Полная версия

Главная arrow БЖД arrow Водоснабжение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Водонапорные башни и пневматические установки

Водонапорные башни необходимы для регулирования режима работы насосной станции II подъема в соответствии с режимом водопотребления. При значительной неравномерности водопотребления практически трудно (либо невыгодно) достигнуть совпадения потребления и подачи воды.

Регулирующий объем водонапорной башни определяют по совмещенным ступенчатым или интегральным графикам работы насосов и водопотребления. Дополнительно объем бака башни должен содержать противопожарный запас, рассчитанный для населенных пунктов на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин, а для промышленных предприятий — на тушение только одного внутреннего пожара. Иногда в водонапорной башне содержится и аварийный запас воды.

Регулирующий объем бака определяют по максимальному остатку в нем воды. Как видно из табл. 2.8, регулирующий объем бака при ступенчатой работе насосов равен 5,2 %, а при равномерной работе — 19,16 %, т. е. при ступенчатой работе насосов можно значительно сократить объем бака.

Графический расчет выполняют путем построения интегральной кривой водопотребления и графика подачи воды насосами (рис. 2.10). Регулирующий объем бака равен сумме наибольших разностей ординат между кривыми 1 и 2. При равномерной работе насосов эта сумма составляет 13,02 + 6,14 = 19,16 % суточного расхода.

Интегральный график водопотребления (1) и подачи воды

Рис. 2.10. Интегральный график водопотребления (1) и подачи воды

насосами (2)

Водонапорная башня состоит из резервуара или бака и поддерживающей конструкции (ствола). В районах с суровым климатом вокруг бака устраивают шатер. Существуют несколько схем подающих и отводящих труб водонапорной башни.

Таблица 2.8

Определение требуемого регулирующего объема бака водонапорной башни для равномерного и ступенчатого режимов работы насосов в течение суток, %

Часы

суток

Подача насосами при работе

Водо-

по-

треб-

пение

Приток в бак при работе

Расход из бака при работе

Остаток в баке при работе

равно

мер

ной

сту

пен

чатой

равно

мер

ной

сту

пен

чатой

равно

мер

ной

сту

пен

чатой

равно

мер

ной

сту

пен

чатой

0-1

4,17

1,5

2,67

1,5

8,83

2,20

1-2

4,17

1,5

2,67

1,5

11,50

0,70

2-3

4,16

0,80

1,5

2,67

0,7

14,16

0,00

3-4

4,17

2,80

1,5

2,67

1,30

16,83

1,30

4-5

4,17

2,80

2,5

1,67

0,30

18,50

1,60

5-6

4,16

5,50

3,5

0,66

2,00

19,16

3,60

6-7

4,17

5,50

4,5

1,00

0,33

18,83

4,60

7-8

4,17

5,50

5,5

1,33

17,50

4,60

8-9

4,16

5,50

6,25

2,09

0,75

15,41

3,85

9-10

4,17

5,50

6,25

2,08

0,75

13,33

3,10

10-11

4,17

5,50

6,25

2,08

0,75

11,25

2,35

11-12

4,16

5,50

6,25

2,09

0,75

9,61

1,60

12-13

4,17

5,50

5,00

0,5

0,83

8,33

2,10

13-14

4,17

5,50

5,00

0,5

0,83

7,50

2,60

14-15

4,16

5,50

5,50

1,34

6,16

2,60

15-16

4,17

5,50

6,00

1,83

0,5

4,33

2,10

16-17

4,17

5,50

6,00

1,83

0,5

2,50

1,60

17-18

4,16

5,50

5,50

1,34

1,16

1,60

18-19

4,17

5,50

5,00

0,5

0,83

0,33

2,10

19-20

4,17

5,50

4,50

1,0

0,33

0,00

3,10

20-21

4,16

5,50

4,00

0,16

1,5

0,16

4,60

21-22

4,17

2,80

3,00

1,17

0,2

1,33

4,40

22-23

4,17

2,80

2,00

2,17

0,80

3,50

5,20

23-24

4,16

1,5

2,66

1,5

6,16

3,70

Итого

100,0

100,0

100,0

19,16

9,4

19,16

9,4

Вода в бак подается по трубе 1 на отметку, соответствующую наибольшему наполнению (рис. 2.11). На конце трубы установлен поплавковый клапан 5 для автоматического закрытия подающей трубы при наполнении бака. Из бака вода отводится по трубам 1 и 2. Труба 2 оборудована обратным клапаном 3, препятствующим поступлению по ней воды в бак. Конец трубы 2 с сеткой 4 расположен на некоторой высоте над дном с тем, чтобы не происходило засасывания осадка, который может скапливаться на дне бака. Задвижка 10 предназначена для отключения водонапорной башни от сети. К переливной трубе 9 с воронкой 6 присоединена грязевая труба 7 с задвижкой 8, предназначенная для удаления скапливающегося на дне бака осадка и отвода воды при его промывке. При жесткой заделке труб в днище резервуара на стояках трубопроводов 1 и 9 устраивают сальниковые компенсаторы.

При такой схеме оборудования водонапорной башни обеспечивается постоянное перемешивание воды в баке, что способствует ее незамерзанию. Для оборудования башни применяют стальные трубы. С целью осмотра бака снаружи и внутри устанавливают лестницы.

Резервуары водонапорных башен, как правило, устанавливают круглой формы в плане. Предпочтительно, чтобы отношение высоты бака башни к ее диаметру было небольшим. В этом случае исключаются значительные колебания напоров в системе при различных режимах и обеспечиваются более благоприятные условия работы насосов.

Резервуары водонапорных башен бывают железобетонными и стальными. Наиболее широко распространены железобетонные резервуары, защита которых от коррозии проще и долговечнее защиты стальных. Все более широкое распространение получает предварительно напряженный железобетон, повышающий водонепроницаемость баков. Стальные баки характеризуются меньшей массой, индустриальностью изготовления и монтажа, полной герметичностью. Они широко применяются в зарубежных странах.

Резервуары могут иметь плоское или вогнутое днище. Придание вогнутым днищам полусферической, эллипсоидальной и радиально-конической форм позволяет увеличивать диаметр резервуара (при одном и том же объеме) по сравнению с диаметром резервуара с плоским днищем. Благодаря этому колебания напора могут быть сокращены до минимума. Однако резервуары с вогнутыми днищами сложнее в изготовлении. В нашей стране наиболее широко применяют резервуары с плоским и полусферическим вогнутым днищами.

Схема оборудования водонапорной башни трубопроводами

Рис. 2.11. Схема оборудования водонапорной башни трубопроводами

При наличии опасности замерзания воды в резервуаре вокруг него устраивают шатер, который в зависимости от конструкции водонапорной башни выполняется из железобетона, кирпича или дерева. Для предотвращения замерзания возможно применение электрообогрева.

В башнях большой вместимости при наличии обмена воды с относительно высокой температурой шатры могут отсутствовать даже в суровых климатических условиях. Бесшатровые металлические башни бывают как с теплоизоляцией, так и без нее.

Сверху резервуар башни перекрывается. Перекрытие (крыша) обеспечивает его жесткость и служит для защиты от температурных колебаний и загрязнений. Поддерживающие конструкции водонапорных башен выполняют из железобетона, металла и кирпича в виде сплошной стенки или колонн, имеющих различное архитектурное оформление. Наиболее распространены конструкции из железобетона. Внутреннее пространство, образуемое поддерживающими конструкциями, может использоваться для технических и общественных целей, но при условии исключения какого-либо воздействия на качество воды, находящейся в резервуаре.

Водонапорные башни могут быть выполнены также из кирпича и дерева. Деревянные водонапорные башни применяют в основном на временных водопроводах.

Башни оборудуют сигнализацией, передающей показания уровня воды на насосную станцию или диспетчерский пункт водопроводного хозяйства.

В системах водоснабжения небольших объектов иногда при- мененяют гидропневматические установки. Они выполняют роль водонапорной башни. Требуемый напор в них создается давлением сжатого воздуха.

Эти установки бывают переменного и постоянного давления. Схема установки переменного давления показана на рис. 2.12. В часы минимального водопотребления, когда подача воды насосами 2, забирающими воду из резервуара 1, превышает водозабор, избыток воды поступает в водовоздушный бак 5. При этом повышается уровень воды и увеличивается давление воздуха вследствие его сжатия. При достижении максимального уровня в баке, соответствующего отметке z2, реле давления 4 размыкает цепь питания катушки магнитного пускателя 3 и электродвигатель насоса отключается от питающей его электросети. С этого момента подача воды в водовод 7 осуществляется от гидропневматического бака под давлением сжатого воздуха ртах. В процессе сработки уровня воды давление в баке снижается. При достижении уровня, соответствующего отметке Zj, давление в баке снизится до pmin. В этот момент реле включает электродвигатели насосов. Рабочий цикл установки повторяется. Минимальное давление pmin назначается из условия обеспечения требуемого свободного напора в диктующей точке водоразбора. Во все остальные моменты, когда р > pmin, свободный напор в этой точке будет выше требуемого.

Схема гидропневматической установки

Рис. 2.12. Схема гидропневматической установки

Регулирующий объем водовоздушного бака 5, заключенный между уровнями Z и z2, определяется путем совмещения графиков подачи и потребления воды. Существует схема таких установок с двумя баками, один из которых предназначен для воды, а другой — для сжатого воздуха. Они соединены друг с другом трубопроводом. Эти установки рассчитаны на большую производительность.

В гидропневматических установках переменного давления насосы должны работать в широком диапазоне характеристики Q—H. В процессе эксплуатации определенная часть воздуха, находящегося в баке, растворяется в воде, вытекает через неплотности. Для поддержания давления воздуха в баке установка оборудуется компрессором 6.

Установки постоянного давления позволяют с помощью регулятора давления поддерживать постоянное давления воздуха в гидропневматическом баке и тем самым обеспечивать постоянство расхода и давления у потребителя. Эти установки несколько сложнее описанных выше. Они могут применяться в системах пожаротушения и промышленного водоснабжения, если изменение напора приводит к недопустимым колебаниям расходов воды.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>