Определение расчетной производительности насосной станции



В статье предусмотрено типы определение расчетной производительности насосной станции.

Ключевые слова: насосная станция, проектирование насосной станции,производительность насосной станции

При проектировании насосной станции водоотведения суммарная производительность насосов назначается равной максимальному часовому притоку сточных вод в приемный резервуар. Для обеспечения нормальной работы насосов в условиях неравномерного притока предусматривают создание минимальной вместимости приемного резервуара на пятиминутную подачу одного насоса, что позволяет в течение некоторого времени накопить определенный объем сточных вод при неработающих насосах, а затем после их включения откачать скопленную воду.

Главную канализационную насосную станцию рассчитывают на два режима работы:

а) нормальный режим — наружные трубопроводы и оборудование исправны;

б) аварийный режим — авария на одном из наружных напорных трубопроводов.

Согласно СНиП [1] расчетная часовая производительность насосной станции как для нормального, так и для аварийного режима работы принимается одинаковой, равной максимальному часовому притоку сточных вод в приемный резервуар, и определяется по формуле, м³/ч,

(1)

или в л/с:

(2)

где Q_н.у — часовая производительность насосной станции для нормального режима её работы, м³/ч;

Q_ав.у то же, для аварийного режима работы насосной станции, м³/ч;

К₁ — производительность насосов I ступени, %;

Q_сут — суточное водоотведение сточных вод, м³/сут;

q_н.у — секундная производительность насосной станции для нормального режима её работы, л/с;

q_ав.у — то же, для аварийного режима работы насосной станции, л/с.

Расчет требуемой вместимости приемного резервуара насосной станции.

Требуемую (регулирующую) вместимость приемного резервуара рассчитывают в соответствии с режимом работы насосной станции и ее общей производительностью. Удобно это делать графическим способом при совмещении часовых графиков притока и откачки сточных вод (рис. 2).

При построении часовых графиков притока сточных вод по оси ординат откладывают расходы сточных вод, выраженные в процентах от суточного их притока, а по оси абсцисс — продолжительность притока в минутах. Если принять, что приток сточных вод к насосной станции в течение часа остается неизменным, то графики, характеризующие часовые притоки, будут иметь вид прямых линий. Для К_ч= 1,6 (см. прил. 1) графиком максимального часового притока (6,7 %) будет прямая0Е, минимального (1,55 %) — прямая0е', среднего (3,35 %) — прямая0е и т. д.

При построении часовых графиков откачки сточных вод суммарная подача насосной станции назначается равной максимальному часовому притоку. Следовательно, в часы максимального притока регулирующей ёмкости не требуется (Q_ч.max = Q_н.у). Во все остальные часы суток с притоком, меньшим максимального, суммарная подача насосов окажется больше притока и нормальная работа их нарушится. Чтобы обеспечить равномерную работу насосов, практикуют периодическое наполнение и откачку приемного резервуара.

Примем за расчетный час со средним притокомQ_ч = 3,35 % (линия 0е) и назначим трехкратное за час опорожнение (откачку) резервуара. Поделив отрезок Ое на три равные части, получим точки б, г, е, соответствующие моментам полного опорожнения регулирующей ёмкости, а следовательно, и моментам выключения насосов. Отрезки аб, вг, де, параллельные линии0Е, будут представлять собой графики откачки. Отрезки 0а, бв, гд соответствуют периодам времени, в течение которых насосы не работают и, следовательно, происходит наполнение приемного резервуара. Максимальная регулирующая вместимость (в процентах от суточного притока) при выбранных Q_н.у (6,7 %), интенсивности притока (3,35 %) и режиме работы насосов (три выключения) определится одним из равных отрезков а-1, в-2 или д-3. Точки а, в и д соответствуют моментам включения насосов, т. е. началу опорожнения ёмкости, а линия 0абвгде представляет собой часовой график работы насосов.

Рис. 1. Часовые графики притока и откачки сточных вод

Аналогично в час с минимальным притоком q_ч = 1,55 % (линия 0е') при трехкратном выключении насосов график их работы будет характеризоваться линией0а'б'в'г'д'е', а регулирующая вместимость — одним из равных отрезков а' — 1', в — 2', д' — З'. Для часа с притоком q_ч = 5,6 % регулирующая вместимость характеризуется одним из равных отрезков а« — 1", в« — 2" или д« — 3". Анализ совместных графиков притока и откачки показывает, что необходимая наибольшая регулирующая вместимость получается в период с притоком, равным 50 % максимального. Определенная таким образом регулирующая вместимость, уточняется в соответствии с требованиями СНиП [1].

По этим требованиям регулирующая вместимость приемного резервуара должна быть не менее пятиминутной максимальной подачи одного из насосов. Поэтому график откачки сточных вод для расчетного часа с Притоком, равным 50 % Q_ч.max, можно построить следующим образом.

При графике распределения среднесуточного расхода сточных вод, характеризуемого К_общ = 1,6 и Q_ч.max⁼ 6,7 %, минимальная регулирующая вместимость приемного резервуара:

W_min = (6,7:60)·5 = 0,56 %.

Это значение откладывают по вертикальной оси (см. рис. 2), из полученных точек проводят штриховые линии параллельно оси абсцисс до пересечения с линией притока0е. Точки 1, 2, 3 соответствуют моментам наполнения резервуара; 0, б, г, е — моментам опорожнения. Опустив из точек 1, 2, 3 перпендикуляры к горизонтальным линиям, получим точки а, в, д, соответствующие моментам включения насосов. Линии, проведенные из точек а, в, д, параллельно линии0Е, образуют график откачки сточных вод.

Из его анализа следует, что при увеличении числа включений насосов в течение одного часа отрезки а — 1, в — 2 и д — 3, соответствующие регулирующей вместимости, будут уменьшаться.

При известном числе включений насосов за один час минимальная вместимость приемного резервуара может рассчитываться по формуле, м³,

(3)

где W_{ч. min} — объем сточных вод в час минимального притока

(численно совпадает с Q_{ч. min}), м³;

п — число включений насосов за 1 ч;

Q_{ч. min} -минимальный часовой приток сточных вод за сутки, м³/ч;

Q_н.у — подача насосной станции, м³/ч.

Литература:

1. Е. М. Авдолимов, А. П. Шальнов “Водяные тепловые сети “ М.Стройиздат, 288с
2. Шлихтинг Г.Теория пограничного слоя М.: ИЛ. 419 -528с.