Запасные и регулирующие емкости

8. Запасные и регулирующие емкости

8.1 Назначение емкостей и их классификация

Емкости в системах водоснабжения предназначаются для хранения запасов воды, регулирования подачи и расхода воды и обеспечения необходимых напоров. В соответствии со сменой водоснабжения и расположением емкостей они могут выполнять одно или несколько назначений.

Емкости (резервуары), используемые в системах водоснабжения, разделяют следующим образом:

1. по назначению – на регулирующие, запасные и комбинированные (регулирующие и запасные);

2. по способу подачи воды в сеть – на напорные (водонапорные башни, напорные резервуары, водонапорные колонны, пневматические водонапорные установки) и безнапорные (подземные резервуары);

3. по материалу – на железобетонные, кирпичные и стальные.

Выбирать место расположения, тип и объем емкостей следует на основании расчетов совместной работы их с насосными станциями, водоводами и сетью, учитывая местные условия и технологические требования.

В емкостях в зависимости от их назначения должны находиться регулирующий, неприкосновенный противопожарный и аварийный запасы воды.

Рекомендуемые материалы

8.2 Водонапорные башни

8.2.1 Назначение водонапорных башен. Их устройство

Водонапорные башни предназначены для хранения регулирующих и противопожарных запасов воды, а также для поддержания и создания в сети необходимых напоров.

Водонапорная башня состоит из строительных и монтажных элементов. К строительным элементам относятся: фундамент башни, ствол, бак (резервуар), шатер. Шатер монтируется так, что он закрывает полностью резервуар. К монтажным элементам относятся: система водопроводов, арматура, вспомогательные монтажные детали.

Водонапорные башни допускается проектировать с шатром или без шатра в зависимости от режима работы башни, величины емкости бака, климатических условий и температуры воды в источнике. Шатер предохраняет бак от воздействия температуры наружного воздуха. Расстояние между станками шатра и бака a 0,7…0,8м. Бесшатровые металлические башни могут быть как с теплоизоляцией, так и без нее.

Без теплоизолирующей обшивки стенок бака бесшатровые водонапорные башни эксплуатируют в следующих случаях. Когда вода подается из подземных источников при минимальной температуре воздуха не ниже –25⁰С и при обмене воды не менее одного раза в сутки в случае, когда вода подается из открытых источников при минимальной температуре воздуха не ниже –15⁰С и обмене воды в баке не менее двух раз в сутки.

При использовании подземных вод и водообмене в баке не менее двух раз в сутки шатер башни не отапливают. При использовании поверхностных вод в условиях возможной температуры воздуха ниже –20⁰С их утепляют и используют электроподогрев.

8.2.2 Определение объема бака башни

Полный объем бака башни определяют по формуле

где V_р – регулирующий объем воды в баке, м³;

V_пр – неприкосновенный противопожарный запас воды в баке, м³.

8.2.3 Определение регулирующего объема

Регулирующий объем определяют путем совмещения графиков водопотребления и подачи питающих башню насосов. После выбора оптимального графика работы насосов этот объем определяют по формуле

где Q_р.сут – расчетный суточный расход воды, м³/сут;

d_и, d_н – наибольшие ординаты между линиями водопотребления и подачи воды насосами соответственно по избытку и недостаче, % от Q_р.сут.

С учетом способности центробежных насосов к саморегулированию (увеличивать подачу воды при уменьшении напора и, наоборот, уменьшать подачу при увеличении Н) рекомендуется уменьшать регулирующую емкость бака башни по сравнению со значением, вычисленным по формуле:

- при расположении башни в начале сети (сети с проходной башней) – на 10…15%;

- для сети с контррезервуаром – на 30…40%.

8.2.4 Определение противопожарного запаса воды

Неприкосновенный противопожарный запас воды в баке башни определяется по формуле

где Q_р.с - расчетный секундный (максимальный) расход воды из водопроводной сети, л/с;

Q_п – расчетный секундный (максимальный) расход воды из сети на 10-минутную продолжительность тушения пожаров спринклерными или дреичерными установками.

8.2.5 Оборудование водонапорных башен

После определения величин V_б и Н_б принимают размеры типовой водонапорной башни. Для большинства водонапорных башен отношение высоты бака к диаметру H/D = 0,5…1.

Водонапорная башня должна быть оборудована трубопроводами и арматурой. Трубы применяются стальные. Диаметры подводящих и отводящих труб (стояков) определяют в зависимости от расхода и допускаемой скорости, которая не должна превышать 1…1,2 м/с.

Диаметр переливной трубы d_пер принимают обычно на 2…3 сортамента меньше диаметра подающей трубы d_под , но исходя из условия пропуска разности расходов воды, поступающей и забираемой из бака.

Водонапорные башни оборудуют сигнализирующими устройствами для автоматической передачи показаний уровней воды в баке на насосные станции. В качестве таких устройств наиболее распространены поплавковые, контактные и манометрические датчики уровней, которые в зависимости от уровней воды в баке замыкают и размыкают электрическую цепь. Их используют для автоматического пуска и останова насосов, питающих водопроводную сеть.

При автоматизации работы насосов, подающих воду в башню, регулирующий объем воды в баке определяют по формуле

где Q_н - средняя подача насосов за период между включением и отключением, м³/ч;

n - количество включений насоса в час.

Оптимальное число включений насосов устанавливается на основании технико-экономических расчетов. Ориентировочно можно принимать n = 5; 6.

Подкачивающие насосы подбирают по расходу

где Q_мах - максимальное водопотребление из сети, м³/ч;

Q_нс2 – подача насосов 2^го подъема в этот час, м³/ч.

8.3 Резервуары

Резервуары предназначены для хранения хозяйственных, противопожарных, технологических и аварийных запасов воды.

8.3.1 Типы резервуаров

В зависимости от конструкции и принципа работы они бывают следующих типов:

1. по форме – круглые (горизонтальные, вертикальные) и прямоугольные;

2. по степени заглубления – подземные и полуподземные;

3. по материалу – железобетонные и бетонные;

4. по наличию перекрытия – открытые и закрытые;

5. по способу поступления воды из них – безнапорные и напорные.

8.3.2 Назначение резервуаров

Напорные резервуары располагают на высоких отметках местности, он выполняют ту же роль, что и водонапорные башни.

Безнапорные резервуары устраивают, главным образом, при водоочистных станциях, это резервуары чистой воды (РЧВ). Воду из них забирают насосами 2^го подъема и подают в водопроводную сеть.

Для обеспечения надежности водоснабжения в системах крупных водопроводов необходимо устраивать несколько резервуаров (обычно не менее двух), дающих в сумме расчетную емкость.

8.3.3 Определение объема подземных резервуаров

Объем подземных резервуаров, расположенных при водоочистной станции, определяют по формуле

,

где V_p – регулирующая емкость, определяемая совмещением графика поступления воды в резервуар с очистной станции и графика работы насосной станции 2^го подъема, м³;

V_пож – неприкосновенный противопожарный запас воды, рассчитанный на тушение расчетного количества пожаров в течение 3 или 2 ч, с ее одновременной подачей на хозяйственно-питьевые и производственные нужды в течение трех смежных часов наибольшего расхода по графику водопотребления, м³;

V_оч – объем воды на собственные нужды водоочистной станции, м³.

Регулирующую емкость V_p можно определить по формуле

,

где Q_р.сут – расчетный суточный расход воды, потребляемой из водопроводной сети, м³/ч;

V₁, V₂ – суммы объемов воды, аккумулирующейся в РЧВ и расходуемой из него в течение суток соответственно, % от Q_р.сут .

Если графики поступления воды в РЧВ и воды из него совпадают, то V_p = 0. В этом случае предусматривают запас воды

При определении V_пож для бесперебойности подачи воды в резервуары из водоисточников или очистной станции допускается учитывать их пополнение во время пожаров. Поэтому, величину V_пож определяют по формуле

где Q_пож – расход воды на тушение расчетного количества одновременных пожаров, л/с;

Q₁ – расход воды, подаваемой в резервуары при тушении пожаров, м³/ч.

Объем воды, потребляемый за три смежных часа наибольшего водопотребления на производственные и хозяйственно-питьевые нужды во время тушения пожаров

Лекция "Лекция 16. Процесс компиляции в системе MAX-PLUS II" также может быть Вам полезна.

где – объем воды, потребляемый из сети в течение 3 смежных часов наибольшего расхода по графику водопотребления;

– объем воды, не учитываемый в течение трех часов тушения пожаров.

Объем воды в резервуаре на собственные нужды водоочистной станции V_оч рассчитывается на 2 промывки при промывке одного фильтра или на 3 промывки при одновременной промывке двух фильтров. Величину V_оч определяют после расчета водоочистной станции с учетом типа и площади фильтров, а также интенсивности и продолжительности их промывки.

Ориентировочно величину V_оч можно принять равной

.