Проектирование водопроводной сети

Содержание
Введение
1 Определение расчетных расходов воды
1.1 Население и местная промышленность
1.2 Поливка территории
1.3 Промышленные предприятия
1.4 Тушение пожаров
1.5 Общий расход воды городом и режим водопотребления
2 Трассировка водопроводной сети и разработка схемы СПРВ
2.1 Подготовка водопроводной сети к гидравлическому расчету. Определение расчетных расходов воды
2.2 Гидравлическая увязка водопроводной сети
2.3 Пьезометрический анализ СПРВ, построение графиков пьезометрических пиний и линий равных напоров
2.4 Построение графика пьезометрических линий
2.5 Построение линий равных свободных напоров
3 Подбор насосов насосной станции 2-го подъема
3.1 Определение объема резервуаров чистой воды
3.2 Схема (деталировка) водопроводной сети
Заключение
Список литературы

ЕЛ. Прегером разработана методика определения коэффициентов а0 и ас использованием характеристик Н– Q центробежных насосов. В соответствии с этой методикой для насоса 1 Д 500-63 по рабочей характеристике Н – Q(см. рис. 11.10) определяются значения параметров двух точек в «рабочей зоне», например:Q = 125л/сН = 66 мQ = 152,8л/сН = 60 мИспользуя значения параметров насоса составляют уравнения:Совместное решение полученных уравнений позволяет определитьвеличину коэффициентов а0–78,14 ми а = 0,00091 м/(л/с)2.Тогда уравнение рабочей характеристики насоса 1Д 500-63 будетиметь вид:Уравнение суммарной рабочей характеристики двух параллельно работающих таких насосов получается из выражения:где т –число рабочих насосов; т = 2.Тогда уравнение суммарной рабочей характеристики двух параллельно работающих насосов 1Д500-63 примет видВ час максимального водопотребления при расчетной производительности насосной станции 2-го подъема 274,27 л/с (2 рабочих насоса) напор, создаваемый насосами,В час пожаротушения при расчетной производительности насосной станции 2-го подъема 334,27 л/с (2 рабочих насоса) напор, создаваемый насосами,Проведенные расчеты подтверждают, что два рабочих насоса 1 Д 500-63 обеспечивают необходимый напора и в час максимального водопотребления, и при тушении пожара.Большое значение имеет анализ совместной работы насосов насосной станции 2-го подъема с запроектированной трубопроводной системой. Этот анализ может быть выполнен аналитически, путем совместногорешения уравнений характеристики Н –Qцентробежных насосов и гидравлическойхарактеристики трубопроводной системы, и графически – построением характеристик, например, с использованием программыExcel.Уравнение гидравлической характеристики трубопроводной системы можно представить в виде:где Н– потребный напор в системе, м, при расходе q,л/с;– геометрическая высота подъема воды, которая определяется для каждого расчетного периода с использованием графика пьезометрических линий; – гидравлическое сопротивление трубопроводной системы, величина которого может быть определена из выражения:–потери напора в насосной станции, которые для предварительных расчетов могут быть приняты 2-3 м; и– потери напора в водоводах и водопроводной сети, которые определены ранее проведенными расчетами.Геометрическая высота подъема водыhгопределяется из графика пьезометрических линий.В час максимального водопотребления геометрическая высотаподъема воды:где – отметка земли в диктующей точке, = 80,4 м;– минимальный уровень регулирующего объема воды в РЧВ,=69,6 м; – свободный потребный напор, который при шестиэтажной застройке равен 30 м.В час максимального водопотребления и пожаротушения геометрическая высота подъема водыгде – отметка земли в диктующей точке при тушении пожара, = 23,10 м; – минимальный уровень воды в РЧВ,=67,6 м; – свободный напор в диктующей точке при тушении пожара, принимается равным 10,00 м.Гидравлическое сопротивление трубопроводной системы определяется для каждого периода следующим расчетом:в час максимального водопотребления:, q = 274,27 л/стогда в час максимального водопотребления и пожаротушения, q = 334,27 л/стогда Соответственно уравнение гидравлической характеристики трубопроводной системы будет иметь видв час максимального водопотребленияв час максимального водопотребления и пожаротушения Анализ совместного решения уравнений характеристики Н-Qцентробежных насосов и гидравлической характеристики трубопроводной системы говорит о следующем:В час максимального водопотребления приq -274,27 л/с насосы развивают напор Н–63,53 м. При таком напоре q =274,27 л/сгеометрическая высота подъема водывместо требуемых 52,27,6 м. Избыточный напор в этот период работы системы приведет к бесполезному расходованию электроэнергии. Именно поэтому необходимо один из насосов оборудовать частотным регулированием для поддержания оптимальных напоров.В час максимального водопотребления и пожаротушения при q = 334,27 л/с два насоса развивают напор Н=56,44 м.. При таком напоре иq = 334,27 л/сгеометрическая высота подъема водычто выше требуемых 38,7 м.Графический анализ, полученный решением уравнений характеристики Н - Qцентробежных насосов 1 Д 500-63 и гидравлической характеристики запроектированной трубопроводной системы с использованием программыExcel приведен на рис. 4.Рисунок 4 – Гидравлические характеристики насосов 1Д 500-63 Н-Q1 – рабочая точка в час минимального водопотребления; 2 - рабочая точка в час максимального водопотребления; 3 - рабочая точка в час пожаротушения.3.1 Определение объема резервуаров чистой водыЕмкость резервуаров чистой водыW,расположенных на территории водопроводных очистных сооружений, должна включать регулирующийWреги пожарный объемыWпожа также дополнительный объем воды на промывку двух фильтровWпром .Регулирующий объем РЧВ определяется на основании сопоставления графика равномерного втечение суток поступления очищенной воды в РЧВ с графиком отбора водынасосной станцией 2-го подъема, который в СПРВ без башни совпадает с графиком водопотребления.Количество воды, поступающей в РЧВ каждый час, составляет 16648,58/24 = 693,7м3/ч.Графики поступления воды в РЧВ и ее отбора приведены на рис. 1 итабл. 9.Таблица 9 – График поступления воды в РЧВЧасы сутокОбщегородские расходыПоступление воды в РЧВ, м3Наличие воды в РЧВ, м30-1400,42693,71018,871-2362,55693,71350,022-3363,18693,71680,553-4363,18693,72011,074-5491,60693,72213,175-6618,15693,72288,726-7746,58693,72235,847-8750,13693,72179,428-9890,50693,71982,619-10857,19693,71819,1210-11857,97693,71654,8511-12982,22693,71366,3212-13823,25693,71236,7713-14821,69693,71108,7814-15886,37693,7916,1115-16950,27693,7659,5416-17987,36693,7365,8817-18879,01693,7180,5718-19815,83693,758,4519-20751,93693,7020-21688,74693,74,9621-22559,51693,7139,1522-23432,43693,7400,4223-24368,53693,7725,60Итого16648,5816648,8-Анализируя графики, изображенные на рис. 1, можно предположить, что к 19 часам регулирующий объем РЧВ весь израсходуется, поэтому в графе 4 в час 19-20 ставится 0. Далее, сопоставляя значения граф 2 и 3, рассчитывают наличие воды в резервуаре. Максимальное значение объема воды в графе 4 – 2288,72 м3 и является регулирующей емкостью РЧВ(Wрег= 2288,72 м3).Пожарный запас воды в РЧВWопределяется из условия обеспечения:пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов в течение 3 часов;максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожаротушения с учетом возможности пополнения этого объема в течение тушения пожара.где –суммарный расход воды на тушение одного пожара из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов, = 30 л/с; – числоодновременных пожаров, = 2;– сумма расходов воды за 3 чмаксимального водопотребления, ; – средний часовой расход воды, поступающей в РЧВ из очистных сооружений;= 693,7 м3/ч. Запас воды на промывку фильтров и другие собственные нужды очистных сооруженийWпромможет быть определен, если известны размеры и расчетные параметры работы отдельных элементов очистных сооружений. Для ориентировочных расчетов этот запас воды может быть принят равным 1 % от суточной производительности системы, т. е. Wпром=166,49 м3.Соответственно общий объем РЧВК установке принимаются 4типовых прямоугольных железобетонных резервуара объемом 1000 м3 каждый.3.2 Схема (деталировка) водопроводной сетиДля устройства магистральной водопроводной сети принимаются напорные трубы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом(ВЧШГ) класса Л А по ТУ 14-161-183-2000 [12] без цементного покрытия. Соединение труб осуществляется с помощью раструбов. Для уплотнения соединений применяются резиновые манжеты. Глубина заложения труб, считая до низа, с учетом глубины промерзания, в Ленинградской области равной 1,4 м, и требований п. 8.42 [1] принимается 1,8 м.Оборудование и конструирование водопроводной сети рассмотрено на примере участка 6-7. Спецификация оборудования для этого участка будет приведенав табл. 10.Для обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям, проведения плановых и аварийных ремонтов в соответствии с рекомендациями раздела 8 [1] на водопроводной сети предусматривается установка необходимого оборудования и сооружений.Запорная арматура, в качестве которой используются затворы поворотные, устанавливается в каждом узле для выделения ремонтных участков и на всех ответвлениях от водопроводной сети.Клапаны для впуска и выпуска воздуха при опорожнении и заполнении трубопроводов монтируются в верхней точке каждого ремонтного участка.Выпуски для сброса воды из трубопроводов при опорожнении устанавливаются в пониженной точке каждого ремонтного участка Выпуски устраиваются в виде ответвления диаметром 100 мм с задвижкой и мокрого колодца диаметром 1000 мм, из которого вода откачивается передвижными насосами в канализацию.Пожарные гидранты установлены на водопроводных линиях на расстоянии друг от друга 120-135 м.Выбор типа и размеров водопроводной арматуры и оборудования осуществлялся с использованием сведений, приведенных в справочнике [13] или другой справочной литературе.Трубопроводная арматура располагается в железобетонных колодцах. Размеры водопроводных колодцев определяются в зависимости от диаметров трубопроводов, количества и размеров арматуры и фасонных частей в узле с учетом требований п. 8.63 [1]. В проекте использовались типовые круглые колодцы диаметром 1,0; 1,5 и 2,0 м.Монтаж узлов на водопроводной сети осуществляется при помощи чугунных фасонных частей, изготавливаемых промышленностью серийно.Таблица 10 – Спецификация участка 6-7 водопроводной сетиПоз.ОбозначениеНаименованиеКол-во ед.Масса ед., кгПримечание1234561ВЧШГ 200 ТУ1416-37-5025-4094-2000Трубы чугунные высокопрочные540 пог. м2ППКФ 250х250 ТУ 1468-041-5025-4094-2000Крест фланцевый с пожарной подставкой13ППКФ 200х200 То же14ППКФ 200х150 35ППР 200 ГОСТ 5525-88Пожарная подставка раструбная26ПФГ 14 длПатрубок длинный фланец-гладкий конец27ПГФ 250 дл ТУ 1468-041-5025-4094-2000То же48ПГФ 200 49ПГФ 150 910ПГФ 100 211ТР 200х100 Тройник раструбный112ТР 200х100 Тройник фланцевый113ДР 250 Двойной раструб114ДР 200 То же215ДР 150 616ХР 250х200 Переход раструбный112345617ХР 250х150 То же118ХР200х150 219ХР400х250 ГОСТ 5525-88120ДР 400 ГОСТ 5525-88Двойной раструб121ХФ 100х50Переход фланцевый стальной сварной122ЭПД 400 ТУ 3721-101-35-491454-98Затвор поворотный дисковый123ЗПД 250 224ЗПД 200 325ЗПД 150 926ЗПД 100 127ЗПД 50 128ПГ ГОСТ 8220-85Гидрант пожарный729Клапан для впуска и выпуска воздуха130К 200 ГОСТ 8020-80Колодец круглый из железобетонных колец131К 1500 432К 1000 7ЗаключениеПроектирование водопроводной сети, являющейся основным и наиболее дорогостоящим элементом системы подачи и распределения воды (СПРВ) городских водопроводов – задача достаточно сложная и ответственная. Решение этой задачи даже для сравнительно небольшого населенного пункта требует определенного навыка разработчиков и использования серьезного программного обеспечения.В курсовом проекте обращено внимание на то, что все элементы СПРВ взаимосвязаны, поэтому при проектировании водопроводных сетей населенного пункта необходимы разработка схемы СПРВ и анализ работы всех ее элементов.Основное внимание обращено на определение расчетных расходов в системе водоснабжения, анализ режима водопотребления и методику подготовки водопроводной сети к расчету. Увязка кольцевых сетей осуществлялась методом М.М. Андрияшева. Этот метод получил распространение в практике ручного счета и требует определенных навыков н интуиции расчетчика. Расчет по этому методу позволяет понять механизм гидравлической увязки кольцевой водопроводной сети, поэтому студентам при выполнении курсового проекта рекомендуется использовать данный метод для одного из расчетов. Для остальных расчетных периодов увязка кольцевых сетей производится машинным счетом с применением имеющихся на кафедре программ.Значительное место отведено анализу совместной работы насосов насосной станции 2-го подъема и водопроводной сети. Приведена методика составления уравнения гидравлической характеристики гидравлически увязанной трубопроводной системы и уравнения рабочей характеристики центробежных насосов. Список литературыСП 31.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / утв.: Минрегион России, приказ № 635/14 от 29.12.2011 – Дата ввода: 01.01.2013 г.СП 30.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий / утв.: Минрегион России, приказ № 626 от 29.12.2011 – Дата ввода: 01.01.2013 г.СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / утв.: Госстрой СССР (Государственный комитет Совета Министров СССР по делам строительства) – Дата ввода: 01.01.1985 г.Гусаковский, В. Б. Проектирование водопроводной сети / В. Б. Гусаковский, А. И. Езерский, Е. Э. Вуглинская // уч. пособие для студентов специальности 270112 – водоснабжение и водоотведение – всех форм обучения. – СПбГАСУ. – СПб, 2006. – 130 с.СНиП 2.04.01-85*Внутренний водопровод и канализация зданий / утв.: постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 4 октября 1985 г. № 189. – Дата ввода: 01.06.1986 г.СП 8.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности / утв.: Приказом МЧС России от 25 марта 2009 г. № 178 – Дата ввода: 01.05.2009 г.Прегер, Е. А. Аналитический метод исследования совместной работы насосов и трубопроводов канализационных насосных станций: Учебное пособие / ЛИСИ, Л., 1974. – 61 с.Москвитин А.С. и др. Справочник по специальным работам. Трубы, арматура и оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Стройиздат, 1979г.Тугай А.М Расчет и конструирование водозаборных узлов. Киев, Будивельник, 1978г.Расчет водопроводной сети: Метод.указания к выполнению курсового проекта для студ. Спец. 2908 / СПбГАСУ; сост. Г. Г. Рудзский, А. И. Езерский. – Спб, 1994. – 44 с.Абрамов, Н. Н. Водоснабжение. – М.: Стройиздат, 1982. – 440 с.ТУ 14-161-183-2000. Трубы напорные из высокопрочного чугунаМонтаж систем внешнего водоснабжения и водоотведения: Справочник строителя. – М.: ГУМ ЦПП, 2003. – 828 с.