Пояснительная записка (Водоснабжение посёлка Тындинского района дв), страница 5

Рисунок 8 - Окончательная расчетная схема сети на час максимального водопотребления

Рисунок 9 - Окончательная расчетная схема сети на час минимального водопотребления

Рисунок 10 - Окончательная расчетная схема сети на максимальный часовой расход с одновременной подачей воды на пожаротушение

3.6 Обработка и анализ результатов гидравлического расчета

По результатам гидравлического расчета на час максимального водопотребления определяется высота водонапорной башни, требуемые напоры насосов НС – 2 и напоры в узлах водопроводной сети.

Свободный напор, м, определяется по формуле

(13)

Для пятиэтажной застройки свободный напор составит

Отметка дна бака определяется по формуле

(14)

где Z_А – отметка земли в диктующей точке (узел VI), 37,500;

Σh_ВБ-А – сумма потерь напора по результатам гидравлического расчета на час максимального водопотребления от башни до узла VI (длина участка 20 м, расход 2×7 л/с, диаметр 2×100 мм, скорость движения воды 0,86 м/с), 0,32 м.

Высота ствола башни, м, определяется по формуле

, (15)

где - отметка земли в точке размещения водонапорной башни, принимается 38,000.

Высота ствола башни по формуле (15)

Объем бака определяется по формуле

, (16)

где W_р - регулирующий объем;

W_пож - пожарный запас, обеспечивающий десяти минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров:

, (17)

где q_пож.вн и q_{пож.нар} – расходы воды на тушение одного наружного и одного внутреннего пожаров.

В связи с отсутствием данных о наличии в здании внутренних систем пожаротушения соответствующий расход не учитывается.

По формулам (18) и (19) назначаются конструктивные размеры бака.

Диаметр бака

(18)

Высота бака

(19)

3.7 Конструкция водопроводной сети

Материал труб сети – высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ). Трубы ВЧШГ имеют ряд преимуществ по отношению к обычным чугунным трубам, такие как коррозионная стойкость, повышенная прочность, в том числе и на ударные воздействия. Предусмотрено соединение трубопроводов раструбное с резиновыми манжетами, что делает стыки эластичными.

Глубина заложения сети составляет 4,4 м. Колодцы водопроводной сети выполнены из железобетонных колец диаметром 1500 мм, внутри которых устанавливается необходимая запорно-регулирующая арматура (задвижки), устройства для впуска и выпуска воздуха (для впуска воздуха в пониженных местах сети, для выпуска – в повышенных), (пожарные гидранты (расстояние между ними не более 150 м). Приняты пожарные гидранты КПА. Характеристики пожарного гидранта приведены в таблице 9.

Таблица 9 – Характеристики пожарного гидранта

При установке гидранта в рассматриваемом районе, где температура падает от «минус» 25°С до «минус» 40°С необходимо обеспечить незамерзаемость гидранта и утеплить колодец, в котором он расположен.

4 Проектирование насосной станции второго подъема

Режим работы насосной станции принят двухступенчатым.

Расчетная подача насосов при нормальном режиме работы составляет:

для первой ступени, Q_нс^min – 181 м³/ч =50,3 л/с;

для второй ступени, Q_нс^max – 266 м³/ч =74 л/с.

Расчетная производительность насоса при режиме пожаротушения Q_нс^пож = 118 л/с ≈ 425м³/ч.

Рассмотрим аварию на водоводе. При таком типе аварии необходимы наибольшие напоры насосов. В период ликвидации аварии допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды до 30%.

Расчетная подача насосов при аварии находится по формуле

Q_нс^ав = 0,7·Q_нс^max (20)

Q_нс^ав = 0,7·266=186,2 м³/ч ≈ 51,7 л/с.

4.1 Расчет всасывающих и напорных линий насосной станции

Насосная станция второго подъема располагается на площадке головных сооружений рядом со станцией обезжелезивания. Принимаем два всасывающих водовода для обеспечения бесперебойности работы насосной станции. Расчетный расход каждого из водоводов вычисляется исходя из возможного отключения одной из ниток при пропуске максимальной подачи насосной станции по формуле

, л/с (21)

где n_вс – число всасывающих водоводов.

л/с

Количество напорных водоводов принято два. Расчетный расход для каждого водовода вычисляется без учета отключений одной нитки, определяется по формуле

, л/с (22)

где n_нап – число напорных водоводов, 2 шт..

л/с

Диаметр всасывающего трубопровода определим по формуле

d_вс = (23)

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

d_вс = = 0,307 м

Принимаем диаметр всасывающих водоводов 300 мм.

Диаметр напорного трубопровода определим по формуле

d_нап = (24)

где V – скорость подачи воды в трубопроводе, 1,3 м/с.

d_нап = = 0,19 м

Принимаем диаметр напорных водоводов 200 мм.

Удельные сопротивления трубопроводов А принимаем:

для всасы­вающих А_вс = 0,662 (с/м³)²;

для напорных А_нап = 5,15 (с/м³)².

Материал всасывающих и напорных трубопроводов – сталь.

Гидравлическое сопротивление всасывающего и напорного трубопроводов определяется о формуле

S_{вс (нап)} = А_{вс (нап)}  l_{вс (нап)} , (25)

где l – длина водовода, м.

S_вс = 0,662·30 = 19,86 с²/м⁵;

S_нап = 5,15·500 = 2575 с²/м⁵.

4.2 Определение расчетных напоров насосов второго подъема

Рассматриваем систему с регулирующей емкостью (водонапорной башней) в конце сети.

Расчетный напор насоса, м, для нормального режима работы при наибольшей подаче

где отметка земли в диктующей точке, 37,500;

отметка нижнего уровня воды в РЧВ, 30,000;

- свободный напор, равный 26 м;

потери напора в коммуникациях насосной станции, 1 м;

расчетный расход воды для максимальной ступени работы НС-2, равный 74 л/с=0,074 м³/с;

количество всасывающих линий, 2 шт.;

количество напорных линий, 2 шт.;

- потери напора в сети от места присоединения водовода (узел I) до диктующей точки (узла VI), по гидравлическому расчету 2,08 м (таблица 6);

и гидравлическое сопротивление трубопроводов, м·(с/м³)².

Для насоса второй ступени напор составит

В часы минимального водопотребления вода подается в водонапорную башню, расчетный напор определяется по формуле

где - отметка в точке размещения водонапорной башни, 38,000;

- высота бака башни, 4,7 м;

высота ствола башни, 25,82 м;

расчетный расход воды для минимальной ступени работы НС-2, равный 50,3 л/с=0,0503 м³/с;

- потери напора от места присоединения водовода (узла I) до водонапорной башни (с учетом потерь напора от узла VI до водонапорной башни, равных 0,32 м), 6,01 м (таблица 7).

Для насоса первой ступени напор составит

При подаче одновременно пожарного и хозяйственно-питьевого расходов расчетный напор определяется по формуле

где - отметка земли в точке расположения пожара (узел XI), 35,000;

- минимальный статический пожарный напор, 10,00 м;

- расчетный расход воды для максимальной ступени работы НС-2 с одновременным пожаротушением, равный 118 л/с=0,118 м³/с;

- потери напора в трубопроводах сети от места присоединения водовода (узел I) до точки пожара, 13,09 м (таблица 8).

Напор в режиме пожаротушения равен

При аварии на одной нитке водовода расчетный напор определяется по формуле

Расчетный напор при аварии на водоводе равен

4.3 Подбор насосов и анализ их работы в системе водоснабжения

Для большей энергоэффективности насосной станции принимаем серию центробежных насосов, предназначенных для перекачки чистой воды хозяйственно - питьевого водоснабжения Wilo SCP (аналог российских насосов типа Д).

Произведем подбор насосов по каталогу фирмы Wilo при известных расчетных параметрах Q и H. На пересечении характеристик сети и насосов определяются рабочие точки, показывающие действительные параметры работы насосов на проектируемую систему водоснабжения.

Приняты следующие марки насосов:

насос первой ступени SCP 125/440HA с диаметром рабочего колеса 365 мм и частотой вращения равной 1470 об/мин, данный насос обеспечивает необходимые параметры и для аварийного режима работы насосной станции. Масса насосного агрегата 699 кг.

насос второй ступени SCP 150/390HA с диаметром рабочего колеса 355 мм и частотой вращения равной 1470 об/мин, масса насосного агрегата 784 кг.

Для работы в режиме пожаротушения принят насос марки SCP 200/310HA с диаметром рабочего колеса 312 мм и частотой вращения равной 1470 об/мин, масса насосного агрегата 933 кг.

Параметры работы насосов в характерных режимах приведены в таблице 10.