Проектирование систем и производственных мощностей станции водоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru

73

Размещено на http://www.allbest.ru

Проектирование систем и производственных мощностей станции водоснабжения

1. Введение

водоснабжение строительство водопроводная сеть

1.1 Исходные данные для проектирования

Основным исходным материалом является план населённого пункта, в масштабе 1:5000, с нанесённым на нём сосредоточенными водопотребителям, таких, как: Льнозавод, Пивозавод, Фабрика, ПП1, ПП2, две бани, прачечная. Город состоит из двух типов застроек:

> старой части - с 3-х этажной застройкой и плотностью населения 80 чел/га, площадь жилой застройки составляет 175Га. Таким образом число людей проживающих в старой части города составит - 14'000чел.;

> новой части - с 7-и этажной застройкой и плотностью населения 150 чел/га, площадь жилой застройки составляет 240Га. Таким образом число людей проживающих в новой части города составит - 36'000чел.

> общее число людей составит - 50'000чел.

Населённый пункт имеет застройку зданиями оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с централизованным горячим водоснабжением, таким образом, удельное водопотребление на одного человека в сутки составит 300л из которых 40% подается сетями горячего водоснабжения, которые учитываются как сосредоточенный расход подаваемый на ТЭС.

В качестве источника водоснабжения используется река, вода в которой имеет следующие характеристики:

> взвешенные вещества -- 0.54ч2.64мг/л;

> цветность -- 30ч35°;

> водородный показатель - 6ч8;

> жёсткость карбонатная - 1ч2мг-экв/л;

> окисляемость --12-15мг/л;

> щёлочность - 2.5мг-экв/л.

Населённый пункт расположен в северо-восточной части КНР. Грунтовые воды не агрессивны к бетону, находятся на глубине 2-х метров.

1.2 Природно-климатические условия

> Климат: умеренный муссонный.

> Среднегодовая температура: 5.1°С;

> Абсолютная минимальная температура: -32°С;

> Абсолютная максимальная температура: 37°С;

> Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца 33°С;

> Температура наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98: -32°С;

> Температура наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92: -29°С;

> Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,98: -29°С;

> Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92: -26°С;

> Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха не более 8°С составляет 221 суток, при этом средняя температура за этот период составляет -2,2°С; Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха не более 10°С составляет 242 суток, при этом средняя температура за этот период составляет -1.1°С;

> Средняя температура наиболее холодного периода составляет -11 °С; Продолжительность периода со среднесуточной температурой ниже 0°С: 143 суток.

> Среднемесячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца: 85%;

> Среднемесячная относительная влажность воздуха наиболее жаркого месяца: 59%;

> Средняя температура января: от -7 до -11 °С;

> Средняя температура июля: от 15 до 17.5 °С;

> Количество осадков: 673 мм в год, из которых 498 мм жидких и смешанных.

> Максимальное суточной количество осадков: 76 мм;

> Глубина промерзания: 1.2 м.

1.3 Описание принятых решений

При расчете водозаборных сооружений максимальный суточный расход был увеличен в 1.05 раза для компенсации затрат на собственные нужды очистных сооружений и исходя из возможного роста водопотребления вследствие роста промышленности. Водозабор выбран руслового типа, совмещенный с насосной станцией первого подъема. Для задерживания крупных плавающих загрязнений предусмотрены решетки, а для задержания более мелких механизированные вращающиеся сетки. В качестве водоподъемного оборудования приняты 3 насоса 16Sh-9B(1 рабочий+2 резервных), которые по напорному трубопроводу диаметром 450 мм, уложенному в две нитки, подают воду к очистным сооружениям.

Очистные сооружения работают по одноступенчатой схеме с контактными осветлителями. Вода от насосной станции первого подъема поступает на барабанные сетки для грубого процеживания, после чего попадает в вертикальный смеситель. Перед смесителем в воду добавляется аммиак, коагулянт, в настоящем проекте в качестве коагулянта используется сернокислый алюминий. После смесителя в воду доставляется флокулянт - полиакриламид для интенсификации процесса хлопьеобразования. После смешения воды с реагентами вода поступает в контактный осветлитель, где происходит контактная коагуляция взвеси и освобождение воды от взвеси. Далее воды по сборному трубопроводу направляется в резервуары чистой воды. В резервуарах чистой воды обеспечивается регулирование неравномерности водопотребления. Из резервуаров вода по всасывающим трубопроводам поступает в насосную станцию второго подъема и далее к потребителям.

Насосная станция второго подъема служит для подачи воды от очистных сооружений по напорному водоводу диаметром 600 мм (две нитки) к Водонапорной башне объемом 500 м3. При этом НС ІІ должна обеспечивать напор около 52-55 м. В качестве водоподъемного оборудования на НС ІІ приняты 3 насоса 16Sh-9B с диаметром рабочего колеса 400 мм из них 1 рабочих и 2 резервных, а также 2 насоса типа BIBO с рабочим колесом диаметром 432 мм из которых оба рабочих. Конструктивно станция представляет прямоугольное здание 12 Ч 42 м, с заглубленным машинным залом для обеспечения работы насосов под "заливом".

В ходе работы над проектом было произведен анализ работы ВНС и вынесены предложения по ее модернизации, связанных с тем, что насосы на ВНС работают на прикрытую задвижку, то есть происходит гашение напора, которое приводит к потерям энергии. Для решения этой проблемы были рассмотрены варианты замены насосных агрегатов и обточки рабочих колес существующих насосов. Наиболее рациональным решением является обточка колес у двух существующих насосов BIBO с 740 до 400 мм.

В рамках проекта определения утечек, производимом датской фирмой Крюгер Интернэшнл Консалт совместно с ГУП "Водоканал Северо-западный" было принято участие в разработке более точной модели нескольких участков зональных измерений. Далее было произведено компьютерное моделирование участков зональных измерений с целью теоретически оценить последствия образования участков зональных измерений как в пределах так и за пределами зон.

В главе "Автоматика" приведено описание системы монометрии водопроводных сетей. Эта система позволяет решить следующие задачи:

одновременный сбор измерительной информации о значениях давления воды в различных диктующих точках в течении 7-10 суток в едином масштабе времени;

составление манометрических карт водопроводных сетей;

создание баз данных манометрических сьемок;

формирование данных для ввода в программные модели гидравлического состояния водопроводных сетей.

В главе "Проект организации строительства" разработан проект организации строительства системы водоснабжения. При этом диктующим сроком является срок строительства очистных сооружений, который составляет 19 месяцев.

В главе "Проект производства работ" разработана технология строительства двух резервуаров чистой воды по 5000 м3 каждый. В том числе разработана технология отрывки котлована под резервуары и технология монтажа двух резервуаров.

В главе "Технико-экономические расчеты" произведен расчет сметной стоимости строительства системы водоснабжения. Также определена себестоимость 1- го м3 чистой воды, она составила 1.26 руб/м3 и технико- экономические показатели проекта.

В главе "Охрана труда" произведен анализ возможных опасных и вредных производственных фактов при эксплуатации системы водоснабжения, описаны мероприятия по охране труда на различных объектах, организации обучения персонала и проверке знаний персонала. Также обращено внимание на обеспечение пожарной безопасности и произведен расчет необходимого количества средств первичного пожаротушения на насосных станциях.

2. Расчет и проектирование водопроводной сети населённого пункта.

2.1 Определение суточных расходов воды.

Водопроводная сеть рассчитана на подачу требуемого количества воды в сутки наибольшего водопотребления. Для населённого пункта этот расход включает:

> суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды населения;

> наибольший расчётный расход воды на производственные нужды;

> расход на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве;

> расход воды на поливку улиц и зелёных насаждений.

Все вычисления по определению расчётного суточного расхода сведены в таблицу 2.1. При заполнении таблицы 2.1 используются следующие расчетные формулы и нормативные данные:

> Средней суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения определяются по формуле:

где - удельное водопотребления, принимаемое по [1] табл.1.

- расчётное число жителей в районах жилой застройки 50000 чел.

> Максимальный суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды населения определяется с учётом коэффициента суточной неравномерности водопотребления по формуле:

где Коэффициент Ксут мах, учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятия и принимается в пределах 1.1 - 1.3 . К разработке принимаю Ксут мах=1.2 .

> Количество воды на нужды местной промышленности, обеспечивающий население продуктами, и неучтённые расходы принимаю дополнительно в размере 10% расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения.

> Расход воды банями и прачечными являются сосредоточенными и характеризуются значительными величинами. Суточные расходы этими водопотребителям определяются по формулам:

? для бани:

? для прачечной:

где 5 - число мест в бане на 1000 жителей в час;

100 - количество белья, подлежащего стирке в смену на 1000 жителей;

-продолжительность работы бани в сутки = 16 часов;

- число смен работы прачечной в сутки = 2 смены;

- норма расхода воды на 1 посетителя; для мытья в душевых кабинах = 0.36;

- норма расхода воды на 1 кг белья; для механизированных прачечных принимается = 0.075

> Суточный расход воды промышленным предприятием определяется отдельно по всем водопотребителям. В таблице 1.1 приведены основные потребители воды на промышленном предприятием и указаны нормы водопотребления для них по сменам. Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих депо и на приём душей во время пребывания их на производстве учитывается дополнительно к х/п нужды населённого пункта. Эти дополнительные расходы составляют 0.045 и 0.025 м3 на 1 человека в смену в горячих и холодных цехах соответственно. Количество душевых сеток определяется по расчётному количеству человек на одну душевую сетку, работающих в смене.

> Средний объём воды на поливку вычисляется приближённо по формуле, максимальный принимается в два раза больше

таблица 2.1

Потребитель воды	Единицы измерения	Количество единиц измерения	Средняя норма расхода воды,м3	Ксут.мах	Суточный расход,м3
					Средний	Максимальный
1. Население	Человек	50000	0.18	1.2	9000	10800
Нужны местной промышленности и неучтённые расходы		900	1080
Итого:		9900	11880
2. ТЭЦ	Человек	50000	0.12	1.2	6000	7200
Неучтённые расходы.					600	720
Итого:		6600	7920
В том числе сосредоточенные потребители воды:
баня № 1	1 чел/час	46	0.36		404	404
баня № 1	1 чел/час	105	0.36		1037	1037
Прачечная	1 кг./см	5000	0.075		750	750
3. Льнозавод
технологические нужды
‡T- смена	М3	1000			1000	1000
‡U- смена	М3	3500			3500	3500
‡V- смена	М3	3500			3500	3500
х/п нужды в холодных цехах
‡U- смена	человек	100	0.025		3	3
‡V- смена	человек	100	0.025		3	3
х/п нужды в горячих цехах
‡T- смена	человек	100	0.045		5	5
‡U- смена	человек	250	0.045		11	11
‡V- смена	человек	250	0.045		11	11
душевые нужды в холодных цехах
‡U- смена	Сетка	2	0.375		1	1
‡V- смена	Сетка	2	0.375		1	1
душевые нужды в горячих цехах
‡T- смена	Сетка	20	0.375		8	8
‡U- смена	Сетка	50	0.375		19	19
‡V- смена	Сетка	50	0.375		19	19
Итого:		8081	8081
4. Пивозавод
технологические нужды
‡T- смена	М3	700			700	700
‡U- смена	М3	600			600	600
‡V- смена	М3	700			700	700
х/п нужды в холодных цехах
‡T- смена	человек	20	0.025		1	1
‡U- смена	человек	20	0.025		1	1
‡V- смена	человек	20	0.025		1	1
душевые нужды в холодных цехах
‡T- смена	Сетка	1	0.375		1	1
‡U- смена	Сетка	1	0.375		1	1
‡V- смена	Сетка	1	0.375		1	1
Итого:		2006	2006
5. Фабрика
технологические нужды
‡T- смена	М3	2000			2000	2000
‡U- смена	М3	2000			2000	2000
х/п нужды в холодных цехах
‡T- смена	человек	300	0.025		8	8
‡U- смена	человек	300	0.025		8	8
х/п нужды в горячих цехах
‡T- смена	человек	100	0.045		5	5
‡U- смена	человек	100	0.045		5	5
душевые нужды в холодных цехах
‡T- смена	Сетка	6	0.375		2	2
‡U- смена	Сетка	6	0.375		2	2
душевые нужды в горячих цехах
‡T- смена	Сетка	20	0.375		8	8
‡U- смена	Сетка	20	0.375		8	8
Итого:		4046	4046
6. Пром. Предприятие №1
технологические нужды
‡T- смена	М3	1000			1000	1000
‡U- смена	М3	1000			1000	1000
‡V- смена	М3	1000			1000	1000
х/п нужды в холодных цехах
‡T- смена	человек	100	0.025		3	3
‡U- смена	человек	100	0.025		3	3
‡V- смена	человек	100	0.025		3	3
х/п нужды в горячих цехах
‡T- смена	человек	20	0.045		1	1
‡U- смена	человек	20	0.045		1	1
‡V- смена	человек	20	0.045		1	1
душевые нужды в холодных цехах
‡T- смена	Сетка	2	0.375		1	1
‡U- смена	Сетка	2	0.375		1	1
‡V- смена	Сетка	2	0.375		1	1
душевые нужды в горячих цехах
‡T- смена	Сетка	4	0.375		2	2
‡U- смена	Сетка	4	0.375		2	2
‡V- смена	Сетка	4	0.375		2	2
Итого:		3021	3021
7. Пром. Предприятие №2
технологические нужды
‡T- смена	М3	700			700	700
‡U- смена	М3	600			600	600
‡V- смена	М3	700			700	700
х/п нужды в горячих цехах
‡T- смена	человек	20	0.045		1	1
‡U- смена	человек	20	0.045		1	1
‡V- смена	человек	20	0.045		1	1
душевые нужды в горячих цехах
‡T- смена	Сетка	4	0.375		2	2
‡U- смена	Сетка	4	0.375		2	2
‡V- смена	Сетка	4	0.375		2	2
Итого:		2009	2009
5. Поливка территории	человек	50000	0.03		1500	3000

2.2 Определение расчетных расходов воды на пожаротушение

Расход воды на пожаротушение не входит в расчётное суточное водопотребление. Это расход обеспечивается в виде запаса в баке водонапорной башни на 10-минутную продолжительности тушения расчётного количества наружного и внутреннего пожаров и в резервуаре чистой воды на общую 3-х часовую продолжительность пожаротушения.

Вместе с тем водопроводная сеть должна быть проверена расчётом на подачу расходов для тушения пожаров, совпадающих с часом максимального водопотребления на хозяйственно-питьевые и технические нужды. Для объединенного водопровода, обслуживающий посёлок и железнодорожную станцию, расчётное число пожаров принимаем в зависимости от площади предприятия F и численность населения Nж .

Так как F>150га и число жителей Nж=50000 человек, а также максимальный объём производственного здания не превышает 20 тыс.м3, то принимаю два пожара в населенном пункте и один на промпредприятие. Нормы расхода воды на пожаротушение в населённом пункте принимаю: qп нас пункта=25л/с*2=50л/с. В соответствии с заданием принимаем ‡V степень огнестойкости зданий и категорию производства В по пожарной опасности. Расход воды на промпредприятие при V<20 тыс.м3 составляет q=20л/с. Таким образом принимаю суммарный расход на пожаротушение как максимальное плюс половина меньшего. Дополнительно к расходу воды на наружное пожаротушение следует учитывать расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных и общественных зданиях, требующих наибольшего расхода воды в соответствие со СНиП-GBJ15-88 из расчёта 2 струи по 2.5л/с. Итого общий расход воды на пожаротушение составляет:

qп=qп нас пункта+qп.пп/2+qп внут=2*25+20/2+2*2.5=65л/с

2.3 Выбор системы водоснабжения. Выбор места расположения водонапорной башни и трассировка водопроводной сети

Выбор системы водоснабжения зависит от наличия источников водоснабжения, количества воды в них и суточных расходов воды заданных потребителей. При имеющемся соотношении суточных расходов на хозяйственно питьевые нужды и производственные наиболее целесообразно будет применение объединенной системы водоснабжения. В качестве источника водоснабжения используются речные воды.

По расположению источника водоснабжения и рельефу местности застройки применяем систему водоснабжения с водонапорной башней, расположенной в начале сети. На чертеже показан план населённого пункта с нанесёнными на него магистральными водопроводными линиями и водонапорной башней. Водонапорную башню размещаем на наиболее высокой отметке местности и по возможности ближе к главным водопотребителям. Водопроводную сеть населённого пункта и станции проектируем по кольцевой системе, состоящей из магистральных и распределительных линий. Магистральные линии показаны сплошным чёрным цветом, а распределительные пунктиром. Распределительные линии расположены по всем улицам, а также по периферии квадратов, за исключением тех улиц, на которых проложены магистральные линии. При трассировании магистральных линий руководствуемся следующими правилами:

? направление магистральных линий должно соответствовать направлению движения основных масс воды, их следует прокладывать по наиболее возвышенным улицам;

? по основному направлению трассируются несколько магистральных линий, расстояние между которыми по технико-экономическим соображениям рекомендуются принимать в пределах 300-600м;

? основные магистрали должны быть соединены между собой перемычками, для возможности перераспределения расходов воды при изменении режимов работы сети. Расстояние между перемычками рекомендуется принимать в пределах 400-800м;

? магистральная сеть должна охватывать наиболее крупных водопотребителей и представлять собой очертание в виде ряда смежных колец, проходящих более или менее равномерно через всю территорию населённого пункта и железнодорожной станции.

На разводящей водопроводной сети населённого пункта необходимо предусматривать установку пожарных гидрантов вдоль проездов на расстояние 100-150м друг от друга. На разводящей сети станции пожарные гидранты размещаются в местах расположения зданий, складов и других сооружениях. Водопроводную сеть разделяем на отдельные ремонтные участки задвижками, расстановку которых выполняем по следующим правилам:

? распределительные и второстепенные линии должны допускать возможность отключению их от главных магистралей;

? основные магистрали и распределительные линии должны разделяться задвижками на ремонтные участки длинной 0.5-1 км, при этом каждый участок должен выключатся не более чем четырьмя-пятью задвижками, а число одновременно отключаемых пожарных гидрантов не должно превышать пяти.

2.4 Определение расчётных часовых расходов воды, построение суточного графика водопотребления

Суточные расходы воды принимаем в основу расчёта всей системы водоснабжения. Для расчёта водопроводной сети необходимо знать максимальный часовой и соответствующий ему секундный расходы воды в сутки максимального водопотребления. С этой целью составляем сводную таблицу часовых расходов воды всех водопотребителей таблица 2.2, графы этой таблицы заполняются следующим образом:

? Распределение общего расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды и неучтённых расходов по часам суток в процентах от Qсут принимается по [1] в зависимости от коэффициента часовой неравномерности, который определяется по формуле:

Kчмах=бмах*вмах=1.3*1.18?1.5

? Общий расход воды на нужды населения с учётом неучтённого расхода принимается из таблицы 2.1 и расписывается по часам суток в зависимости от значения процентов для каждого часа. Графа ТЭЦ заполняется аналогично.

? Расход воды баней и прачечной принимою равномерно в часы работы учреждений.

? График разбора воды на поливку дан в задании, а расход принимается равномерным.

? Распределение воды на х/п нужды работающих на предприятии зависит от характера производства и учитывается коэффициентом часовой неравномерности: в горячих цехах = 2.5, в холодных = 3. Распределение приводится в приложении [1].

? Расход воды на душевые нужды в суточном графике водопотребления для депо и предприятия учитывается в первый час после окончания каждой смены.

Таблица 2.2

Часы суток	Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения и неучтённые расходы	Расходы воды на поливку	Расходы воды на предприятиях	ТЭЦ	Суммарный часовой расход
		машинами	из шлангов вручную	коэффициенты часовой нерав.	льнозавод	пивзавод	фабрика	ПП1	ПП2		М	% от суточного
	Общий расход	В том чисте, м			пр. нужды	хоз/пит нужды	произ. нужды	хоз/пит хол.цехов	хоз/пит гор.цехов	душевые	произ. нужды	хоз/пит хол.цехов	душевые	произ. нужды	хоз/пит хол.цехов	хоз/пит гор.цехов	душевые	произ. нужды	хоз/пит хол.цехов	хоз/пит гор.цехов	душевые	произ. нужды	хоз/пит хол.цехов	душевые
	в % от Qсутмах	М	баня 1+2	прачечная	Раномерно Распределённые расход			К=1.1	К=1.2	К=2.5	К=3
0-1	1.5	178.2			178.2			12	12	16	18.8	406	0.4	1.9	20	84	0.2	1		1.5	0.8	10	125	0.4	0.2	3	87.5	0.2	2	118.8	1236.3	2.8
1-2	1.5	178.2			178.2			12	12	12	6.25	406	0.2	1.3		84	0.1						125	0.2	0.1		87.5	0.1		118.8	1183.3	2.68
2-3	1.5	178.2			178.2			12	12	12	12.5	413	0.4	1.3		84	0.1						125	0.4	0.1		87.5	0.1		118.8	1196.6	2.71
3-4	1.5	178.2			178.2			14	15	12	12.5	525	0.4	1.3		98	0.1						125	0.4	0.1		87.5	0.1		118.8	1364.4	3.09
4-5	2.5	297			297	450		14	15	12	18.8	525	0.6	1.3		98	0.2						125	0.6	0.2		87.5	0.2		198	1889.8	4.28
5-6	3.5	415.8			415.8	450	171.4	12	12	12	6.25	413	0.2	1.3		84	0.1						125	0.2	0.1		87.5	0.1		277.2	2017.8	4.57
6-7	4.5	534.6			534.6	450	171.4	12	12	12	12.5	406	0.4	1.3		84	0.1						125	0.4	0.1		87.5	0.1		356.4	2168.0	4.91
7-8	5.5	653.4	90.1	46.9	516.4	450	171.4	12	12	12	12.5	406	0.4	1.3		84	0.1						125	0.4	0.1		87.5	0.1		435.6	2331.3	5.28
8-9	6.25	742.5	90.1	46.9	605.5		171.4	12	12	16	18.8	116	0.4	1.9	20	84	0.2	1	232				125	0.4	0.2	3	87.5	0.2	2	495	2044.3	4.63
9-10	6.25	742.5	90.1	46.9	605.5			12	12	12	6.25	116		0.6		84	0.1		232	0.5	0.6		125	0.2	0.1		87.5	0.1		495	1867.7	4.23
10-11	6.25	742.5	90.1	46.9	605.5			12	12	12	12.5	118		0.6		84	0.1		236	1.0	0.6		125	0.4	0.1		87.5	0.1		495	1876.5	4.25
11-12	6.25	742.5	90.1	46.9	605.5			14	15	12	12.5	150		0.6		98	0.1		300	1.0	0.6		125	0.4	0.1		87.5	0.1		495	2026.7	4.59
12-13	5	594	90.1	46.9	457			14	15	12	18.8	150		0.6		98	0.2		300	1.5	0.6		125	0.6	0.2		87.5	0.2		396	1828.0	4.14
13-14	5	594	90.1	46.9	457			12	12	12	6.25	118		0.6		84	0.1		236	0.5	0.6		125	0.2	0.1		87.5	0.1		396	1677.9	3.80
14-15	5.5	653.4	90.1	46.9	516.4			12	12	12	12.5	116		0.6		84	0.1		232	1.0	0.6		125	0.4	0.1		87.5	0.1		435.6	1748.5	3.96
15-16	6	712.8	90.1	46.9	575.8			12	12	12	12.5	116		0.6		84	0.1		232	1.0	0.6		125	0.4	0.1		87.5	0.1		475.2	1828.0	4.14
16-17	6	712.8	90.1	46.9	575.8			12	12	16	18.8	406		0.8	8	72	0.2	1	232	1.5	0.8	10	125	0.4	0.2	3	75.0	0.2	2	475.2	2220.9	5.03
17-18	5.5	653.4	90.1	46.9	516.4		171.4	12	12	12	6.25	406	0.2	1.3		72	0.1		232	0.5	0.6		125	0.2	0.1		75.0	0.1		435.6	2243.0	5.08
18-19	5	594	90.1	46.9	457		171.4	12	12	12	12.5	413	0.4	1.3		72	0.1		236	1.0	0.6		125	0.4	0.1		75.0	0.1		396	1748.5	4.94
19-20	4.5	534.6	90.1	46.9	397.6		171.4	14	15	12	12.5	525	0.4	1.3		84	0.1		300	1.0	0.6		125	0.4	0.1		75.0	0.1		356.4	1828.0	5.33
20-21	4	475.2	90.1	46.9	338.2			14	15	12	18.8	525	0.6	1.3		84	0.2		300	1.5	0.6		125	0.6	0.2		75.0	0.2		316.8	2220.9	4.84
21-22	3	356.4	90.1	46.9	219.4			12	12	12	6.25	413	0.2	1.3		72	0.1		236	0.5	0.6		125	0.2	0.1		75.0	0.1		237.6	2243.0	3.90
22-23	2	237.6	90.1	46.9	100.6			12	12	12	12.5	406	0.4	1.3		72	0.1		232	1.0	0.6		125	0.4	0.1		75.0	0.1		158.4	2181.2	3.50
23-24	1.5	178.2			178.2			12	12	12	12.5	406	0.4	1.3		72	0.1		232	1.0	0.6		125	0.4	0.1		75.0	0.1		118.8	2353.4	3.32
		11880	1441	453	5852	1800	1200					8000	6.0	27.0	48	2000	3.0	3	4000	16	10	20	3000	9.0	3.0	9	2000	3.0	6	7920	44154	100.00

По данным таблицы 2.2 строятся диаграмму водопотребления по часам суток (диаграмма 4.2), где по оси абсцисс откладывают часы суток, а по оси ординат часовые расходы воды, выраженное в процентах от Qсут. По данным таблицы 2.2 составляется таблица 4.2, из которой определяется регулирующий объём водонапорной башни. Более подробно этот расчёт описан в разделе 4.2 «Расчёт и проектирование насосной станции второго подъема».

2.5 Выбор расчётных режимов работы водопроводной сети и определение секундных расходов

Согласно [1] гидравлические системы водоснабжения рассчитывают на следующие случаи подачи воды:

? в час максимального расхода в сутки максимального водопотребления;

? в час максимального расхода в сутки максимального водопотребления с учётом противопожарного расхода;

? в случае аварии на сети.

Для расчёта сети на характерные случаи работы определяются секундные расходы воды всеми потребителями в час максимального водопотребления. Рассчитывается по формуле:

где Qчmax - расход воды данным потребителем, принимаемый по таблице 2.2;

t - время расходования воды данным водопотребителям.

Расчёт по определению секундных расходов сведены в таблицу 2.3, для случая пожара не учитывается расходы воды на пользование душем и поливку.

Таблица 2.3

Наименование потребителя	Час максимального водопотребления	При подаче пожарного расхода
	Q, м3/час	q, л/с	Q	q, л/с	q - пожарн.
Население	397.6	110.4	397.6	110.4	50.0
Поливка	171.4	47.6	171.4	47.6
Итого:	569	158.1	569	158.1	15.0
Баня №1	25.3	7.0	25.3	7.0
Баня №2	64.8	18	64.8	18
Прачечная	46.9	13.0	46.9	13.0
Льнозавод	526.7	146.3	526.7	146.3
Пивзавод	84.1	23.4	84.1	23.4
Фабрика	301.6	83.8	301.6	83.8
Промпредприятие № 1	125.5	34.9	125.5	34.9
Промпредприятие № 2	75.1	20.9	75.1	20.9
ТЭЦ	356.4	99	356.4	99
Итого:	2744.4	762.3	2744.4	762.3	65.0
827.3

2.6 Составление расчётной схемы отдачи воды сетью

Для составления расчётной схемы вычерчиваю схему магистральных линий, на которой нумеруются все кольца и участки. Кольца нумеруются римскими цифрами, а узлы арабскими. На схему сети наносят все сосредоточенные расходы. При составлении расчётной схемы равномерно распределённые расходы приводят к узловым, для этого:

? сначала определяется удельный расход по формуле:

где q - секундные расходы воды;

l - расчётные длины участков.

? По удельным расходам определяют «путевые расходы» для каждого участка сети по формуле:

Результаты определения путевых расходов сводится в таблицу 2.4.

№	обозначение	Длина участка, м	Путевой расход, л/с
		фактическая	Тип застройки	расчётная
			слева	справа
1	1-2	372.6	1.875	1.875	1397.3	4.5
2	2-3	243.0	0	1.875	455.6	1.5
3	3-4	267.3	0	1	267.3	0.9
4	4-5	162.0	1	1	324.0	1.0
5	5-6	332.1	1	1	664.2	2.1
6	6-7	153.9	1	1	307.8	1.0
7	7-8	105.3	1	1.875	302.7	1.0
8	8-9	340.2	0	1.875	637.9	2.0
9	9-1	56.7	1.875	0	106.3	0.3
10	2-10	121.5	1.875	0	227.8	0.7
11	10-11	251.1	1.875	1.875	941.6	3.0
12	11-12	648.0	1.875	1.875	2430.0	7.7
13	12-13	113.4	0	1.875	212.6	0.7
14	13-14	461.7	1.875	1.875	1731.4	5.5
15	14-15	89.1	1	1.875	256.2	0.8
16	15-4	186.3	1	0	186.3	0.6
17	12-16	162.0	1.875	0	303.8	1.0
18	16-17	429.3	1.875	1.875	1609.9	5.1
19	17-18	494.1	1.875	1.875	1852.9	5.9
20	18-19	364.5	1	1.875	1047.9	3.3
21	19-14	380.7	1	1.875	1094.5	3.5
22	17-20	364.5	1.875	1.875	1366.9	4.4
23	20-21	372.6	0	1.875	698.6	2.2
24	21-22	591.3	1.875	1.875	2217.4	7.1
25	22-23	243.0	1.875	0	455.6	1.5
26	23-18	137.7	1	0	137.7	0.4
27	23-24	307.8	1.875	1	884.9	2.8
28	24-25	275.4	1.875	1	791.8	2.5
29	25-26	413.1	1	1	826.2	2.6
30	26-27	194.4	1	1	388.8	1.2
31	27-19	567.0	1	1	1134.0	3.6
32	27-28	380.7	1	1	761.4	2.4
33	28-5	283.5	1	1	567.0	1.8
34	28-29	421.2	1	1	842.4	2.7
35	29-30	607.5	1	1	1215.0	3.9
36	30-26	283.5	1	1	567.0	1.8
37	29-31	162.0	1	1	324.0	1.0
38	31-32	153.9	1	0	153.9	0.5
39	32-6	243.0	1	0	243.0	0.9
					29933.6	95.4

? Далее путевые расходы сводятся к узловым расходам, для этого путевой расход каждого участка заменяют двумя узловыми расходами в его граничных точках. Расходы в каждом узле принимаю как полусумму путевых расходов участков, примыкающих к этому узлу. Результаты определения узловых расходов сводятся в таблицу 2.5. Полученные таким образом узловые, а также сосредоточенные расходы наносят на схему сети.

Номер узла	Номера прилегающих участков	Путевые расходы на участках	Путевые расходы на участках/2	q - узл (равном)	q - сосред	q, л/с
1	1-2	4.5	2.3	2.4		2.4
	1-9	0.3	0.1
2	2-1	4.5	2.2	3.4		3.4
	2-10	0.7	0.4
	2-3	1.5	0.8
3	3-2	1.5	0.7	1.2		1.2
	3-4	0.9	0.5
4	4-3	0.9	0.4	1.2		1.2
	4-15	0.6	0.3
	4-5	1.0	0.5
5	5-4	1.0	0.5	2.5		2.5
	5-28	1.8	0.9
	5-6	2.1	1.1
6	6-5	2.1	1.0	1.9		1.9
	6-7	1.0	0.5
	6-32	0.9	0.4
7	7-6	1.0	0.5	1.0	59.8	60.8
	7-8	1.0	0.5
8	8-7	1.0	0.5	1.5		1.5
	8-9	2.0	1.0
9	9-8	2.0	1.0	1.2		1.2
	9-1	0.3	1.0
10	10-2	0.7	0.2	1.8		1.8
	10-11	3.0	0.3
11	11-10	3.0	1.5	5.4	34.9	40.3
	11-12	7.7	1.5
12	12-11	7.7	3.8	4.7	23.4	28.1
	12-13	0.7	0.4
	12-16	1.0	0.5
13	13-12	0.7	0.3	3.1		3.1
	13-14	5.5	2.8
14	14-15	0.8	0.4	4.8	83.8	88.6
	14-13	5.5	2.7
	14-19	3.5	1.7
15	15-14	0.8	0.4	0.7		0.7
	15-4	0.6	0.3
16	16-12	1.0	0.5	3.1		3.1
	16-17	5.1	2.6
17	17-16	5.1	2.5	7.7		7.7
	17-20	4.4	2.2
	17-18	5.9	3.0
18	18-17	5.9	2.9	4.8		4.8
	18-23	0.4	0.2
	18-19	3.3	1.7
19	19-18	3.3	1.6	5.2	10.5	15.7
	19-27	3.6	1.8
	19-14	3.5	1.8
20	20-17	4.4	2.2	3.3		3.3
	20-21	2.2	1.1
21	21-20	2.2	1.1	4.7		4.7
	21-22	7.1	3.6
22	22-21	7.1	3.5	4.3		4.3
	22-23	1.5	0.8
23	23-22	1.5	0.7	2.3		2.3
	23-18	0.4	0.2
	23-24	2.8	1.4
24	24-23	2.8	1.4	2.7	20.9	23.6
	24-25	2.5	1.3
25	25-24	2.5	1.2	2.5		2.5
	25-26	2.6	1.3
26	26-25	2.6	1.3	2.8		2.8
	26-30	1.8	0.9
	26-27	1.2	0.6
27	27-26	1.2	0.6	3.6		3.6
	27-19	3.6	1.8
	27-28	2.4	1.2
28	28-27	2.4	1.2	3.5	146.3	149.8
	28-5	1.8	0.9
	28-28	2.7	1.4
29	29-28	2.7	1.3	3.8		3.8
	29-30	3.9	2.0
	29-31	1.0	0.5
30	30-26	1.8	0.9	2.8	7.9	10.7
	30-29	3.9	1.9
31	31-29	1.0	0.5	0.8		0.8
	31-32	0.5	0.3
32	32-31	0.5	0.2	0.7	4.6	5.3
	32-6	0.9	0.5
Итого	190.8	95.4	95.4	392.1	762.3

После нанесения на схему узловых и сосредоточенных расходов производят предварительное потокораспределение, в результате которого намечают по всем участкам сети расчётные расходы, как по величине, так и по направлению. При распределении расходов необходимо руководствоваться следующими правилами:

? сумма расходов, притекающая к данному узлу, должна быть равна сумме расходов вытекающих из узла;

? основные транзитные магистрали необходимо нагружать равномерно, для обеспечения их взаимозаменяемости.

2.7 Выбор материала и определение диаметров труб участков водопроводной сети

Выбор материала труб производим в соответствии с требованиями [1]. Для водопроводных сетей рекомендуется применять не металлические трубы. Для сетей в пределах населённого пункта, промышленных предприятий рекомендуется применять асбестоцементные трубы; на территории железнодорожной станции - чугунные, при укладке труб под путями - стальные. Определение диаметров труб для каждого участка производится по предварительно намеченным величинам расчётных расходов используя таблицы предельных экономических расходов в зависимости от значения экономического фактора Э = 0.75 и материала труб.

2.8 Гидравлический расчёт кольцевой водопроводной сети

Задачей гидравлического расчёта водопроводной сети является установление действительного потокораспределения воды по всем её участкам и определение потерь напора в них при принятых диаметрах труб.

Для решения этой задачи необходимо, прежде всего для каждого расчётного случая составить схему сети, на которой должны быть указаны узловые расходы, сосредоченные расходы, общий расход сети, длины расчётных участков, предвпрительное потокораспределение и принятые диаметры труб. Далее определяют на всех участках потери напора и алгебраическую сумму потерь напора в каждом кольце. При вычислении потерь напора считаем потери напора на участках с движением воды по часовой стрелке - положительными, а для участков с движением воды против часовой стрелки - отрицательными. При этом практически получается, что сумма потерь напора в кольце не равна нулю, то есть имеет место невязка, отличная от нуля. Это обозначает, что принятое потокораспределение расходов отличается от действительного. Для нахождения действительного потокораспределения по участкам сети производят перераспределение ранее назначенных расходов, увеличив расходы на недогруженных участках за счёт уменьшения расходов на такую же величину на перегруженных участках. По исправленным расходам вновь находят невязку по сумме напоры. Исправление расходов производят до тех пор пока невязка в каждом кольце не окажется минимально необходимой.

При разработке дипломного проекта гидравлический расчёт сети производится на компьютере. При вводе данных приняты следующие кодировки трубопроводов: 1 - стальные; 2 - чугунные напорные; 8 - асбестоцементные (BT6).

2.8.1 гидравлический расчёт сети в час максимального водопотребления

Для расчёта сети на час максимального водопотребления необходимо иметь данные об узлах (таблица 2.7), а также данные об участках (таблица 2.6). При наличии этих данных расчёт ведётся при помощи программы «WSPI2» Результаты расчёта представлены в виде распечатки (распечатка 2.1), по данным последней строится продольный профиль сети, а также определяется требуемая высота водонапорной башни.

2.8.2 Гидравлический расчёт сети в час максимального водопотребления совместно с подачей противопожарного расхода

В случае подачи противопожарного расхода, согласно [1], разрешается не учитывать душевые нужды, но поскольку расходы на душевые нужды не попадают в час максимального водопотребления то суммарный расход населённого пункта не меняется за исключением увеличения расхода на противопожарные нужды. Исходные данные для расчёта сети представлены в таблице 2.7, а результаты расчёта в распечатке 2.2.

2.8.3 Гидравлический расчёт на случае аварии на сети в час максимального водопотребления

Целью данного расчёта является определение возможности работы сети при аварии на любом из расчётных участков. Согласно [1] в случае аварии допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды на 30% и на производственные нужды до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятия (согласно заданию принимаю допустимое снижение на 30%), а также допускается уменьшения свободного напора на питьевые нужды до 10м, но поскольку сеть является также производственной то предполагается обеспечения заданного производственного напора. Исходные данные представлены в таблице 2.7, результаты расчёта (для наихудшего случая, авария на 16 участке) представлены на распечатке 2.3. Полученные потребные высоты водонапорной башни в случае аварии на соответствующем участке представлены в таблице 2.6.

№	Обозначение	Кольцо	Длина,м	Высота ВБ при аварии на участке, м(результаты расчёта)
		начало	конец	левое	правое
1	1-2	1	2	0	1	372.6	24.78
2	2-3	2	3	2	1	243	22.29
3	3-4	3	4	2	1	267.3	22.28
4	4-5	4	5	6	1	162	20.43
5	5-6	6	5	1	8	332.1	20.94
6	6-7	7	6	1	0	153.9	23.5
7	7-8	8	7	1	0	105.3	25.26
8	8-9	9	8	1	0	340.2	25.3
9	9-1	1	9	1	0	56.7	25.32
10	2-10	2	10	0	2	121.5	33.87
11	10-11	10	11	0	2	251.1	33.2
12	11-12	11	12	0	2	648	21.79
13	12-13	13	12	2	3	113.4	20.16
14	13-14	14	13	2	3	461.7	20.15
15	14-15	15	14	2	6	89.1	38.71
16	15-4	4	15	2	6	186.3	38.89
17	12-16	12	16	0	3	162	20.27
18	16-17	16	17	0	3	429.3	20.27
19	17-18	18	17	3	4	494.1	20.27
20	18-19	19	18	3	5	364.5	22.13
21	19-14	14	19	3	6	380.7	22.18
22	17-20	17	20	0	4	364.5	20.25
23	20-21	20	21	0	4	372.6	20.25
24	21-22	22	21	4	0	591.3	20.21
25	22-23	23	22	4	0	243	20.2
26	23-18	18	23	4	5	137.7	20.71
27	23-24	23	24	0	5	307.8	20.82
28	24-25	25	24	5	0	275.4	20.82
29	25-26	26	25	5	0	413.1	21.47
30	26-27	27	26	5	7	194.4	20.23
31	27-19	27	19	6	2	567	20.27
32	27-28	28	27	6	7	380.7	20.14
33	28-5	5	28	6	8	283.5	24.1
34	28-29	29	28	8	7	421.2	20.51
35	29-30	29	30	7	0	607.5	20.21
36	30-26	30	26	7	0	283.5	20.21
37	29-31	31	29	8	0	162	20.72
38	31-32	32	31	8	0	153.9	20.73
39	32-6	6	32	8	0	243	20.77

3. Водозаборные сооружения

В этой главе разработаны водозаборные сооружения города, а именно:

? выбран тип водозаборных сооружений;

? произведён гидравлический расчёт элементов водозабора;

? произведена компоновка водозаборного узла с подбором необходимого оборудования;

? определены габаритные размеры здания.

3.1 Исходные данные

Исходные данные для составления проекта водозаборных сооружений из поверхностных водных источников указаны в задании на дипломный проект, основные требуемые данные представлены ниже:

? источник водоснабжения - река;

? производительность водозабора - 1470м3/ч = 0.408м3/с;

? система водоснабжения - объединенная;

? гидрогеологические данные в створе водоприёмных сооружений:

* уровень низких вод 23.8;

* уровень высоких вод 25.5;

* уровень ледостава 24.4;

* уровень ледостава 24.7;

* скорость выпадения наносов 0.009 м3/с;

* средневзвешенный диаметр частиц наносов 0.01мм;

* толщина льда 0.4м;

* высота волны 0.3м;

? шуга отсутствует;

? донного льда нет;

? задоров и заторов нет;

? грунты в створе водоприемных сооружений суглинок;

? глубина промерзания грунта 1.2м.

3.2 обоснование выбора водозаборного сооружения

В проекте предусмотрено, что забор воды не должен превышать 20% то минимального расхода воды в реке. Сопоставление требуемой производительности водозабора 0.408 м3/с и наименьшего расхода в реке 100 м3/с подтверждает возможность использования водоприемника без регулирования водного расхода в источнике. Так как колебание уровня воды в реке 1.7м, а расстояние до глубокой части русла 60м принимаю русловой тип водозабора с бетонным затопленным оголовком. Водозабор проектирую совмещённого типа, береговой колодец оборудует вращающимися сетками. С целью уменьшения объёмов земляных работ применяется сифонная линия, что допустимо без потери надёжности.

3.3 Расчёт оголовка

? Общая площадь водоприемных отверстий определяется по формуле:

м,

где 1.25 - коэффициент учитывающий засорение отверстий;

к - коэффициент стеснения площади отверстий, определяется по формуле

где а - расстояние между стержнями - 40мм;

d - диаметр стержней.

? Отсюда площадь одного окна составит 1.6м2, принимаю окна квадратные в плане, размерами 1.3•1.3.

? необходимая глубина воды в источнике для размещения оголовка составит:

* по ГНВ:

* на случай ледостава:

* несмотря на то что требуемая глубина воды на случай ледостава больше чем на случай ГНВ, глубину заложения рассчитываю во последнему, поскольку уровень ледостава выше уровня ГНВ.

3.4 Гидравлический расчёт сифонных линий

Из водоприемника вода поступает в приёмное отделение по сифонным линиям. В данном проекте принимаю два стальных всасывающих трубопровода. При выборе диаметров всасывающих линий ориентируюсь на экономическую скорость 0.7- 1.5м/с и возможность пропуска по одной нитки всего расчётного расхода. Таким образом, принимаю стальные трубы диаметром d =450мм, параметры работы сифонных линий составят:

? при пропуске половины расхода: v =1,2м/с; i =0,0041; h =0,25м;

? при пропуске полного расхода: v =2,39м/с; i =0,0165; h =0,99м.

Потери напора в сифонных линиях определены с учетом местных сопротивлений (двух поворотах и задвижке). Несмотря на то что скорость в 1.2 м/с предотвращает выпадение наносов однако сифонные линии оборудуются промывными трубопроводами диаметром 350мм. промывка осуществляется от напорных линий НС1.

3.5 Подбор сетки

Для задержания мелких механических примесей в перегородке, разделяющей секции водоприемника на приёмную и всасывающую часть устанавливаются вращающиеся сетки с лобовым подводом воды, с ячейками 1•1мм, шириной 1.6м и глубиной погружения 2м, диаметром барабана 1м и общей строительной высотой 7.7м.

3.6 Определение размеров берегового колодца

Принимается круглый в плане колодец. Из условия размещения в нем 3х насосных агрегатов типа Д1250-14, принимаю диаметр колодца 15м. материал стен -железобетон, толщина стен и перегородок 0.6м.

? Отметка уровня воды в приёмном отделении:

? Отметка воды во всасывающем отделении:

? Отметка низа самотечной трубы:

? Отметка дна приямка:

? Отметка верха всасывающей трубы (d = 500мм):

? Отметка низа всасывающей трубы:

? Отметка оси насоса:

? Отметка оси напорного трубопровода (d = 400):

? Отметка верха насоса:

? Отметка воды над уровнем верха насоса:

Объем воды в одной секции берегового колодца при ледоставе должен быть таким, чтобы избежать воронки у всасывающей линии и засасывания воздуха в неё, для этого необходимо, чтобы объём воды в одной всасывающей камере был в 30-35 раз больше чем полезная производительность водозабора, учитывая отметки уровня воды и дна во всасывающей камере имею в виду, что объём каждой из всасывающих камер превосходит полезную производительность в 58раз, чего достаточно для нормальной работы.

3.7 Выбор устройства для промывки сетки

Промывка сетки осуществляется от внутреннего трубопровода, диаметром 80мм. Промывная вода сбрасывается в канализацию.

4. Насосные станции и регулирующие ёмкости

4.1 Расчёт насосной станции первого подьёма

4.1.1 Общее описание работы насосной станции

Проектируется водопроводная насосная станция 1-го подъема. Станция должна обеспечивать подачу суточного расхода в размере 45804 м3/сутки. Станция предназначена для питания населенного пункта, а также должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение. Расход воды на пожаротушение составляет 65 л/с. Проектируемая насосная станция относится к первой категории надежности, как насосная станция хозяйственно-противопожарных и производственно-противопожарных водопроводов согласно СНиП GBJ 15-88.

4.1.2 Назначение ступеней работы насоса

Определение ёмкости водонапорной башни.

Проектируемую насосную станцию рассчитываем на следующие случаи работы:

? работа ВНС в нормальных условиях при исправном оборудовании и исправных трубопроводах;

? работа ВНС при подаче дополнительного расхода воды на воостановления пожарного запаса;

? работа при аварии на напорных линиях.

Расчетная производительность насосной станции определяется по следующим формулам:



4.1.4 Определение расчетного напора насосов

Для каждого режима работы насосной станции определяется расчётный напор, то есть полная высота подъема воды насосами по формуле:

где Нг - геометрическая высота подьема воды насосами;

hвс - потери напора во всасывающих линиях;

hн - потери напора в напорных линиях;

hи.ст. - потери напора в насосной станции;

hс - потери напора в сети.

4.1.4.1 Геометрическая высота подьема воды насосами

Геометрическая высота подъёма определяется как разность отметок расчётного уровня на который вода подаётся в очистные сооружения, и расчётного уровня воды в приёмном резервуаре насосной станции, из которого вода забирается.

4.1.4.2 Гидравлический расчет напорных линий

Согласно СНиП проектируем 2 напорных линии из стальных труб длиной 1н = 50м. Диаметры напорных линий назначаем по расходу для 1-ого расчетного случая и экономичным скоростям. При этом по каждой линии пропускаем половину расхода q1.

q1/2,л/с > чугунные трубы > таблицы Шевелёва > Vн.эк.= (0.7ч1.5)м/с > dн.,мм.

q1/2=265 л/с > чугунные трубы > таблицы Шевелёва > Vн.эк.= (0.7ч1.5)м/с > dн = 450мм.

Назначив диаметры труб напорных линий, подсчитываем потери напора в них.

Hн = (1.03ч1.05)·iн•lн, м,

где 1.03ч1.05 - коэффициент, учитывающий потери напора в напорных линиях.

1. q1/2 = 265; d = 450 => V = 1.17; i=0.004 => H=1.05•0.004•50=0.21м

2. q2/2 = 269; d = 450 => V = 1.2; i=0.0042 => H=1.05•0.0041•50=0.22м

3. q5 = 280; d = 450 => V = 1.64; i=0.0078 => H=1.05•0.0078•50=0.41м

4.1.4.3 Потери напора в насосных станциях

В данном проекте для всех расчетных случаев принимаем без расчета:Нист = 1.5м

4.1.5 Подбор насосов и построение графика совмещенных характеристик насосов и трубопроводов

Результаты подсчётва расчётной производительности и полного напора насосов для различных режимов работы насосов сведены в таблицу:

Режим	Производите	Напор,м	Нг,м	Напорны	НС
	м3/час	л/с			D	Н
1	1905	529	12.01	10	450	0.2	2
2	1938	538	12.02	10	450	0.2	2
3	1334	370	12.21	10	450	0.4	2

По данным таблице подбираю подходящие центробежные насосы, используя существующие каталоги. Принимаю к установке центробежные насосы марки 16Sh-9B в количестве 3х с двигателем типа JS148-4/400/6KV мощностью 100кВт из них 1 рабочий и два резервных. На графике 4.1 приведен график совмещенных характеристик насосов и трубопроводов на все расчетные случаи.

4.1.6 Подбор вспомогательного оборудования

К вспомогательному оборудованию относим дренажные насосы и подъемно-транспортные механизмы.

Дренажные насосы устанавливаем в заглубленном машинном зале для отвода грунтовых вод в техническую канализацию. Марку этих насосов выбираем без расчета. К установке приняты 2 дренажных насоса (1-рабочий, 1-резервный) марки BIBO с параметрами: Q=5.7ч15.3м3/ч, Н=20ч40 м, Nн=5.5 кВт. Для сбора грунтовых вод в конце машинного зала устраиваем дренажный колодец. Объем колодца принят равным 10ч15 минутной производительности дренажного насоса, т.е. 2.5ч3 м3. Вода к колодцу подводится дренажными лотками, которые располагаются вдоль продольных стен, а пол машинного зала устраивается с уклоном 0.002 в сторону лотков.

Подъемно-транспортные механизмы служат для монтажа и ремонта основного оборудования насосной станции. Для насосной станции 1-го подъёма средней мощности в качестве подъемно-транспортного механизма предусмотрена электрическая мостовая радиальная кран-балка грузоподъемностью до 5т.

Из вспомогательного электрического оборудование необходимо подобрать силовой трансформатор. Подбор силового трансформатора производится по мощности, определяемой по формуле:



где Кс - коэффициент спроса по мощности;

Nн - мощность электродвигателя рабочего насоса и вспомогательного оборудования;

Nосв - мощность осветительной нагрузки.

В соответствии с правилами технической эксплуатации проектируемая насосная станция оборудуется: вакуумметрами на всех линиях, манометрами на напорных линиях, а также для контроля за работой электрических двигателей амперметрами, ваттметрами и вольтметрами.

4.2 Расчёт насосной станции второго подъёма

4.2.1 Общее описание работы насосной станции

Проектируется водопроводная насосная станция 2-го подъема, находящаяся в начале разводящей сети. Станция должна обеспечивать подачу суточного расхода в размере 45804 м3/сутки. Станция предназначена для питания населенного пункта, а также должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение. Расход воды на пожаротушение составляет 65 л/с. Проектируемая насосная станция относится к первой категории надежности, как насосная станция хозяйственно-противопожарных и производственно-противопожарных водопроводов согласно СНиП GBJ 15-88.

4.2.2 Назначение ступеней работы насоса. Определение емкости водонапорной башни

В таблице 2.2 приведено примерное распределение расхода воды по часам суток в процентах суточного водопотребления. Наиболее рациональным и эффектным режимом работы станции является равномерный режим, но в связи с неприемлемым размером водонапорной башни принимаю к разработке насосную станцию, работающую по трехступенчатой схеме, согласно таблице 4.2 регулирующий объем водонапорной башни составит:

WрегВБ = 450м.

Полный объём бака водонапорной башни определяем по формуле

W= Wрег + Wпож = 447+30-60•10/1000=466м3,

что менее 700. По найденному значению объёма бака водонапорной башни принимаю типовую водонапорную башню, объёмом равным 500 м3, высотой = 7.0м и диаметром = 10.0м.

4.2.3 Определение расчетной производительности насосной станции на различные случаи ее работы

Проектируемую насосную станцию рассчитываем на следующие случаи работы:

? работа ВНС в нормальных условиях в часы 1-ой ступени при исправном оборудовании и исправных трубопроводах;

? работа ВНС в нормальных условиях в часы 2-ой ступени при исправном оборудовании и исправных трубопроводах;

? работа ВНС в нормальных условиях в часы 3-ой ступени при исправном оборудовании и исправных трубопроводах;

Часы суток	Водопотребление	Подача воды	Приток воды в ВБ	Расход воды из ВБ	Остаток воды в ВБ
0-1	2.80	3.14375	0.34375		0.00000
1-2	2.68	3.14375	0.46375		0.34375
2-3	2.71	3.14375	0.43375		0.80750
3-4	3.09	3.14375	0.05375		1.24125
4-5	4.28	3.14375		1.13625	1.29500
5-6	4.57	5.1200	0.55000		0.15875
6-7	4.91	5.1200	0.21000		0.70875
7-8	5.28	5.1200		0.16000	0.91875
8-9	4.63	5.1200	0.49000		0.75875
9-10	4.23	4.1100		0.12000	1.24875
10-11	4.25	4.1100		0.14000	0.98875
11-12	4.59	4.1100		0.48000	0.50875
12-13	4.14	4.1100		0.03000	0.50875
13-14	3.80	4.1100	0.31000		0.47875
14-15	3.96	4.1100	0.15000		0.78875
15-16	4.14	4.1100		0.03000	0.93875
16-17	5.03	5.1200	0.09000		0.90875
17-18	5.08	5.1200	0.04000		0.99875
18-19	4.94	5.1200	0.18000		1.03875
19-20	5.33	5.1200		0.21000	1.21875
20-21	4.84	5.1200	0.28000		1.00875
21-22	3.90	3.14375		0.75625	1.28875
22-23	3.50	3.14375		0.35625	0.53250
23-24	3.32	3.14375		0.17625	0.17625
0-24	100.00	100.0000	4.59500	4.59500

? работа ВНС в часы 1-ой ступени при подаче дополнительного расхода воды на тушение пожара;

? работа ВНС в часы 1-ой ступени при аварии на напорных линиях.

Расчетная производительность насосной станции определяется по следующим формулам:

4.2.4 Определение расчетного напора насосов

Для каждого режима работы насосной станции определяется расчётный напор, то есть полная высота подъёма воды насосами по формуле:

где Нг - геометрическая высота подьема воды насосами;

hвс - потери напора во всасывающих линиях;

hн - потери напора в напорных линиях;

hи.ст. - потери напора в насосной станции;

hс - потери напора в сети.

4.2.4.1 Геометрическая высота подъема воды насосами

Геометрическая высота подъёма определяется как разность отметок расчётного уровня, на который вода подаётся в водонапорную башню или сеть, и расчётного уровня воды в резервуаре чистой воды у насосной станции, из которого вода забирается.

Для первых трёх и пятого режимов, при которых часть подаваемой воды поступает в бак водонапорной башни, геометрическая высота подъёма определяется по формуле:

Для четвёртого случая обусловленного пожаром, геометрическая высота подъёма:

4.2.4.2 Гидравлический расчет всасывающих линий

Согласно СНиП, количество всасывающих линий ВНС независимо от числа установленных насосов, должно быть не меньше 2-х. В данном проекте принимаем 2 всасывающие линии из стальных труб длиной каждая 1вс=50 м. Диаметр всасывающих линий назначен из условия, что при выключении первой линии на ремонт вторая должна обеспечивать пропуск 100% расхода, т.е. по всасывающим линиям принимаем 100% резерв. Алгоритм назначения диаметров всасывающих линий следующий:

q,л/с > стальные трубы > Vн.эк.= (0.5ч1.2)м/с > таблицы Шевелёва > dвс.,мм.

q1=651 л/с > стальные трубы > Vн.эк.= (0.5ч1.2)м/с > таблицы Шевелёва > dвс = 800мм.

Определив диаметры всасывающих линий, подсчитываем потери напора в них по следующей формуле:

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающих линиях.

Где

- коэффициент местного сопротивления приемной сетки без клапана ( = 2.5);

- коэффициент местного сопротивления поворота ( = 0.5);

- коэффициент местного сопротивления тройника ( = 2);

- переход всасывающих линий с большего диаметра на меньший. ( = 0.1)

Таким образом:

Vвс - скорость движения воды во всасывающей линии, м/с;

Iвс - гидравлический уклон всасывающей линии;

lвс - длина всасывающей линии,м.

1. q = 651; d = 800 => V = 0.97; i=0.001377 => H=5.6•0.972/2•9.81+0.001377•50=0.34м

2. q = 716; d = 800 => V = 1.1; i=0.00173 => H=5.6•1.1/2•9.81+0.00173•50=0.35м

3. q = 456; d = 800 => V = 0.68; i=0.00072 => H=5.6•0.682/2•9.81+0.00072•50=0.17м

4.2.4.3 Гидравлический расчет напорных линий

Согласно СНиП проектируем 2 напорных линии из чугунных труб длиной 1н=600м. Диаметры напорных линий назначаем по расходу для 1-ого расчетного случая и экономичным скоростям. При этом по каждой линии пропускаем половину расхода q1.

q1/2,л/с > чугунные трубы > таблицы Шевелёва > Vн.эк.= (0.7ч1.5)м/с > dн.,мм.

q1/2=246 л/с > чугунные трубы > таблицы Шевелёва > Vн.эк.= (0.7ч1.5)м/с > dн = 500мм.

Назначив диаметры труб напорных линий, подсчитываем потери напора в них.

Hн = (1.03ч1.05)·iн•lн, м,

где 1.03ч1.05 - коэффициент, учитывающий потери напора в напорных линиях.

1. q1/2 = 325; d = 500 => V = 1.25; i=0.0041 => H=1.05•0.0041•600 = 2.58м

2. q4/2 = 358; d = 500 => V = 1.41; i=0.0052 => H=1.05•0.0052•600 = 3.28м

3. q5 = 456; d = 500 => V = 1.75; i=0.0080 => H=1.05•0.0080•600 = 5.04м

4.2.4.4 Потери напора в насосных станциях

В данном проекте для всех расчетных случаев принимаем без расчета: Ннст = 1.5 м

4.2.5 Подбор насосов и построение графика совмещенных характеристик насосов и трубопроводов

Результаты подсчётов расчётной производительности и полного напора насосов для различных режимов работы насосов сведены в таблицу:

Режим	Производитель	Напор, м	Нг,м	Всасывающ	Напорные	Сеть	НС
	м3/час	л/с			D	Н	D	Н
1	2345	651	56,69	52	800	0,34	500	2,58		1,5
4	2579	716	34,76	14	800	0,35	500	3,28	15,9	1.5
5	1642	456	58,98	52	800	0,17	500	5,04		1.5

По данным таблицы подбираю подходящие центробежные насосы, используя существующие каталоги. Принимаю к установке центробежные насосы марки BIBO в количестве 2х с двигателем типа МА36-51-4 мощностью 125кВт и 16Sh-9B в количестве 3х штук с двигателем типа JS148-4/400/6KV мощностью 250 кВт из них 1 рабочий и два резервных. Максимальная масса равна 3270кг. Рабочие характеристики насосов сведены в следующую таблицу:

Режи м

Совмеситная работа

Каждого насоса

N

Потребны

Рабочие

BIBO

16Sh-9B

Q

Н

Q

Н

#

Q

КПД

N

#

Q

КПД

N

м3/ч

м

м3/ч

м

м3/ч

%

кВт

м3/ч

%

кВт

кВт

1

2345

56,7

2350

57,2

2

470

70

105

1

900

79

Подобные документы

• Технология возведения сетей и сооружений

  Разработка оптимальных технологических схем по устройству наружных напорных водопроводных сетей. Выбор типа и числа строительных машин, задействованных на всех этапах возведения системы водоснабжения. Расчет минимальной стоимости выполнения данных работ.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 05.06.2012
  

• Технология и техника водоснабжения

  Системы и схемы водоснабжения при использовании поверхностных и подземных источников воды. Нормы и режим водопотребления. Определение расчетных расходов воды. Схемы водопроводных сетей и правила их трассирования. Устройство водонапорных башен и насосов.
  
  реферат [4,4 M], добавлен 26.08.2013
  

• Гидравлический расчет кольцевых водопроводных сетей

  Анализ основанных способов определения расчетных секундных расходов воды. Знакомство с особенностями проведения расчета системы водоснабжения населенного пункта и железнодорожной станции. Рассмотрение проблем деления расчетных суточных расходов воды.
  
  контрольная работа [943,8 K], добавлен 05.06.2014
  

• Основные элементы систем водоснабжения

  Сущность, классификация, основные элементы систем водоснабжения. Режим подачи воды и работы водопроводных сооружений. Требования в отношении напоров. Проектирование схем и систем водоснабжения. Требования к качеству воды хозяйственно-питьевого назначения.
  
  контрольная работа [31,5 K], добавлен 26.08.2013
  

• Проектирование водопроводных сетей

  Трассировка сетей и определение расчетных расходов водопотребления в здании. Задача гидравлического расчета сети холодного и горячего водопровода. Вычисление требуемого напора и проведение расчета внутренней канализации. Проектирование дворовых сетей.
  
  контрольная работа [101,4 K], добавлен 15.12.2015
  

• Водопроводные сети

  Проектирование водопроводных сетей и водоводов для водоснабжения населённого пункта и промпредприятия. Расходы воды на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды. Трассировка и гидравлический расчёт водопроводной сети. Определение диаметров водоводов.
  
  курсовая работа [127,3 K], добавлен 16.01.2013
  

• Расчет внутреннего водопровода зданий и сооружений

  Устройство систем внутреннего водоснабжения и канализации. Системы водоснабжения и схемы сетей внутренних водопроводов в зданиях. Системы внутреннего горячего водоснабжения здания. Трассировка сети внутренней канализации. Определение общих расходов воды.
  
  курсовая работа [200,6 K], добавлен 05.11.2008
  

• Реконструкция водоснабжения

  Утечки воды из водопроводных сетей являются причиной поднятия уровня грунтовых вод, что способствует интенсивному разрушению фундаментов, подвальной части, а впоследствии и самих зданий и сооружений. Проблема восстановления водопроводов в крупных городах.
  
  реферат [19,7 K], добавлен 06.02.2005
  

• Гидравлический и прочностный расчет наружных водопроводных и водоотводящих (канализационных) сетей

  Автоматизированный расчет оптимальных параметров реновации ветхих участков трубопроводной и водоотводящей сетей различными материалами. Проверочный расчет восстановленной трубопроводной системы на гидравлическую совместимость ее отдельных участков.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 05.12.2012
  

• Проектирование систем горячего водоснабжения и вентиляции рудника "Чебачье" компании ОАО"Верхнеуральский рудник"

  Разработка систем ГВС и вентиляции на руднике "Чебачье". Технология производства, оборудование. Проектирование системы горячего водоснабжения, расстановка санитарных приборов и запорной арматуры. Расчет количества потребляемой теплоты. Система вентиляции.
  
  дипломная работа [2,1 M], добавлен 23.09.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам