Расчёт и обоснование водоснабжения для микрорайона Лебединец

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 привкус должен быть не более 2 баллов.

Запахи воды определяются живущими и отмершими организмами, растительными остатками, специфическими веществами, выделяемыми некоторыми водорослями и микроорганизмами, а также присутствием в воде растворенных газов - хлора, аммиака, сероводорода, меркаптанов  или органических и хлорорганических загрязнений. Различают природные (естественного происхождения) запахи: ароматический, болотный, гнилостный, древесный, землистый, плесневый, рыбный, травянистый, неопределённый и сероводородный, тинистый и др. Запахи искусственного происхождения называют по определяющим их веществам: хлорный, камфорный, аптечный, фенольный, хлор-фенольный, смолистый, запах нефтепродуктов и так далее.

 

 

 

1.3 Оборудования  и механизмы для подачи воды

Первым этапом на пути обеспечения водой домов и участков является подача воды.  Вторым - обустройство скважины. А именно: установка кессона; спуск и монтаж насоса; установка электрооборудования; прокладка трубопровода до дома; установка гидроаккумулятора, выход к системе холодной воды.

 Этот этап является  рекомендуемым, однако не обязательным  элементом автономного водоснабжения,  так как мелкая скважина для  полива огорода летом может  обойтись без устройства дорогой  обвязки. Артезианская скважина  без обустройства является нонсенсом.  При условии того, что эта скважина  не обустраивается сразу после  бурения, то значит, обустройство  будет выполнено позже.

Кессон. Вокруг обсадной колонны на глубине 2 м удаляется грунт и реализовывается спуск кессона. Так скважина оказывается внутри кессона, герметично к нему крепится и завершается оголовком.

Кессон специализирован  для исключения попадания грунтовых  вод в скважину, а также для  не замерзания ее устья. Это отрезок  трубы трубы D=1м (толщина стенки 4 мм) высотой 2 м, крышка D=1м. Изнутри покрыт антикоррозийным составом, снаружи - гидроизоляцией. Возможно изготовление кессона по индивидуальному проекту.

Трубопровод, выходя из кессона, находится на глубине 1,8 м, то есть ниже зоны промерзания грунта (в Московской области - до 1,5 м).

Насос для скважины. Он обеспечивает долгосрочную и стабильную подачу воды из скважины. Наиболее популярна немецкая фирма GRUNDFOS. К насосу монтируется водостойкий кабель, пластиковая труба и страховочный трос, которые выводятся на устье скважины в кессон и крепятся на оголовке. Оголовок крепится герметично к обсадной колонне.

Труба, кабель и трос подбираются  соответственно исходя из данных насоса[1].

Нержавеющий трос служит для  страховки погружного насоса.

Трос D=2мм, допустимая нагрузка 100 кг (при D=5мм допустимая нагрузка - 650 кг) с учетом уменьшения веса в скважине, заполненной водой.

Труба D=25 мм, D=40мм, D=50мм пластиковая, предпочтение отдается импортному производству (Германия, Швеция). Российские аналоги  также соответствуют требованиям  ГОСТ.

Можно применять водостойкий  кабель немецкого производства или  российский ПВС, монтируется к электродвигателю насоса при помощи термоусадочной водонепроницаемой муфты. Из кессона трубопровод и кабель по траншее проводятся в здание. Воду после этого очистить с помощью фильтра для воды или аналогичной системы очистки воды.

Автоматика. Затем следует установка пульта управления насосом и реле давления мембранного бака (гидроаккумулятора). Пульт управления  - коммутационный аппарат для автоматического - в зависимости от давления в системе - включения и отключения погружного насоса, оборудованного погружным электродвигателем.

Этот аппарат обеспечивает: подключение датчика при необходимости  через однополосное реле давления; защиту электродвигателя через тепловое реле; подключение датчика для  защиты от работы в режиме «сухого  хода», а также защиту от повышенного  и пониженного напряжения[11].

Пульт управления - эстетично  выполненный настенный ящик небольших  габаритов.

Реле давления предназначено  для установки диапазона в  БАР. Включено - минимум, выключено - максимум от 0,5 до 8 БАР (реле давления FF (4-8)).

Гидроаккумулятор. Мембранный напорный бак (гидроаккумулятор) - многофункциональное устройство предназначено для установки предела повышения давления, а также в качестве демпфера гидравлического удара и уменьшения частоты включения насоса в скважине.

Когда работы по монтажу  оборудования окончены, заказчик получает гарантию на все оборудование в течение  одного года.

По желанию заказчика  выполняется бактериологический анализ воды, добытой из скважины и последующая, если нужно, установка системы фильтрации воды по удалению железа, бактерий, запаха.

В настоящее время существуют 5 видов труб:

- стальные, длина которых  15-18 м, диаметр 25-800мм;

- чугунные длиной 2-7 м,  диметром 50-1200мм;

- асбестоцементные длиной 3-4м, диаметром 50-500мм;

- железобетонные трубы длиной 5м, диаметром 500-1500 мм;

- пластиковые длиной 8-12 м,  диаметром 6-300мм.

Трубы, предназначенные для  водоснабжения, должны обладать прочностью, высокой гидравлической гладкостью внутренней поверхности, водонепроницаемостью стеной, долговечностью, низкой стоимостью.

Запорная арматура — арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью. В том числе:

Спускная (дренажная) арматура — запорная арматура, предназначенная  для сброса рабочей среды из емкостей (резервуаров), систем трубопроводов.

Контрольная арматура —  арматура, предназначенная для управления поступлением рабочей среды в  контрольно-измерительную аппаратуру, приборы.

Регулирующая арматура —  арматура, предназначенная для регулирования  параметров рабочей среды посредством  изменения расхода. В том числе: редукционная (дроссельная) арматура —  арматура, предназначенная для снижения (редуцирования) рабочего давления в  системе за счет увеличения гидравлического  сопротивления в проточной части.

Запорно-регулирующая арматура — арматура, совмещающая функции  запорной и регулирующей арматуры.

Защитная (отключающая, отсечная) арматура — арматура, предназначенная  для защиты оборудования и трубопроводов  от аварийного изменения параметров среды путем отключения обслуживаемой линии или участка. В том числе:

Обратная арматура — арматура, предназначенная для автоматического  предотвращения обратного потока рабочей  среды.

Предохранительная арматура — арматура, предназначенная для  автоматической защиты оборудования и  трубопроводов от недопустимого  превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды.

Распределительно-смесительная арматура — арматура, предназначенная  для распределения потока рабочей  среды по определенным направлениям или для смешивания потоков.

Фазоразделительная арматура — арматура, предназначенная для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях. В том числе:

Конденсатоотводчик —  арматура, удаляющая конденсат и  не пропускающая или ограниченно  пропускающая перегретый пар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчёт и обоснование  водоснабжения для микрорайона Лебединец

2.1Расчёт потребления воды на хозяйственные нужды

Микрорайон Лебединец  – юго-западная часть г. Старый Оскол  с умеренным климатом.

Просмотрев карту города (см. приложение), необходимо отметить то, что в данном районе  представлены 30 пятиэтажных домов. В каждом из них проживают около 200 человек. Таким образом численность жителей микрорайона Лебединец составляет 6000 человек.

В течение года и в течение  суток вода для хозяйственно-питьевых целей расходуется неравномерно (летом расходуется больше, чем  зимой; в дневные часы – больше, чем в ночные).

Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды определяется по следующей  формуле[7]:

  м3/сут,                                                                   

где  - удельное водопотребление м3/сут ;

       - расчетное число жителей, чел.

Так как на микрорайоне Лебединц преобладает застройка с централизованным водоснабжением и климат в данном районе умеренный, то норма водопотребления на одного жителя составляет примерно 280 л/сут. Численность – 2160 чел. Следовательно:

                          

Теперь можно определить часовые расходы воды, м3/ч:

                                                            

Расчет расхода жидкости.

Расход воды (в водотоке) — объём воды, протекающей через  поперечное сечение водотока за единицу  времени. Измеряется в расходных  единицах (м³/с), сечения трубы диаметром 110мм:

    Определение потерь  энергии при движении жидкости  по трубопроводу[6]

                                                                                            

  - потери по длине,                                                   

где  - длина трубопровода, м

       - внутренний диаметр, м.

, где                                                                        

  ,                                                                                               

  ,                                                                                        

где  - внутренний диаметр трубы, м

       - внутренний диаметр элементов соединения труб, м

       - коэффициент местных сопротивлений ( ).

 

 

2.2 Выбор системы  водоснабжения и оборудования для подачи воды

Запорная арматура — арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью. В том числе: спускная (дренажная) арматура — запорная арматура, предназначенная для сброса рабочей среды из емкостей (резервуаров), систем трубопроводов. Контрольная арматура — арматура, предназначенная для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру, приборы. Регулирующая арматура — арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода. В том числе: редукционная (дроссельная) арматура — арматура, предназначенная для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счет увеличения гидравлического сопротивления в проточной части. Запорно-регулирующая арматура — арматура, совмещающая функции запорной и регулирующей арматуры[5].

ЭПН насос предназначен для питания котлов пресной водой и потребителей температурой воды до +110°С.

Особенности конструкции  насоса: материал проточной части  сталь 20Х13Л. Уплотнение вала - торцовое. Б - очередная заводская модификация насоса. Судовые насосы предназначены для кораблей, судов, плавсредств всех классов, типов и назначений[15]. Применяются для откачки как морской, так и пресной воды. Все насосы одобрены Российским Морским Регистром судоходства и Российским Речным Регистром. Судовые насосы могут применяться в наземных установках без предъявления к ним специфичных судовых требований.

Габаритные чертежи ЭПН-А, ЭПН-Б, ЭПН-В

Для данной курсовой целесообразно  использовать стальные трубы диаметром  и длиной . Стальные трубы с ЦПИ - это стальные трубы с цементно-песчаной изоляцией, которая также используется для внешней и внутренней изоляции от агрессивной среды.

Слой ЦПП (ЦПИ) изоляции не является абсолютно непроницаемым  для воды, небольшое количество которой  с течением времени проникает  на поверхность внутренних стенок труб. Здесь и вступает в действие активная защита от коррозии, и, несмотря на просачивание небольшого количества воды, не происходит коррозии низколегированного железа вследствие щелочной реакции цементного раствора[3].

Технология изоляции трубопроводов  основана на уникальных физико-механических свойствах. Трубная изоляция устойчива  к воздействию влаги, у нее  высокая и долговечная сцепляемость с поверхностью трубы и гидрозащитной оболочкой. Изоляционный материал имеет высокую механическую прочность. Усиленная изоляция используется в магистральных и промысловых, подземных и подводных трубопроводах и устойчива к внешним механическим повреждениям при низком водопоглощении и водопроницаемости, что способствует долгой работе и безаварийной эксплуатации трубопроводов до тридцати лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Мероприятия  для охраны качества воды

Запасы пресной воды представляют собой единый ресурс. Рассчитанное на длительную перспективу освоение мировых ресурсов пресной воды требует  целостного подхода к использованию  этих ресурсов и признания взаимозависимости  между элементами, составляющими  запасы пресной воды и определяющими  ее качество. В мире существует мало регионов, не затронутых проблемами потери потенциальных источников снабжения  пресной водой, ухудшения качества воды и загрязнения поверхностных  и подземных источников.