водонапорной башни при пожаротушении
Подачу расчётного расхода воды на тушение пожара Qпож следует предусматривать в час максимального водопотребления по табл. 3 и формуле (10).
При тушении пожара свободный напор в диктующей точке сети может снижаться до 10 м. В то же время пропуск увеличенного при пожаре расхода сопровождается увеличением гидравлических сопротивлений в сети. При схеме с водонапорной башней в начале сети, если пьезометрическая линия у башни окажется выше дна башни, при опорожнённом баке часть пожарного расхода может поступать вовремя пожара в башню, а не к месту пожара. Во избежание этого башню приходится отключать (рис. 13).
Рис. 13. Схема отключения водонапорной башни
при пожаре.
Подача насосной станции при пожаре с отключенной водонапорной башней определяется по формуле
Qпнс=qч.max+Qпож, (42)
где qч.max - максимальный часовой расход из табл. 2 (1815/3,6=504,17 л/с);
Qпож - пожарный расход, определяемый по формуле (10) (75 л/с).
Qпнс=504,17+75=579,17 л/с.
Без отключения башни:
|
|
Qпнс=Qр+Qпож, (43)
Qпнс=453,75+75=528,75 л/с.
Башня в начале сети должна отключаться при условии
Zп+hпс>Zmax.б-hр, (44)
где Zп - пьезометрическая отметка в диктующей точке сети при пожаре Zп = Zд.т.+10=412 (из задания)+ 10=422 м;
hпс - гидравлические потери в городской водопроводной сети при пожаре (из задания 58 м);
Zmax.б - отметка максимального уровня воды в башне, определяемая по (14) и составляющая для нашего примера 431,51 м;
hр - высота резервуара башни, принимаемая по табл. 4, в нашем случае – 7 м;
422+58>431,51-7
Действительно, в нашем примере в случае возникновения пожара башню следует отключать. Следовательно расход насосной станции при возникновении пожара Qпнс составит 579,17 л/с (42).
Требуемый напор насосов при пожаре определяют по формуле
Нп=Нпст+hпв+hпк+hпн+hпс , (45)
где
Нпст=Zп-Zр.min, (46)
здесь Zр.min - минимальный уровень воды в резервуаре чистой воды (задание), м;
Zп – см. ф. (44);
Нпст – статический напор при пожаре, м;
hпв – потери во всасывающей линии при пожаре, м;
hпн – потери в напорной линии при пожаре, м;
hпк – потери в коммуникациях насосной станции (трубопроводы, водомер и т.д.) при пожаре, м;
hпс – потери в сети при пожаре (задание), м.
Выполним расчёт для нашего примера.
Нпст=422-396=26 м;
При диаметре всасывающего трубопровода 700 мм (п. 2.7.1), состоящего из двух линий, длина которых 30 м (задание), потери hпв определятся по (40). Значение 1000i принимаем по таблицам Шевелёвых для Qпнс/2 (две параллельные линии).
hпв=1000i·lв·1,15/1000=0,881·30·1,15/1000=0,03 м.
При диаметре напорного трубопровода 450 мм (п. 2.7.2), состоящего из двух линий, длина которых 2000 м (задание), потери hпн определятся по (39). Значение 1000i принимаем по таблицам Шевелёвых для Qпнс/2 (две параллельные линии).
|
|
hпн=1000i·lн·1,1/1000=9,4·2000·1,1/1000=20,68 м.
Потери напора в коммуникациях насосной станции hк в (41) были приняты 2 м. Увеличение потерь напора при повышении расхода от Qр до Qпнс можно принять пропорционально квадрату увеличения расхода.
hпк=(Qпнс/Qр)2·hк=(579,17/453,75)2·2=3,28 м.
Подставляем полученные компоненты в (45):
Нп=26+0,03+3,28+20,68+58=107,99» 108 м.
Режим работы насосной станции при пожаротушении следует устанавливать по графику совместной работы насосов и трубопроводов. Характеристика трубопроводов строится путем определения требуемых напоров по формуле (51).
Возможны три варианта режимов работы насосной станции при подаче воды на пожаротушение:
1. Необходимый расход Qпнс подается основными рабочими насосами за счёт снижения напоров в сети (рис. 14. а). Снижение статического напора в диктующей точке сети при пожаре ΔН определяют параллельным переносом характеристики трубопроводов.
В нашем примере точка с заданными параметрами составляет Qпнс =579,17 л/с и Нп= 108м, что явно превышает возможности по напору подобранных нами хозяйственно-питьевых насосов Д1250-65 с диаметром рабочего колеса 430 мм.
Рис. 14. |
2. Расход Qпнс подается включением дополнительных одного-двух насосов того же типоразмера, что и хозяйственные. При этом соответственно увеличивается число насосов в насосной станции. Число резервных насосов принимается в соответствии с нормами.
Для нашего примера этот вариант также неприемлем, т.к. увеличение числа параллельно включенных насосов увеличит расход, однако нам недостаточен напор.
3. Если необходимый напор для пожаротушения больше напора, развиваемого хозяйственными насосами, и невозможно решить задачу включением дополнительных насосов, следует устанавливать пожарные насосы требуемого напора Нп с суммарной подачей Qпнс с (рис. 54, в). При работе пожарных насосов хозяйственные отключают. Для группы пожарных насосов предусматривается один резервный.
Выполним подбор пожарных насосов для нашего случая. По каталогу насосов типа Д подать расход Qпнс =579,17 л/с одним насосом не представляется возможным. Рассматриваем параллельную установку двух насосов. Нам подходит насос Д1250-125. Причём кривая Q-H для максимально обточенного рабочего колеса (575 мм) практически идеально проходит через точку Qпнс/2 =579,17/2=290 л/с и Нп= 108м.
Принимаем установку двух рабочих и одного резервного пожарных насосов типа Д1250-125.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Распределение суточного расхода воды по часам суток, %
Часы суток | Расходы по населённым пунктам при коэффициенте часовой неравномерности водопотребления | |||||||||||
1,2 | 1,25 | 1,3 | 1,35 | 1,4 | 1,45 | 1,5 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2,5 | ||
0-1 | 3,5 | 3,35 | 3,2 | 2,5 | 1,5 | 0,9 | 0,85 | 0,75 | 0,6 | |||
1-2 | 3,45 | 3,25 | 3,1 | 3,2 | 2,65 | 2,1 | 1,5 | 0,9 | 0,85 | 0,75 | 0,6 | |
2-3 | 3,45 | 3,30 | 3,2 | 2,5 | 2,2 | 1,85 | 1,5 | 0,9 | 0,85 | 1,2 | ||
3-4 | 3,4 | 3,20 | 3,2 | 2,6 | 2,25 | 1,9 | 1,5 | |||||
4-5 | 3,4 | 3,25 | 3,2 | 3,5 | 3,2 | 2,85 | 2,5 | 2,35 | 2,7 | 3,5 | ||
5-6 | 3,55 | 3,4 | 3,4 | 4,1 | 3,9 | 3,7 | 3,5 | 3,85 | 4,7 | 5,5 | 3,5 | |
6-7 | 3,85 | 3,8 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 5,2 | 5,35 | 5,5 | 4,5 | ||
7-8 | 4,4 | 4,45 | 4,6 | 4,9 | 5,1 | 5,3 | 5,5 | 6,5 | 6,2 | 5,85 | 5,5 | 10,2 |
8-9 | 5,2 | 5,4 | 4,9 | 5,35 | 5,8 | 6,25 | 6,5 | 5,5 | 4,5 | 3,5 | 8,8 | |
9-10 | 4,8 | 5,05 | 5,6 | 5,85 | 6,05 | 6,25 | 5,5 | 4,85 | 4,2 | 3,5 | 6,5 | |
10-11 | 4,7 | 4,85 | 4,8 | 4,9 | 5,35 | 5,8 | 6,25 | 4,5 | 5,5 | 4,1 | ||
11-12 | 4,55 | 4,6 | 4,6 | 4,7 | 5,25 | 5,7 | 6,25 | 5,5 | 6,5 | 7,5 | 8,5 | 4,1 |
12-13 | 4,55 | 4,6 | 4,5 | 4,4 | 4,6 | 4,8 | 7,5 | 7,9 | 8,5 | 3,5 | ||
13-14 | 4,45 | 4,55 | 4,4 | 4,1 | 4,4 | 4,7 | 6,7 | 6,35 | 3,5 | |||
14-15 | 4,6 | 4,75 | 4,6 | 4,1 | 4,6 | 5,05 | 5,5 | 5,5 | 5,35 | 5,2 | 4,7 | |
15-16 | 4,6 | 4,7 | 4,6 | 4,4 | 4,6 | 5,3 | 4,5 | 4,65 | 4,8 | 6,2 | ||
16-17 | 4,6 | 4,65 | 4,4 | 4,3 | 4,9 | 5,45 | 4,5 | 3,5 | 10,4 | |||
17-18 | 4,3 | 4,35 | 4,3 | 4,1 | 4,6 | 5,05 | 5,5 | 6,5 | 5,5 | 4,5 | 3,5 | 9,4 |
18-19 | 4,35 | 4,4 | 4,4 | 4,5 | 4,7 | 4,85 | 6,5 | 6,3 | 6,2 | 7,3 | ||
19-20 | 4,25 | 4,3 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 5,35 | 5,7 | 1,6 | ||
20-21 | 4,25 | 4,3 | 4,5 | 4,5 | 4,4 | 4,2 | 4,5 | 5,5 | 1,6 | |||
21-22 | 4,15 | 4,2 | 4,8 | 4,8 | 4,2 | 3,6 | ||||||
22-23 | 3,9 | 3,75 | 3,8 | 4,6 | 3,7 | 2,85 | 0,6 | |||||
23-24 | 3,80 | 3,7 | 3,7 | 3,3 | 2,7 | 2,1 | 1,5 | 0,6 | ||||
Итого |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
|
|