водопровода определяем по формуле (40):
Подача технической воды к двум основным рабочим насосам
Требуемым условиям удовлетворяет насос ВК 2/26 с подачей 2,7–8 м3/ч и с напором 60–20 м.
Система откачки дренажных вод. Такая система должна предусматриваться в машинных залах всех насосных станций водоотведения. Подбор дренажных насосов и производится с помощью формулы (21), в которой не учитываются утечки через сальники.
В малых неавтоматизированных насосных станциях дренажные воды можно откачивать основными насосами. Для этого к всасывающему патрубку одного из насосов подсоединяют трубу диаметром 15–20 мм с вентилем, которая свободным концом опускается в дренажный колодец (приямок). Основные насосы устанавливаются под залив от максимальных уровней в приемном резервуаре, поэтому необходимый вакуум во всасывающей трубе может возникать только при малых уровнях в приемном резервуаре или после прикрытия задвижки на всасывающей трубе насоса. После откачки дренажных вод из колодца во избежание попадания воздуха в насос перекрывают вентиль на малой трубе. Эту же схему можно предусматривать для откачки воды из машинного зала при аварии на трубопроводах внутри насосной станции.
ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. КОНСТРУКЦИИ ЧАСТЕЙ ЗДАНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ НАД РАЗДЕЛОМ ДИПЛОМНОГО И КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Основной задачей при выполнении курсового проекта является усвоение методики проектирования водопроводных насосных станций и насосных станций водоотведения.
Задание на выполнение курсового проекта должно включать:
– характеристику обслуживаемой системы водоснабжения, достаточную для определения категории надежности подачи воды;
– расчетное суточное водопотребление или водоотведение и его распределение по часам;
– пожарный расход;
– пьезометрическую отметку в конце напорных водоводов или отметку максимального уровня воды в водонапорной башне (резервуаре), расположенной в конце водоводов;
– отметки характерных максимальных и минимальных уровней перекачиваемой воды: в водоприемно-сеточном колодце для насосной станции I подъема; в резервуаре чистой воды для насосной станции II подъема; в приемном резервуаре для насосной станции водоотведения;
– длину напорных и всасывающих водоводов;
– отметки поверхности земли у насосной станции;
– максимальную отметку уровня грунтовых вод;
– геологическую характеристику грунтов на глубину до 10–15 м;
– стоимость электроэнергии в районе проектирования.
Разрабатывая насосную станцию в составе дипломного проекта, большую часть исходных данных студент определяет сам:
– по принятой схеме водоснабжения или водоотведения определяется место и назначение проектируемой насосной станции;
– по числу и характеру объектов водоснабжения или водоотведения устанавливаются расчетные часовые подачи;
– по плану местности определяется положение насосной станции и связанных с ней сооружений (станция очистки и подготовки воды, станция очистки сточных вод, водонапорная башня, резервуары и т. п.), соответствующие отметки земли и длина напорных водоводов;
– с учетом высоты очистных сооружений (4–6 м над поверхностью земли) устанавливается геометрическая отметка подачи (для насосных станций II подъема в результате гидравлического расчета сети – пьезометрические отметки в конце напорных водоводов);
– на основании данных запроектированного водозабора определяются уровни в водоприемно-сеточном колодце, в зависимости от принятого типа и посадки на местности резервуаров чистой воды – уровни в них; по расчету сети водоотведения – уровни в приемном резервуаре;
– определяется источник энергоснабжения.
В курсовом проекте должны быть решены следующие задачи:
– определены расчетные подачи, выбраны диаметры водоводов и рассчитаны напоры насосной станции;
– в результате технико-экономического сопоставления вариантов выбраны основные насосы и подобраны к ним электродвигатели;
– составлена схема расположения агрегатов, определены диаметры внутристанционных трубопроводов, подобрана необходимая арматура;
– подобрано вспомогательное насосное и другое технологическое оборудование;
– произведена компоновка оборудования станции;
– определены габариты машинного зала, вспомогательных помещений и помещений для размещения электрооборудования; приняты основные решения по конструкции здания;
– подобраны водомеры, уточнены гидравлические потери в насосной станции, построен график совместной работы насосов и водоводов;
– установлены технико-экономические показатели работы станции;
– составлена спецификация материалов и технологического оборудования станции.
Расчеты с необходимыми схемами, графиками, таблицами сводятся в расчетно-пояснительную записку. Конструкция насосной станции представляется в виде чертежей на листе формата А1.
Расчетно-пояснительная записка и чертежи выполняются с соблюдением требований ЕСКД и действующих ГОСТов. Записка пишется чернилами на одной стороне стандартных листов формата А4 (210´297 мм). Схемы, выкопировки и графики в записке приводятся на листах кальки, миллиметровки или бумаги того же размера (чертежи, выполненные на форматах меньшего размера, наклеиваются на стандартные листы формата А4).
В начале записки помещается титульный лист, затем приводится задание на курсовой проект. В число приводимых схем и графиков обычно включаются: суточный график водопотребления или притока сточных вод с нанесенным на него графиком подачи насосной станции; характеристики насосов сопоставляемых вариантов с нанесением на них рабочих точек; чертежи с габаритными размерами принятых к установке насосов и электродвигателей; вертикальная схема насосной станции; схема расположения агрегатов и трубопроводов в плане; схема к уточнению гидравлических потерь в насосной станции; график совместной работы насосов и водоводов и прочие эскизы и схемы, поясняющие принятые решения. В записке приводятся ссылки на нормативные и литературные источники, справочные материалы, а в конце ее перечень использованной литературы. Записка должна быть полной, конкретной, краткой. Не следует приводить в записке общие теоретические и инженерные положения.
На чертежном листе в масштабе 1:50 или 1:100 обязательно приводятся продольный и поперечный разрезы насосной станции и план машинного зала, а для заглубленных насосных станций и первого этажа. Для насосных станций I и II подъема приводятся схемы, обосновывающие вертикальную компоновку оборудования. Насыщенность листа деталями технологического оборудования и строительных конструкций насосной станции определяет глубину проработки студентом проекта. Спецификацию, составленную по установленной форме, можно размещать на листе или в пояснительной записке.
Расчеты и конструирование насосной станции следует вести параллельно. Принимаемые решения студент должен представлять в пространстве, вычерчивая по ходу расчетов необходимые схемы. Сразу же после компоновки оборудования необходимо приступать к работе над листом, производя дальнейшие расчеты одновременно с завершением графической части проекта.
Студенту, приступающему к проектированию, следует ознакомиться с образцами решений подобных насосных станций, уточняя и ограничивая круг образцов-аналогов по мере проектирования.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Технико-экономическое сравнение вариантов проектируемой насосной станции
Экономически обоснованный выбор решений является одним из основных факторов повышения эффективности капиталовложений.
При проектировании насосных станций различного назначения может быть намечено несколько технически равноценных вариантов, при которых полностью выполняются требования режима работы насосной станции и обеспечение требуемой подачи и напора, но различных по стоимости.
Экономическому сравнению подлежат технически осуществимые варианты насосных станций, обеспечивающих ввод в действие основных фондов в нужный народному хозяйству срок, выполнение запланированных подачи и напора и требуемые санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала.
При проектировании насосных станций водоснабжения возникают вопросы: какую принять форму здания в плане, каким способом осуществить строительство, какого типа установить насосы, как их установить (под залив или в соответствии с допустимой высотой всасывания), какое принять число агрегатов, степень и вид автоматизации, режим работы станции, вместимость регулирующей емкости, нужна ли система охлаждения двигателей и т.д.
При проектировании насосных станций перекачивания сточной жидкости, осадков и илов возникают следующие вопросы: какую выбрать схему станции и форму здания в плане, каким способом осуществить строительство, где расположить станцию, какую принять высоту установки насосных агрегатов, какие выбрать системы взмучивания осадка и технического водоснабжения, каким способом обрабатывать задержанные отбросы, каким образом блокировать насосную станцию с другими сооружениями канализационной сети и т.д.
Вопрос о том, который из этих вариантов должен быть принят к строительству, решают путем технико-экономического сравнения. Оптимальный вариант выбирается на стадии составления проектного задания по следующим показателям: капитальные вложения (строительная стоимость) К, годовые эксплуатационные расходы (себестоимость годовой продукции и услуг) С.
Капитальные вложения в строительство насосной станции К определяют по укрупненным сметным нормам (УСН), укрупненным показателям стоимости сооружений (УПСС), сметам по данному объекту или сметам по объектам-аналогам. Сметная стоимость строительства – это денежное выражение суммы затрат, необходимых для возведения насосной станции согласно проекту, ввода в действие ее основных фондов и плановых накоплений строительно-монтажных организаций. К эксплуатационным расходам относят: стоимость электроэнергии, расходуемой на подачу воды; заработную плату обслуживающего персонала; стоимость текущего ремонта; амортизационные отчисления; мелкие и неучтенные расходы.
Стоимость электроэнергии. По этой статье учитывают стоимость электроэнергии, затрачиваемой на производственные нужды и электроосвещение.
Промышленные и приравненные к ним потребители с присоединенной мощностью до 750 кВт оплачивают электроэнергию по одноставочному тарифу. Одноставочный тариф учитывает плату за отпущенную активную электроэнергию в кВт∙ч, учтенную счетчиком.
При присоединенной мощности от 750 кВт и более плата за отпущенную электроэнергию производится по двухставочному тарифу, который предусматривает дополнительную оплату заявленной мощности трансформаторов и высоковольтных электродвигателей (без автоматически включаемого резерва). При мощности более 750 кВт дополнительная плата исчисляется за отпускаемую потребителям мощность в час максимальной загрузки энергосистемы, совпадающий с часом максимального водопотребления (водопритока) или с часом максимального транзита.
Годовую стоимость электроэнергии, затрачиваемой насосными агрегатами, при равномерной круглосуточной работе насосной станции определяют по среднесуточной подаче насосной станции:
(57)
где а – стоимость электроэнергии, руб., за 1 кВт∙ч; ηн – КПД насосов, определяемый по каталогу при заданной подаче и напоре; – КПД электродвигателей, принимаемый: при их мощности до 10 кВт – 0,85, до 50 кВт – 0,9 и более 50 кВт – 0,92.
При соединении насоса с электродвигателем передачей какого-либо типа в знаменатель этой формулы вводят КПД передачи:
(58)
где ηпр = 0,94.
Годовую стоимость электроэнергии, затрачиваемой насосными агрегатами при ступенчатом режиме работы насосной станции, следует определять по формуле
(59)
где Q1, Q2, Qm – подача воды насосной станцией соответственно на 1-й, 2-й,…, m-й ступени работы станции, м3/с; р1, р2,…, рm – давление насосов при соответствующих ступенях работы станции, кПа; t1, t2, . tm – число часов работы насосов в году при соответствующих ступенях; ηн1, ηн1+II, ηн1+II+II – КПД насосов при соответствующих ступенях работы станции; ηдв1, ηдв1+II, ηдв1+II+II – КПД электродвигателей при соответствующих ступенях работы насосной станции.
Оплата заявленной мощности электронасосных агрегатов высокого напряжения производится по суммарной мощности, определяемой по данным проекта электрооборудования. Суммарная мощность равна сумме мощностей рабочих агрегатов в час максимального электропотребления в данном районе (без автоматически включаемых насосных агрегатов).
Заявленная мощность электродвигателей, кВт, рабочих агрегатов вычисляется по зависимости
(60)
здесь ηдв принимается равным 0,92.
Стоимость заявленной мощности высоковольтных электродвигателей следует определять по формуле Cз = Nз ∙ M (где М – стоимость 1 кВт заявленной мощности, руб.).
Оплачиваемая мощность трансформаторов Nтр, кВ×А, вычисляется по выражению
, (61)
где Р – коэффициент, учитывающий трансформаторный резерв (принимается равным 1,5); k – коэффициент, учитывающий электроосветительную нагрузку (принимается равным 1,05); cosφ = 0,9.
Стоимость, руб., установленной мощности трансформаторов Суст тр=Nтр ∙ M. На крупных насосных станциях, оборудованных электродвигателями высокого напряжения, все вспомогательные агрегаты (дренажные насосы, вакуум-насосы, дробилки и т.д.) имеют электродвигатели низкого напряжения. В этом случае стоимость суммарной установленной мощности определяют по формуле C'уст = (Nз + Nтр) ∙ M.
Заработная плата обслуживающего персонала. В эту статью включается основная и дополнительная заработная плата рабочих, непосредственно участвующих в обслуживании насосной станции. Количество человеко-смен в 1 сут для обслуживания насосных станций определяется в зависимости от подачи насосной станции, м3/сут:
– до 16 000 – 3,5;
– от 16 000 до 50 000 – 5,5;
– от 50 000 до 150 000 – 7;
– свыше 150 000 – 9.
Приведенный расчет относится к насосным станциям с ручным управлением, на которых должен быть свой обслуживающий персонал. В эти расчеты включены трудовые затраты на работу по текущему ремонту, выполняемые слесарем-ремонтником, слесарем по ремонту КИП и устройств автоматики.
Стоимость текущего ремонта. Эта стоимость определяется в виде отчислений от стоимости капитальных вложений и принимается: для зданий насосных станций – 2,2 %, для оборудования – 3,8 %.
Амортизационные отчисления. Средства, предназначенные как на полное, так и на частичное возмещение (капитальный ремонт) производственных затрат, принимаются по нормам амортизационных отчислений в процентах к балансовой стоимости. Усредненные амортизационные отчисления для насосных 293 станций от стоимости капитальных вложений принимают: для зданий – 3,5 %, для оборудования – 12 %.
Мелкие и неучтенные расходы. В эксплуатационных расходах необходимо учитывать неучтенные расходы, отдельный подсчет которых нецелесообразен ввиду их малого размера или затруднителен, а именно: оплата услуг нанимаемого транспорта, оплата отопления, освещения и вентиляции помещений, расходы на содержание участков, на приобретение инвентаря и пр. Неучтенные расходы принимают равными 3 % суммы эксплуатационных расходов.
По результатам определения капитальных и эксплуатационных затрат проводят экономическое сравнение рассматриваемых вариантов. При сравнении вариантов может оказаться, что К1 > К2 и С1 > С2. В этом случае не возникает теоретических и методических сложностей, так как совершенно очевидно, что второй вариант экономичнее первого и по капитальным вложениям, и по эксплуатационным расходам.
Однако в практике технико-экономического сравнения конкурирующих вариантов наиболее часто получается, что по одному варианту капиталовложения больше, а эксплуатационные расходы меньше или наоборот, т. е. К1 > К2, а С1 < С2 или К1 < К2, а С1 > С2. При различных соотношениях капитальных вложений на строительство насосной станции и эксплуатационных расходов экономическое сравнение вариантов производят по методу окупаемости дополнительных капитальных вложений за счет экономии на эксплуатационных расходах. Срок т, в течение которого экономия от эксплуатационных затрат компенсирует дополнительные капиталовложения, называется сроком окупаемости. При проектировании насосных станций обычно принимают т равным 7–10 годам.
Фактический срок окупаемости определяется из выражения
(62)
Если фактический срок окупаемости больше нормативного Т > τ, вариант с большими капиталовложениями неэкономичен, т.е. лучшим оказывается второй вариант. Если T < τ, вариант с большими капиталовложениями экономичнее, т.е. лучшим будет первый вариант.
Формула (62) позволяет сравнивать варианты попарно. При сравнении нескольких вариантов их экономическую оценку следует проводить путем сравнения приведенных затрат. Приведенные затраты представляют собой сумму эксплуатационных затрат и капитальных вложений, приведенных к одинаковой размерности в соответствии с нормативом эффективности:
З = С + К / τ или З = С + Е ∙ К, (63)
где Е – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.
Самым выгодным является вариант с наименьшими приведенными затратами.
Список литературы
1. СНиП 2.04.02–84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
2. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: в 3 т. / науч.-метод. рук. и общ. ред. М.Г Журбы. – Вологда; М.: Вологод. гос. техн. ун-т, ГНЦ ВОДГЕО, 2001.– Т. 3 – 188 с.
3. Абрамов Н.Н., Поспелова М.М., Сомов М.А., Расчет водопроводных сетей. – М.: Стройиздат, 1983. – 304 с.
4. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции: учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1986. – 320 с.
5. Чадаевский В.Ф., Вишневский К.П., Накладов Н.Н. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок. – М.: Кокос, 2000. – 376 с.
6. Залуцкий Э.В., Петрухно А.Н. Насосные станции. Курсовое проектирование. – Киев: Выща шк., 1987. – 167 с.
7. Карелин В.Я., Новодержкин Р.А. Насосные станции с центробежными насосами. – М.: Стройиздат, 1983.
8. Курганов А.Н., Федоров Н.Ф. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации. – Л.: Стройиздат, 1978.
9. Вахлер Б.Л. Насосные станции металлургических предприятий. – М.: Металлургиздат, 1964.
10. СНиП 2.04.03–85. Канализация. Наружные сети и сооружения.
Учебное издание
ШАТИЛИН Владимир Дмитриевич
НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ СИСТЕМ
ВОДОСНАБЖЕНИЯ
И ВОДООТВЕДЕНИЯ
Учебно-методическое пособие
Редактор и корректор Е.И. Хазанжи
__________________________________________________
Подписано в печать 22.11.2011. Формат 60×90/16
Усл. печ. л. 8,5.
Электронное издание. Заказ № 220/2011.
__________________________________________________
Издательство
Пермского национального исследовательского
политехнического университета.
Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.
Тел. (342) 219-80-33.
– Конец работы –
Используемые теги: насосные, станции, систем, водоснабжения, водоотведения0.087
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Насосные станции. Систем водоснабжения и водоотведения
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов