Введение

Для современных городов, сельского хозяйства, промышленных предприятий и энергетических хозяйств необходимы огромные количества воды, строго отвечающей по своим качествам требованиям ГОСТа или технологических процессов. Для решения этой важной задачи требуются тщательный выбор источников водоснабжения, организация охраны их от загрязнений, строительство очистных сооружений. Одним из главных вопросов использования воды как в населенных пунктах, так и на промышленных предприятиях является пожаротушение.

При проектировании системы водоснабжения любого объекта прежде всего должно быть определено, сколько воды и какого качества требуется подавать данному объекту.

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной группы потребителей водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, т.е. обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды.

Система водоснабжения должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления.

Целью данного курсового проекта являются:

1. Расчет и проектирование водопроводной сети для города и промышленного предприятия;

2. Закрепление теоретического материала по дисциплине «водоснабжение».

1. Выбор места расположения головных водопроводных сооружений и башни. Трассировка водопроводной сети

При использовании в качестве источника водоснабжения реки, место расположения водозабора принимаем выше населенного пункта по течению реки, с таким расчетом, чтобы поверхностный загрязненный сток с территории города не мог попасть в воду, забираемую водозаборными сооружениями. Очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосную станцию второго подъема располагаем в непосредственной близости от водозабора.

Для уменьшения высоты водонапорной башни (с целью ее удешевления), ее располагаем на самом высоком месте населенного пункта, в пределах застроенной части.

Установив местоположение насосной станции и водонапорной башни, начинаем проектировать на плане города трассы водоводов и водопроводной сети.

Водопроводная сеть состоит из магистральной и распределительной. Гидравлическому расчету подвергаем только магистральную сеть. При выполнении курсового проекта проектируем магистральную сеть, состоящую из 4 замкнутых колец, исходя из следующих основных положений:

• главные магистральные сети, основное назначение которых состоит в транспортировке воды в наиболее удаленные районы, должны совпадать с продольным направлением застройки, равномерно охватывать территорию города и вместе с тем подавать воду в удаленные районы кратчайшим путем;

• магистральные линии следует прокладывать по наиболее возвышенным точкам территории, чтобы обеспечить достаточные свободные напоры в распределительной сети;

• для обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям, число магистралей должно быть не менее двух. Расстояние между ними 600-800 м. Для распределения воды в случае аварии на отдельных участках этих линий или при пожаре магистрали связываются перемычками, расстояние между которыми принимается 800–900 м;

• следует стремиться к тому, чтобы сеть имела, возможно, меньшую протяженность участков. Это достигается при условии, что линии наружного контура сети обеспечивают двухстороннее питание потребителей, то есть магистрали и перемычки должны находиться внутри городской застройки;

• Насосная станция второго подъема и водонапорная башня соединяются с кольцевой сетью двумя водоводами.

2. Определение расчетных суточных расходов воды

2.1 Хозяйственно-питьевые расходы населения

Определение суточного водопотребления на хозяйственные нужды населенного пункта производим в соответствии с нормой водопотребления, назначенной в зависимости от географического положения населенного пункта и степени благоустройства жилой застройки.

Среднесуточный расход Q_{сут. m}, м³/сут, определяем по формуле:

(1)

где q_ж – удельная норма водопотребления на одного жителя, л/чел. сут., принимается согласно [1, табл. 1], и зависит от географического положения местности и уровня благоустройства местности;

N_ж - количество жителей в населенном пункте, по районам.

В виду того, что город разделен на два района с различными уровнями благоустройства, то формула (1) приобретает следующий вид:

(2)

где Q₁ - среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды для первого района, м³/сут;

Q₂ - среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды для второго района, м³/сут.

Для первого района:

удельная норма водопотребления согласно 1, табл. 1 q_ж = 330 л/чел. сут., при Централизованном горячем водоснабжении и географическом положении местности – Новосибирская область. Но так как в расчет принимается только количество холодной воды, составляющей 60% общего расхода, то

количество жителей N_ж = 40000 чел.

Для второго района:

удельная норма водопотребления согласно 1, таблица 1 q_ж = 150 л/чел. сут., при водоснабжении и канализации без ванн и том же географическом положении местности.

количество жителей N_ж = 20000 чел.

Расчетный расход в сутки наибольшего водопотребления Q_{сут. max}, м³/сут, определяем по формуле:

(3)

где K_{сут. max} – максимальный коэффициент суточной неравномерности, зависит от уровня благоустройства местности и принимаем по 1:

K_{сут. max}¹ =1,1 при ЦГВ,

K_{сут. max}² =1,3 при ВиК без ванн.

2.2 Расход воды на полив улиц и зеленых насаждений в городе

В данном проекте отсутствуют конкретные данные о площадях поливки в городе по видам благоустройства, видах покрытия, поэтому расчет ведем по формуле:

(4)

где q – удельное среднесуточное водопотребление на поливку в расчете на одного жителя, по 1, таблица 3, прим. 1 q =50–90 л/чел. сут в зависимости от климатических условий, степени благоустройства населенных пунктов. С учетом всех этих требований принимаем q=70 л/чел. сут.;

0,15 – величина, учитывающая какая часть воды на поливку будет браться из проектируемой водопроводной сети, остальная вода должно доставляться к месту поливки специальными машинами или системами.

2.3 Расход воды на промышленном предприятии

Вода на пром. предприятии расходуется на хозяйственно-питьевые, душевые, технологические и поливочные нужды.

Расчетный суточный расход воды Q_{сут.х-п.,} м³/сут, на хозяйственно-питьевые нужды рабочих, во время их пребывания на производстве, определяем, исходя из норм водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды работающих, по формуле

(5)

где q_г, q_х – нормы расхода воды на одного рабочего в горячих и холодных цехах соответственно, принимаемые согласно [2, прил. 1], q_г = 45 л/чел. смену; q_х = 25 л/чел. смену;

N_г, N_х – суммарное количество рабочих, соответственно, в горячих и холодных цехах, за все смены. N_г =300 чел., N_х=1000 чел.

Расчетный суточный расход воды Q_сут..д., м³/сут, на прием душа определяется по формуле

(6)

где q_д – норма расхода холодной воды на одну душевую сетку, согласно [2, прил. 3] q_д=500 л/сетку;

N_д – количество рабочих, пользующихся душем, за сутки;

n_д – расчетное количество человек на одну душевую сетку, принимаем в зависимости от санитарной характеристики технологического процесса – 1б по [3, таблица. 6] n _д= 15 чел.

(7)

где 35, 20 – количество рабочих в процентах, пользующихся душем соответственно в горячих и холодных цехах.

Суточный расход на поливку и мойку территории предприятия Q_пол, м³/сут, определяем по формуле

(8)

где S_пред – площадь предприятия, м², определяемая по схема города, S_пред=30400 м²;

0,15 – величина, показывающая какая часть площади предприятия подлежит поливки;

q – норма расхода воды на поливку газонов и цветников, по 1, таблица 3 q=5 л/м².

Потребности воды питьевого качества на технологические нужды Q_тех, м³/сут, определяем по следующей формуле:

(9)

где q – норма расхода воды питьевого качества для производственных целей, принимаем для птицефабрики, по 4, таблица 35, с. 364 q =26,1 м³ на единицу продукции;

n – производительность предприятия, т/сут; n=100 т/сут.

2.4 Расход воды на пожаротушение

Расход воды на пожаротушение не входит в расчетную сумму суточного водопотребления. Однако его величина необходима для проверочного расчета на случай возникновения пожара, а также определения пожарных запасов башни и резервуаров чистой воды.

Определение расхода воды на наружное пожаротушение зависит от того, где находится предприятие: в пределах населенного пункта или вне его.

Число жителей населенного пункта превышает 25 тыс. человек (составляет 60 тыс.) и пром. предприятие находится за чертой города, поэтому по [1, п. 2.23] расход воды на пожаротушение следует определить как сумму потребного большего расхода и 50 процентов потребного меньшего расхода.

При числе жителей 60 тыс. человек, расчетное количество пожаров в населенном пункте по [1, таблица 5] равно двум. При этом, расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте на один пожар (при застройке здания высотой три этажа и более независимо от степени огнестойкости) q_н.п=35 л/с.

Для промышленного предприятия в соответствии со степенью огнестойкости здания (1), категорией производства по пожарной опасности (Д), шириной (100 м) и объемом (120 тыс.м³) здания, по [1, таблица 8] определяем расход воды на наружное пожаротушение на один пожар q_п.п=20 л/с. Расчетное количество одновременных пожаров – один, т. к. площадь пром. предприятия меньше 150 га.

Расход воды на пожаротушение равен

3. Режим расходования воды

Для гидравлического расчета водопроводной сети и назначения режима работы насосной станции второго подъема необходимо знать график водопотребления по часам суток. Для этого определяем режим расходования воды в течение суток по каждой из категорий водопотребления, в соответствии с [1, п. 2. 7,2.8].

Режим водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды принимаем на основании данных о фактических режимах работы аналогичных населенных пунктов; по5, таблица 1, в зависимости от максимального коэффициента часовой неравномерности К_ч.max, определяемого по формуле

К_ч.max = α_max ∙ β_max (10)

где α_max - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий, и т.д., принимаем по [1];

для 1-го района (при ЦГВ) α_max=1,2,

для 2-го района (при ВиК без ванн) α_max=1,3.