Разработка проекта хозяйственно-питьевого водопровода

Размеры:

Принимаем внутренний диаметр  бака водонапорной башни D_вн = 6,5 м; строительная высота Нстр. = 8,1 м. Бак стальной, ствол кирпичный [22].

Высота регулирующего  запаса воды в баке

                      h_р =      Wр            =           158,8      = 4,79 м.                   (4.1.4)

                               0,785∙ D²_вн             0,785∙6,5²

 

Расстояние от дна  бака  до низшей отметки регулирующего запаса (высота противопожарного запаса)

                 h_п = Н_стр - (0,3+h_р) = 8,1 - (0,3 + 4,79) = 3,01 м                     (4.1.5)

Эскиз – цилиндрический [10].

 

5.2. Определение высоты ствола водонапорной башни.

Высоту ствола водонапорной башни необходимо определять дважды: при пропуске по сети максимального хозяйственного расхода и при пожаре [10].

При расчете сети на пропуск q^общ_с.max, действительная отметка пьезометрической линии в узле ВБ, соответствующая минимальной отметке регулирующего уровня в баке равна:

↓2=164,53 м;

отметка земли башни :↓1 =  150 м.

При высоте пожарного  слоя воды в башне h_п = 2,08 м, высота ствола башни будет:

                           H^х_Б=↓2-↓1-h_п = 164,53 – 150 – 3,01 = 11,52 м             (4.2.1)

Отметка дна бака водонапорной башни равна:

                       ↓3=↓2- h_п = 164,53 – 3,01 =  161,52 м                              (4.2.2)

Отметка наивысшего уровня воды в башне равна:

                     ↓4=↓2 + h_р =164,53 + 4,79 = 169,32 м                                (4.2.3)

При расчете сети на пропуск q^пож._, действительная отметка пьезометрической линии в узле ВБ, соответствующая минимальной отметке неприкосновенного пожарного запаса (отметка дна бака) равна:

↓3'^.= 160,69м.

Высота ствола башни по расчетному расходу сети на пожар будет:

                     H^П_Б=↓3' - ↓1= 160,69 – 150 = 10,69 м.                               (4.2.4)

Отметка наивысшего пожарного  уровня в баке башни будет:

                  ↓2' ==↓3'  + h_п= 160,69 + 3,01 = 163,7 м.                              (4.2.5)

Отметка наивысшего уровня воды в баке равна:

                 ↓4' =↓2' + h_р = 163,7 + 4,79 = 168,49 м.                                  (4.2.6)

 

По справочным данным (типовой проект 901-5-23/70) высота ствола башни, соответствующая выбранному объему бака (W = 200 м³) Н_б = 12, 15, 18, 21, 24 м. Принимаем значение Н_ВБ =  12 м.

Рис.4.1.1. Схема ВБ для  расчета высоты ствола.

а) при максимально-хозяйственноми водоразборе;

б) при пожаре.

 

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ РЕЗЕРВУАРА ЧИСТОЙ ВОДЫ.

 

Рис. 5.1. Схема подземного РЧВ.

 

Необходимо определить емкость и геометрические размеры  подземного резервуара чистой воды при  следующих условиях:

1) Вода забирается  из реки и подается насосной  станцией первого подъема по  водоводу в одну нитку на очистные сооружения.

2) Очистка воды осуществляется  по реагентной схеме.

3) Очистные сооружения, РЧВ и ВБ располагаются на  одной строительной площадке.

При заданных условиях общий  объем подземного резервуара чистой воды определяется по формуле:

                               W_рчв = W_р + W_х + W_нпз+ W_а+ W_ф                                (5.1)

где W_р – регулирующий объем воды, м³;

W_х. – необходимый объем воды на контакт хлора с водой, м³;

W_нпз. – полный неприкосновенный противопожарный объем воды, м³;

W_а. – аварийный объем воды, м³;

W_ф. – объем воды, необходимый на промывку двух фильтров подряд, м³;

W_р =  Qсут.макс_. (И₂+Н₂) = 1045,48∙(18 + 5)  = 365,13 м³                         (5.2)

                        100                        100

где И₂, Н₂– максимальные разности ординат интегральных графиков поступления воды в резервуар и забора ее из резервуара соответственно по избытку и недостатку в процентах от расчетного суточного расхода Q_сут.max.; И₂ =  18%,

Н₂ = 5 %.

W_х =  Qсут.макс.   = 1048,45  = 66,15 м³

                24                 24

 

                          W_нпз= 3,6∙t∙q^пож. ∙n +Qсут.макс∙(α + β + γ)/100                (5.3)

                                                                             24

W_нпз = 3,6∙3∙12,5∙2 + 1048,45·(16,51+24,45+31,65)/100=  318 м³

                                                                       24

 

где 3,6 – переводной коэффициент  л/с в м³/ч;

t = 3 ч. – продолжительность тушения пожара, ч;

q^пож -  расход на тушение внутреннего и наружного пожара, q^пож = 12,5л/с;

n = 2 – число пожаров;

α, β, γ – ординаты трех смежных часов наибольшего расхода воды (табл. 2.4.1), α = 16,51%, β = 24,45%, γ = 31,65%.

                         W_а = 0,7∙Qсут.макс ∙ t +3,6∙q^пож ∙ t_п. ∙n                             (5.4)

                                               24

W_а = 0,7∙1048,45 ∙1 + 3,6∙10∙3∙1  = 154,3 м³.

                                                24

где 0,7 - коэффициент снижения расчетного суточного расхода воды на период ликвидации аварии;

t – время ликвидации аварии, t = 1 ч.;

q^пож – расход на тушение одного наружного пожара, q^пож = 10л/с;

t_п. - продолжительность тушения пожара, t_п. = 3 ч;

n – количество пожаров, n = 1.

 

                               W_ф = 2∙F_ф∙ω∙t∙0,001                                                     (5.5)

W_ф = 2∙7,2∙12∙360∙0,001 = 62,21 м³,

где F_ф – площадь одного фильтра, м²;

ω – интенсивность  промывки фильтров, принимают 12 л/с∙м²;

t – продолжительность промывки секции фильтра, обычно равна 0,1 ч или 360 с;

0,001 – коэффициент перевода литров в м³.

Площадь фильтра была определена ранее в разделе по расчету очистной станции: F_ф = 7,2 м².

W_рчв =  365,13 + 66,15 + 318 + 154,3 + 62,21 = 965,79 м³

По результатам расчета  по приложению согласно СНиП выбираем типовой проект РЧВ. Принимаем 2 РЧВ круглого сечения.

Железобетонный монолитный цилиндрический РЧВ [10].

Типовой проект	Вместимость, м3.	Размеры, м.
901-4-15	500	5,1х12

 

Отметка поверхности  земли РЧВ по плану местности  ↓1 =  142 м.

Отметка наивысшего уровня воды в резервуаре ↓5 принимается на 0,5 м больше отметки поверхности земли ↓1, т.е.: ↓5=↓1 + 0,5 = 142 + 0,5 = 142,5 м.

Общая глубина резервуара, т.е. полный слой воды

                                    Нв = h_{рег +} h_{х +} h_{ф +} h_{а +} h_нпз                                       (5.6)

где h_рег – слой воды, соответствующий регулирующему объему РЧВ, м;

h_х - слой воды, соответствующий объему воды на контакт хлора с водой, м;

h_ф - слой воды, соответствующий объему воды, необходимому на промывку фильтров, м;

h_а - слой воды, соответствующий аварийному объему РЧВ, м;

h_нпз - слой воды, соответствующий противопожарному объему РЧВ, м. Т. к количество резервуаров принято = 2, то величину каждого слоя делим на 2

                        h_рег = W_р/F_дна = 365,13/113,04 = 1,62 м;                           (5.7)

                                      2                    2

                        h_х = W_х/F_дна = 66,15/113,04 = 0,3 м;                                 (5.8)

                                   2                     2

                      h_ф = W_ф/F_дна = 62,21/113,04 = 0,3 м;                                   (5.9)

                                  2                   2

 

                     h_а = W_а/F_дна = 154,3/113,04 = 0,7 м;                                   (5.10)

                                   2                    2

                      h_нпз = W_нпз/F_дна = 318/113,04 = 1,4 м.                                (5.11)

                                       2                2

 

где F_дна – площадь дна РЧВ, м².

                               F_дна = π D ²/4 = 3,14∙12²/4 = 113,04 м²                       (5.12)

где D – диаметр цилиндрического резервуара, 12 м.

                               Нв = h_рег + h_х + h_ф + h_а + h_нпз                                        (5.13)

Нв = 1,62 + 0,3 + 0,3 + 0,7 + 1,4 = 4,32 м.

При слое воды  в резервуаре Нв, отметка его дна будет:

                       ↓6 = ↓5 – Нв = 142,5 – 4,32 = 138,18 м                           (5.14)

Отметка высшего неприкосновенного  противопожарного объема

                      ↓7 = ↓6 + h_нпз = 138,18 + 1,4 = 139,58 м;                          (5.15)

                      ↓8 = ↓7 + h_а = 139,58 + 0,7 = 140,28                                 (5.16)

                      ↓9 = ↓8 + h_ф = 140,28 + 0,3 = 140,58 м;                            (5.17)

                      ↓10 = ↓9 + h_х = 140,58 + 0,3 = 140,88 м.                          (5.18)

7. ПОДБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНОЙ

СТАНЦИИ ВТОРОГО  ПОДЪЕМА

Для подбора насосов, установленных на насосной станции  необходимо знать их расчетные параметры: 1) расчетные расходы q _н м³/ч;

2) полный напор Н_п в м .

Расчетный расход хозяйственных  насосов:

q _хн=  q _ч.макс. = 125,97 м³/ч.

Где q _ч.макс максимальное водопотребление за сутки, м³/ч (табл. 2.4.1)

Расчетный расход пожарного  насоса:

q _пн=  q _{с.макс. +} q _пож.  =  35 + 12,5=  0,048 м³/с = 172,8 м³/ч.                      (6.1)

              1000                     1000

Полная высота подъема  Н_п в м или расчетный напор насосов для водоводов с водонапорной башней определяется по формуле:

                                         Н_п = Н_г.ср + ∑h;                                                    (6.2)

где Н_г.ср – средняя геометрическая высота подьема в м;

∑h – сумма потерь напора на пути движения воды от всасывающих отверстий насосов до бака водонапорной башни в м.

Для хозяйственных насосов

                           Н^х._г.ср = ↓2 + ↓4   -   ↓7 + ↓5                                               (6.3)

                                             2                  2         

Н^х._г.ср =   164,53 + 169,32   -    139,58 + 142,5   = 25,89 м.

                           2                                 2

Для пожарного насоса Н^п._г.ср = ↓2 + ↓3   -   ↓7 + ↓3                                (6.4)

                                                          2                  2         

Н^п._г.ср =   164,53 + 161,52    -    139,58 + 161,52   = 12,48 м.

                           2                                  2

↓2 - действительная отметка пьезометрической линии в узле ВБ при расчете сети на пропуск q^общ_с.max,:

↓3 - отметка дна бака водонапорной башни; ↓4 - отметка наивысшего уровня воды в башне; ↓5 - отметка наивысшего уровня воды в резервуаре чистой воды; ↓7 - отметка высшего неприкосновенного противопожарного объема.

Сумма потерь напора: ∑h = h_к + h_в,

где h_к – потери напора в м в коммуникациях насосной станции при подаче заданного расхода насосом; h_в. – то же в водоводе от насосной станции второго подъема до ВБ.

В расчетах потери напора ∑h ориентировочно можно принять равными 1,5 – 2 м.

Для хозяйственных насосов

                           Н^х._п = Н^х._г.ср + ∑h = 25,89 + 1,5 = 27,39 м.                     (6.5)