Насосная станция дождевого стока с регулирующими резервуарами
Необходимо запроектировать насосную станцию дождевого стока (ЛНС) с регулирующими резервуарами. Главная задача определить производительность насосов и объем регулирующего резервуара.
В дождевом стоке очень большой секундный расход, экономически целесообразно устанавливать перед ЛНС регулирующие резервуары. Резервуары будут выполнять функцию усреднения расчетного расхода. Тем самым мы значительно уменьшим производительность насосов, габаритные размеры ЛНС и потребляемую электроэнергию ЛНС.
Схема проектирования следующая: Весь расчетный расход дождевых вод поступает в регулирующие резервуары. Из резервуаров сток самотеком поступает в ЛНС. ЛНС и резервуары выполнены по принципу сообщающих сосудов. Т.е. максимальный уровень в них на одной отметке. Минимальный уровень в ЛНС ниже дна резервуаров. Включение насосов в ЛНС начинается от среднего уровня воды в ЛНС. Отключение насосов от минимального уровня воды в ЛНС. Расчет выполнен по ФГУП «НИИ ВОДГЕО», Приложение 8.
Рабочий объем резервуара насосной станции Wнс при максимальной производительности насосов Qнс рассчитывается по формулам:
Wнс=(0,06*Qr*tr/(2-n))*((Tkнс/tr)2-n— (Tннс/tr)2-n — (Tннс/tr — 1)2-n — Qнс*(2-n)*(Tkнс/tr — Tннс/tr )/Qr)
Tннс = tr*(Qнс/Qr)1/(1-n),
Qнс = Qr *((Tkнс/tr)1-n — (Tkнс/tr -1)1-n)
где Wнс − рабочий объем резервуара насосной станции, м3; Qнс − максимальная производительность насосной станции, л/с; Тннс − момент времени, при котором расход дождевого стока, поступающего в насосную станцию, начинает превышать ее максимальную производительность, мин; Ткнс − момент времени, при котором расход дождевого стока, поступающего в насосную станцию, перестает превышать ее максимальную производительность, мин.
Примечание: Как видно из формул, в расчете две неизвестные — производительность насосов и объем регулирования. Т.е. необходимо подобрать эти два значения таким образом, чтобы оба сооружения были экономически целесообразны — чтобы можно было подобрать насосы и при этом резервуары были адекватных размеров. Расчет в ручном режиме — очень трудоемкий. Рекомендую выполнить расчет в экселе. Что значительно упрощает и ускоряет процесс вычисления, так же исключает ошибки арифметики. Так же Вы можете воспользоваться калькулятором для выполнения данного расчета — см. Объем регулирующего резервуара и производительность ЛНС
Где: Qr=557,93л/с (из расчета дождевого стока)
Принимаем производительность насосной станции 220л/с. Из расчета дождевого стока: tr=14,73, n=0.59. Подставляем все значения в формулы и определяем неизвестные.
Tннс =14,73*(220/557,93)1/(1-0,59) = 1.52
220=557,93*((Tkнс/14,73)1-0,59 — (Tkнс/14,73 -1)1-0,59)
Получаем: Тнск=24,013
Wнс=(0,06*557,93*14,73/(2-0,59))*((24,013/14,73)2-0,59— (1,52/14,73)2-0,59 — (24,013/14,73 — 1)2-n — 220,0*(2-0,59)*(24,013/14,73 — 1,52/14,73 )/557,93) = 203,08 м3
Принимаем регулирующий объем для насосной станции:
Wрег.=219,2м3 (из них 200 м3 объем резервуаров, 19,2 м3 объем в насосной станции).
Производительность насосной станции составит:
Q=220л/с
Для насосной станция ливневого стока (ЛНС) принимаем третью категорию надежности. Принимаем два рабочих насоса с производительностью 110л/с каждый.
Один резервный насос хранится на складе.
Напор насосов составит:
Напорный трубопровод Д=400мм (напорный полиэтилен), V=2,25м/с, 1000i=10.389:
Н=(155,90-144,62)+1,5+1,1*1095*0,010389+0,5=25,8м
Где: 1,5м – потери в насосной станции;
0,5м – напор на излив в колодце-гасителе;
1095м- длина напорного участка от насосной станции до колодца-гасителя;
155,90 – отметка напорного трубопровода при входе в колодец-гаситель;
144,62 – отметка минимального уровня воды в насосной станции
В ЛНС предусматриваем установку двух рабочих погружных насосов марки Grundfos S2.100.200.500..4.62L.S.290.G.N.D, производительностью 110л/с каждый, напором 25,8м, 50кВт, 380В. Предусматриваем хранение одного резервного насоса на складе.