Заборе воды из поверхностных источников

Водопроводные насосные станции I подъема забирают воду из источника и осуществляют подачу по одной из трех основных схем:

- ВНС I подает воду на очистные сооружения для хозяйственно-питьевых или производственных нужд;

- ВНС I подает воду в резервуары чистой воды без очистки; подача

хозяйственно-питьевой воды в этом случае возможна лишь при условии, что качество воды соответствует СанПиН;

- ВНС I подает воду без очистки непосредственно потребителям.

Схема компоновки и конструктивное выполнение ВНС I зависит от источника водоснабжения, а также от топографических и геологических условий выбранного места водозабора. При этом основным фактором, определяющим общую схему компоновки ВНС I, является размещение водозабор-ного сооружения по отношению к зданию насосной станции – с о в м е щ е н н о е и л и р а з д е л ь н о е. В зависимости от колебания уровня воды в реке и допустимой высоты всасывания насосов здания ВНС I могут быть: н а з е м н ы м и, п о л у з а г л у б л е н н ы м и и з а –

г л у б л е н н ы м и.

Принципиальные схемы компоновки ВНС I приведены на рис. 2.3.

Последовательность расчета ВНС I следующая:

1. Согласно СНиП «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» устанавливается категория надежности действия насосной станции.

2. Определяется расчетная производительность ВНС I для трех режимов работы.

Для 1-го режима – при подаче среднечасового расхода воды на очистные сооружения в сутки максимального водопотребления с учетом расхода воды на собственные нужды очистных сооружений и насосной станции при исправных водоводах и оборудовании.

, м³/ч , (2.1)

или

, л/с , (2.2)

где		- максимальный суточный расход, м3/сут;
		- коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды очистных сооружений и насосной станции, принимается 1,04…2,1;
		- продолжительность работы ВНС I, обычно = 24 ч.

Для 2-го режима – при восстановлении противопожарного запаса воды в резервуарах чистой воды основными рабочими насосами

, м³/ч (2.3)

или

, л/с, (2.4)

где		- среднечасовая производительность насосной станции для 1-го режима работы, м3/ч;
		- полный пожарный объем воды на трехчасовое тушение пожара, м3 (3 часа – расчетная продолжительность тушения пожара);
		- суммарный объем воды, расходуемый на хозяйственно- питьевые нужды за 3 часа наибольшего водопотребления, м3 (принимается по графику суточного водопотребления);
		- объем воды, поступающий за 3 часа от ВНС I,м3;
		- максимальная продолжительность восстановления противопожарного запаса воды в часах (принимается 24 часа – в населенных пунктах и на промышленных предприятиях с производствами, отнесенными по пожароопасности к категориям А, Б, В; 36 часов – на промышленных предприятиях с производствами, отнесенными к категориям Г и Д).

Для 3-го режима – при подаче воды насосами во время аварии на напорных линиях

, м³/ч, (2.5)

или

, л/с. (2.6)

3. По величине расчетного секундного расхода и значением экономичных скоростей и определяются диаметры всасывающих и напорных линий. Для ВНС I первой и второй категорий надежности действия число ниток всасывающих и напорных линий должно быть не менее двух. Всасывающие линии ВНС I первой и второй категорий рас-считывают на пропуск полного расчетного расхода при отключении одной из ниток.

При назначении диаметров всасывающих линий рекомендуется использовать следующий алгоритм:

, л/с, → табл.[1] → стальные трубы → υвс, м/с, → dвс, мм.

Скорости движения воды υ_вс должны быть в пределах:

При назначении диаметров напорных линий рекомендуется использовать следующий алгоритм:

, л/с, → табл.[1] → материал труб → υн, м/с, → dн, мм.

Скорости движения воды должны быть в пределах:

Для устройства напорных линий рекомендуется использовать чугунные и пластмассовые трубы, а при длине напорных линий до 300 м – стальные трубы.

4. По данным гидрологической характеристики источника устанавли-вается отметка низшего уровня воды в береговом колодце или приемной камере.

Z_бк = Z_гнв – h_с – (0,1…0,15), м, (2.7)

5. Устанавливается геометрическая высота подъема воды Н_г как разность отметок уровня воды в смесителе очистных сооружений Z_ос и низшего уровня воды в береговом колодце или приемной камере Z_бк

Н_г = Z_ос – Z_бк, м (2.8)

6. Определяется для каждого режима работы ВНС I расчетный напор насосов.

Для 1-го режима – при подаче воды на очистные сооружения при исправных водоводах и оборудовании

Н₁ = Н_г h_н.ст + 1,0 , м (2.9)

Потери напора во всасывающих линиях подсчитываются по формуле

, м, (2.10)

где		- сумма коэффициентов местных сопротивлений, имеющихся на всасывающем трубопроводе;
	и	- соответственно скорость и гидравлический уклон всасывающих линий, определяется по таблицам [1];
		- длина всасывающих линий, м.

Потери напора в напорных линиях подсчитываются по формуле

, м, (2.11)

где		- гидравлический уклон напорных линий определяется по таблицам [1];
		- длина напорных линий, м.

Потери напора в соединительных напорных коммуникациях ВНС I, включая потери напора в водомере h_н.ст можно принять приблизительно равными 2,5…3,5 м.

Величина 1,0 м представляет собой запас напора на свободный излив из трубопровода.

Схема к определению напора насосов ВНС I для 1-го режима работы насосной станции приведена на рис. 2.4.

Для 2-го режима – при восстановлении противопожарного запаса воды в резервуарах чистой воды

Н₂ = Н_г h_н.ст + 1,0 , м (2.12)

Потери напора во всасывающих линиях подсчитываются по формуле

, м, (2.13)

где и - определяются по таблицам [1].

Потери напора в напорных линиях подсчитываются по формуле

, м, (2.14)

где определяется по таблицам [1].

Для 3-го режима – при подаче воды насосами во время аварии на напорных линиях

Н₃ = Н_г h_н.ст + 1,0 , м (2.15)

Потери напора во всасывающих линиях подсчитываются по фор-муле

, м, (2.16)

Значения и определяются по таблицам [1].

Потери напора в напорных линиях определяются с учетом возможной на них аварии. При этом для надежного обеспечения бесперебойной подачи воды при аварии на напорных линиях между ними устраиваются перемычки. Длина ремонтных участков, т.е. расстояние между перемычками, принимается в пределах 0,8…1,2 км. При длине напорной линии меньше 0,8 км из работы выключается полностью одна линия, на которой произошла авария.

С учетом этого, для 3-го режима работы насосной станции, в условиях аварии на напорных линиях, потери напора определяются по формуле

, м, (2.17)

или при полном выключении одной напорной линии

, м, (2.18)

где		- гидравлический уклон при пропуске расчетного расхода по одной исправной линии аварийного участка, определяется по таблицам [1];
		- длина аварийного участка напорного водовода, м;
		- гидравлический уклон при пропуске расчетного расхода по двум параллельным напорным линиям исправных участков, определяется по таблицам [1];
		- длина исправных участков напорных линий

, м, (2.19)

– длина напорных линий, м.

Выполнив необходимые расчеты ВНС I целесообразно свести их результаты в единую таблицу 2.1 для наглядности и удобства подбора насосных агрегатов.

Таблица 2.1

Режимы	Расчетная производи-тельность	Расчет-ный напор Н, м	Геометрическая высота подъема Нг, м	Всасы-вающие линии	Напорные линии	, м	Запас напора на излив, м
, м3/ч	, л/с	, мм	, м	, м	, м
1-ый				Нг					2,5…3,5	1,0
2-ой				Нг					2,5…3,5	1,0
3-й				Нг					2,5…3,5	1,0