Полная версия

Главная arrow БЖД arrow Водоснабжение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Режим работы водопровода и его элементов

Режим работы отдельных сооружений и их функциональная взаимосвязь

Установив расчетный график водопотребления, суточные расходы воды и взаимное расположение элементов системы водоснабжения, назначают режим работы отдельных ее сооружений. Он должен обеспечивать режим водопотребления.

Взаимосвязь режима работы системы водоснабжения (см. рис. 2.1, а), подающей воду в распределительную сеть, с расчетным графиком водопотребления показана на рис. 2.4. В работе сооружений системы должна быть организована такая взаимосвязь, чтобы были обеспечены заданные требования в отношении водообеспечения потребителя. Водоприемные сооружения, насосная станция I подъема и очистные сооружения обеспечивают забор, подачу и очистку воды в объеме суточного водопотребления. Режим работы этих сооружений для средних и крупных объектов, как правило, назначается равномерным. При этом режиме (линия 1 на рис. 2.4) обеспечиваются наименьшие расчетные нагрузки указанных сооружений и их наименьшая строительная стоимость. В водопроводную сеть вода подается из резервуаров насосной станцией II подъема. При совпадении графика режима работы насосной станции II подъема с графиком водопотребления (линия 3 на рис. 2.4) водонапорная башня для целей регулирования в системе не требуется.

Использование такого режима работы насосной станции при значительной неравномерности водопотребления усложняет и удорожает эксплуатацию и строительство системы. Как правило, используется ступенчатый режим работы насосной станции II подъема (линия 2 на рис. 2.4). При этом режиме в часы максимального водопотребления насосная станция подает несколько меньшее количество воды по сравнению с требуемым. В часы минимального потребления воды подача насосов превышает потребление воды.

В первом случае недостаток воды компенсируется из водонапорной башни, во втором — избыток накапливается в резервуаре башни. Итак, в системе существуют регулирующие резервуары двух типов. К первому относится резервуар чистой воды, находящийся на границе двух зон системы. Режим работы насосной станции I подъема определяет работу сооружений первой зоны; работа сооружений второй зоны определяется режимом работы насосной станции II подъема.

Вторым типом регулирующих резервуаров (емкостей) является водонапорная башня, находящаяся на границе зон, работа сооружений которых определяется режимом подачи воды насосной станцией II подъема и графиком водопотребления. Объем регулирующей емкости водонапорной башни будет тем меньше, чем ближе график работы насосной станции II подъема к графику водопотребления. Это достигается увеличением ступеней графика работы насосной станции и, следовательно, установкой большего числа насосов. В любом случае объем регулирующих емкостей должен быть достаточным для обеспечения суточного водопотребления при их совместной работе с насосными станциями.

Режим работы трубопроводов, подающих воду от водозаборных сооружений на очистные сооружения и в резервуары чистой воды, определяется режимом работы насосной станции I подъема, а режим работы водоводов, транспортирующих воду от резервуаров чистой воды до водонапорной башни, — насосной станции II подъема. На участке от водонапорной башни до города режим работы водоводов зависит от режима водопотребления. Условия работы водонапорной башни также зависят от графика водопотребления города, а ее объем определяется путем совмещения графиков водопотребления города и работы насосной станции II подъема.

К системе водоснабжения предъявляются требования, касающиеся не только подачи воды потребителям в необходимых количествах, но и напоров, которые должны быть обеспечены в точках отбора. Напор, развиваемый насосной станцией, и высота водонапорной башни должны быть достаточными для преодоления потерь напора при движении воды по трубопроводам, а также для подъема воды до наивысшей точки ее отбора и из- лива.

Большинство потребителей получают воду на некоторой высоте над поверхностью земли (рис. 2.5). Это требует создания в сети в месте присоединения ввода напора, достаточного для подъема воды на заданную высоту, носящего название свободного напора #св:

где Нг геометрическая высота подъема воды от поверхности земли до самой высокой водозаборной точки, м; hnoT потери напора во внутренней сети, водомерном узле и вводе, м; #ост — остаточный напор у диктующего прибора, м.

Схема подачи воды в здание

Рис. 2.5. Схема подачи воды в здание

Геометрическая высота подъема воды Нг, м, определяется по формуле

где #пл — превышение отметки пола первого этажа над поверхностью земли (планировочная высота); п — число этажей в здании; Нэт высота этажа здания; Нпр — высота расположения диктующего прибора над полом.

Для предварительных расчетов свободный напор при одноэтажной застройке принимают равным 10 м, а при большей этажности прибавляют по 4 м на каждый этаж:

где п — этажность застройки.

В часы минимального водопотребления напор на каждый этаж (кроме первого) допускается принимать 3 м. На промышленных предприятиях свободный напор определяется технологическим процессом.

Связь между напорами для схемы водоснабжения с башней в начале сети (рис. 2.1, а) на момент максимального водопо- требления представлена на рис. 2.6. Она определяется положением пьезометрических линий, которые отражают падение напора в сети при движении воды от источника водоснабжения до точек сети, наиболее неблагоприятно расположенных в отношении обеспечения свободных напоров. Эти точки носят названия «диктующих» или «критических». Обычно диктующими точками являются наиболее удаленные от башни точки отбора, имеющие наибольшие геодезические отметки земли. В них будут самые низкие пьезометрические напоры и самые малые свободные напоры.

Схема взаимосвязи между напорами в системе водоснабжения с башней в начале сети

Рис. 2.6. Схема взаимосвязи между напорами в системе водоснабжения с башней в начале сети

Пьезометрический напор представляет собой сумму геодезической отметки рассматриваемой точки и свободного напора в ней. Если за критическую (среди удаленных от башни) принять точку а, имеющую наибольшую геодезическую отметку z, то требуемый пьезометрический напор в ней будет равен Z + #св, где #св — требуемый свободный напор. Свободный напор в этой точке в любой момент должен быть не ниже требуемого. Пьезометрическая линия а]б1 характеризует падение напора в сети в момент максимального водопотребления. Высота водонапорной башни #б должна быть такой, чтобы в час максимального водопотребления в точке а обеспечивался на- пор Нсв.

Связь между напорами в точках б и а определяется уравнением

где Zq — отметка земли в месте расположения башни; НИ — потеря напора на участках сети от башни до критической точки а.

Пользуясь этим уравнением, можно определить высоту водонапорной башни

Она будет тем меньше, чем большее значение имеет величина гб. Поэтому расположение водонапорной башни на возвышенных отметках будет приводить к уменьшению ее строительной стоимости. Если в результате расчета #б = 0, то это указывает на то, что устройство водонапорной башни не требуется. В этом случае вместо башни устанавливается напорный резервуар, который может быть расположен на поверхности земли или быть заглубленным. Стоимость напорных резервуаров всегда меньше стоимости водонапорных башен того же объема.

Положение пьезометрической линии меняется с изменением водопотребления и степени заполнения бака. По мере уменьшения водопотребления потери напора в линиях сети и водоводах также уменьшаются и, следовательно, пьезометрическая линия будет иметь меньший уклон. Она будет поворачиваться вокруг точек б] и б2 или их промежуточных положений. Пьезометрическая линия займет горизонтальное положение в случае прекращения отбора воды из сети, когда потери напора в ее линиях равны нулю.

Максимально допустимый напор в сети СНиП ограничивают 60 м.

Требуемый напор у насосной станции II подъема определяется из условия возможности подачи воды на отметку максимального уровня воды в баке водонапорной башни:

где zH отметка уровня воды в резервуаре; Н0 расчетная высота бака башни; /гв — потери напора в напорных и всасывающих трубопроводах станции, включая потери в коммуникациях.

С изменением уровня воды в баке башни рабочая точка на кривой Q—H насосов будет менять свое положение. Одновременно будет изменяться и подача воды насосной станцией. В результате принятый график работы насосной станции характеризует картину ее работы лишь с некоторым приближением. Реальную картину можно получить в результате гидравлических расчетов системы подачи и распределения воды в целом.

Требуемый напор насосов станции I подъема определяется аналогичным образом.

На практике возвышенные отметки снабжаемой водой территории могут находиться в противоположной от насосной станции стороне. Система водоснабжения с башней, установленной на этих отметках, называется системой с контррезервуаром (рис. 2.7). Режим работы этой системы имеет отличия от режима работы системы с башней в начале сети. При максимальном водопотреблении питание потребителей водой осуществляется с двух противоположных сторон: от насосной станции — QH и от водонапорной башни — (7б. Для системы водоснабжения с башней в начале сети оно осуществляется в начальной точке сети, т.е. Q= 0Н + 06-

Схема систем водоснабжения с контррезервуаром

Рис. 2.7. Схема систем водоснабжения с контррезервуаром:

1, 2 — районы питания соответственно от насосов и башни 3

Приближенно расходы QH и Q6 определяются по совмещенному графику режима работы насосной станции и режима во- допотребления. В системе с контррезервуаром потоки воды от насосной станции и водонапорной башни будут направлены навстречу друг другу. Линия, проведенная через узлы, в которых произошла встреча потоков, называется границей зон питания (линия аа на рис. 2.7). Критической из расположенных на этой линии точек будет та, которая имеет наибольшую геодезическую отметку.

Такой точкой на рис. 2.8 является узел ах с геодезической отметкой z• Требуемый свободный напор в этой точке равен Нсв. Зная геодезические отметки расчетного уровня воды в резервуаре чистой воды zH, земли в месте расположения башни Zq, а также потери напора Е/гн при движении воды от насосной станции до точки ах и потери напора ?/гб по пути от башни до этой точки, можно построить пьезометрические линии для часа максимального водопотребления (линия 1 на рис. 2.8). Они будут иметь уклоны противоположных знаков и общую точку в узле ах.

Схема взаимосвязи между напорами в системе водоснабжения с башней в конце сети

Рис. 2.8. Схема взаимосвязи между напорами в системе водоснабжения с башней в конце сети

Требуемая высота водонапорной башни #б и необходимый напор насосов Нн определяются по выражениям:

где /гб — потери напора в водоводах, соединяющих насосную станцию с сетью.

В часы, когда подача насосов в максимальной степени превышает водопотребление, избыток воды транзитом проходит через всю систему трубопроводов и поступает в резервуар водонапорной башни. Этот момент называют моментом максимального транзита. В этом случае пьезометрическая линия приобретает уклон одного знака (линия 2 на рис. 2.8). Напор на насосной станции в этот момент больше напора в час максимального водопотребления. Это вызывается возрастанием потерь напора в сети из-за увеличения пути транспортирования воды, а также ее количества в районе границы зон питания.

Приведенные схемы водоснабжения не ограничивают их многообразия. Они определяются рядом факторов: числом источников питания, местом их расположения, конфигурацией территории, ее рельефом и т. д.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>