Расход воды на пожаротушение не входит в расчетную сумму суточного водопотребления. Однако его величина необходима для проверочного расчета на случай возникновения пожара, а также определения пожарных запасов башни и резервуаров чистой воды.
Определение расхода воды на наружное пожаротушение зависит от того, где находится предприятие: в пределах населенного пункта или вне его.
Число жителей населенного пункта превышает 25 тыс. человек (составляет 60 тыс.) и пром. предприятие находится за чертой города, поэтому по [1, п. 2.23] расход воды на пожаротушение следует определить как сумму потребного большего расхода и 50 процентов потребного меньшего расхода.
При числе жителей 60 тыс. человек, расчетное количество пожаров в населенном пункте по [1, таблица 5] равно двум. При этом, расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте на один пожар (при застройке здания высотой три этажа и более независимо от степени огнестойкости) qн.п=35 л/с.
Для промышленного предприятия в соответствии со степенью огнестойкости здания (1), категорией производства по пожарной опасности (Д), шириной (100 м) и объемом (120 тыс.м3) здания, по [1, таблица 8] определяем расход воды на наружное пожаротушение на один пожар qп.п=20 л/с. Расчетное количество одновременных пожаров – один, т. к. площадь пром. предприятия меньше 150 га.
Расход воды на пожаротушение равен
Режим расходования воды
Для гидравлического расчета водопроводной сети и назначения режима работы насосной станции второго подъема необходимо знать график водопотребления по часам суток. Для этого определяем режим расходования воды в течение суток по каждой из категорий водопотребления, в соответствии с [1, п. 2. 7,2.8].
Режим водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды принимаем на основании данных о фактических режимах работы аналогичных населенных пунктов; по[5, таблица 1], в зависимости от максимального коэффициента часовой неравномерности Кч.max, определяемого по формуле
Кч.max = αmax ∙ βmax (10)
где αmax - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий, и т.д., принимаем по [1];
для 1-го района (при ЦГВ) αmax=1,2,
для 2-го района (при ВиК без ванн) αmax=1,3.
βmax – коэффициент, учитывающий общее число жителей в населенном пункте, принимаем по [1, таблица 2]; βmax = 1,15 при числе жителей 60 тыс. человек.
Вычисленной величины K1ч.max и K2ч.max отличаются от табличных, поэтому распределение расходов по часам суток производим в соответствии с табличным коэффициентами, наиболее близкими по величине к вычисленным: K1ч.max =1,4 и K2ч.max=1,5.
Часовые расходы заносим в соответствующие графы таблицы 1.
Режим расходования воды на коммунальные и административные нужды принимаем согласно заданию: 800 м3/сут., разделив его на районы. Коммунальные и административные расходы уже включены в хозяйственно-питьевой расход.
Поливочные расходы как для города, так и для промышленного предприятия распределяем в часы минимального водопотребления (в данном в случаи в утренние часы) согласно [1, п. 2.8], исключая полив в часы максимального водопотребления в населенном пункте.
График распределения воды на промышленное предприятие производим в зависимости от режима его работы.
Технологический расход для предприятия распределяем равномерно в течение рабочих часов в сутках, так как отсутствует задание технологов.
Распределение расхода воды по часам суток на хозяйственно-питьевые нужды промышленного предприятия выполняем по [5, таблица 2].
Душевые расходы на промышленном предприятии осуществляем лишь в первый час последующей смены.
Часовые расходы заносим в соответствующие графы таблицы 1, затем суммируем и выражаем в процентах от Qсут.max. По данным таблицы 1, графа 17 строим ступенчатый график водопотребления в городе, в течении суток, и определяем час максимального водопотребления, назначается режим работы насосной станции второго подъема, а также объем регулирующей водонапорной башни.
На графике водопотребления, по оси абсцисс откладываем часы суток через каждый час, а по оси ординат – часовые расходы в процентах от суточного расхода.
Таблица 1 – Таблица водопотребления и работы насосной станции второго подъема
| Часы суток | 1 район | 2 район | Промышленное предприятие | Общий расход по городу | |||||||||||||
| хозяйственно-питьевой расход | в том числе общественные здания | поливочный расход | общий расход по району | хозяйственно-питьевой расход | в том числе общественные здания | поливочный расход | общий расход по району | технологический расход | хозяйственно-питьевой расход | душевой расход | поливочный расход | общий расход по предприятию | |||||
|
| % | М3 | М3 | М3 | М3 | % | М3 | М3 | М3 | М3 | М3 | М3 | М3 | М3 | М3 | % | М3 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| 0–1 | 2,8 | 243,9 | 7,2 | 105 | 348,9 | 1,5 | 58,5 | 2,4 | 42,0 | 100,5 | 108,75 | 0 | 3,40 | 5,7 | 117,85 | 3,56 | 567,29 |
| 1–2 | 2,9 | 252,6 | 7,2 | 105 | 357,6 | 1,5 | 58,5 | 2,4 | 42,0 | 100,5 | 108,75 | 0,93 | 0 | 5,7 | 115,38 | 3,60 | 573,53 |
| 2–3 | 2,5 | 217,8 | 5,4 | 105 | 322,8 | 1,5 | 58,5 | 1,8 | 42,0 | 100,5 | 108,75 | 1,57 | 0 | 5,7 | 116,02 | 3,39 | 539,32 |
| 3–4 | 2,6 | 226,5 | 1,8 | 105 | 331,5 | 1,5 | 58,5 | 0,6 | 42,0 | 100,5 | 108,75 | 2,59 | 0 | 5,7 | 117,04 | 3,45 | 549,05 |
| 4–5 | 3,8 | 331,1 | 10,8 | 105 | 331,1 | 2,5 | 97,5 | 3,6 | 42,5 | 97,5 | 108,75 | 0,93 | 0 | 5,7 | 115,38 | 3,42 | 543,94 |
| 5–6 | 4,1 | 357,2 | 11,4 | 0 | 357,2 | 3,5 | 136,5 | 3,8 | 0 | 136,5 | 108,75 | 1,57 | 0 | 0 | 110,32 | 3,79 | 604,01 |
| 6–7 | 4,5 | 392,0 | 10,8 | 0 | 392,0 | 4,5 | 175,5 | 3,6 | 0 | 175,5 | 108,75 | 2,59 | 0 | 0 | 111,34 | 4,26 | 678,88 |
| 7–8 | 4,9 | 426,9 | 10,2 | 0 | 426,9 | 5,5 | 214,5 | 3,4 | 0 | 214,5 | 108,75 | 2,65 | 0 | 0 | 111,40 | 4,73 | 752,79 |
| 8–9 | 4,9 | 426,9 | 9 | 0 | 426,9 | 6,3 | 245,7 | 3,0 | 0 | 245,7 | 108,75 | 0 | 3,40 | 0 | 112,15 | 4,93 | 784,74 |
| 9–10 | 5,8 | 505,3 | 13,8 | 0 | 505,3 | 6,3 | 245,7 | 4,6 | 0 | 245,7 | 108,75 | 0,93 | 0 | 0 | 109,68 | 5,41 | 860,68 |
| 10–11 | 4,9 | 426,9 | 14,4 | 0 | 426,9 | 6,3 | 245,7 | 4,8 | 0 | 245,7 | 108,75 | 1,57 | 0 | 0 | 110,32 | 4,92 | 782,91 |
| 11–12 | 4,7 | 409,5 | 14,4 | 0 | 409,5 | 6,3 | 245,7 | 4,8 | 0 | 245,7 | 108,75 | 2,59 | 0 | 0 | 111,34 | 4,81 | 766,50 |
| 12–13 | 4,4 | 383,3 | 18,6 | 0 | 383,3 | 5,0 | 195,0 | 6,2 | 0 | 195,0 | 108,75 | 0,93 | 0 | 0 | 109,68 | 4,32 | 688,01 |
| 13–14 | 4,1 | 357,2 | 19,8 | 0 | 357,2 | 5,0 | 195,0 | 6,6 | 0 | 195,0 | 108,75 | 1,57 | 0 | 0 | 110,32 | 4,16 | 662,51 |
| 14–15 | 4,1 | 357,2 | 22,8 | 0 | 357,2 | 5,5 | 214,5 | 7,6 | 0 | 214,5 | 108,75 | 2,59 | 0 | 0 | 111,34 | 4,29 | 683,03 |
| 15–16 | 4,4 | 383,3 | 22,8 | 0 | 383,3 | 6,0 | 234,0 | 7,6 | 0 | 234,0 | 108,75 | 2,65 | 0 | 0 | 111,40 | 4,58 | 728,73 |
| 16–17 | 4,3 | 374,6 | 13,2 | 0 | 374,6 | 6,0 | 234,0 | 4,4 | 0 | 234,0 | 108,75 | 0 | 3,40 | 0 | 112,15 | 4,53 | 720,77 |
| 17–18 | 4,0 | 348,5 | 27 | 0 | 348,5 | 5,5 | 214,5 | 9,0 | 0 | 214,5 | 108,75 | 0,93 | 0 | 0 | 109,68 | 4,22 | 672,66 |
| 18–19 | 4,2 | 365,9 | 55,8 | 0 | 365,9 | 5,0 | 195,0 | 18,6 | 0 | 195,0 | 108,75 | 1,57 | 0 | 0 | 110,32 | 4,22 | 671,22 |
| 19–20 | 4,4 | 383,3 | 62,4 | 0 | 383,3 | 4,5 | 175,5 | 20,8 | 0 | 175,5 | 108,75 | 2,59 | 0 | 0 | 111,34 | 4,21 | 670,17 |
| 20–21 | 4,5 | 392,0 | 73,8 | 0 | 392,0 | 4,0 | 156,0 | 24,6 | 0 | 156,0 | 108,75 | 0,93 | 0 | 0 | 109,68 | 4,13 | 657,72 |
| 21–22 | 4,8 | 418,2 | 67,8 | 0 | 418,2 | 3,0 | 117,0 | 22,6 | 0 | 117,0 | 108,75 | 1,57 | 0 | 0 | 110,32 | 4,05 | 645,50 |
| 22–23 | 4,5 | 392,0 | 55,2 | 0 | 392,0 | 2,0 | 78,0 | 18,4 | 0 | 78,0 | 108,75 | 2,59 | 0 | 0 | 111,34 | 3,65 | 581,38 |
| 23–24 | 3,9 | 339,8 | 44,4 | 0 | 339,8 | 1,3 | 50,7 | 14,8 | 0 | 50,7 | 108,75 | 2,65 | 0 | 0 | 111,40 | 3,35 | 533,44 |
| Итого | 100,0 | 8712,0 | 600,0 | 420,0 | 9132,0 | 100,0 | 3900,0 | 200,0 | 210,0 | 4110,0 | 2610,00 | 38,50 | 10,20 | 22,80 | 2681,50 | 100,0 | 15918,8 |
Назначение режима работы насосной станции второго подъема. Определение емкостей водонапорной башни и резервуаров чистой воды (РЧВ)
Назначение режима работы насосной станции второго подъема сводится к построению графика её работы на ступенчатом графике водопотребления города (рисунок 2).
При построении графика руководствовались следующими положениями:
· насосы в насосной станции должны быть однотипными
· число насосов и регулирование подачи (включение и выключение) должно быть небольшим. Обычно число рабочих насосов принимается 2–5 работающих по ступенчатому графику, а число ступеней насосных агрегатов 2–3.
· регулирующая емкость резервуара башни должна быть минимальна, и не превышать 2–6% от суточного водопотребления;
· при определении количества рабочих насосов необходимо учитывать влияние параллельного включения на подачу насосов, при этом в случае выключения из работы одного насоса, подача оставшихся в работе насосов должна быть увеличена на 11%, двух насосов – на 18%, трех – на 25%;
· следует стремиться к тому, чтобы подача воды от башни в час максимального водопотребления составляла не более 8–15% от максимального водопотребления и величина транзитной подачи воды в бак водонапорной башни не превышала 25–30% от расхода в рассматриваемый час.
Просматривая разные варианты режима работы насосной станции второго подъема, наиболее благоприятным был принят вариант при минимальной подаче 3,64% и максимальной 4,80%. При этом было принято три однотипных насоса. При параллельной работе трех насосов каждый подает по 1,6%, и два насоса при работе двух параллельно включенных насосов подают 3,68%, что удовлетворяет принятым расчетам.
Суммарная емкость бака Wб водонапорной башни складываем из регулирующей емкости Wбрег и пожарного запаса воды
Регулирующий объем определяется по совмещенному графику, как несоответствие между режимом водопотребления и подачей насосной станции второго подъема, или же по таблице 1. Wбрег=442,5м3.
Пожарный запас Wп, м3, необходимый на тушение одного пожара qп в течение 10 мин. при максимальном водопотреблении города qг=812м3/час, определяется:
(11)
где qг = 812 м3/час по таблице 1;
qп = 35 л/с.
Тогда
(12)
Размеры бака водонапорной башни определяем из соотношения высоты бака и его диаметра:
тогда
(13)
(14)
где H – высота бака, м;
D – диаметр бака, м.
Определение емкости резервуаров чистой воды производим на основании совмещенного графика поступления воды в резервуары от насосной станции первого подъема, который всегда принимается равномерным, и принятого графика отбора ее насосной станцией второго подъема.
Суммарный объем резервуара принимаем по формуле:
Wрчв = Wрег + Wнпз + Wсоб, (15)
где Wрег – регулирующий объем воды в резервуарах чистой воды, который определяем как несоответствие между работой насосной станции первого подъема и насосной станцией второго подъема по графику 2; Wрег=(4,80–4,17)×11×159,188=1103м3.
Wнпз – объем неприкосновенного пожарного запаса, м3;
Wсоб – объем воды на собственные нужды очистной станции, м3, принимаем 2% от общего суточного расхода воды, подаваемого потребителю; Wсоб = 2×159,188= 318,4 м3.
Объем неприкосновенного пожарного запаса Wнпз, м3, определяем по формуле
Wнпз =3Qпож + 3Qmax – 3Q1, (16)
где 3Qпож – запас воды на тушение расчетного числа пожаров длительностью 3 часа, м3;
3Qmax – суммарный расход за три смежных часа максимального водопотребления (с 8–11) без учета воды на полив территории, прием душа на промышленном предприятии (таблица 1);
3Q1 – подача воды насосной станции первого подъема за три часа, м3.
3Qпож = 3 ∙ 80 ∙ 3600/1000 = 864 м3,
3Qmax = 781,34 + 860,68 + 782,91 = 2424,93 м3,
3Q1 = 3 × 4,17 ∙ 159,188 = 1991,49 м3.
Тогда
Wнпз = 864 + 2424,9 – 1297,5 = 1297,5 м3,
Wрчв = 1103,2+ 1297,5 + 318,4 = 2719,1 м3.
По определенному объему резервуаров чистой воды определяем их количество и размеры по типовым проектам [6]: принимаем три прямоугольных резервуара для воды из сборных железобетонных конструкций, емкостью 1000м3 каждый. Размеры резервуара в плане 18000´12000 мм, высота 4,8 м. Определяем все характерные отметки уровней воды в резервуарах чистой воды (Zmax, Zнпз, Zдна). Максимальный уровень воды в них должен быть на 0,5 м выше отметки земли.
Отметка земли в РЧВ: Zз=122,5 м по генплану.
Отметка дна, м:
Zдна= Zз - (4,8–0,5), (17)
Zдна= 122,5 - (4,8–0,5)=118,2 м.
Отметка неприкосновенного пожарного запаса ZНПЗ:
Zнпз = Zдна + h; (18)
где h – высота столба воды неприкосновенного пожарного запаса, м, определяем по формуле
h= W1 нпз / 12×18 (19)
где W1нпз - объем неприкосновенного пожарного запаса в одном резервуаре, м3, W1нпз= Wнпз/3=1297,5=432,5 м3;
hmax = 432,5/ 12×18 = 2 м,
Zнпз = 118,2+2 = 120,2 м.
Отметка максимального уровня воды в резервуаре Zmzx:
Zmzx=122,5+0,5=123 м.
Гидравлический расчет сети
Дата: 2019-12-22, просмотров: 330.
