projekt do druku

Politechnika Wrocławska Wrocław, dnia 2.01.2012r.

Instytut Inżynierii

Ochrony Środowiska

Zespół Dydaktyczny

Zaopatrzenia w Wodę

i Usuwania Ścieków

Mechaniczne Urządzenia

Sanitarne

ćwiczenie projektowe

Prowadzący: Wykonał:

dr inż. Mieczysław Łuźniak Michał Piasta 151732

Studia: NZ I-go st. Kierunek:

Rok ak.: 2011/2012

Rok: IV

DANE OBLICZENIA WYNIKI
1. Obliczenia natężeń pracy pompowni
1.1. Średnie dobowe natężenie przepływu

, gdzie:

- ilość mieszkańców równoważnych, Mk,

- średni dobowy jednostkowy zrzut ścieków, .

1.2. Średnie godzinowe natężenie przepływu
1.3. Maksymalne godzinowe natężenie przepływu

, gdzie:

- współczynnik nierównomierności zrzutu ścieków.

1.4. Godzinowe natężenie przepływu pompowni

Założenie: 2 pompy czynne i 1 rezerwowa.

Według poradnika projektowania pompowni firmy Flygt:

, gdzie:

- współczynnik nadmiaru wydajności pompowni, przyjęto z tabeli dla i = 2:

i 1 2 3 4
k 2 1,5 1,4 1,2

i – ilość czynnych pomp

1.5. Godzinowe natężenie przepływu pompy
i = 2
2. Obliczenia wymaganej objętości zbiornika pompowni
2.1. Objętość czynna zbiornika dla 1 pompy

Według poradnika projektowania pompowni firmy Flygt:

, gdzie:

- minimalny czas pomiędzy załączeniem pompy.

2.2. Objętość czynna pompowni przy pracy naprzemiennej pomp

Według poradnika projektowania pompowni firmy Flygt:

Vcz ≈ Vcz,p(i) , m3

2.3. Wymiary zbiornika – prostopadłościan
hcz = 0,5 m

Założenie: hcz = 0,5 m

Obliczeniowe pole powierzchni zbiornika wynosi:

Obliczeniowa krawędź zbiornika:

Biorąc pod uwagę produkowane szerokości przyjęto krawędź : a = 2 m

Rzeczywista powierzchnia zbiornika:

Rzeczywista wysokość czynna zbiornika:

2.4. Objętość rezerwowa zbiornika

Założenie:

, gdzie:

- wysokość rezerwowa zbiornika, m.

2.5. Całkowita objętość zbiornika
3. Dobór parametrów ciśnieniowego rurociągu tranzytowego
3.1. Dobór średnic rurociągu

Dla rurociągów tłocznych prędkości wynoszą w zależności od średnic odpowiednio:

D ≤ 250 mm v = (1,0÷1,5) m/s

D > 250 mm v = (2,0÷2,5) m/s

Założenie:

- rura o przekroju kołowym,

- prędkość v = 1,2 m/s

Średnica obliczeniowa rurociągu wynosi:

Przyjęto rurę kanalizacyjną z katalogu firmy WAVIN z PVC-U w systemie ciśnieniowym

Ø 200 x 4,9 mm o parametrach:

- Dzew=200 mm,

- ścianka grubości g = 4,9 mm.

Średnica wewnętrzna rury:

Prędkość rzeczywista w rurociągu wynosi:

4. Obliczenia oporów hydraulicznych przepływu ścieków w rurociągu tranzytowym
4.2. Obliczanie strat liniowych w rurociągu
4.2.1. Obliczenie chropowatości względnej rurociągu

, gdzie:

k – współczynnik chropowatości bezwzględnej

Przyjęto dla rur z PVC-U

4.2.2. Liczba Reynoldsa

, gdzie:

- kinematyczny współczynnik lepkości,

Przyjęto dla wody o temperaturze 10oC:

4.2.3. Obliczenie chropowatości granicznej rurociągu
Zgodnie z normą PN-76/M-34034 przyjęto wzór Filonienki - Altszula dla rur z równomierną chropowatością:
4.2.4. Obliczanie współczynnika tarcia

Ponieważ e < egran oraz Re > 4000, więc zgodnie z normą PN-76/M-34034 zastosowano wzór Prandtla-Kramera dla rur hydraulicznie gładkich:

, gdzie:

Z nomogramu (norma PN-76/M-34034 rys.21.6) przyjęto λ=0,0172

Po podstawieniu do wzoru uzyskano λ=0,015296

λ=0,015296
4.2.6. Obliczanie strat liniowych

l = 1500 m

g = 9,81

λ=0,015296

Zgodnie z normą PN-76/M-34034 straty liniowe w rurociągu tłocznym wynoszą:

, gdzie:

l – długość rurociągu od przepompowni do odbiornika, m

4.3. Obliczenie strat miejscowych
Straty miejscowe wyznaczono ze wzoru:
4.4. Obliczenie strat w rurociągu tranzytowym
Straty w rurociągu tranzytowym wyznaczono ze wzoru:
4.5. Obliczenie stałej strat hydraulicznych w rurociągu tranzytowym

Z równania charakterystyki strat hydraulicznych w rurociągu tranzytowym wyznaczono stałą C:

Wykres strat hydraulicznych w rurociągu tranzytowym przedstawiono na załączonym
rysunku 1.

5. Wyznaczenie charakterystyki całkowitej wysokości podnoszenia układu pompowego w funkcji natężenia przepływu ścieków
5.1. Charakterystyka układu pompowego

Układ pompowy jest złożony ze zbiornika czerpalnego (dolnego), z którego pompy pracujące naprzemiennie pompują ścieki do zbiornika górnego przez przewód tranzytowy.

Całkowita wysokość podnoszenia układu pompowego wynosi:

, gdzie:

- geometryczna wysokość podnoszenia, mH2O,

- suma strat hydraulicznych w rurociągu tranzytowym oraz strat w pompowni, mH2O,

- ciśnienia nad zwierciadłami cieczy w zbiorniku górnym i dolnym, kG/m2,

- ciężar właściwy pompowanej cieczy, kG/m3,

- prędkości cieczy w zbiorniku górnym i dolnym, m/s,

- przyspieszenie ziemskie, m/s2.

Oba zbiorniki są otwarte i nad zwierciadłami cieczy panuje ciśnienie atmosferyczne, więc

, a prędkości cieczy
w zbiornikach są sobie równe ,
więc .

A zatem równanie całkowitej wysokości podnoszenia układu pompowego przyjmuje postać:

5.2. Obliczanie sumy strat hydraulicznych w rurociągu tranzytowym i pompowni

, gdzie:

- straty hydrauliczne w pompowni,

Założenie:

5.3. Obliczanie maksymalnej i minimalnej geometrycznej wysokości podnoszenia

Maksymalna geometryczna wysokość podnoszenia wynosi:

, gdzie:

- rzędna odbiornika, m,

- rzędna dna kanału doprowadzającego ścieki do przepompowni, m.

Minimalna geometryczna wysokość podnoszenia wynosi:

5.4. Obliczanie maksymalnej i minimalnej całkowitej wysokości podnoszenia

Całkowita maksymalna wysokość podnoszenia wynosi:

Całkowita minimalna wysokość podnoszenia wynosi:

5.5. Obliczanie stałej układu pompowego
Stałą układu pompowego wyznaczono
ze wzoru:
6. Dobór pomp z katalogów do projektowanej pompowni
6.1. Dobór na podstawie charakterystyk pomp firmy Flygt i ABS

Punkt pracy pompy:

Qpompy = 58,20 m3/h

Doboru właściwej pompy dokonano na podstawie wykresu nr 2, na którym przedstawione są charakterystyki pomp firmy Flygt i KSB.

Pompa firmy KSB KRTF 100-240/172UG-S posiada sprawność 33,9%,

a firmy Flygt NP3153.181, Typ HT sprawność wynosi 48,4 %.

Dobrano pompę firmy Flygt ze względu na wyższą sprawność.

7. Zmiana parametrów pompy przez zmianę średnicy wirnika – stoczenie wirnika

H = 28,9 mH2O

H’ = 27,7 mH2O

d = 289 mm

8. Opis techniczny

Przedmiot i zakres opracowania.


Przedmiot opracowania to projekt budowy sieciowej pompowni kanalizacyjnej dla potrzeb osiedla o ilości 9500 mieszkańców równoważnych. Pompownia ma za zadanie przetłaczanie ścieków rurociągiem ciśnieniowym do odbiornika położonego powyżej kanału grawitacyjnego.

Zakres opracowania to dobór pomp, dobranie optymalnej średnicy rurociągu tranzytowego oraz niezbędnego osprzętu hydrauliczno-mechanicznego zapewniającego prawidłową i ciągłą pracę pompowni.

Warunki sytuacyjne.

Przypadający średni zrzut ścieków na jednego mieszkańca wynosi q= 140 dm3/Mkd. Do pompowni ścieki trafiają kanałem grawitacyjnym o średnicy φ500mm. Dno kanału grawitacyjnego doprowadzającego ścieki zagłębione jest pod powierzchnia terenu –2,50 m. Na dnie zbiornika pompowni znajdują się dwie czynne pompy zatapialne oraz jedna rezerwowa, które transportują ścieki do odbiornika oddalonego o 1500 m na wysokości 12,0 m żeliwnymi rurociągami tranzytowymi. Zastosowano kratę mechaniczną w celu zatrzymania części pływających.

8.3 Teren pompowni oraz jego uzbrojenie.

Projektowana pompownia winna sie znajdować na ogrodzonej i odpowiednio oświetlonej działce. Teren powinien niedostępny dla osób postronnych. Teren obiektu powinien być uzbrojony w sieć energetyczną. Na terenie pompowni przewidziano teren zielony oddzielony od utwardzonego placu pompowni obrzeżem betonowym. Powinno się również znajdować alternatywne źródło energii tj. agregat prądotwórczy lub inne urządzenie wytwarzające prąd, w razie przerw w dostawie prądu.

Zbiornik pompowni.

Komora zbiorcza pompowni wykonana jest w kształcie prostopadłościanu o wymiarach podstawy 3 x 3 i głębokości 3,45 m.

W komorze pompowni znajduje się krata koszowa typu KKm.

Ściany i wszystkie elementy konstrukcyjne pompowni wykonane są z betonu.

Pompownia posadowiona jest w odpowiednio przygotowanym wykopie i przykryta płytą żelbetowa o grubości 0,22 m. Wskazane jest na dnie wykopu wykonanie warstwy betonu wyrównawczego o grubości 10-15 cm. Posadowiony zbiornik należy zaizolować według następujących wskazówek: powierzchnie zbiornika od strony gruntu zaizolować dwukrotnie abizolem, natomiast stykające się z powietrzem zewnętrznym tworzywami poliuretanowymi.

W zbiorniku pompowni znajdują się otwory dostosowane do wielkości rurociągów, oraz umożliwiające podłączenie rurociągów wlotowego i wylotowego, a także doprowadzenie przewodów elektrycznych. Podłączenie rur do korpusu zbiornika są wykonane za pomocą uszczelnień piankowych.

Pompownia wyposażona jest w oświetlenie oraz instalacje elektryczną. Do oświetlenia zbiornika należy używać hermetycznie zamkniętych elektrycznych lamp akumulatorowych o napięciu do 24 V lub bateryjnych latarek o konstrukcji przeciwwybuchowej.

Orurowanie, drabinki i uchwyty złazowe, włazy oraz prowadnice do opuszczania pomp wykonane ze stali nierdzewnej. W komorze zasuw zamontowano 5 stopni włazowych.

Elementy mocujące : śruby kołnierzowe, kotwy, uchwyty do kabli zasilających, uziemiających, łańcuchy do wyciągania pomp wykonane ze stali kwasoodpornej.

Zbiornik powinien posiadać wentylację grawitacyjną zapewniającą, co najmniej dwie wymiany powietrza w czasie godziny oraz możliwość zainstalowania wentylatorów przewoźnych, zapewniających, co najmniej 10 wymian powietrza w czasie godziny.

Charakterystyka dobranej pompy.

Pompy zostały dobrane przy użyciu programów komputerowych. Dla zadanych parametrów dobrano 3 pompy FLYGT NP3153.181 typ HT 1460 obr/min o średnicy zewnętrznej wirnika d = 283 mm, pracujące w układzie 2 pracująre 1 rezerwowa. Każda z dobranych pomp zużywa 9,7 kW co daje nam w przypadku gdy pracują dwie pompy jednocześnie zużycie jest 19,4 kW.

Pompy służą do tłoczenia cieczy zawierających zanieczyszczenia stałe i osady, nie wytwarzających gazów i pozbawionych substancji włóknistych.

Automatyka i sterowanie

Elektronicznie sterowanie pomp odbywa się za pomocą modułu sterującego dostarczonego przez producenta. Programowanie modułu powinno odbywać się przez serwis firmy FLYGT. Dla zapewnienia równomierności zużywania się pomp, pracują one w cyklu naprzemiennym.

Pompa rezerwowa powinna włączać się bezzwłocznie po osiągnięciu przez ścieki poziomu awaryjnego, co umożliwiają wyłączniki pływakowe.

W razie awarii należy sprawdzić elektroniczny moduł sterowania. Odłączoną od zasilania pompę wyciągać na powierzchnie za pomocą żurawia. Sprawdzić połączenia elektryczne, sprawdzić wlot i wirnik pompy w poszukiwaniu elementów blokujących ruch. W razie usterki/wady konstrukcyjnej należy skontaktować się z serwisem firmy FLYGT.

Pomiar poziomu w pompowni umożliwiają pływakowe sygnalizatory poziome.

Praca pompowni w układzie automatycznym steruje rozdzielnica. Włączanie i wyłączanie pomp sterowane jest pływakowymi sygnalizatorami poziomymi ścieków za pośrednictwem układu elektronicznego. Układ sterowania dostarczony przez producenta znajduje się w skrzynce blaszanej połączonej z systemem sygnalizacji awarii na zewnątrz pompowni.

Układ sterowania zamontowany jest w zamykanej szafce rozdzielczej z blachy zabezpieczonej antykorozyjnie i zaizolowanej termicznie. Przystosowany jest do zasilania z sieci 400 V. Układ zasilania zawiera wszystkie niezbędne zabezpieczenia:

· przed porażeniem, poprzez wyłączniki różnicowoprądowe,

· przed pracą niepełnofazową i asymetrią międzyfazową (w tym braku fazy), przed przeciążeniem silnika itp. poprzez elektronikę przetwornicy częstotliwość

· przed zwarciem,

· przed suchobiegiem,

· przed utratą hermetyzacji.

Przewiduje się ponadto oświetlenie zewnętrzne działki pompowni.

Urządzenia do usuwania zanieczyszczeń pływających.

Pompownie wyposażono w ręczna kratę koszową typu KKm firmy Biomech . Otwór kraty na zewnątrz komory jest ogrodzony. Krata pracuje automatycznie i jedyna czynnością obsługowa jest usuwanie pojemników z kratkami. Częstość tej czynności należy dopasować po okresie próbnym do ilości powstających skratek. Początkowo zaleca się czyszczenie kraty 2 razy dziennie.

Instalacja do podnoszenia pomp.

Celem ułatwienia prac remontowych i konserwacyjnych przewidziano zastosowanie żurawia. Dla jego zastosowania przewidziano dwie stopy umocowane na stałe w płycie pokrywowej zbiornika. Użytkownik winien posiadać na stanie i zamontować go w czasie remontu.

Do podnoszenia pomp zastosowano żuraw typu ZKM – 450, firmy BIOX o maksymalnym udźwigu do 4,5kN (). Żuraw jest obracany o 360°. Żuraw wyposażony jest w wyciągarkę linową ręczną.

Wykonanie:
- elementy konstrukcyjne żurawia - cynkowanie ogniowe
- elementy śrubowe, wciągarka - cynkowanie galwaniczne
- lina, zaciski, kausza, hak lub szekla - stal nierdzewna

  1. Zalecenia ogólne i obsługa w trakcie eksploatacji.

Czynności wykonywane na terenie przepompowni, powinny wykonywane zgodnie z przepisami i spełnić następujące warunki bezpieczeństwa i higieny pracy:

8.10 Uruchamianie systemu.

Przepompownię uruchamia się z zachowaniem poniższych wymagań:

− bezwzględnie należy zalać zbiornik przepompowni wodą w ilości pozwalającej sprawdzić

poprawność działania pływaka sygnalizującego poziom alarmowy,

− zabezpieczyć wystarczającą ilość wody, aby w razie potrzeby uzupełnić zbiornik do wymaganego poziomu,

− sprawdzić drożność rurociągu odprowadzającego ścieki oraz upewnić się, czy nie ma na nim zamkniętych zaworów, które uniemożliwiłyby przeprowadzenie uruchomienia,

− zabezpieczyć teren wokół przepompowni tak, aby osoby postronne nie znajdowały się w pobliżu,

− upewnić się, czy zasilanie przepompowni jest prawidłowe co do wartości napięcia i natężenia prądu – zgodnych z danymi na tabliczce znamionowej pompy; w przeciwnym wypadku istnieje niebezpieczeństwo uszkodzenia urządzenia i tym samym utrata uprawnień gwarancyjnych,

− przy pierwszym uruchomieniu wymagana jest obecność osoby uprawnionej do wykonywania prac elektrycznych, posiadającej niezbędny zestaw narzędzi pozwalający sprawdzić poprawność pracy urządzenia

8.11 Pierwsze uruchomienie pompowni.

Rozruch dokonuje się po całkowitym zakończeniu prac budowlanych. Po sprawdzeniu osadzenia wszystkich elementów armatury, oraz przeszukaniu dna zbiornika w celu wyeliminowania uszkodzenia pomp pozostawionymi narzędziami lub częściami. Przy pracach rozruchowych konieczny jest udział służb eksploatacyjnych sprawdzających i odbierających poszczególne fazy rozruchu oraz przeprowadzających odpowiednie badania techniczne przepompowni.

Przy uruchomieniu przepompowni należy postępować jak poniżej:

− zapewnić wszystkie wymagania zawarte w punkcie 8.10,

− otworzyć pokrywę przepompowni,

− uruchomić urządzenie włącznikiem, umieszczonym na szafie zasilającej – poprawnie

podłączony alarmowy wyłącznik pływakowy uruchomi sygnał dźwiękowy i świetlny zabudowany na szafie zasilającej oraz pompę; przy braku sygnału należy skorygować podłączenie pływaka lub napełnić zbiornik wodą do wyższego poziomu,

− obserwować pracę pompy; poprawnie pracująca pompa powinna wydawać jednostajny równomierny szum, bez drgań i szarpnięć,

− za pomocą mierników zmierzyć wartość prądu przepływającego w obwodzie zasilającym pompę; wartość powinna być zgodna z danymi umieszczonymi na tabliczce znamionowej pompy; pompa posiada dwie tabliczki znamionowe, z których jedna umieszczona jest na pompie, druga w szafie zasilającej,

− obserwować szybkość ubywania wody w zbiorniku; jeśli ubytek jest powolny – oznacza to

nieprawidłowe podłączenie zasilania pompy (przeciwne obroty), lub przytkanie (niedrożność)

rurociągu tłocznego, jeśli podłączenie pompy jest prawidłowe, istnieje podejrzenie o niedrożność rurociągu tłocznego,

− sprawdzić drożność rurociągu tłocznego; po stwierdzeniu niedrożności przepłukać rurociąg wodą doprowadzoną z sieci wodociągowej za pomocą węża strażackiego 50 mm podłączonego do nasady strażackiej na kolektorze,

− uruchomić powtórnie napełnioną wodą przepompownię obserwując jej pracę,

− odpompowywać wodę do poziomu, w którym wyłącznik pływakowy umieszczony na pompie zatapialnej wyłączy urządzenie,

− powtórzyć cykl: napełnienie – odpompowanie; jeśli praca urządzenia jest prawidłowa, zakończyć rozruch,

- zabezpieczyć przepompownię przez zamknięcie pokrywy.

8.12 Normalna eksploatacja obiektu.

Pompownia to w zasadzie obiektem bezobsługowy, wymaga jednak dozoru i kontroli co ma wpływ na bezawaryjną pracę i eliminuje możliwość powstawania awarii.

Do takich okresowych lecz ważnych czynności należą:

- wyczyszczenie pompowni z piasku i zanieczyszczeń pochodzących z budowy kanalizacji

po pierwszym okresie eksploatacji – piasek zawarty w ścieku jest główną przyczyną awarii pomp,

- okresowe sprawdzanie stanu zanieczyszczenia powierzchni ścieku w pompowni i niedopuszczanie do utworzenia stałego kożucha zanieczyszczeń mogącego blokować działanie regulatora poziomu

- okresowe sprawdzenie poprawności działania regulatora poziomu,

- sprawdzenie stanu wlotu do pompowni – czy nie jest blokowany przez ciała obce.

- nie wolno zanieczyszczeń składować na terenie pompowni.

- okresowe sprawdzanie poprawności działania pomp .

- okresowe czyszczenie pompowni z zanieczyszczeń stałych osadzających się na dnie

pompowni i mogących blokować pompy

- sprawdzenie poprawności pracy układu automatyki:

- sprawdzenie układu pod względem działania systemu alarmowego.

8.13 Przykładowe awarie

Przed naprawą jakiejkolwiek usterki należy odłączyć pompę od prądu.

Przewidziano następujące awarie:

1. Zatkanie krućca ssawnego. Przyczyną może być nieprawidłowa praca kraty koszowej, bądź przedostanie się do krućca ssawnego, małych elementów (typu sznurki, nitki, włosy), które ograniczają pracę wirnika.

Instrukcja postępowania:

2. Wyciek medium do oleju z obudowy. Przyczyną jest zużyte uszczelnienie wału.

Instrukcja postępowania:

3. Pompa pracuje ale nie tłoczy . Przyczyną może być zamknięty lub zatkany przewód tłoczny lub nagromadzenie powietrza w obudowie pompy.

Instrukcja postępowania:

4. Silnik nie uruchamia się. Przyczyną może być brak napięcia w sieci, zablokowany wirnik pompy lub przegrzany silnik w wyniku czego następuje wyłączenie przez czujnik termiczny.

Instrukcja postępowania:

5. Za niska wydajność lub wysokość tłoczenia. Przyczyną może być niewłaściwy kierunek obrotów, spadek napięcia, straty na skutek nieszczelności przewodu tłocznego, źle wyznaczona wysokość tłoczenia, zatkanie wirnika i obudowy pompy przez zanieczyszczenia, zapowietrzenie pompy.

Instrukcja postępowania:

8.14 Szczelność

Konieczne jest zbadanie szczelności zbiornika oraz konstrukcji posadowionych poniżej zwierciadła wody gruntowej.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
projekt do druku!
Projekt do druku plan
Projekt 1 karta projektowa do druku id 39
projekt do druku
Projekt do druku
PPM Podstawy Projektowania Maszyn Dziedzic Calów Do druku PPM 04 Koło zębate A3
projekt działki do druku
do druku PKM., Obliczenia projektowe zasuwa Dn80 "FALI"
projekt wstepny do linii wplywu do druku
PPM Podstawy Projektowania Maszyn Dziedzic Calów Do druku, PPM 05 Spis Części A3
do druku projekt z?yty
PROJEKT Z ERGONOMII SPAWACZ DO DRUKU
moje, IŚ Tokarzewski 27.06.2016, V semestr COWiG, PKM (Podstawy konstrukcji mechanicznych), PKM XYZ,
projekcyjne, Testy psychologiczne, materialy do druku
PPM Podstawy Projektowania Maszyn Dziedzic Calów Do druku, PPM 06 Obliczenia Programowe A4
do druku, Projekt ramy

więcej podobnych podstron