Проектная подача насосной станции

Q=43200×4,8/100 =2073,6 м³/ч = 2073,6:3,6 = 576 л/с < 625 л/с,

т.е. в час максимального хозяйственного водопотребления часть воды подается в сеть из водонапорной башни.

Подача воды в сеть каждым насосом, при совместной работе насосов и водоводов,

Q₁ = Q₂ = Q₃ = 1/3 ×Q = 192 л/с.

Q₁₊₂ = 192 × 2 × 0,9 = 345,6 » 346 л/c.

Согласно СНиП 2.04.02-84, в баке водонапорной башни необходимо дополнительно с регулирующим объемом хранить 10-минутный противопожарный запас воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара (на время включения противопожарных насосов в работу)

W_пож = (55 + 5) × 60 × 10 / 1000 = 36 м³.

Общая емкость бака W_б = W_рег + W_пож;

W_рег = 1,4 % × 43200 / 100 = 604,8 м³,

где 1,4% - максимальный остаток в баке, определяемый по табл. 1,

W_б = 604,8 + 36 = 640,8 м³.

Габариты цилиндрического бака (рис. 3) принимаются из соотношения:

H / D = 0,6¸0,7,

где H, D – высота и диаметр бака, м;

S – площадь бака;

W_рег = S / H = (pD²)/4 × H;

604,8 = (pD²) / 4 × 0,7 D;

D = =11 м; Н=0,6×11= 6,6 м,

т.е. максимальный уровень воды в баке может достигать 6,6 м.

Принимается: D = 11 м, H = 7 м

(DH = 7 – 6,6 = 0,4 м – запас на циркуляцию воздуха),

W_рег = (3,14 × 11² × 7) / 4 » 665 м³.

К часу максимального хозяйственного водопотребления в городе, т.е. к 8-9 часам утра, объем воды в баке составит
(см. табл. 1) 0,7 % от суточного расхода воды по городу, т.е.
W_рег = 0,7 % × 43 200 / 100 = 302,4 м³. С учетом противопожарного запаса воды общий объем воды в баке составит: W_рег= 302,4+36=338,4 м³. В данный час вода в город поступает от насосной станции и водонапорной башни.

При D = 11 м уровень воды в баке водонапорной башни к этому часу будет занимать отметку (от дна бака) :

H_б = = = 3,56 » 3,6 м.

Потерями напора в водоводах от водонапорной башни пренебрегаем.

4. Расчетный напор насосной станции

Полный расчетный напор насосов определяется для режима максимального хозяйственного водопотребления в городе, когда подача насосной станции Q_нас.ст = 576 л/с.

Согласно СНиП 2.04.02-84, для насосной станции 1-й категории необходимо принимать как минимум два всасывающих и два напорных водовода, что и делается в проекте.

Подача воды по каждому водоводу Q_вод = 288 л/с.

Н = Н_г + åh + h_зап,

где Н - расчетный напор насосов, м;

åh - потери напора в трубопроводах по длине и на местные сопротивления, м;

h_зап - запас на потери напора в коммуникациях насосной станции, м; h_зап =2 ¸ 3,5;

Н_г - геометрическая высота подъема воды, м;

Н_г = Z_б – Z_р.ч.в + Н_б + H_св.

Здесь H_б - высота уровня воды в баке, м;

H_св - свободный напор на излив воды, м; H_св = 1;

Z_б - отметка дна бака водонапорной башни, м;

Z_{р.ч. в} - отметка расчетного уровня воды в резервуаре чистой воды*, м;

Н_г = 148– 112 + 3,6 + 1 = 40,6 м.

При пожаротушении Н =125 – 110+12 = 27 м,

где 125 – отметка поверхности земли в точке подключения водоводов к распределительной сети (диктующей точке), м;

110 – отметка дна резервуара чистой воды, м;

12 – свободный напор, м.

Потери напора в трубопроводах определяются по формулам

Sh = h_вс + h_нап + h_нас.ст;

h_вс = 1,2 × i × L + 1,5;

h_нап = 1,1 × i × L + 2¸5,

где h_вс, h_нап, h_н.ст - потери напора во всасывающей, напорной линиях и в коммуникациях насосной станции (1,5; 2…5 м);

i = A×Q²×k - гидравлический уклон,

здесь i - принимаются по таблицам для гидравлического расчета водопроводных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием [2], либо A и k по табл. П3 , П4 приложения настоящего методического указания;

Q – расход воды по трубопроводу, м³/с;

L – длина водовода, м.

Для определения потерь напора при движении воды от резервуаров чистой воды до точки подачи необходимо составить схему всасывающих и напорных трубопроводов, выбрать материал труб и соединительных деталей.

В проекте принимается:

· трубопроводы всасывающие и внутри насосной станции стальные с внутренним цементно-песчаным покрытием;

· напорные водоводы (могут монтироваться из различных труб) принимаются из стальных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием;

· запорно-регулирующая арматура принимается с учетом сортамента труб и рабочего давления в трубопроводах.

Трубы и оборудование насосной станции принимаются по справочнику монтажника [1].

Потери напора в трубопроводах определяются по таблицам гидравлического расчета водопроводных труб [2] либо по
табл. П3 , П4 приложения настоящего методического указания.

Диаметры трубопроводов назначаются с учетом экономии затрат на их строительство и оплату электроэнергии, которая затрачивается на подачу по ним воды, т. е. с учетом экономического фактора Э.

Для средней полосы России экономический фактор Э = 0,75 (для южной Э = 1; районов Сибири и Урала Э = 0,5) – см. табл. 2 приложения.

Подача насосной станции составляет Q_н.ст = 576 л/с. Подача по одному водоводу: Q_в = 576 / 2 = 288 л/с.

По таблицам для гидравлического расчета труб (см. табл. 2 – 4 приложения) определим:

при Э = 0,75; q_1водов = 288 л/с; d _{вод. нап} = 500 мм;

i = A×Q²×k, где Q - м³/с, A = 0,04939, k = 0,955 при J = 1,38 м/с, Q = 288 л/с;

i = 0,04939 × 0,288² × 0,955 = 0,00391.

Тогда для напорного водовода длиной L_н = 3000 м потери напора по длине составят

åh = 3000 × 0,00391 × 1,1 + 2 = 14,9 м.

При пожаротушении Q = 790 л/с, Q_вод = 395 л/с, J = 1,88 м/с,
k = 0,92;

i = 0,04939 × 0,395² × 0,92 = 0,007089;

åh = 3000 × 0,007089 × 1,1 + 2,5 = 25,89 » 26 м,

здесь 1,1 - коэффициент, учитывающий местные сопротивления в напорном водоводе;

2 – 2,5 - потери напора в коммуникациях станции (напорной части).

Количество всасывающих водоводов принимается равным двум, поскольку длина каждого из них L_в = 50 м, т.е. находится
в пределах L_в ³ 50 м (по каждому водоводу обеспечивается 100%-ная подача воды при выходе из строя другого водовода).

Принимать для каждого насоса свою всасывающую линию в данном случае не экономично.

Если подача насосной станции Q_нас.ст = 576 л/с, то подача воды по одному всасывающему водоводу составит Q_водов = 288 л/с. Во всасывающих трубопроводах скорости движения воды принимаются с учетом данных табл. 3.

Т а б л и ц а 3