Vodoprovodnye_seti_Rybachuk

Расчёт производим с учётом табл. 5.

P 5,29 1,3 1 2,29 %;

1

3

P 5,29 1,15 2 4,06 %.

1 2

3

Время работы одного насоса t1 принимаем по конфигурации графика (рис. 1) равным 7 ч.

Определяем время одновременной работы трех рабочих насосов:

t1 2 3 100 2,29 7 4,06 (24 7) 12,15 ч. 5,59 4,06

Таким образом, время одиночной работы одного насоса t1 составляет 7 ч, время одновременной работы двух насосов t1 2 24 7 12,15 4,85 ч, время одновременной работы трех насосов t1 2 3 12,15 ч.

Всвязи с тем, что отключение третьего насоса производится

втечение периода с 19 до 20 часов, необходимо определить среднечасовую подачу насосов в указанный промежуток времени:

PНСср II 5,29 0,15 4,06 0,85 4,25 %.

На ступенчатый график водопотребления наносим график работы насосов (подачу, время включения и отключения).

Подача одного насоса Q1, м3/ч, определяется как процентная доля от суточного расхода воды (Qсут 11318,7 м3/сут) по фор-

муле (3.6):

Q1 2,29 11318,7 259,2 м3/сут. 100

Приняв диктующей точкой точку 5 (в соответствии с рис. 2), свободный напор в диктующей точке HСВ 26 м (при пятиэтажной застройке) [1, п. 2.26], длину водоводов от башни до сети равными 100 м и гидравлический уклон i 0,004 (4 м на 1 км), вычисляем высоту ствола водонапорной башни (до низа бака):

Нб 83,2 26 0,004 100 85,2 24,4 м, где 83,2 и 85,2 – соответственно отметки земли в диктующей точке и у водонапорной башни, м.

40

При длине наружных коммуникаций 2000 м, принятом гидравлическом уклоне i 0,004 (4 м на 1 км), слое воды в баке, равном 6 м, определяем требуемый напор насоса:

Н Н 85,2 70 2,5 24,4 6 2,5 0,004 2000 58,6 м, где 70 2,5 – отметка расчётного уровня в резервуарах чистой воды, м.

Рис. 2. Генплан населённого пункта

По подаче одного насоса 259,2 м3/ч и требуемому напору НН 58,6 м принимаем по ГОСТ 10272-87 šНасосы центробежные двухстороннего входаŸ насосы марки 1Д315-50 с числом оборотов n 2900.

4. РЕЖИМ РАБОТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ II ПОДЪЕМА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЁМКОСТЕЙ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ И РЕЗЕРВУАРА ЧИСТОЙ ВОДЫ

Режим работы водонапорной башни тесно связан с режимом работы НС-II и режимом водопотребления НП. Построение гра-

41

фиков режимов работы НС-II и НП осуществляется с определением регулирующей ёмкости водонапорной башни.

4.1. Определение объема бака водонапорной башни

Ёмкость водонапорной башни PВБрег , %, определяется с со-

ставлением ступенчатого графика поступления и забора воды из её бака (рис. 3). Таблицу следует располагать непосредственно под ступенчатым графиком таким образом, чтобы час 0-1 совпадал с аналогичным часом графика.

Т

Рис. 3. График поступления и забора воды из бака водонапорной башни

В таблицу рис. 3 переносятся данные граф 32 и 33 табл. 4. По результатам разности величин водопотребления города и подачи НС-II за каждый час заполняются строки притока и расхода воды из башни (если подача НС-II больше водопотребления, разница заносится в строку притока воды в башню, если меньше – в строку расхода воды из башни). Суммарные значения полученных

42

притоков и расходов воды из башни должны быть равны между собой.

Определение наличия воды в ВБ удобнее начинать с часа, конец которого соответствует моменту Т2 . Подача насосов в этот период соответствует РНС II , бак башни к концу этого часа должен быть пустым, т.е. наличие воды в баке равно нулю. К моменту времени Т3 бак полностью заполняется, и цифра, определяющая наличие воды в баке к этому часу, будет соответствовать

WВБрег . После этого начинается опорожнение бака башни и, если П2 3 П3 4 , к моменту Т4 башня полностью опорожняется; в дальнейшем башня снова начинает наполняться, и к моменту времени Т5 , когда она вновь наполнится, необходимо отключить один из насосов. В дальнейшем включение отдельных насосов следует производить тогда, когда наличие воды в баке приближается к максимальному, т.е. к WВБрег .

Наличие воды в башне во все остальные часы суток не должно превышать значения WВБрег к концу периода Т3.

Таким образом, регулирующий объем бака водонапорной башни WВБрег , м3, можно определить по формуле

рег РВБрегQсут.max

WВБ 100 ,

где PВБрег – максимальный остаток воды в баке, % (принимается

наибольшее значение графы наличия воды в ВБ, при наличии отрицательных значений максимальный остаток будет равен сумме наибольших значений положительной и абсолютной отрицательной величин).

Получив регулирующую ёмкость водонапорной башни, определяем её полный объём:

WВБ WВБрег WВБПО ,

где WВБПО – пожарный объем в ВБ, принимаемый по [1, п. 9.5] из условия тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров в течение 10 минут и подачи воды на хозяйственно-питьевые

43

нужды, м3, определяемый по формуле

где qнп , qвн – расходы воды на тушение одного наружного и одного внутреннего пожара, л/с.

По полному объёму ВБ производится подбор типовой водонапорной башни.

Суммарная ёмкость бака водонапорной башни не должна превышать 6 % от расчётного суточного расхода. Выбор типа башни, ёмкости её бака, высоты ствола башни следует производить по [9] или другой литературе. Окончательные размеры бака водонапорной башни определяют по типовым проектам. При отсутствии типовых проектов можно исходить из соотношения вы-

соты H , м, и диаметра бака D , м, H 0,7 ; тогда: D 1,223 WВБ ,

D

H 0,7D .

Если требуемый объем бака водонапорной башни получается очень большим, то можно устроить подземный резервуар (если отметка уровня земли в месте его расположения позволяет обеспечить требуемые свободные напоры в водопроводной сети) или принять башню с объемом бака 600-800 м3 (стандартных размеров) с размещением остального объема воды в стволе башни или подземном резервуаре, расположенном возле башни, с устройством подкачивающей насосной станции соответствующей подачи и напора.

Если расчётный объем башни превышает 800 м (наибольшая ёмкость баков типовых башен), то к проектированию принимают безбашенную систему водоснабжения. В этом случае режим подачи воды НС-II осуществляется по графику водопотребления,

что следует учитывать при определении WВБрег .

4.2. Определение объема резервуара чистой воды

Объём резервуара чистой воды складывается из регулирующего объёма WРЧВрег , объёма неприкосновенного пожарного запаса

WНПЗ и запаса воды на собственные нужды WсобствНП П , м3:

44

WРЧВ WРЧВрег WНПЗ WсобствНП П .

Для определения регулирующей ёмкости резервуаров чистой воды (WРЧВрег ) необходимо построить совмещенный график посту-

пления воды в резервуары, которое принимается равномерным, и принятый график отбора её насосами II подъема с составлением табл. 6. Подсчет наличия воды в РЧВ производится аналогично расчёту поступления воды в водонапорную башню (см. п. 4.1).

Подсчет удобнее начинать с момента последнего отключения одного из насосов (Т4 ). К этому моменту наличие воды в РЧВ принимается равным нулю.

Регулирующий объем резервуаров чистой воды WРЧВрег , м3, можно определить по формуле

где РВБрег – максимальный остаток воды в баке, % (определяется

аналогично ВБ), или по совмещённому ступенчатому графику водопотребления и

режима работы насосов.

где tп – продолжительность тушения пожаров, 3 ч; Qп – расход воды на тушение пожаров, л/с; Qп nнпqнп qвн учитывает количество наружных и внутренних пожаров в НП и ПП;Рч.см – водопотребление в три часа смежных с часом тушения

пожара, %; WдушПП – объём воды, расходуемый на предприятии на

45

приём душа и поливку территории в расчётные три часа тушения

борных сооружений на пополнение объёма воды в РЧВ во время

тушения пожара; W НП П – объём воды на собственные нужды

собств

водоподготовительной станции, м3, определяемый по формуле

При наличии данных об особых условиях работы водоподготовительной станции расход воды на собственные нужды очистной станции следует принимать с учетом [1, п. 6.6]: при повторном использовании промывной воды в размере 3–4 % количества воды, подаваемой потребителям, без повторного использования – 10–14 %, для станции умягчения – 20–30 %.

Вблизи насосной станции II подъема располагаются не менее двух РЧВ. Они принимаются по [5 или 10, табл. 7] с высотой слоя воды 3,6 или 4,8 м.

Отметку дна РЧВ Zд , м, определяем с учетом превышения полного уровня воды в РЧВ над поверхностью земли на 0,5 м:

Zд Zзем hРЧВ 0,5 ,

где Zзем – отметка земли около РЧВ, м, hРЧВ – высота слоя воды в РЧВ, м.

Отметка уровня воды неприкосновенного пожарного запаса (НПЗ) в РЧВ ZНПЗ , м, рассчитывается

Zд WНПЗ ,

n F

где n – число РЧВ; F – площадь одного РЧВ в плане, м2.

ПРИМЕР 7

Определение объема бака водонапорной башни (ВБ)

Полный объем бака водонапорной башни складывается из регулирующего и противопожарного объемов воды.

Регулирующий объем бака определяем по ступенчатому графику потребления и подачи воды табличным способом (рис. 3).

Назначив режим работы насосов, заполняем столбец 33

46

табл. 4. Если подача насосов больше потребления, то вода поступает в бак (заполняем столбец 35), если меньше, то вода поступает в сеть из бака (заполняем столбец 34). Суммарные значения столбцов 34 и 35 должны быть равны между собой. Принимаем условно, что в конце часа 11-12 (этот час обычно принимается перед значительным поступлением воды в бак) в баке нет воды. Прибавляя или отнимая поступление воды за каждый час, определяем объем воды в баке на конец каждого часа (заполняем столбец 36). Наибольшее значение в столбце 36 соответствует регулирующему объему бака. При получении отрицательного значения в столбце 36 объем бака будет равен сумме наибольшей положительной и абсолютного значения наименьшей отрицательной величин.

Определяем регулирующий объем бака:

где 2,64 – максимальный остаток воды в баке (табл. 4, столбец 36), %.

РВБрег 1,56 1,08 2,64 %.

Вычисляем объем противопожарного запаса воды WВБПО , м3, хранящегося в баке водонапорной башни, приняв расход воды на наружный пожар 20 л/с (1, п. 2.1.3) и на внутренний пожар 5 л/с (принимаем в расчётах тушение одного внутреннего пожара двумя струями по 2,5 л/с):

WВБПО (20 5) 0,6 (5,72 5,29) 11318,7 23,3 м3. 100 6

Определяем объем бака водонапорной башни: WВБ 298,81 23,3 322,11 м3.

Принимаем железобетонную башню с круглым в плане баком объемом 350 м3. Диаметр бака D определяем, исходя из приня-

того объёма бака: D 1,223350 8,6 м. Тогда максимальный слой воды в баке определяем по расчётному объему:

hб 4 322,11 5,87 м. 3,14 8,62

47

Определение объема резервуара чистой воды (РЧВ)

В РЧВ хранятся регулирующий объем, неприкосновенный пожарный запас и запас воды на собственные нужды водоподготовительной станции.

К расчёту регулирующего объема РЧВ приступают после заполнения табл. 6.

где 15,55 – максимальный остаток воды в РЧВ (в данном примере данные взяты из табл. 4, столбец 40), %.

РВБрег 2,02 13,53 15,55 %.

Неприкосновенный пожарный запас воды, хранящийся в РЧВ, составит

WНПЗ 3,6 3 35 (5,52 5,72 5,63) 11318,7 (0 20,9) 100

3 11318,7 851,72 м3, 24

где (5,52 5,72 5,63) – водопотребление в три (с 16 до 19 ч) часа смежных с часом тушения пожаров при максимальном водопотреблении, %.

Приняв очистную станцию с повторным использованием воды и расход воды на собственные нужды очистной станции в размере 4 % [1, п. 6.6] от полного суточного расхода, запас воды на собственные нужды очистной станции составит

W НП П 4 11318,7 452,7 м3.

собств

100 Полный объем резервуаров чистой воды при этом будет

WРЧВ 1760,06 851,72 452,7 3064,48 м3.

С учетом [10, табл. 7.7] принимаем два типовых РЧВ ёмкостью по 1600 м3. Размер РЧВ в плане 18È20 м, высота слоя воды 4,8 м. РЧВ расположены в районе насосной станции II подъема.

Отметку дна РЧВ Zд , м, определяем с учетом превышения уровня воды в РЧВ над поверхностью земли на 0,5 м по формуле

Zд 70 4,8 0,5 65,7 м,

где 70 – отметка земли около РЧВ, м.

48

Определяем отметку уровня НПЗ в РЧВ:

ZНПЗ 65,7 851,72 66,88 м. 2 18 20

5. РАСЧЁТНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ СЕТЕЙ И ПОДГОТОВКА ЕЁ К ГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЁТУ

Для того чтобы проектируемая сеть обеспечила пропуск необходимого количества воды при различных режимах, она рассчитывается из условия наиболее напряженных режимов её работы.

Первым таким режимом является работа сети в час наибольшего расхода воды в целом по городу, который выявляется при составлении табл. 4 (графы 31 и 32).

Расходы воды каждого из районов, предприятий города, а также подача воды насосами и поступление её из башни в этот час являются исходными данными для этого расчётного случая.

Для сетей с контррезервуаром наиболее напряженным режимом может оказаться их работа в час наибольшего транзита воды в башню (в промежутке от Т2 до Т3). Этот час определяется при составлении таблицы рис. 3 (в данном случае графы 33-36, табл. 4), а соответствующие этому часу расходы районов и предприятий принимаются по табл. 4.

Это второй расчётный случай. Час максимального транзита в башню назначается по наибольшей подаче воды в бак в период между двумя пиками потребления, так как в любой другой период можно изменить график работы НС-II.

Эти расчётные случаи являются основными. Кроме них сети подвергаются еще ряду проверочных расчётов [1, п. 4.11]. Первым проверочным расчётом является способность сети пропустить в час максимального водопотребления дополнительный противопожарный расход.

Если в час максимального расхода на предприятиях во время тушения пожара имеют место душевые расходы, то согласно [1, п. 2.21] допускается сокращение подачи воды предприятиям на величину этих расходов.

Целью второго проверочного расчёта является проверка пропускной способности сети при аварии на одном из её магистраль-

49