5 – мембрана; 6 – манометр высокого давления; 7 – редукционный клапан; 8 – манометр низкого давления; 9 – регулирующий клапан; 10 – ротаметр; 11 – предохранительный клапан; 12 – смеситель; 13 – бачок с водой постоянного уровня; 14 – эжектор; 15 – труба для сбора хлорной воды; 16 – подача воды из водопровода; 17 – подача хлорной воды.

Рисунок 9 – Технологическая схема приготовления жидкого хлора.

1. Проектирование насосной станции второго подъема

Насосная станция служит для подачи воды из резервуара чистой воды в сеть и водонапорную башню.

Режим работы насосной станции принимается двухступенчатый. [9]

Расчетная подача насосов Q_нс при нормальном режиме эксплуатации определена в разделе 2.1 и составляет:

для первой ступени, Q_нс^min – 54,86 м³/ч;

для второй ступени, Q_нс^max – 125,93 м³/ч.

Для случая подачи воды для одновременного пожаротушения с хозяйственно-питьевым расходом расчетный часовой расход

Q_нс^пож = Q_нс^max + Q_пож, (5.1)

где Q_пож – расчетный часовой пожарный расход.

Q_пож =q_пож · n_пож , (5.2)

где q_пож – расчетный расход на тушение одного пожара, равный 15 л/с;

n_пож – расчетное количество пожаров, равное 1.

Q_пож =15·1·3,6=54 м³/ч.

Q_нс^пож = 125,93+54=179,93 м³/ч.

Различные виды аварий по-разному влияют на параметры работы насосов. При аварии на водоводе необходимы наибольшие напоры насосов, поэтому этот вариант рассматривается в проекте. В период ликвидации аварии допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более чем на 30%.

Расчетная подача насосов при аварии находится по формуле

Q_нс^ав = 0,7·Q_нс^max (5.3)

Q_нс^ав = 0,7·125,93=88,1 м³/ч.

1. Расчет всасывающих и напорных линий

Для обеспечения бесперебойной работы насосной станции принимается два всасывающих водовода. Расчетный расход каждого из водоводов вычисляется исходя из возможности отключения одной из ниток при пропуске максимальной подачи насосной станции, и определяется по формуле

, (5.4)

где n_вс – число всасывающих водоводов.

Принимается два напорных водовода. Расчетный расход для каждого водовода вычисляется без учета отключений одной нитки, и определяется по формуле

(5.5)

где n_нап – число напорных водоводов.

Рассчитываем диаметр всасывающего трубопровода d_вс по формуле

d_вс = (5.6)

где V – скорость подачи воды в трубопроводе, 0,9 м/с.

d_вс = = 0,22 м

Принимаем диаметр всасывающих водоводов равным 250 мм.

Рассчитываем диаметр напорного трубопровода d_нап по формуле

d_нап = (5.7)

где V – скорость подачи воды в трубопроводе, 1,2 м/с.

d_нап = = 0,1 м

Принимаем диаметр напорных водоводов равным 100 мм.

Материал всасывающих и напорных трубопроводов – сталь.

Удельное сопротивление трубопроводов А принимаем:

для всасывающих А = 1,65 (с/м³)²;

для напорных А = 119,8 (с/м³)².

Гидравлическое сопротивление всасывающего и напорного трубопроводов определяется о формуле

S_{вс (нап)} = А_{вс (нап)}  l_{вс (нап)} , (5.8)

где l – длина всасывающего и напорного трубопроводов, м.

S_вс = 1,65·20 = 33 с²/м⁵;

S_нап = 119,8·400 = 47920 с²/м⁵.

1. Определение расчетных напоров насосов второго подъема

Расчетный напор для нормального режима определяется по формуле

, (5.9)

где Z_тп – отметка точки подачи воды, равная 24,000;

Н_б – высота ствола башни, 20 м;

h_р – высота бака башни, 3,3 м;

Z_нр – расчетный рабочий низший уровень воды в резервуаре чистой воды, равный 33,000;

h_НС – потери напора в коммуникациях насосной станции, предварительно принимаем 2 м.

Расчетный напор для пожарного режима работы определяется по формуле

, (5.10)

где - минимальный статический пожарный напор в конце водовода, равный 20 м;

- минимальный пожарный уровень воды в РЧВ, равный 33,000.

При работе насосной станции в случае возникновения аварии на водоводе, когда отключена одна нитка напорного водовода, расчетный напор, м, вычисляется по формуле

(5.11)

1. Подбор насосов и анализ их работы в системе водоснабжения

По расчетным параметрам Q и H производится подбор насосов по каталогу. Для этого были построены характеристики трубопроводов при различных режимах работы насосной станции и определены рабочие точки. Характеристики трубопроводов, совмещенные с характеристиками насосов приведены на рисунке 7.

А.1 и А.2 – расчетные точки подачи насоса при нормальном режиме, П.1 и П.2 – расчетная точка подачи насоса при режиме пожаротушения, АВ1 и АВ2 – расчетная точка подачи насоса при аварийном режиме

Рисунок 7 – Характеристика трубопровода, совмещенная с характеристиками насоса

Для работы НС - 2 в нормальном режиме приняты:

насос первой ступени К 45 30. Частота вращения рабочего колеса об/мин 2900, диаметр рабочего колеса 168 мм, масса 135кг ;

насос второй ступени К 90 35. Частота вращения рабочего колеса об/мин 2900, диаметр рабочего колеса, мм 174, масса 330кг .

Действительные параметры работы насосов на проектируемую систему водоснабжения – рабочие режимные точки – находятся на пересечении характеристик насосов и характеристик сети.

Рабочие точки отличаются от расчетных не более чем на 10%, что допустимо, поэтому регулировка работы насосов не требуется.

Другие параметры - мощность N, КПД , кавитационный запас h_доп определяются по паспортным характеристикам насосов при рассматриваемых подачах.

1. Проектирование водопроводной сети

   1. Трассировка водовода и сети

Водоводы служат для подачи на воды от насосной станции второго подъема к потребителю.

Трассировка водовода производится на топографической карте поселка по кратчайшему расстоянию с обходом естественных препятствий – болот, водоемов, участков с неблагоприятными геологическими условиями. Водовод выполнен стальным в две нити равных диаметров. Совокупность магистралей представляет собой кольцевую сеть, состоящую из пяти колец. Материал труб кольцевой сети – высокопрочный чугун с шаровидным графитом. В наиболее высокой точке сети (узел VI) предусмотрена водонапорная башня.

Водоводы и магистральная сеть представляют собой единую гидравлическую систему и рассчитываются совместно на следующие расчетные случаи:

1) максимальный часовой расход в сутки максимального водопотребления. По данным этого расчета назначаются диаметры участков водопроводной сети и водоводов, определяется высота водонапорной башни;

2) минимальный часовой расход в сутки максимального водопотребления (максимальный транзит воды в водонапорную башню). По данным этого расчета назначается напор насоса НС - 2 и проверяется, не превышает ли давление в магистральной сети максимально допустимое (0,6 МПа);

3) максимальный часовой расход с одновременной подачей расчетного расхода воды на пожаротушение. По данным этого расчета назначается напор пожарного насоса;

Таблица - 3 Определение длин участков.

Номер участка	Длина участка, м	Приведенная длина, м
1 -2	271,4	136
2 -3	553,3	277
3 -4	308,6	154
4 -5	282,2	141
5 -6	252,2	126
6 -7	458,2	229
7 -8	454,3	227
8 -9	175,3	88
9 -10	412,1	206
10 -1	350,1	175
11 -5	435,6	436
11 -7	171,7	172
11 -9	534,5	535
11-12	211,6	212
12 - 2	242,3	242
Итого	5113	3355

1. Расчет на час максимального водопотребления

За час максимального водопотребления принимаем промежуток времени между 8-м и 9-м часом.

Водоразбор q =131,225 м³/ч =36,45 л/сек

Водопотребление населением q_х-п = 103,25 м³/ч =28,68 л/сек

Водопотребление школы q_ш = 0,5 м³/ч =0,14 л/сек

Водопотребление детского сада q_дс = 1,125 м³/ч =0,31 л/сек

Водопотребление больницы q_б.= 1,6 м³/ч =0,44 л/сек

Водопотребление котельной q_к =24,75 м³/ч =6,88 л/сек

Поступление воды в сеть:

от НС-2 q = 34,98 л/сек

из водонапорной башни q_вб = 1,47 л/сек

Узловые расходы, л/с, определяются по формуле

(6.1)

где – сосредоточенные узловые расходы,

– путевые расходы, определяются по формуле