6714

10

По значениям последней графы 13 табл. 2 строится ступенчатый график суточного максимального водопотребления в населенном пункте (см. рис. 1).

Таблица 2. Режим потребления воды по часам суток в населенном пункте.

Примечание: Если в населенном пункте имеется несколько районов жилой застройки с разной степенью благоустройства зданий и несколько промышленных предприятий, то в табл. 2 вводятся дополнительные графы (аналогично графам 2, 3 для районов застройки и 6-11 для каждого промышленного предприятия).

6. НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ 2го ПОДЪЁМА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЁМКОСТИ БАКА ВОДОНАПОРНОЙ

БАШНИ

Насосная станция 2го подъема подаёт воду непосредственно в водопроводную сеть города. Поэтому режим (график) работы насосной станции 2го подъема назначают так, чтобы он максимально приближался к графику водопотребления, а насосы желательно имели бы одинаковую подачу (рис.1). При проектировании назначают несколько вариантов графиков работы насосной станции методом последовательного подбора числа ступеней (изменением числа работающих насосных агрегатов) и их подачи. Вначале назначается равномерный (одноступенчатый) режим работы насосной станции, который наносится на график водопотребления. Затем назначается неравномерный (двухступенчатый, трёхступенчатый) режим работы насосной

11

станции. При любом назначенном режиме работы насосной станции должно соблюдаться условие:

где Рi - подача насосной станции за час в процентах на i - той ступени; ti - продолжительность работы насосов на i - той ступени;

i - номер ступени (i = 1, 2, 3).

100% - общая подача насосной станции в сутки, выраженная в %%.

На рис. 1 на график водопотребления нанесены 2 варианта графиков работы насосной станции в течение суток (одноступенчатый и двухступенчатый) с соблюдением условия (18).

∙Для варианта 1 (одноступенчатый режим работы):

Р1 = 100%/t1 = 100/24 = 4,17%.

∙Для варианта 2 (двухступенчатый режим работы):

Р1*t1+Р2*t2=100%. Принимаем подачу для насосов первой ступени Р1 = 3,7% и время их работы t1 = 24 часа, количество воды подаваемое ими составит 3,7*24 = 88,8%.

Насосы второй ступени должны подать 100% - 88,8% = 11,2% воды.

Принимаем продолжительность их работы t2 = 12 часов, получим подачу Р2 = 11,2/12 = 0,93%. Насосы второй ступени работают с 5ч до 12ч и с

17ч до 22ч.

Рисунок 1. – Совмещенный график водопотребления и подачи воды насосами.

Определение регулирующей ёмкости водонапорной башни производится по совмещенному графику водопотребления и подачи воды насосами. Вычисления регулирующей ёмкости водонапорной башни рекомендуется проводить в табличной форме (табл. 3).

12

13

В графе 2 указываются величины часовых расходов в процентах от общего суточного расхода воды в населенном пункте (графа 13, табл. 2), а в графе 3,7 указываются величины часовых подач насосов, взятые из графика, показанного на рис. 1.

Разница между водопотреблением и подачей насосов заносится в графы 4, 5 (для варианта 1) и 8, 9 (для варианта 2). Для каждого режима работы насосной станции определяется наибольший остаток воды в баке водонапорной башни α% (см. табл. 3, графы 6 и 10).

Для этого назначается час, в который бак будет пуст и в графах 6 и 10 ставится «0» (обычно после продолжительного отбора воды из бака). Для варианта 1 принят час 11-12, а для варианта 2 принят час 16-17. Затем к величине этого часа прибавляются значения граф 4 или 8 и вычитаются значения граф 5 или 9.

Вариант режима работы насосов насосной станции, для которого значение α будет меньшим, принимается за расчетный. Если в графе 6 или 10 получаются значения α с разными знаками, то максимальное значение остатка воды в баке будет равно сумме наибольших значений α по модулю.

Требуемый регулирующий объём бака водонапорной башни, определяется по выражению

где Qсут.макс.общ – максимальный суточный расход воды в городе, м3/сут.

Кроме регулирующего объёма, бак водонапорной башни должен вмещать запас воды на тушение одного внутреннего и одного наружного (в течение 10 мин) пожара. Противопожарный запас рассчитывается по выражению:

Размеры бака башни принимают по действующим типовым проектам. Для определения размеров индивидуального бака водонапорной башни

принимаем соотношение высоты бака и его диаметра Н/D = 0,7. При цилиндрической форме бака его диаметр и высота находятся по выражениям:

Исходя из режима расходования воды по часам суток для всех категорий водопотребления (табл.2) и графика суточного водопотребления для всего объекта (рис.1) определяется час максимального и минимального водопотребления на объекте, соответственно с максимальным и минимальным часовым расходом. Максимально часовой расход является основой для дальнейшего расчета магистральной кольцевой водопроводной сети. В приведенном ранее примере максимальный час водопотребления является с 17 ч до 18 ч.

14

В час максимального водопотребления подача воды в сеть обеспечивается насосами насосной станции 2го подъема qн и водонапорной башней qб.

Согласно п.11.5 [1] магистральные водопроводные сети проектируют кольцевыми. При проектировании водопроводной сети одной из основных и сложных задач является трассировка.

Трассировка – это нанесение на плане объекта водоснабжения линий определяющих расположение оси трубопровода на местности.

Трассировка магистральной водопроводной сети выполняется на плане населенного пункта в такой последовательности:

∙устанавливается основное направление движения воды по территории населенного пункта от насосной станции второго подъёма к наиболее удаленным районам и промышленным предприятиям;

∙вдоль основного направления намечаются несколько магистральных линий, примерно параллельно друг другу на расстояниях 300...600 м;

∙магистральные линии соединяются перемычками через каждые 400...800 м, в результате чего образуются «кольца», вытянутые вдоль основного направления движения воды. Все кольца должны быть пронумерованы.

Магистральная сеть разбивается на участки узловыми точками, которые расставляются в местах:

∙пересечения магистралей с перемычками;

∙подключения водоводов к сети от насосной станции 2го подъема и от водонапорной башни;

∙подключения крупных потребителей воды (промышленных и коммунальных предприятий, общественных зданий).

Все узловые точки нумеруются в произвольном порядке. На плане населённого пункта кроме магистральной водопроводной сети необходимо нанести:

∙не менее двух водоводов от насосной станции 2го подъема до магистральной водопроводной сети по кратчайшему расстоянию и, подсоединить их к сети по возможности в повышенных точках рельефа местности;

∙водонапорную башню в наиболее высокой точке рельефа местности вне проездов, улиц и площадей. Она соединяется с магистральной сетью двумя водоводами;

15

∙водозаборные сооружения;

∙площадку блока очистных сооружений;

∙насосные станции 1го и 2го подъёмов;

∙водоводы, соединяющие отдельные элементы системы водоснабжения.

При использовании в качестве источника водоснабжения реки, водозаборные сооружения и площадка очистных сооружений располагаются на расстоянии 1,5...2,0 км вверх по течению реки, считая от границы населённого пункта, а подземного источника - таким образом, чтобы направление движения воды от подземного источника было в сторону населенного пункта. На площадке очистных сооружений размещается насосная станция 2го подъема.

8.ПОДГОТОВКА МАГИСТРАЛЬНОЙ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

КГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЁТУ

При проектировании магистральной водопроводной сети следует выполнить подготовку её к гидравлическому расчёту для каждого режима работы. При выполнении расчетно-графической и выпускной квалификационной работ количество режимов работы сети определяется в зависимости от места расположения водонапорной башни и согласовывается с руководителем проекта.

Расчетным режимом работы магистральной водопроводной сети в сутки максимального водопотребления является:

∙ подача воды в час максимального водопотребления.

Проверочными режимами работы водопроводной сети в сутки максимального водопотребления являются:

∙подача воды на тушение пожара в час максимального водопотребления;

∙подача максимального транзита воды в контррезервуар в час минимального водопотребления (только для СПРВ с башней, расположенной в конце сети).

8.1.ПОДГОТОВКА МАГИСТРАЛЬНОЙ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

КГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЁТУ В ЧАС МАКСИМАЛЬНОГО

ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

1.На основании трассировки магистральной сети вычерчивается её расчетная схема. На расчётной схеме конфигурация магистральной сети может быть упрощённой, но количество колец, участков и узлов на расчётной схеме должно быть одинаковым с планом. На расчетной схеме сети проставляется нумерация узлов, участков и колец в соответствии с планом.

2.Определяются секундные отборы воды из сети (qс) для каждого вида потребления по выражению:

где Qч - часовой расход воды по видам потребления (в час максимального водопотребления в соответствии с табл.2), м3/ч, приведенным ниже:

16

∙хозяйственно-питьевые нужды жителей qж;

∙полив территории qпол;

∙местная промышленность и неучтенные расходы qм;

∙на всех промышленных предприятиях ∑qсп.

Общий отбор воды из сети всеми потребителями находится по выражению:

В час максимального водопотребления общий отбор воды обеспечивается насосами насосной станции 2го подъема qн и башней qб (см. формулы 23). Проверка правильности подсчетов состоит в выполнении условия:

где ∑qсп - суммарный отбор воды из сети промышленными предприятиями, л/с. 4. Подсчитывается удельный отбор qуд, т.е. величина отдачи воды сетью в

л/с на 1 м её длины по формуле:

где ∑Lik - суммарная длина участков магистральной сети, м.

В суммарную длину ∑Lik не включают участки, из которых нет отбора воды, а участки с односторонним отбором воды принимают в половину действительной длины.

5. Определяются путевые отборы qп ik - величины отдачи воды расчётными

благоустройства зданий удельные и путевые отборы определяют отдельно

для каждого района.

Расчёты путевых отборов с участков сети сводятся в табл. 4.

17

6. Определяются фиктивные узловые отборы qi - условные величины

Проверка правильности подсчётов состоит в выполнении условия:

∑qi + ∑qсп = ∑qс (32)

Сосредоточенные и фиктивные узловые отборы показывают в соответствующих узлах магистральной сети на расчетной схеме в л/с. На рис. 2 показана расчетная схема отбора воды из магистральной водопроводной сети с нумерацией узлов. Водонапорная башня расположена в начале сети.

Рисунок 2. – Расчетная схема отбора воды из магистральной водопроводной сети в час максимального водопотребления.

18

7. На расчетной схеме стрелками показывают вероятное направление движения воды по каждому участку от начального узла к конечному узлу. После этого определяют первоначальные расчётные расходы воды qik (л/с) на участках, с соблюдением следующих условий:

∙ баланса расходов воды в узлах

где qik - отбор воды из узла с учетом сосредоточенного расхода в л/с;

∙на параллельных участках магистральной сети выполняющих одинаковую роль в транспортировании воды, назначаются примерно равные расходы;

∙по перемычкам расчётный расход воды должен быть меньше или равным расходам, проходящим по магистралям, расположенным за перемычками по ходу движения воды;

∙на замыкающих участках водопроводной сети расходы воды принимают примерно одинаковыми, но меньшими, чем в подводящих магистралях.

Вводопроводных сетях с контррезервуаром (водонапорной башней в конце сети) направление движения потоков воды в час максимального водопотребления намечают навстречу друг другу с противоположных концов сети. На стадии проектирования потоки воды должны встречаться в узловых точках. В реальных водопроводных сетях потоки воды могут не встречаться в узловых точках.

Первоначальное распределение расходов воды qik (л/с) по участкам проектируемой магистральной водопроводной сети для расчетного режима наносится на расчётную схему, показанную на рис. 3.

Рисунок 3. – Расчетная схема магистральной водопроводной сети с первоначальными расходами в час максимального водопотребления.

19

8.Принимают материал труб участков магистральной сети. В соответствии с требованиями п. 11.20 [1] для водопроводных сетей и водоводов следует применять неметаллические трубы (железобетонные, пластмассовые). Отказ от применения неметаллических труб должен быть обоснован. Чугунные трубы (в том числе ВЧШГ) допускается применять в пределах населенных пунктов и территории промышленных предприятий. Стальные трубы применяют в особо ответственных случаях в соответствии с п. 11.20 [1].

9.Определяют диаметры труб dik участков сети по первоначальным расчётным расходам воды на участках qik и экономичным скоростям по [6] с учётом экономического фактора Э, который можно ориентировочно принимать:

∙для районов Сибири и Урала - 0,5;

∙для центральных и западных районов европейской части РФ - 0,75;

∙для южных районов РФ - 1,0.

Назначать диаметры труб необходимо с учётом изменения расходов воды

на участках во время пожаротушения и максимального транзита воды в контррезервуар. Поэтому их увеличивают на сортамент (по отношению к экономичным диаметрам) на участках примыкающих:

∙к границе зон питания от насосов и контррезервуара;

∙к узлам предполагаемых отборов воды на тушение пожара.

Диаметры перемычек принимают равными диаметрам магистральных

участков, расположенных за данными перемычками. Диаметры замыкающих (концевых) участков назначают на один сортамент меньше диметров предыдущих магистральных участков, но не менее 150 мм.

8.2.ПОДГОТОВКА МАГИСТРАЛЬНОЙ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

КГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЁТУ ПРИ ТУШЕНИИ НАРУЖНЫХ

ПОЖАРОВ

1. При работе сети в режиме тушения пожаров, водонапорная башня отключается. Отбор воды из сети увеличится по сравнению с часом максимального водопотребления на величину, необходимую для тушения всех m пожаров с расходами qп. Весь отбор воды из магистральной водопроводной сети должен быть обеспечен только насосами насосной станции 2го подъема. Подача воды насосами при работе сети в режиме тушения пожаров определяется по выражению:

2. Вычерчивается новая расчетная схема магистральной водопроводной сети. На схему наносятся узловые отборы для часа максимального водопотребления и отборы воды на тушение пожаров. Узлы, в которых предполагается отбор воды на тушение пожаров, намечаются по следующим соображениям:

∙ при одном расчётном пожаре - в самой высокой и удалённой точке сети;