Измерения водрнопорной воды

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. Расчет емкости  напорно-регулирующего бака водонапорной  башни.

Регулирование расхода и  напора в разводящей сети водопровода  осуществляется либо при помощи устанавливаемых  на водонапорных башнях напорно-регулирующих баков, либо безбашенных систем с  регулирующим воздушно-водяным котлом. Общий объем бака водонапорной башни  должен вмещать регулирующий, противопожарный  и аварийный запас воды.

      При определении регулирующего объема бака учитывают данные максимального расхода воды потребителями и подачу ее насосной станцией.

      Объем напорно-регулирующего бака водонапорной башни определяем табличным способом, определяя алгебраическую сумму подачи и расхода воды и определяя остаток воды в баке в процентах от максимального суточного расхода.

      Необходимо определить часовую подачу воды в процентах от максимального суточного расхода, зная продолжительность работы водоподъемной машины. Выше было принято, что в централизованной системе водоснабжения водоподъемная машина работает в течение суток 16 часов. Тогда принимая, что за 16 часов подается 100 % от максимального суточного расхода воды, а за 1час -  6,25 % от Q_{сут. мах.}, то есть (100/16=6,25).

      Так как в централизованную систему водоснабжения входят две фермы: молочнотоварная и свинотоварная, поэтому необходимо определить средние значения характера водопотребления в течение суток для этим ферм, занося их в четвертую колонку таблицы 4.

 

 

 

 

 

 

Таблица 4

К определению объема напорно-регулирующего  бака водонапорной башни

Часы суток	Часовой расход воды в % от Qсут.max для ферм:			Подача воды насосом в % от Qсут.max	Алгебраическая сумма  подачи и расхода, %	Остаток воды в баке в % от Qсут.max
	МТФ	СТФ	Среднее значение
0…1	3,1	0,25	1,68	0	-1,68	+6,55
1…2	2,1	0,50	1,30	0	-1,30	+5,25
2…3	1,9	0,50	1,20	0	-1,20	+4,05
3…4	1,7	0,75	1,22	0	-1,22	+2,83
4…5	1,9	3,75	2,83	0	-2,83	0
5…6	1,9	6,00	3,95	6,25	+2,30	+2,30
6…7	3,2	6,00	4,60	6,25	+1,65	+3,95
7…8	3,5	5,50	4,50	6,25	+1,75	+5,70
8…9	6,1	3,25	4,67	6,25	+1,58	+7,28
9…10	9,1	3,50	6,30	0	-6,30	+0,98
10…11	8,6	6,00	7,30	6,25	-1,05	-0,07
11…12	2,9	8,50	5,70	6,25	+0,55	+0,48
12…13	3,3	6,00	4,65	6,25	+1,60	+2,08
13…14	4,3	6,00	5,15	6,25	+1,10	+3,18
14…15	4,8	5,00	4,90	6,25	+1,35	+4,53
15…16	2,9	5,00	3,95	6,25	+2,30	+6,83
16…17	10,1	3,50	6,80	6,25	-0,55	+6,28
17…18	4,8	4,50	4,65	6,25	+1,60	+7,88
18…19	2,9	6,00	4,45	0	-4,45	+3,43
19…20	3,1	6,00	4,55	6,25	+1,70	+5,13
20…21	2,6	6,00	4,30	6,25	+1,95	+7,08
21…22	6,5	3,50	5,00	6,25	+1,25	+8,33
22…23	5,3	2,50	3,90	6,25	+2,35	+10,68
23…24	3,4	1,50	2,45	0	-2,45	+8,23

 

Кроме этого в эту таблицу  заносится алгебраическая сумма  подачи и среднего расхода воды, которая определяется как разность подачи воды в процентах от максимального  суточного расхода (колонка 5) и среднего расхода воды (колонка 4), учитывая при  этом арифметический знак. Отрицательное  значение этой суммы означает нехватку воды в напорно - регулирующем баке, а положительное значение - избыток.

 

При определении остатка  воды в процентах от максимального  суточного расхода принимают, что  к моменту начала включения водоподъемной  машины в работу в напорно - регулирующем баке воды не осталось, и приравнивают это значение к нулю. В таблице 4 это с 5 до 6 часов утра. В следующий час к значению нуль прибавляют значение алгебраической суммы и записывают в таблицу. При этом учитывают то, что если значение последующей алгебраической суммы со знаком плюс, его прибавляют к предыдущему значению, а если со знаком минус - отнимают. Для определения объема регулируемой части водонапорной башни из последней колонки выбирают самую большую цифру со знаком плюс (избыток) и прибавляют к нему, не учитывая знака, самую маленькую цифру со знаком минус (недостаток). В таблице это цифры +10,68 и -0,07. В результате сложения получается, что объем напорно-регулирующего бака должен составить 10,75 % от максимального суточного расхода воды.

Следовательно, объем напорно - регулирующего бака определяется:

 

Тогда м³.

Если для тушения пожара воду подают из водонапорной башни, то необходимо предусмотреть такой  объем воды. Для этого определяют объем воды для тушения пожара:

                                          W_пож = 3,6 × T × Q_пож,                                       

где T - расчетное время тушения пожара, равное 3 ч; Q_пож - расход воды на тушение пожара, равный 10 л/с.

Если для тушения пожара воду используют не из водонапорной башни, а из колодца, то ее общий объем  определяется:

 

      где t-время включения в работу пожарного насоса, t = 5 мин.

Принимая, что воду для  тушения пожара не берут из водонапорной                  башни, тогда ее объем составляет: W = 43,42 + 0,06×5×10 = 46,42 м³.

Расчетную вместимость напорно-регулирующего  бака необходимо увеличивать на 2...3 % от регулируемого объема как аварийный  запас.

Тогда общая вместимость  будет равна:

47,29 м³.

Для обеспечения объема равного 47,29 м³ выбирается стальная, сборно-блочная водонапорная башня типа БР-50 (Рис. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Металлическая бесшатровая водонапорная башня типа БР:

1- фундамент; 2- анкерный болт; 3- наружная лестница; 4- люк; 5- вентиляционная труба; 6- датчик уровня; 7- лъдоудержатели; 8- напорный бак; 9-опора бака (ствол); 10- смотровой колодец; 11- земляная обсыпка; 12- задвижка; 13- напорная труба.

Водонапорная башня создает  напор воды за счет поднятия напорного  бака на определенную высоту. Нижнюю часть  водонапорной башни утепляют земляной обсыпкой, чтобы находящийся в  ней запас воды в зимнее время  не замерзал. Водонапорную башню можно  не утеплять при температуре воды подземных источников не менее 0 ^ОС и обмене воды в ней не реже одного раза в сутки. Для поддержания постоянного запаса воды в водонапорной башне водяной насос включается в работу автоматически по специальной схеме с использованием датчиков уровней воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6. Выбор водоподъемной  машины.

Для выбора водоподъемной  машины необходимо располагать следующими сведениями: типом водоисточника (трубчатый колодец, шахтный колодец, или открытый водоисточник); требуемым полным напором; необходимой производительностью подачи воды в час и дебитом источника, причем дебит водоисточника должен быть больше производительности насоса. Устройства для забора подземных вод подразделяются на трубчатые и шахтные колодцы.

      Сооружают трубчатые колодцы путем бурения скважин. Стенки буровых колодцев укрепляют обсадными трубами, выполненными из стали, асбестоцемента или полиэтилена.

Шахтные колодцы применяют  для приема безнапорных вод при  небольшой глубине залегания (до 40 м). Выполняют их из железобетона, кирпича и дерева. Эти колодцы имеют большую площадь сечения и небольшую длину вертикальной части.

Для забора воды из шахтных  колодцев, где динамический уровень  воды не превышает 3…6 м, в основном используют центробежные или вихревые насосы. Центробежные насосы используют тогда, когда нужна большая производительность при небольшом напоре воды, а вихревые насосы используют тогда, когда необходим  большой напор при небольшой  производительности воды. Так как у нас река, то мы сами выбирали для использования центробежный насос.

Для определения полного  напора водоподъемной машины воспользуются схемой, показанной на рис.3. На этой схеме показаны водоисточник и водонапорная башня с учетом рельефа местности и основных параметров водоисточника и водонапорной башни.

Из этого рисунка видно, что необходимый полный напор  водоподъемной машины определяется как сумма величин:

H_п = H_д + H_гед + Z + H_б + h

Все эти величины известны из условия задания на проектирование, по техническим данным выбранного оборудования или определены расчетным путем.

Следовательно H_п = 2 + 4 + 18 + 7 + 0,74 = 31,74 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Схема для определения полного напора водоподъемной машины:

1-водонапорная башня; 2- колодец; H_д - динамический уровень воды; H_гед- геодезическая разница уровней между колодцем и водонапорной башней; Z_б- высота водонапорной башни; H_б - высота напорно-регулирующего бака; h- потери напора по длине от колодца до водонапорной башни.

Производительность водоподъемной  машины определяется:

,

где T_н - продолжительность работы водоподъемной машины в сутки.

Тогда, с учетом максимального  суточного расхода воды равным 403,91 м³ и при продолжительности работы насосной станции в течение суток 16 ч, определяется: м³/ч. Для таких условий выбираем центробежный консольный насос для воды типа К45/55 с производительностью 45 м³/ч и с полным напором 55 м.

2.7. График суточного расхода воды.

 По найденным средним значениям характера водопотребления по двум фермам строим суточный график водопотребления (Рис.2). Для этого проводят координатные оси, на горизонтальной оси откладывают часы суток от 0 до 24 ч в выбранном масштабе, а на вертикальной - часовое потребление воды всеми водопотребителями в масштабе. Эта величина определяется по следующей формуле:

 

где Q_ч(i) - расход воды за определенный час суток,  м³; j_(i) -процент расхода воды за тот же час.

Вычисленные данные по расходам воды за определенный час суток записываем в таблицу 5.

Таблица 5

Значение часового расхода  воды

Часы суток	Среднее значение часового расхода воды в %	Часовое потребление воды, м3/ч
0-1	1,68	6,79
1-2	1,30	5,25
2-3	1,20	4,85
3-4	1,22	4,93
4-5	2,83	11,43
5-6	3,95	15,95
6-7	4,60	18,58
7-8	4,50	18,18
8-9	4,67	18,86
9-10	6,30	25,45
10-11	7,30	29,49
11-12	5,70	23,02
12-13	4,65	18,78
13-14	5,15	20,8
14-15	4,90	19,79
15-16	3,95	15,95
16-17	6,80	27,47
17-18	4,65	18,78
18-19	4,45	17,97
19-20	4,55	18,38
20-21	4,30	17,37
21-22	5,00	20,2
22-23	3,90	15,75
23-24	2,45	9,9

По данным таблицы составляем суточный график водопотребления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Суточный график водопотребления.

Из этого графика определяется коэффициент часовой неравномерности  k₂ для выбранного сектора водопотребления. Этот коэффициент определяется как отношение к . Среднее значение определяют по формуле: где =29,49 м³; =4,85 м³, тогда м³. Следовательно коэффициент часовой неравномерности для данных условий по двум фермам составляет:

 

 

 

 

 

 

3. Безопасность жизнедеятельности.

3.1. Техника безопасности  при эксплуатации насоса.

К обслуживанию насосов предназначенных  для перекачивания углеводородных жидкостей и нефтепродуктов допускаются  лица имеющие опыт работы с насосным оборудованием ознакомленные с  действующими инструкциями нормативно-технической  документацией на насосное оборудование и сдавшие экзамены на допуск к  самостоятельной работе и прошедший  инструктаж по работе с токсичными жидкостями 
Элементы безопасности заложены в самой конструкции насосов. В насосах для перекачивания жидкостей предусматривается система охлаждения, предохраняющая детали насоса и трубопроводов от температурных расширений, а также специальные меры защиты обслуживающего персонала от ожогов. 
           Для надежной и безопасной эксплуатации насосы оснащаются контрольными регулирующими и предохранительными приборами. Все наружные движущиеся и вращающиеся части насоса – ограждаются. 
После монтажа и ремонта насосы подвергаются испытанию на герметичность согласно действующих норм. Все запорные приспособления перед монтажом после их ремонта подвергаются гидроиспытанию на прочность и герметичность. 
              Перед ремонтом насосы освобождаются от перекачиваемой жидкости. После слива жидкости насос продувается инертным газом и при необходимости промывается водой до полного удаления перекачиваемой жидкости. 
              При перекачивании горючих ядовитых и агрессивных жидкостей должны соблюдаться следующие требования: 
- эксплуатировать насосы в строгом соответствии с инструкцией по эксплуатации насоса; 
- не допускать пуск насосов в работу не залитых перекачиваемой жидкостью; 
- не допускать работы насосов при закрытой задвижке на нагнетательном трубопроводе; 
- равномерно распределять работу насосов в период межремонтного пробега; 
- обеспечивать постоянный контроль состояния воздушной среды в помещениях насосной; 
- постоянно контролировать состояние фланцевых соединений контрольно 
измерительных приборов; 
- не допускать работы насосов при завышении (выше условного) давления в нагнетательном трубопроводе; 
- регистрировать работу насосного оборудования в вахтовом журнале; 
- запрещается эксплуатация насосов при отсутствии или неисправном состоянии 
средств автоматизации контроля и системы блокировок, предусмотренных конструкцией насоса.