Главная Обратная связь

Дисциплины:






Подбор электродвигателя



Электродвигатели выбираются, по максимальной потребной мощности на валу насоси, частоте вращения и форме исполнения (горизонтальные и вертикальные).

Максимальная мощность двигателя определяется по формуле :

 

Nдв = (9,81 · Qн / ήн · ήпер)·К = (9,81·92·0,42/0,82·1)·1,05=485 кВт (8.14)

 

где: Qн, Hн - расход и напор насоса, дающие наибольшую мощность по режиму работы;

К-коэффициент запаса;

ή - коэффициент полезного действия насоса в долях от единицы,

ήпср - КПД передачи при прямом соединении двигателя и насоса, ήнер =1,0.

 

Значения Qn, Нц, Лн рассчитываются по рабочей характеристике (у центробежных насосов при минимальном напоре рабочей области, а у осевых при минимальном расходе и КПД при угле разворота лопастей, определенному по положению расчетной точки А).

Первоначальную расчетную мощность по указанной формуле определяют без учета коэффициента запаса К, после чего находят коэффициент запаса по таблице 8.5 и уточняют значение мощности.

 

Таблица 8.5

Коэффициент запаса мощности электродвигателя.

Мощность двигателя. кВт   1…2   2…10   10…50   50…100   100…200   > 200
Коэффициент К 2…1,3 1,3…1,2 1,2…1,1 1,1…1,05 1,05

 

Марку двигателя подбирают по справочникам или приложению

При этом мощность подобранного электродвигателя может отличаться от расчетной только в сторону увеличения до 30%, частота вращения его должна быть немного больше частоты вращения насоса. Схему марки электродвигателя снимают на кальку и выписывают габаритные размеры и параметры. В рассматриваемом примере принимаем двигатель СД 12-42-473, высота 1630мм .ширина 1360мм,длина 1880мм, ή = 1500 об/мин, ήдв = 0,935 ; Nдв=500кВт; U=380В, масса 1630кг.

Насосы типа К, Д, В, О и ОП, применяемые на мелиоративных насосных станциях, поставляют насосостроительные заводы комплектно с электродвигателями. Если комплектуемые с насосами электродвигатели не отвечают требованиям установки или проектируется новый тип насоса, то необходимо учитывать следующие рекомендации ВСН-П-18—76:

для насосов мощностью до 200 кВт следует применять низковольтные асинхронные электродвигатели, при большей мощности и необходимости частых пусков — высоковольтные асинхронные двигатели;

для насосов мощностью 250 кВт и более следует применять высоковольтные синхронные электродвигатели желательно с тиристорным возбуждением; напряжение и мощность электродвигателя необходимо согласовывать со схемой внешнего электроснабжения; при подборе электродвигателя необходимо обеспечивать заданную для вала насоса частоту вращения и мощность, которая рассчитывается по формуле (8.14).



Номинальная мощность электродвигателя в каталогах дается при температуре окружающей среды 35 °С. В тех случаях, когда эта температура выше, номинальная мощность электродвигателя снижается согласно формуле

 

Nдв = К2·N ном (8.15)

 

где К2—температурный коэффициент.

Для асинхронных электродвигателей: К2= 0,95 при t = 40 °С; К2=0,9 пpи t = 450C; К2 = 0,85 пpи t =50 0C.

Для синхронных электродвигателей: К2 = 0,95 при t = 40°С; К2=0,875 пpи t = 450C и К2 = 0,75 пpи t = 500C.

С учетом этих данных электродвигатель следует выбирать с большей номинальной мощностью.

Форма исполнения электродвигателя должна соответствовать условиям окружающей среды, учитывая указания ГОСТ 15150—69 и технические характеристики оборудования. Как правило, для мелиоративных насосных станций выбирают обдуваемые электродвигатели с влагоустойчивой изоляцией.

Электродвигатели мощностью более 630 кВт желательно применять закрытые, чтобы исключить чрезмерный нагрев воздуха в машинном зале здания насосной станции.

 

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТЫ ВСАСЫВАНИЯ И ОТМЕТКИ ОСИ НАСОСА

 

Отметка оси насоса устанавливается исходя из условий бескавитационной работы насоса.

Кавитаций - опасное явление, приводящее к разрушению pa6очих органов насоса, поэтому ее необходимо предупреждать. Для нормальной работы насосов необходимо, чтобы минимальное абсолютное давление в области входных кромок лопаток рабочего колеса “Pmin” превышало упругость паров жидкости при данной температуре “Рнж”, то есть “ Pmin > Рнж” Для соблюдения этог( условия прежде всего требуются правильные расчеты геометричес кой высоты всасывания и размеров всасывающей линии.

Практически отметка оси установки насоса определяется по кавитационным характеристикам "∆hдоп – Q " или " Hдоп - Q ", которые используются для получения допустимой геометрической высоты всасывания “ hвдоп

(9.1)

hвдоп = 10 – 0.75 - 1.5 / 2 · 9.81 = 9.1 м (9.2)

 

или по формуле: (9.3)

hвдоп = 10 - 0,2- 10 - 0,75 = -0,95 м

 

где

- допустимая вакуумметрическая высота всасывания насоса (снимается с характеристики “ - Q” минимальное значение " " в рабочей зоне насоса);

hВТ - потери напора на всасывающем тракте насоса, обычно задаются в пределах hВТ = (0,5 - 0,6)м;

VВ - скорость течения жидкости во-всасывающем патрубке насоса при расходе, соответствующем принятому значению " " VВ = (1-1,5) м/с.

HA - атмосферное давление, выраженное в м водяного столба жидкости, НА= 10 м;

hпж - давление насыщенных паров жидкости при температуре t = 20°, принимать hпж = 0,2м;

∆hдоп –допустимый кавитационный запас ( снимается с характеристики “∆hдоп” в рабочей зоне насоса).

Учитывая возможности колебаний уровней воды в водоисточнике и недопустимости кавитации в насосе при всех возможных его работы, отметки установки оси насоса предварительно принимаем равной (с учётом знака у “hвдоп”):

оси.нас=∆min ГВНБ + hвдоп (9.4)

 

оси.нас = 175 + (- 0,95) = 174,05 м

 

10. ВЫБОР ТИПА ЗДАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Конструкция здания мелиоративной насосной станции зависит от типа и производительности насосов, режима водоисточника и других условий.

Насосные станции подразделяются на заглубленные (блочные, шахтно-блочные, камерные, шахтно-камерные) и незаглубленные.

Местоположение сооружений на трассе водоподачи, протяженность каналов и особенно напорных трубопроводов определяются технико-экономическими расчетами.

При выборе типа здания станции можно руководствоваться следующими указаниями:

а) "Блочный" тип здания станции применяется при установке насосов с вертикальным валом типа В, О или ОП и подаче одного насоса более 2 м3/с. Рабочее колесо насоса должно быть расположен ниже минимального уровня воды в водоисточнике.

б) Здание насосной станции камерного типа с сухой камерой применяется при подаче одного насоса менее 2м /с. Насосы для этого типа здания устанавливаются любой конструкции. Насосы могут устанавливаться с любой высотой всасывания: положительной или отрицательной. Колебания уровней воды в водоисточнике могут быть любыми.

в) Здание насосной станции "камерного" типа "с мокрой камерой" и затоплением насоса оборудуется осевыми вертикальными насосами с подачей одного насоса менее 2 м3/с, насосы устанавливаются только с отрицательной высотой всасывания (подпор не менее 1.0 м). Колебания уровней воды в водоисточнике должны быть такими, чтобы не затапливался сальник насоса, т.е. величина колебаний уровней воды имитируется габаритами насоса. Это устаревший, редко применяемый в настоящее время, тип здания. В случае, если колебания уровней воды будут больше, чем указано, и происходит затопление сальника насоса, то применятся здание насосной станции с мокрой камерой и сухим помещением для насоса, либо здание блочного типа.

г) Незаглубленный тип здания станции применяется при подаче одного насоса менее 1.5 м3/с, оборудуется насосами с горизонтальным валом, имеющими положительную высоту всасывания. Колебания уровней воды в водоисточнике должны быть в пределах допустимой геометрической высоты всасывания насоса.

д) Плавучие насосные станции применяются для забора воды из рек и водохранилищ при колебаниях уровней воды более 5 м, размываемых руслах и наличии глубин не менее 1 м. Подача насосных станций, как правило, не превышает 10-18 м3/с. В табл. 10.1 даются основные факторы, определяющие тип здания стационарной насосной станции.

Таблица 10.1

Тип здания насосной станции.

Наименование факторов Тип здания насосной станции
Блочный Камерный Незаглубленный
С сухой камерой С мокрой камерой и затопленным насосом С мокрой камерой и сухим насосным помещением
1. Подача одного насоса Q, м3 >2,0 <2,0 <2,0 <2,0 <1,5
2. Тип насоса В, О, Оп Любой Любой Центробежный с горизонтальным валом
3. Геометрическая высота всасывания Отрицательная Любой Отрицательная Отрицательная Положительная
4. Колебания УВ в водоисточнике Любые Любые Малые в пределах габаритов насосов Средние до 8.0 м В пределах допустимой высоты всасывания насоса

 

Определение размеров здания насосной станции сводится установлению ширины, высоты и длины надземной и подземной частей здания» При этом следует учитывать следующие рекомендации

1. В здании применять однорядную компоновку основных агрегатов.

2. Верхнее строение проектируют из облегченных или сборных железобетонных конструкций заводского изготовления; пролеты зданий назначают равными (6, 9, 12, 15) м при шаге колонн 6 и 12 м.

3. Высоту помещений Нн.ч. (от отметки чистого пола низа несущих конструкций на опоре) назначают равной 3; 3,6; 4,2;4,8; 5,4; 6,0; 8,4; 9,6; 10,8; 12,6 м (рис. 10.1).

4. При компоновке вертикальных агрегатов электродвигатели устанавливать на незатопляемых отметках.

5. Подземную часть здания проектируют из монолитного железобетона; толщину стен и днища подземной части здания принимать равной 0,1 Нст , где Нст - максимально возможный напор на конструкцию в рассматриваемом сечении ( м ).

6. В здании должны быть обеспечены следующие минимально допустимые проходы:

- между горизонтальными насосными агрегатами или их фундаментами с электродвигателями напряжением: до 1000 В - I м более 1000 В - 1,2 м

- между стеной у. горизонтальными насосным агрегатом в зависимости от напряжения электродвигателя соответственно -1...1,2 м;

- между вертикальными агрегатами в зависимости от подачи насоса (2 - 10)мз/c соответственно - 1,5 ... 2,5 м;

- от стены до фланцевого соединения - 0,3…0,4 м;

- высота между проносимым с помощью гибких строп грузом и оборудованием - 0,5...0,7 м;

- между проносимым оборудованием и выступающими частями - 0,3....0,5 м;

-ширина служебных мостиков - 0,8 м.

7. Всасывающие и напорные трубопроводы укладываются чтобы низ трубы возвышался над чистым полом не менее, чем 0,15....0,25 м.

8. Верх фундаментов .под оборудование должен возвышаться над уровнем чистого пола не менее, чем на 0,1 м.

9. Превышение уровня пристанционной площадки над максимальным уровнем воды в источнике принимать равным 0,35 м при водозаборе из магистрального канала и 0,8....1,0 м при водозаборе ив рек и водохранилищ.

10. Превышение уровня чистого пола над уровнем пристанционной площадки равно 0,15...0,2 м.

11. Размеры окон принимать в соответствии со следующим модулем - ширина окна кратна 50см, высота окна кратна 60 см.(например (150х240) см).

Рассмотрим отдельно для насосов различных типов принципы конструирования зданий насосных станций.

Рис. 10.1 Поперечный разрез и план здания насосной станции наземного типа

 

 

 

Рис. 10.2. Продольный разрез здания насосной станции наземного типа.

 

10.1 Расчет подводных, всасывающих и напорных внутристанционных трубопроводов.

 

Внутри здания насосной станции располагаются трубопроводы основных насосов с переключающимиих соединениями у а также арматура, устанавливаемая на них: задвижка, обратные клапана, монтажные вставки, компенсаторы и др.

Трубопроводы внутри здания станции можно разделить на две группы (кроме трубопроводов вспомогательных систем); всасывающие и напорные.

По всасывающему трубопроводу вода из источника забирается насосом, а по напорным линиям подается насосами к внешним напорным водоводам.

В мелиоративных насосных станциях всасывающие трубы обычно имеют большой диаметр и малую длину. С целью уменьшения размеров здания станции для упрощения эксплуатации насосов в таких станциях, как правило, на каждый насос проектируют свою всасывающую линию.

Диаметры всасывающих трубопроводов назначают в соответствии с действующими сортаментами и в зависимости от допустимой скорости воды в трубах - (I - 1,5) м/с. Задвижки на всасывающих линиях ставят только тогда, когда насос работает под заливом. Монтажные вставки (длиной (50-60) см) устанавливаются для удобства монтажа и демонтажа насоса во всех случаях. Схема коммуникаций напорных трубопроводов зависит от назначения и условий работы насосной станции» числа установленных на ней насосов и количества ниток внешних напорных водоводов.

При длине напорного трубопровода до 200 и (для насосов марки "О" и "ОП" до 300 м) на мелиоративных насосных станциях принимают свой трубопровод на каждый установленный на станции насос. Параллельная работа насосов в этом случае исключается.

(рис. 10.3а).

Рис. 10.3 Схемы соединений коммуникаций

напорных трубопроводов: I - насос;

2 - обратный клапан; 3 - задвижка

При длине трубопровода более 200 м (для осевых насосов “O” и "ОП" более 300 м) обычно устраивают две нитки напорного трубопровода, К одному напорному трубопроводу рекомендуется подсоединять не более трех насосов (рис.10.3 г).

Диаметры внутристанционных напорных коммуникаций назначь в зависимости от допустимой скорости воды - (2,5 -3) м/с»

В схему внутристанционных напорных коммуникаций входят следующие фасонные части и арматура (рис. 11):

 

Рис. 10.4 Внутристанционные коммуникации насосных станций:

1 - косой переход, 2 - монтажная вставка, 3 - насос, 4 - монтажная вставка, 5 - обратный клапан, 6 - задвижка, 7 - диффузор, 8 - напорная труба.

 

- монтажная вставка (подбирается по диаметру напорного патрубка насоса);

- обратный клапан (отсутствует на станциях с насосами тин "В", ОП", "О", атакже на станциях с насосами типа "Д", имеющих длину напорного трубопровода до 200 м и геодезическую высоту подъема до 20 м);

- регулирующая задвижка (отсутствует на станциях сосевыми насосами, работающими на самостоятельные трубопроводы);

- переход от диаметра задвижки к диаметру внутристанционного напорного трубопровода.

Арматуру трубопроводов (задвижки и обратные клапана) подбирают по требуемым размерам (диаметру присоединительного фланцы) и давлению, которое определяется по формуле:

 

атм. (10.1)

 

Типы задвижки и обратного клапана подбирают по табл. 4...6 (рис. I0.5..10.7.)

Таблица 10.2

Основные размеры и масса параллельных задвижек с ручным приводом  
Условный проход ДУ в мм   Тип задвижки   Размеры мм   Масса кг  
L   Н   d  
  30ч6бр          
  "          
  "          
  к          
  30ч15бр          
  "          
  К          
  30с514нж1          
  30с514нж1          

 

Таблица 10.3

Габаритные размеры и масса обратных клапанов ритные размеры и масса обратных клапанов  
Диаметр условного прохода ду мм   Тип обратного клапана   Длина 1 мм   Масса М кг  
  Обратный поворотный клапан фланцевый     52,5  
    45,5  
     
     
     
  Обратный клапан с эксцентричной поездкой      
     
     
     
           

 

 

Скорость течения жидкости в задвижке и обратном клапане при расчетном расходе не должна превышать 4 м/c. Если скорость будет превышать 4 м/с, рекомендуется вставку конусного типа и увеличить диаметр задвижки и обратного клапана.

 

 

Рис. 10.5. Схема задвижки параллельной





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...