Чем больше разность между подачей и потреблением, тем больше должна быть аккумулирующая емкость

При определении подачи НС-II необходимо найти оптимальный вариант режима ее работы, соответствующий минимальной вместительности аккумулирующей емкости (минимальным капитальным затратам) и наименьшей частоте включения насосных агрегатов.

Работу НС-II принимают (2-х или 3-х) ступенчатой (в зависимости от работы различного числа насосов в разное время суток).

Рекомендации:

♦ Равномерный режим работы НС-II (Q = const) рекомендуется для систем водоснабжения с Q ≤ 15 тыс. м³/сут. (V_акк = 8…15 % суточной подачи НС-II).

♦ При ступенчатой работе НС-II V_акк = 2,5…6 % суточной подачи НС-II.

! Рекомендуется выбирать типовые проекты водонапорных башен.

Объем бака водонапорной башни (“регулирующая вместимость”) определяется с помощью совмещенных графиков водопотребления и водоподачи.

Например:

водоподача

водопотребление

Q, %

из бака (водопотребление > водоподачи)

∑

в бак (водоподача > водопотребления)

∑

Строим таблицу

Часы суток	Расход воды (в/потр), % сут	Подача НС (в/подача), % сут	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке
0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 4 – 5 … 23 – 24	3,2 2,5 2,6 3,5	2,5 2,5 2,5 2,5 4,5 … 4,5	– – – –	0,5 0,7 – 0,1 –	1,9 1,2 1,2 1,1 2,1	-0,5 -1,2 -1,2 -1,3 -0,3 Если в 0часов был 0

Здесь задан двух ступенчатый график водоподачи:

(0 – 4) часов – 2,5 %, (4 – 24) – 4,5 %

Итого 2,5 × 4 + 4,5 × 20 = 100 %.

Если водоподача равномерная, то = 4,17 %

В графах 2 и 3 – данные, взятые из совмещенного графика.

В графах 4 и 5 – разницы значений, приведенных в графах 2 и 3.

Графа 6 заполняется следующим образом:

К значению гр. “6” за предыдущий час прибавляется значение из гр. “4” или вычитается значение из гр. “5” за последний час.

В бак	Из бака	Остаток
0,1 0,2 –	– – 0,2	0,1 0,3 0,1

Желательно правильно определить час, когда бак пуст (гр. “6”: = 0). Если это сделано не правильно, то надо ко всем значениям гр. “6” прибавить самое большое отрицательное значение этой графы (по абсолютной величине). Тогда минимальное значение гр. “6”: = 0, а максимальное: = V_бака.

Пример: Объем РЧВ. Необходимо рассмотреть совмещенный график работы НС∙1 и НС∙2.

4,17 %

4,5 %

2,5

%

НС-I работает с Q = const (4,17 % суточной)$

НС-II – как в предыдущем случае (0…4 – 2,5 %; 4…24 – 4,5 %)

V_б = (4,17 – 2,5) × 4 = (4,5 – 4,17) × 20 = 6,7 % суточной подачи.

Вместимость V_акк удобно определять по интегральному графику водоподачи и водопотребления

Vакк = V+ + V–

V+

V–

водопотребление

водоподача

% 100

Ступенчатая подача по сравнению с равномерной:

+ V_акк↓ – вкл-выкл ↑ малые НС могут работать в одну смену: бак заполняется за 8 часов, в остальное время производится водоразбор.

Кроме того, в баке должен храниться противопожарный запас на 1 внутренний и один наружный пожар.

3.2.3. Определение расчетных напоров.

НС-I. Требуемый напор определяют в соответствии с принятой схемой подачи воды.

♦ При подаче воды на ОС:

Zc

Zp

РУВ

1 – водоприемный береговой колодец; 2 – насос; 3 – смеситель; РУВ – расчетный уровень воды.

Н = Н_г + h_w,вс + h_w,н + 1

где Н = Z_c – Z_p – геометрическая высота подъема воды;

(Н = Н_г.в. + Н_г.н. – сумма геометрических высот всасывания и нагнетания);

h_w,вс, h_w,н – потери напора во всасывающей и в нагнетательной линиях.

1 (м) – запас напора.

♦ При подаче воды в РЧВ из артезианских скважин:

Н = Н_г + h_скв + h_в + 1

где Н_г – геометрическая высота подъема воды (разность отметок динамического уровня в скважине и максимального уровня в сборном резервуаре);

h_скв – потери напора в скважине;

h_в – потери напора в сборном трубопроводе.

♦ При подаче воды непосредственно в водопроводную сеть:

Н = Н_г + h_w,вс + h_w,н + Н_св

где Н_г; h_w,вс; h_w,н – смотри выше; Н_св – требуемый свободный напор в точке водопроводной сети, принятой за расчетную.

НС-II.

♦ Для безбашенной системы расчетный напор определяется аналогично напору НС-I, подающей воду непосредственно в сеть (см. последнюю формулу).

♦ Водонапорная башня в начале сети:

hw,вс

Н

Н­б

Нр

hw,н

Н

Н = h_w,вс + Н_г + Н_б + Н_р + h_w,н

h_w,вс; h_w,н – смотри выше; Н_г – разность отметок поверхности земли у водонапорной башни и расчетного уровня воды в резервуаре; Н_б – высота башни от поверхности земли до дна резервуара; Н_р – высота резервуара.

♦ Водонапорная башня в конце сети (схема с контррезервуаром):

Нсв

hw,вс

РУВ

а

Рассматривается 2 режима:

1. Максимальное водопотребление, когда вода в “диктующую точку” (т. а) поступает и от НС, и от водонапорной башни:

- разность отметок диктующей точки и РУВ; Н_св – свободный напор в сети.

2. Минимальное водопотребление, когда вода от насосной станции поступает частично потребителю, а частично – в башню.

где - разность отметок расчетного уровня воды в резервуаре и РУВ.

Обычно (т.к. при этом подача НС больше, но когда каждый насос использует свою всасывающую линию, то );

(скорость больше в первом случае длина – во втором).

В качестве расчетного напора принимают наибольшую из величин Н^I и H^II (обычно это H^II).

♦ По существующим правилам проектирования водопровода (СНиП 2.04.02-84) работа НС должна быть проверена на случай возникновения пожара.

Подача полного расчетного расхода воды на тушение пожара должна быть обеспечена в час максимального водоразбора, т.е. в момент наиболее напряженный работы НС.

Следовательно, в момент возникновения пожара НС-II должна подать расход воды, равный сумме Q_пож + Q_макс. При расчете Q_макс не учитывается расход воды на полив территории, а на промышленном предприятии, кроме того, на прием душей, мытье полов и технологического оборудования.

Полная высота подъема воды при пожаре:

где Н_г – разность отметок земли в расчетной точке пожара и РУВ в резервуаре; – свободный напор в расчетной точке при пожаре.

“Расчетная точка”: - наиболее возвышенная и наиболее удаленная от НС (определяется как при главной магистрали по минимальному гидравлическому уклону.

рассчитывают на Q = Q_пож + Q_макс с запасом на всасывающей линии 2,5 м, на напорной – 5 м.

♦ Системы пожаротушения бывают:

1. Высокого давления (ВД)

2. Низкого давления (НД)

♦ При системе пожаротушения ВД водопровод должен в надлежащий момент обеспечить подачу к месту пожара необходимого расхода воды, и повышение давления в сети до величины, достаточной для создания пожарных струй непосредственно от гидранта. Обычно в системах ВД это повышение давления обеспечивается только на время пожара.

♦ При системе пожаротушения НД водопровод должен обеспечить лишь подачу увеличенного в связи с пожаром расхода воды. Напор для получения пожарных струй создается передвижными пожарными насосами (пожарными машинами), забирающими воду из сети через гидранты. Поэтому в любой точке сети (для предотвращения попадания почвенной воды в систему из-за р < р_атм и, следовательно, аварий насосов).

Системы НД проектируются на нормальный режим (без учета Q_пож). Естественно, что при Q ↑ (:= Q_пож + Q_макс) → w↑ → h_w,вс↑, h_w,н↑.

Рассмотрим режим работы водопровода при системе пожаротушения НД.

∑hпож

∑hх/п

Нсв

Нсв.п

Нпож

Нн

hwвпож

hw,вс,х/п

пож

номин

Q

∆Q

Н

Сплошная линия – обычный режим Q_макс (без пожара).

Пожар: Н_св.п. (≈ 10 м) < Н_св; но > h_w,вс и > h_w,н → пьезометр при пожаре круче. Поэтому пьезометрическая ли­ния при пожаре может пройти выше ВБ (штрих) или ниже (штрих-пунк­тир). В первом случае ВБ на время пожара отключают. Во втором – нет (а можно отключить → Н↓ → Q↑).

Если увеличение подачи из-за снижения свободного напора ∆Q недостаточно, то необходимо включить пожарный насос (насосы).

♦ В системах водоснабжения с контррезервуаром наиболее неблагоприятные для пожаров точки (возвышенные и удаленные), расположены вблизи ВБ. Так как Н_св.пож. < Н_св < Н_б, то первое время (после возникновения пожара) ВБ подает к диктующей т. А значительные количества воды и быстро опорожнится. Поэтому системы с контррезервуаром следует рассчитывать на подачу в период пожара Q_пож + Q_макс от НС.

Нсв.п

Нпож

А

Противопожарный запас хранится в РЧВ.

Таким образом в системах НД могут быть три случая:

1. Н_пож > H (все системы ВД тоже здесь).

2. Н_пож ≈ Н

3. Н_пож < Н где Н – напор основных насосов.

В первом случае дополнительно устанавливают специальные пожарные насосы, которые обеспечивают (Q_макс + Q_пож); при Н_пож. На время пожара основные насосы отключают.

Во втором случае устанавливают дополнительные пожарные насосы такого же типоразмера, что и основные, с подачей Q_пож.

В третьем случае требуемый расход Q_пож + Q_макс обеспечивается основными насосами за счет снижения напора с Н до Н_пож. Временное снижение КПД – не страшно, так как это недолго.

Н

Qпож + Qмакс

Qмакс

Нпож

Н

Q