Определение расчётных расходов

Полная расчётная производительность водозаборного сооружения определяется по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды системы водоснабжения, который зависит от состава очистных сооружений и согласно [1, п. 6.6] колеблется в пределах 1,04¸1,1; принимаем a = 1,1;

- расчетный расход системы водоснабжения в сутки максимального водопотребления, м³/сут;

- время работы водозаборного сооружения, ч, Т = 24 часа, т.к. II категория надёжности.

 

q_p = 1,1*65500/24 = 3002,08 м³/ч = 0,8339 м³/с.

 

При нормальном режиме работы сооружения, когда работают две секции водоприемника, расчётный расход воды одной секции определяется по формуле:

,

где q_p – расчетная пропускная способность водоприёмника при нормальной работе, м³/ч;

n – число секций водоприёмника.

q_p ^/ = 0,8339/2 = 0,417 м³/с.

При форсированной работе водоприёмника, подача воды для водозабора II категории надёжности не должна снижаться согласно [1].

q_ав=0,7* q_p

q_ав=0,7* 833,9=583,73 л /с.

5. Рыбозащитные жалюзийные решетки

 

5.1 Рыбозащитные функции жалюзийной решетки.

Жалюзийные решетки могут выполнять роль рыбозащитных устройств при заборе воды водоприемниками из водотоков со скоростями, в 3-4 раза и более превышающими скорость втекания в водоприемник. Стержни решетки выполняют из полосовой стали, и устанавливают под углом 135° к течению. При таком расположении стержней решетка приобретает свойства самоочищаемости. Ширина стержней принимается в пределах 40-100 мм с расстоянием между ними 20-40 мм.

Жалюзийные РЗУ относятся к тактильно-гидравлическим устройствам с проницаемым экраном. Принцип работы устройства основан на воздействии устройства на органы зрения, боковой линии и слуха рыб. При этом эффективность отведения молоди рыб зависит от интенсивности турбулентных возмущений, возникающих на жалюзийном экране под воздействием транзитного потока.

При больших скоростях транзитного течения и остром угле наклона пластин жалюзи набегающий на них поток, частично отражаясь от них, создает локальные кумулятивные струи, сливающиеся в единый гидравлический экран. Этот экран действует вдоль водоприемной поверхности (плоскости жалюзи), параллельно транзитному потоку. При э::ом, подошедшая к водоприемной поверхности молодь рыб захватывается гидравлическим экраном и, двигаясь в нем, доставляется в транзитный поток и далее за пределы водоприемника.

При малых скоростях транзитного течения (менее 0,5 м/с) за кромками жалюзи образуются локальные завихрения, сливающиеся в единый пульсирующий экран, отпугивающий молодь. При скорости фильтрации водозаборного потока не превышающей 0,1 - 0,2 м/с, молодь рыб, проявляя оборонительную реакцию, самостоятельно отходит от плоскости

водоприемной поверхности (жалюзи) и, попадая в транзитный поток, выносится за пределы влияния водозабора.

 

 

Расчет рыбозащитной жалюзийной решетки

 

По заданию необходимо запроектировать водоприемник для водоема рыбохозяйственного назначения. В соответствии с п. 8.18 [2] принимаем жалюзийную рыбозащитную решетку рис.1. Жалюзийная решетка состоит из двух рядов пластин. Входной ряд выполняется из пластин = 8.0 мм поставленных под углом а = 45° к транзитному потоку во­ды. Второй ряд пластин устанавливается под углом а = 90° к пластинам пер­вого ряда. Таким образом, жалюзийная решетка обладает оптической плотно­стью, т.е. при всех углах зрения не имеет сквозных просветов.

Расчет площади жалюзийной решетки определяется по формуле СНиП

 

где – скорость втекания в водоприёмные отверстия, м/с, отнесённая к их сечению в свету согласно [1, п. 5.94];

– коэффициент затекания экрана конструкции, принимается равным 1,1;

– расчётный расход одной секции, м³/с;

1,25 – коэффициент, учитывающий засорение отверстий;

– коэффициент, учитывающий стеснение отверстий стержнями решёток

где – толщина стержней, 8 мм,

в – ширина потока воды между пластинами, 78 мм

с – расстояние между пластинами по линии транзитного потока воды, м;

,

где

м

Количество жалюзийных решеток и их размеры принимаются конструк­тивно

из условий компановки водоприемной части водозабора.

Принимаем две решётки в одной секции площадью живого сечения 2,19 м².

Принимаем 4 жалюзийные решетки с размерами 1,5х1,5 м.

Конструктивно жалюзийная решетка состоит из рамы швеллера [12, к

которому приварены 2 ряда пластин. К нижнему швеллеру прикреплен дере­

вянный брус 100x100 мм.

 

 

рис. 2 Схема жалюзийной решетки

1-выходной элемент жалюзи;

2-входной элемент жалюзи;

3-деревянный брус;

4-рама.

5.2 Сороудерживающие сетки. Определение площади, подбор,

техническая характеристика.

Для задержания мелких взвешенных и плавающих тел, находящихся в воде поверхностных источников и не задержанных решётками, предназначаются сетки, которые в ряде случаев завершают очистку воды, идущей на производственные цели. Сетки устанавливаются в водозаборных сооружениях непосредственно за решётками, служащими для грубой очистки воды.

Согласно [1, п. 5.105] принимаем плоские сетки, так как условия забора воды легкие. Плоские сетки проектируются для водозаборов производительностью не более 1 м3/с, забирающих воду из относительно чистых незасоренных водоемов.

 

Площадь сетки определяем по формуле [2, ф-ла 1.16]:

где - коэффициент, учитывающий стеснение отверстий,

К_ст = (а_ст + с_ст)²/с_ст² = (1+3)²/(3)² = 1,78м

- скорость втекания воды в сетку, = 0,2 – 0,4 м/с, принимаем = 0,3 м/с.

По [2] подбираем сетку и её размеры. Принимаем плоскую сетку с размерами 1500х1500 (рис. 3).

 

 

рис. 3 Сетка съемная плоская

 

 

L=1380мм;

H=2630мм;

Размеры перекрываемого отверстия:

ширина-1250мм;

высота-2500мм.

 

 

Сетки съёмные плоские получили наибольшее распространение, так как просты по устройству и в очень незначительной степени увеличивают размер водозаборного сооружения. Недостатком съёмных плоских сеток является то, что промывка их осуществляется вручную и является сложным процессом. Принимаются сетки съёмные плоские при производительности водозаборных сооружений до 1м³/с.

Сетка представляет собой металлическую прямоугольную раму из угловой стали, на которой крепятся проволочные полотнища.

Полотно сетки делается двойным: мелкое рабочее с ячейками размером 2х2 до 5х5 мм. и крупное поддерживающее с ячейками размером 20х20 мм. и более, которое служит для предохранения выпучивания рабочего полотна. Рабочее полотно сетки изготавливается из нержавеющей тонкой стальной проволоки или другого коррозиестойкого материала, а поддерживающие – из оцинкованной проволоки диаметром 3 мм.

В паводковые периоды съемные сетки необходимо сравнительно часто вынимать для очистки от осевших на ней загрязнений. Для этого используют промывное устройство, которое состоит из струйного распределителя воды 1 и приемника промывной воды, представляющего собой промывной короб 2.

 

рис. 4 Схема устройства промывки плоской сетки

 

1- струйный распределитель воды;

2- промывной короб.

 

Сетка поднимаются краном 3 и проходит через распылитель воды 1, промывается водой, которая собирается в коробе (2). Промывная вода отводится в водоем по самотечному коллекторe диаметром 200 мм ниже по течению за пределы I зоны санитарной охраны.

5.3 Определение местоположения основного сооружения

в створе водозабора

Глубина воды в источнике Н_и, в месте устройства водоприёмных окон, определяется исходя из необходимости обеспечения требуемой надёжности их работы в зимний и летний периоды года.

Для определения местоположения водозабора необходимо выполнить требования [1, п. 5.96]. Чтобы не допустить попадания донных наносов в водозабор, низ водоприёмных отверстий должен быть расположен не менее 0,5м выше дна русла водоисточника. Образующийся перед водоприёмными окнами порог необходим для задержания выпадающих здесь наносов. Для обеспечения нормальных условий забора воды верхняя кромка водоприёмных окон должна находиться на 0,2 м ниже ледового покрова и на 0,3 м ниже ложбины волны в водоисточнике.

Рис. 5 Расчётные условия работы водоприёмных устройств:

а – в зимний период; б – в летний период.

Глубина воды в источнике Н_и рассчитывается для зимнего и летнего периодов работы и принимается наибольшая из двух значений:

 

для зимнего периода:

для летнего периода:

где h_л – расчетная толщина льда, м;

0,9 – коэффициент, характеризующий плотность льда и глубину его погружения в воду;

Н_ок – проектная высота водоприёмного окна;

h_вол – высота полуволны.

Н_{и зим} = 1,5 + 0,5 + 0,2 + 0,9 ^. 0,5 = 2,65 м;

Н_{и лет} = 1,5 + 0,3 + 0,5 + 0,2 = 2,5 м.

Принимаем Н_и = 2,65 м. Водоприёмные отверстия располагаются в русле реки там, где глубина реки не меньше Н_и.

Отметка дна у окон:

Z_о = УВ – Н_з = 190,00 – 2,65 = 187,35 м;

 

 

6. Подбор насосного оборудования

По заданному напору и определённому расчётом расходу подбираем марку насосов. Напор насоса Н = 60 м. Q_расч =833,9 л/с

 

Тогда производительность одного насоса будет равна:

л/с

 

При Q_нас=278л/с, Н=68 м, (Приложение 2).

 

При подборе необходимо стремиться к тому, чтобы насосы работали в рекомендуемой зоне, т.е. с оптимальным КПД.

Принимаем насос фирмы EMU марки KM 3100 3/6 (Приложение 1).

Длина агрегата L = 4260мм;

диаметр напорного патрубка D = 350мм;

мощность электродвигателя Р = 310кВт;

вес насосного агрегата m = 3360кг.

Характеристика насоса приведена в Приложении 2.

На основании анализа напорно-расходной характеристики Q–Н принимаем к установке три рабочих насоса и один резервный. В каждой секции всасывающего отделения – по 2 насоса. В случае отключения секции 2 насоса обеспечат 70% подачу

л/с

 

 

При расходе Q=292л/с, напор составляет по напорно-расходной характеристике (Приложение 2) Н=66 м.

7. Определение диаметров трубопроводов насосной станции,