Реконструкция систем водоотведения

н.с. = 540 мм при переходе на обточенный диаметр Dк.н.о. = 460 мм приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Характеристики насоса (Qc-Hc)нас при изменении диаметра рабочего колеса насоса
Характеристика насоса при n=1450 мин-1, Dк.н.с.=540 мм Q, м3/с 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 bQ2 0 0,22 0,88 1,98 3,52 5,5 7,92 10,78 14,08 17,82 22,0 26,62 31,68 37,18 Н, м 107,3 107,1 106,4 105,3 103,8 101,8 99,4 96,5 93,2 89,5 85,3 80,7 75,6 70,1 Характеристика насоса при n=1450 мин-1, Dк.н.о.=460 мм Q, м3/с 0 0,04 0,09 0,13 0,17 0,21 0,26 0,30 0,34 0,38 0,43 0,47 0,51 0,55 Н, м 77,9 77,8 77,2 76,4 75,4 73,9 72,2 70,1 67,7 65,0 61,9 58,6 54,9 50,9
По данным табл. 2.2 строится графическая характеристика существующего насоса (Qc-Hc)нас с диаметром рабочего колеса Dк.н.о. = 460 мм.
График совместной работы насоса и водоводов см. на рис. 2.1.

Обоснование способа реконструкции насосной станции
По водоводам после реконструкции необходимо подать воду в количестве Qр = 0,576 м3/с и напором Нр = 57,05 м. Обеспечить подачу в таком количестве и с таким напором существующий насос не может.
Для выполнения требуемых условий подачи воды рассматриваются два варианта реконструкции насосной станции:
1) замена обточенного рабочего колеса насоса с диаметром Dк.н.о. = 460 мм, на номинальный диаметр Dк.н. = 540 мм;
2) увеличение частоты вращения рабочего колеса насоса с nс до nр.

Расчет изменения частоты вращения (диаметра) рабочего колеса насоса
Для определения новой частоты вращения (диаметра) рабочего колеса насоса необходимо иметь координаты двух режимных (рабочих) точек насоса «Р» и «С», которые лежат на пересечении параболы подобных режимов с двумя характеристиками насосов: (Qc-Hc)нас и (Qр-Hр)нас (см. рис. 2.1).
Координаты точки «Р», через которую пройдет новая характеристика насоса (Qр-Hр)нас, при частоте вращения nр (диаметр рабочего колеса Dр) заданы:
Qр = 0,576 м3/с и напор Нр = 57,05 м.
Координаты второй точки «С» определяются графически: на пересечении параболы подобных режимов с характеристикой существующего насоса (Qc-Hc)нас.
Построение параболы подобных режимов
1. По заданным координатам Qр = 0,576 м3/с и Нр3 = 57,05 м точки «Р», которая находится на параболе подобных режимов, определяют коэффициент подобия «К» (3.4):
.
2. Задаваясь рядом значений подачи воды от 0 до Q>Qр, определяют напор насосов при различных подачах воды по формуле (3.2):
.
Определение координат точек параболы подобных режимов работы насосов приведено в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Определение координат точек параболы подобных режимов работы насосов
Q, м3/с 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 Н, м 0 0,43 1,72 3,87 6,88 10,75 15,48 21,07 27,52 34,83 43,0 52,03 61,92 72,67
По вычисленным координатам точек строится парабола подобных режимов работы насосов.
На пересечении кривой подобных режимов с характеристикой насоса (Qc-Hc)нас определяют расход воды (абсциссу) точки «С», который равен Qс* = 0,53 м3/с (рис. 2.1).
3. Определяется новая частота вращения nр (диаметр Dк.н.р.) рабочего колеса насоса по формуле (3.4):


Увеличение частоты вращения рабочего колеса насоса по сравнению с номинальной частотой составит:
, что допустимо.
Пересчет характеристик насоса (Q-H)нас при изменении диаметра рабочего колеса с Dк.н.с. = 540 до Dк.н.р. = 500 мм
Необходимо характеристику (Q-H)нас насоса с диаметром рабочего колеса Dк.н.с. = 540 мм пересчитать на диаметр Dк.н.о. = 5000 мм.
Пересчет подачи воды и напора осуществляется по формулам закона подобия (3.8), (3.9):
;

Результаты пересчета координат точек характеристик (Q-H)нас насоса с диаметром рабочего колеса Dк.н.с. = 540 мм при переходе на обточенный диаметр Dк.н.о. = 500 мм приведены в табл. 2.4.
Таблица 2.4
Характеристики насоса (Q-H)нас при изменении диаметра рабочего колеса насоса
Характеристика насоса при n=1450 мин-1, Dк.н.с.=540 мм Q, м3/с 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 bQ2 0 0,22 0,88 1,98 3,52 5,5 7,92 10,78 14,08 17,82 22,0 26,62 31,68 37,18 Н, м 107,3 107,1 106,4 105,3 103,8 101,8 99,4 96,5 93,2 89,5 85,3 80,7 75,6 70,1 Характеристика насоса при n=1450 мин-1, Dк.н.о.=500 мм Q, м3/с 0 0,05 0,09 0,14 0,19 0,23 0,28 0,32 0,37 0,42 0,46 0,51 0,56 0,60 Н, м 92,0 91,8 91,2 90,2 89,0 87,2 85,2 82,7 79,9 76,7 73,1 69,2 64,8 60,1
По данным табл. 2.4 строится графическая характеристика насоса (Q-H)нас с диаметром рабочего колеса Dк.н.р. = 500 мм.
График совместной работы насоса и водоводов см. на рис. 2.1.
Пересчет характеристик насоса (Q-H)нас, (Q-N)нас при изменении частоты вращения рабочего колеса с nс = 1450 мин-1 до nр = 1576 мин-1
Для пересчета характеристик (Q-H)нас, (Q-N)нас существующего насоса задаются несколькими точками, лежащими на этих характеристиках, и определяют графически соответствующие им координаты H1 и N1.
Величины подачи, напора, мощности насоса для новой частоты вращения nр рассчитываются по формулам закона пропорциональности (3.8) – (3.10):



Таблица 2.5
Пересчет характеристик насоса (Q-H)нас, (Q-N)нас при изменении частоты вращения рабочего колеса насоса
Характеристики насоса при частоте вращения n1=1450 мин-1 Qс, м3/с 0 0,04 0,09 0,13 0,17 0,21 0,26 0,30 0,34 0,38 0,43 0,47 0,51 0,55 Нс, м 77,9 77,8 77,2 76,4 75,4 73,9 72,2 70,1 67,7 65,0 61,9 58,6 54,9 50,9 Nс, кВт 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 370 Характеристики насоса при частоте вращения n1=1576 мин-1 Qр, м3/с 0 0,044 0,098 0,14 0,19 0,23 0,28 0,33 0,37 0,41 0,47 0,51 0,56 0,60 Нр, м 91,9 91,8 91,1 90,2 89,0 87,2 85,2 82,7 80,0 76,7 73,0 69,1 64,8 60,1 Nр, кВт 141 166 192 218 224 248 271 295 319 342 366 422 448 474
Построение характеристик насоса (Q-H)нас на рис. 2.1.
Вывод
Возможны оба варианта реконструкции насосной станции. Принимается первый вариант реконструкции насосной станции, в котором увеличение подачи воды после реконструкции происходит за счет изменения диаметра рабочего колеса с 460 мм до 500 мм, так как этот вариант наиболее экономичен.

Литература
1. Андрияшев М.М. Техника расчетов водопроводной сети. – М.: Советское законодательство, 1932.
2. Абрамов Н.Н., Поспелова М.М. Расчет водопроводной сети. – М.: Госстройиздат, 1962.
3. Гениев Н.Н. Номограмма для расчета водопроводной сети. – М.: Государственный институт сооружений, 1931.
4. Дельвиг А.И. Руководство к устройству водопроводов. – М.: Типография В. Гете, 1856.
5. Животнев В.С. Методика упрощенного гидравлического расчета кольцевых водопроводных сетей: Материалы научно-технической конференции МИКХиС. – М.: РИО МИКХиС, 2001.
6. Колицун В.И., Кедров В.С., Ласков Ю.М., Сафонов П.В. Основы гидравлики, водоснабжения и канализации: Учебник. – М.: Изд-во литературы по строительству, 1972.
7. Кротов И.Н. Приемы уточненного расчет водопроводных сетей. – М.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1954.
8. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции: Учебник для высших учебных заведений. – М.: Стройизда, 1986.
9. Лобачев В.Г. Методы, упрощающие расчет водопроводных сетей: Справочник инженера – проектировщика. – М. – Л.: Госстройиздат, 1933.
10. Логинов А.В., Смирно А.А. Выбор насоса и регулирование его работы на сеть: Учебное пособие. – Воронеж: Воронежская государственная технологическая академия, 1998.
11. Прозоров И.В., Николадзе Г.И., Минаев А.В. Гидравлика, водоснабжение и канализация: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1990.
12. Сироткин В.П. Схемы и расчет водопроводов и водопроводной сети. – М.: Изд-во Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1963.
13. Справочник. Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения / Под ред. Б.Н. Репина. – М.: Высшая школа, 1995.
14. Старинский В.П. Технологические, гидравлические и технико-экономические расчеты в водоснабжении. – Минск: Высшая школа, 1985.
15. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. – Тверь: ОАО Тверской полиграфический комбинат, 2005.
Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. – Тверь: ОАО Тверской полиграфический комбинат, 2005.
Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. – Тверь: ОАО Тверской полиграфический комбинат, 2005.
Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. – Тверь: ОАО Тверской полиграфический комбинат, 2005.
Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. – Тверь: ОАО Тверской полиграфический комбинат, 2005.
Справочник. Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения/ Под ред. Б.Н. Репина. - М.: Высшая школа, 1995












24