Проектирование хозяйственно-противопожарного водопровода для населенного пункта

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.2 Схема водопроводной сети

 

2.3 Нанесем на гидравлическую схему сети сосредоточенные расходы для часа максимального водозабора (расходы крупных потребителей, молзавод, ферма, прачечная). Определить путевые расходы на отдельных участках, полагая, что путевой расход пропорционален длине каждого участка. Для этого предварительно определим путевой расход, отбираемый с одного метра водопроводной сети (из рассмотрения исключаем водоводы, т.е. участки сети, где нет путевого отбора воды).

Определяем удельный отбор  воды для всех линий:

 

где: - расчетный секундный отбор в сети, принимаем по п.1.3;

 – расчетный  секундный расход воды крупными  потребителями;

 – суммарная  длина сети вдоль которой осуществляется  попутный отбор воды;

 

 

2.4 Используя метод узловых  отборов превратим путевые расходы  в узловые и определим суммарные  узловые отборы воды. Представим  схему узловых отборов.

Заменим путевые отборы, неравномерно распределенные по длине  расчетных участков отборами сосредоточенными в узлах, полагаем, что потребители  в каждом узле расходуют 50 % путевых  отборов на прилегающих к узлу расчетными участками сети. К полученным сосредоточенным узловым отборам прибавим отборы воды в узлах отдельными крупными потребителями.

Подсчет узловых отборов  сведем в таблицу 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

Сводная таблица  узловых отборов

 

№ узла	Участок сети примыкающий к узлу			Узловой отбор Qуд*L/2, л/с	Крупные водопотребители		Полный узловой отбор, л/с
	Обозначение		Суммарная длинна		Наимеование	Отбор, л/с
1	1_4		250	2,281			4,562
	1_2		250	2,281
2	2_1		250	2,281	Комунальные предприятия	0,63	7,473
	2_3		250	2,281
	2_5		250	2,281
3	3_2		250	2,281			3,193
	3_7		100	0,912
4	4_1		250	2,281			4,562
	4_5		250	2,281
5	5_4		250	2,281			6,843
	5_6		250	2,281
	5_2		250	2,281
6	6_5		250	2,281	Жив. компл., пром. предпр.	22,34	25,990
	6_7		150	1,369
7	7_8		300	2,737			5,018
	7_6		150	1,369
	7_3		100	0,912
8	8_7		300	2,737			2,737
							60,373

 

 

2.5 Используя условие баланса  расходов в узлах, назначим  направление и величину расходов  на отдельных участках сети, добиваясь подачи воды крупным потребителям кратчайшим путем. Определим расчетные расходы на отдельных участках сети. Представим схему сети с расчетными расходами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.3 Схема водопроводной сети с расчетными расходами.

 

2.6 По расчетным расходам  определим экономически наивыгоднейшие  диаметры труб кольцевой сети  и тупиковых линий в час  максимального водозабора  . Принимаем ближайший больший стандартный диаметр чугунных труб, но не менее 100 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7 Нанесем на гидравлическую  схему длины участков, расчетные  расходы, диаметры труб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.4 Гидравлическая схема водопроводной сети

 

2.8 Выполним увязку кольцевой  сети на ПЭВМ. Определим потери  напора в водоводах и тупиковых  линиях.

 

 

 

2.9 Представим окончательную  гидравлическую схему водопроводной  сети для пропуска хозяйственного расхода с указанием длин участков, расходов, диаметров труб и потерь напора на каждом участке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.5 Гидравлическая схема водопроводной сети

 

2.10 Рассчитаем водопроводную  сеть на пропуск пожарного  расхода. Примем схему пожаротушения  низкого давления. Пожарные расходы  назначим в самых неблагоприятных диктующих точках сети. Проверим допустимые скорости воды в трубах при пожаре.

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет насосной  станции второго подъема

3.1 Определим регулирующий  объем  резервуара чистой воды в сутки с максимальным водопотреблением , исходя из выбранного режима работы насосной станции второго подъема и равномерного режима работы очистных сооружений.

 

 

3.2 Выберем два типовых  резервуара чистой воды, исходя  из их полного объема, включающего  регулирующий объем , трехчасовой пожарный запас , дополнительный запас воды на хозяйственные нужды очистных сооружений и неучтенные расходы и составляющего 5-8% от максимального суточного водопотребления .

 

где - регулируемый объем воды;

 – неучтенный  объем воды:

 

 – объем воды для тушения пожара:

 

где  - расход воды непосредственно на тушение трех часов пожара,

- расход воды  при пожаре на хозяйственные  нужды (берется для самых напряженных  трех часовых работ сети):

 

Выбираем типовой резервуар  чистой воды:

- типовой проект –  4-18-842;

- вместимость - 500 м³;

- размеры – 3,6х12х12 м;

- материал – железобетонный  прямоугольный из сборных унифицированных  конструкций заводского изготовления.

 

3.3 Выполним привязку резервуара  чистой воды на площадке очистных  сооружений. Расположим резервуар  чистой воды на пониженном  участке площадки очистных сооружений. Уровень воды в резервуаре  примем на 0,5 м выше уровня земли.  Определим отметки соответствующих  объемов воды в резервуаре  чистой воды.

Рис. 3.1 К определению  геометрического напора насосов

 

 

 

 

Определим площадь дна:

 

Определим высоты:

 

 

 

 

Глубина заглубления:

 

Определим отметки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4 Выполним привязку насосов  насосной станции второго подъема  (работа под заливом). Проложим  две нитки нагнетательного трубопровода (от насосной станции второго  подъема до водонапорной башни)  с перемычками. Определим по  генплану длину нагнетательного  трубопровода.

 

 

3.5 Определим подачу хозяйственных и пожарных насосов в соответствии с выбранным режимом работы насосной станции второго подъема.

 

 

 

3.6 Определим экономически эффективный диаметр труб нагнетательной линии, исходя из максимальной подачи насосной станции второго подъема в штатном режиме (хозяйственный расход).

 

Полученный диаметр трубы округляем  до стандартного: 300 мм.

 

3.7 Используя средние значения отметок соответствующих объемов воды в водонапорной башне и резервуаре чистой воды , , определим напор хозяйственных и пожарных насосов. Потери напора во всасывающем трубопроводе и на местных сопротивлениях примем за 10 % от потерь по длине в нагнетательном трубопроводе. При этом учтем, что нагнетательный трубопровод проложен в две нитки, каждая из которых рассчитана на половину максимальной подачи насосной станции второго подъема.

 

 

 

 

 

 

Определяем напор хозяйственного и пожарного насосов:

 

 

 

 

 

3.8 Построим характеристику трубопровода (от резервуара чистой воды до водонапорной башни) и подберем хозяйственные и пожарные насосы, обеспечив высокий КПД их работы. Определим рабочую точку хозяйственных насосов. Исследуем режимы совместной работы хозяйственных насосов в соответствии с выбранным режимом работы насосной станции второго подъема. По данным выбираем хозяйственный насос 6НДВ; D = 360 мм; n = 1450 об/мин; N = 42,7 кВт;

Принимаем пожарный насос 6НДВ с  D = 405 мм; n=1450 об/мин;

N = 45 кВт;

 

 

 

Характеристика хозяйственного насоса
Q	0	20	40	60	80	100
H	42	45	45	42	40	30
ƞ	0	40	60	70	75	75

 

Характеристика пожарного  насоса
Q	0	20	40	60	80	100
H	55	57	55	56	52	48
ƞ	0	35	58	69	75	75

 

Характеристика хозяйственного трубопровода
Q, л/с	0	20	40	60	80	100
Hг,м	37,48	37,48	37,48	37,48	37,48	37,48
hпот, м	0	0,1	0,4	0,89	1,58	2,48
Hпот, м	37,48	37,58	37,48	38,37	39,1	39,96

 

Характеристика пожарного  трубопровода
Q, л/с	0	20	40	60	80	100
Hг,м	34,61	34,61	34,61	34,61	34,61	34,61
hпот, м	0	0,05	0,2	0,45	0,8	1,24
Hпот, м	34,61	34,66	34,82	35,06	35,41	35,85

 

4 Водозаборное сооружение

4.1 Определим категорию надежности системы водоснабжения и класс капитальности сооружений.

Водозабором называется комплекс сооружений, служащий для забора воды из источника. Его предварительные очистки  и подачи под необходимым напором  на очистные сооружения. По характеру  водопотребления и требуемой  надежности подачи водозаборные сооружения делятся на 3 категории: I, II, III. В нашем случае категория надежности II, класс капитальности III.

 

4.2 Уточним место водозабора.

 1. Водозабор следует располагать выше по течению от очагов возможного загрязнения.

2. Не следует размещать водозабор  у устья протоков, в заводях,  быстрин мостов.

3. Водозабор необходимо располагать  у любого берега если берега  не размываются.

4. Грунты в местах расположения  водозабора должны быть устойчивыми,  глубина воды у берега от  двух до трех метров.

5. На реках с тяжелым ледовым  режимом водозабор нельзя располагать  на участках возможного образования  русловых заторов, на участках  большого повала льда у берега.

6. Водозабор следует располагать  как можно ближе к водопотребителю,  с учетом возможности организации  зоны санитарной охраны и размещения  очистных сооружений.

 

4.3 Запроектируем водозабор руслового типа, состоящий из двух ниток самотечных трубопроводов, из двух независимых секций водоприемного колодца, совмещенного с насосной станцией, двух одинаковых насосов, двух напорных трубопроводов. Примем расход одной нитки самотечного трубопровода и подачу одного насоса, равными половине максимальной подачи насосной станции первого подъема:

 

где k - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды очистных сооружений и неучтенные расходы, k = 1,05..1,08.