Составление энергетического паспорта предприятия

где Q_{max сут} - максимальный суточный расход, м³;  - коэффициент запаса, при-нимаемый равным 1,04-1,1 при работе станции на очистные сооружения, и 1,01-1,02 при отсутствии очистных сооружений перед аккумулирующей емко-стью; T - продолжительность работы насосной станции в течении суток, ч (при равномерном режиме работы T=24ч).
Требуемый напор насосов (полная высота подъема), м, определяется по формуле

где H_min, H_mах - требуемый напор насосов в часы минимального и максимального водопотребления, м; h_min, h_max - потери напора в системе перекачки жидкости соответственно при расходе Q_{ч min} и Q_{ч max}, м (по характеристике Q-H трубопровода); H_г - геометрическая высота подъема воды, м; 1 - запас напора, м;


При работе станции без аккумулирующей емкости вода подается непосредственно в сеть, поэтому режим ее работы полностью соответствует режиму водопотребления. Насосы в данном случае подбираются из расчета на час наибольшего водопотребления в сутки максимального водопотребления. Для этого строится совмещенный график работы насосной станции и сети (рис. 3.2) и анализируется обеспеченность подачи в различные часы суток.

8. 
   t
   

24

H
max
		hmax
H
min
		Hсв
		Hг
Q	Q	Q
min	max

Рис. 3.2. Совмещенный график работы насосной станции и сети
при работе станции без аккумулирующей емкости
Как правило, в системе без аккумулирующей емкости требуется установка большего числа насосов, оснащенных устройствами регулирования, но отпадает необходимость в строительстве аккумулирующей емкости или водонапорной башни.
Максимальные значения напора и подачи насосной станции при работе без аккумулирующей емкости определяются по выражениям

Qч max  αQmax, Hmax  Hг  hmax  Hсв ,

(3.19)

где Q_{ч max}, H_max - соответственно максимальная часовая подача (м³/ч) и напор (м) насосной станции;  - коэффициент запаса, принимаемый равным 1,01-1,02; Q_max - максимальное водопотребление за сутки, м³/ч; h_max - потери напора в системе перекачки жидкости при расходе Q_ч.max, м (по характеристике Q-H трубопровода); H_г - геометрическая высота подъема воды, м; H_св - требуемый свободный напор в водопроводной сети в точке, принятой за расчетную (т.е. для которой определен H_г), м.
Выбор типа и числа устанавливаемых насосов

При выборе типа насосов и определении числа рабочих агрегатов необходимо учитывать совместную работу насосов, водоводов и сети и руководствоваться следующими положениями:

1. 
   Подача рабочих насосов должна быть достаточной для обеспечения требуемого расхода при необходимом напоре.
   
2. 
   Необходимо устанавливать как можно меньше рабочих насосов, так как один крупный насос имеет более высокий КПД, чем несколько менее мощных насосов, работающих параллельно.
   
3. 
   Насосы должны работать в области наивысших КПД при длительной подаче. Кратковременные расходы могут подаваться с более низким КПД.
   
4. 
   Целесообразно на насосных станциях устанавливать насосы одного типоразмера, что обеспечивает взаимозаменяемость насосов, значительно упрощает эксплуатацию и создает удобства для обслуживания. Однако при этом следует уделять внимание требованиям экономичности, которые в некоторых случаях заставляют отказаться от применения однотипных насосов. Низкие КПД насосов обусловливаются их работой вне зоны рекомендуемых подач, а также несоответствием развиваемых напоров требуемым условиям. Необходимость выбора насосов на разные расходы с учетом требуемых напоров часто приводит к необходимости установки разнотипных насосов (рис. 3.2).
   
5. 
   Необходимо предусматривать резервные насосы. Число резервных насосов принимается в соответствии с категорией надежности насосной станции.
   

Требования к надежности работы насосной станции устанавливаются в зависимости от назначения водопровода. В соответствии с требованиями надежности бесперебойного водоснабжения, насосные станции подразделяют на три категории, для которых устанавливаются допустимая длительность снижения подачи воды в размере не более 30% расчетного расхода и допустимая длительность перерыва в работе на время включения резервных агрегатов и проведения ремонтных работ. Первая категория допускает снижение подачи воды не более трех суток и перерыв в подаче воды не более десяти мин. Вторая категория допускает снижение подачи воды не более 15-ти суток и перерыв в подаче воды не более шести часов. Третья категория допускает снижение подачи воды не более 15-ти суток и перерыв в подаче воды не более 24-х часов.

Число резервных агрегатов принимается в зависимости от категории надежности станции и числа рабочих агрегатов (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Число резервных агрегатов

Число рабочих	Число резервных агрегатов на станциях категорий
агрегатов	I	II	III
до 6	2	1	1
7-9	2	1	-
10 и более	2	2	-

Резервные насосы принимаются с характеристикой, соответствующей наиболее крупному насосу, установленному на насосной станции.

Определение электропотребления насосных агрегатов

Мощность, потребляемая насосом, определяется по формуле

N 	ρ g Q H
	3600 η		η
		н		дв

(Вт )где  - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³ (плотность воды _в = 1000 кг/м³); g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²; Q - подача насоса, м³/ч;

8. 
   - напор насоса, м; _н - КПД насоса, о.е.; _дв - КПД приводного электродвига-еля, о.е.
   

Мощность, потребляемая насосом, определяется по формуле (3.20). Регулированием насоса называют преднамеренное изменение подачи и напора в соответствии с новым режимом работы системы.

Для регулирования центробежных насосов наиболее широкое распространение получили два способа: дросселирование и изменение частоты вращения рабочего колеса насоса.

Дроссельное регулирование осуществляется введением дополнительного переменного гидравлического сопротивления в напорную линию трубопровода.

• 
  этой целью обычно в непосредственной близости от насоса устанавливают дроссель (задвижку). Тогда выражение для характеристики сети будет иметь следующий вид:
  

Hc  Hг  S Qс2  Sд Qc2 ,

(3.21)

где S_д - гидравлическое сопротивление дросселя.

Величина S_д будет переменной, зависящей от степени открытия дросселя,

• 
  меняющей крутизну характеристики Q-H трубопровода. Таким образом, получим бесконечно большое число возможных рабочих режимов.
  

Принцип дроссельного регулирования насоса показан на рис. 3.3.

Н

А

H 2

2

H 1 H А1

А '

H ' 2

2

Q	2	Q	1	Q