2017-11-30
770
Zп.к. = УВмин – hреш = 190 – 0,2 = 189,8 м.
hреш =0,2м – потери напора.
Отметка низа водоприёмного окна
Z2 = Zдна у окон + 0,5 = 187,35 + 0,5 = 187,85 м.
Отметки пола водоприёмной камеры и всасывающего отделения принимаются одинаковые и определяются следующим образом:
а) минимальная отметка дна водоприёмной камеры
Z’п = Zн.о. – 1,5 = 187,85 – 1,5 = 186,35 м;
1,5 – глубина приямка.
Н1 = Z1 - Z’п = 189,8 – 186,35 = 3,45 м
Н1 – глубина приемной камеры.
Отметка уровня воды всасывающей камеры:
Zвк = Z1 – ∆ hсет = 189,8 – 0,3 = 189,5 м;
∆ hсет = 0,3м– потери напора для плоской сетки.
б) минимальная отметка дна всасывающего отделения устанавливается в зависимости от расположения всасывающих труб насосов
Z3 = Zвк–h1– hнас– h2 = 183,24 – 1 – 4,26 – 1 =183,24м
Окончательно отметку пола водоприемной камеры и всасывающего отделения Z3 принимаем минимальную из вариантов а, б: Z3 = 183,24 м.
Толщина днища принимается конструктивно: hднища = 1,5 м, т.к глубина подземной части составляет 13,31 м.
Отметка ножа:
Zножа = Z3 – hднища – 2 =183,24 – 1,5 – 2=179,74 м.
Отметка пола надземной части определяется наивысшим уровнем воды водоёма с учётом высоты волны:
|
|
|
Zпола надз.части = УВмакс + 2hвол + 0,15 = 196 + 0,4 + 0,15 = 196,55 м.
Глубина подземной части водозабора определяется:
Нпол = Zпола надз.части – Z3 = 196,55 – 183,24= 13,31м.
Верх водоприёмных окон верхнего яруса расположен на 2 м ниже УВмакс.
 |
9. Определение размеров водозаборного сооружения в плане
Габаритные размеры сооружения в плане зависят от наличия оборудования, требований техники безопасности и условий эксплуатации. Общие габаритные размеры сооружения определяются после того, как запроектирована технологическая часть проекта. При определении габаритных размеров необходимо соблюдать указания [1] в отношении расстояний между неподвижной и подвижной частью оборудования, по отношению к ограждающим конструкциям. Расстояние между насосами не менее 1 м, между трубопроводами не менее 0,7 м, до ограждающих конструкций - не менее 0,7 м. Водоприёмные и всасывающие камеры должны обеспечивать нормальные условия для движения потока воды, стремясь избежать застойных участков и условий образования обратных течений.
Ширина водоприёмной части камеры всасывания определяется габаритными размерами сеток и решёток.
С учетом вышеизложенного принимаем подземную часть водозабора
в плане круглую, диаметром 12,4м. Надземную часть принимаем в
плане прямоугольную со сторонами 15 х 27м.
10. Система удаления наносов из водоприемной камеры
В колодце происходит накопление осадка за счёт взвешенных веществ, поступающих с водой из источника. При малой производительности водозабора удаление наносов производится чаще всего водоструйными насосами (гидроэлеваторами). Ориентировочная высота осадка Н = 1м. Высота подъема гидроэлеватора h назначается в зависимотси от глубины подземной части водоприемника. Если напор насосов I подъема превышает высоту подъема гидроэлеватора в 3-3,5 раза, то этого напора будет достаточно для создания необходимого давления у сопла гидроэлеватора. В нашем случае напор насосов превышает высоту подъема гидроэлеватора в 65/15= 4,3 раза.
|
|
|
Требуемый напор подпиточного насоса Нпод определяется из выражения:
, м,
где Н0 – напор, создаваемый насосами насосной станцией первого подъема.
h – высота подъема гидроэлеватора с учетом потерь на трение.
Подпитка не требуется.
Производительность гидроэлеватора определяется по формуле:
, м3/ч,
где W – объём осадка, подлежащий удалению;
, м3,
Sкам – площади водоприёмной и всасывающей камер;
W = 20*1= 20 м3
t – продолжительность откачки, принимаем t = 2часа;
q =20/2 = 10 м3 / ч.
Напор рабочей воды над уровнем излива удаляемого ила, м
Н = 60-13=47м
Количество рабочей воды, потребляемой гидроэлеватором, определяется по формуле:
Q = qh/ηH = 10*13/0,15*47 = 18 м3/ч
η – КПД гидроэлеватора 0,12 – 0,15;
Н – напор рабочей воды над уровнем излива удаляемого ила, м;
qпульпы = q + Q = 10+ 18 =28м3/ч
Подача воды qр = 10 м3 / ч = 3 л/с, принимаем диаметр D = 50мм, скорость движения воды V = 0,75 м/с [4];
Отвод пульпы qпульпы = 28м3/ч = 8 л/с, принимаем диаметр D = 80мм, скорость движения воды V = 1,14 м/с [4].
 |
11. Контрольно-измерительная аппаратура
Для обеспечения нормальной эксплуатации сооружений и основного оборудования насосной станции предусматривается установка КИП. Состав приборов, их типы, места установки определяются в зависимости от основного оборудования станции, характера её работы и принятой системы управления. Число приборов должно быть минимальным, но достаточным для контроля и быстрой ликвидации аварии. Контролю подлежат основные технологические параметры насоса (подача, напор, давление), уровень воды в камере всасывания, перепад уровней и т.д.
Для контроля над перепадом уровней воды на решётках и сетках, а также для измерения уровня воды в камерах и водоёме устанавливаются ультразвуковые уровнемеры. Принимаем индикатор уровня ЭИУ-3 с кабельным типом датчика.
рис. 7 Электронный индикатор уровня марки ЭИУ-3
Также для измерения расхода используется ультразвуковой расходомер, установленный на водоводах.
Требуется следующая контрольно-измерительная аппаратура:
Контроль за давлением в напорных трубопроводах осуществляется с помощью манометров, требуется установить манометры на трубопроводе каждого насоса.
На водозаборном сооружении требуется обеспечить автоматическое включение резервных агрегатов при аварийном отключении рабочих.
При затоплении водозабора следует предусмотреть автоматическое отключение насосов.
Следует предусмотреть местную аварийно-предупредительную сигнализацию. При отсутствии постоянного рабочего персонала предусматривается передача сигнала на диспетчерский пункт.
 |
12. Подъёмно-транспортное оборудование
Согласно п. 12.3 [1] для эксплуатации технологического оборудования, арматуры и трубопроводов в машинном зале предусмотрена установка грузоподъемного оборудования. Наземная часть в плане прямоугольная с размерами 15 
27 (м). Грузоподъемность кранового оборудования определена из максимальной массы перемещаемого груза п. 12.5 [1], которым является насосный агрегат массой 3360 кг. В качестве грузоподъемного оборудования предусмотрена установка мостового крана подвесного электрического однобалочного, грузоподъемностью 5 т. При ширине наземной части 15 м принимаем по табл. VIII.12 [2] пролет крана – 13,2 м; Н = 2170 мм, Н1 = 550 мм, l = 900 мм, l1 = 600 мм; масса крана 29,55 кг.
|
|
|
Рис.Кран подвесной однобалочный электрический
Рис. 8 Определение высоты надземной части сооружения
Высоту наземной части помещения определим по формуле
, м,
где h 1 – высота монорельса кран-балки, м;
h 2 – высота от зева крюка до низа монорельса, м;
h 3 – высота строповки груза, h 3 =0,5 м;
h 4 – высота груза, 4,26 м;
Нназ.ч.р = 0,65+ 1,52+0,5+4,26+0,5 = 7,43 м.
Принимаем высоту наземной части станции Нназ.ч. = 7,43 м.
13. Способ производства строительно-монтажных работ
В данном курсовом проекте проектируем строительство водозабора способом опускного колодца из монолитного железобетона, так как этот способ значительно сокращает объёмы земляных работ. Временное основание для бетонирования ножа колодца выполнятся из брусьев c установкой для них опалубки.
При опускном методе возведения сооружения на месте его расположения предварительно отсыпается полуостров, затем собирается нож и устраивается железобетонный колодец на полную высоту. После достижения бетоном необходимой прочности начинают разработку грунта внутри колодца, который по мере удаления из него грунта начинает погружаться под действием собственного веса.
Во время разработки грунта ведётся непрерывная откачка воды насосами, которые устанавливаются на площадке пристроенными к стенкам и опускаемые по мере погружения колодца.
14. Архитектурно-строительная часть
Запроектированное здание водозабора состоит из наземной и подземной частей. Подземная часть выполнена из монолитного железобетона круглая в плане, толщина стен составляет 0,8 м, 1,2 м. Днище толщиной 1,5 м (т.к. глубина подземной части составляет 13,31м) выполнено из монолитного железобетона.
Надземная часть прямоугольная в плане имеет размеры 15х27 м, стены выполнены из красного кирпича. Несущий каркас здания состоит из системы колонн, установленных через 6 м, на которые опираются металлические балки.
|
|
|
Колонны выполняются из сборного железобетона.
Кровля выполняется из сборных железобетонных плит толщиной 300 мм с утеплителем из минераловатных плит, верхнее рулонное покрытие укладывается на цементные стяжки толщиной 20 мм.
Полы в машинном зале устроены из метлахской плитки. В помещениях распределительных устройств полы цементные, в служебных помещениях – деревянные.
15. Электрическая часть насосной станции
Элементами электрического хозяйства насосной станции являются силовые показательные трансформаторы, масляные выключатели или выключатели нагрузки, разъединители, шины и силовые кабели, измерительные трансформаторы, предохранители. Все эти элементы размещаются в здании насосной станции в специальных помещениях, в ячейках, на панелях и каркасах щитов управления. Поэтому в насосной станции должны быть предусмотрены помещения для трансформаторов (трансформаторные пункты) ТП, для высоковольтных распределительных устройств РУ, диспетчерская и определены размеры этих помещений.
Силовые трансформаторы подбираются по наибольшей потребляемой мощности низковольтных электродвигателей и мощности осветительной нагрузки по формуле
,
где КС – коэффициент спроса, принимается КС=0,8;
N – расчетная мощность электродвигателя, N=500 кВт, для 4-х двигателей
N = 310*4 = 1240, кВт;
η – КПД электродвигателя, η=0,98;
cos φ – коэффициент мощности, cos φ=0,9;
NТ = 0,8*1240 / 0,9*0,98 = 1125, кВт.
К установке принимаем три трансформатора марки ТМ 630/6-10, длина 1750 мм, ширина 1275 мм, высота 1950 мм. Один резервный.
18. Определение себестоимости подачи 1 м3 воды
Себестоимость подачи 1м 3 воды определяется:
С = Сгод / Qгод ., руб/м3
Qгод - годовой расход воды, подающийся на НС
Qгод = Qр * 365 = 65500*365 = 23907500 м3 / год.
Сгод - годовые эксплуатационные затраты.
Сгод = Са + (Стр + Сэ/э + Сз/п)*1,05
Са – амортизационные отчисления;
Стр – затраты на текущий ремонт;
Сэ/э– стоимость электрической энергии;
Сз/п– зарплата обслуживающего персонала.
Са= 0,05*Кстр + 0,11*Кобор
Кстр и Кобор – капитальные затраты на строительство и оборудование водозабора.
Са= 0,05*344 + 0,11*114 = 29740 руб.
Стр= (Кстр + Кобор) * 0,01 = (344 + 113)*0,01 = 4570 руб.
Сз/п= З1*nитр + З2*nраб = 1500*1+1080*10= 1500 + 10800 = 12300 руб.
nитр, nраб - количество инженерно – технического персонала и количество рабочих.
З1,З2 – соответственно их зарплата.
nитр (Начальник – 150 (1)). Всего 1 человек.
nраб (Электрик – 170 (1), техник – 75 (1), диспетчер-70 (1),оператор – 160 (2), старший лаборант – 70 (1), лаборант – 70 (2), уборщица-100 (1), охранник-70 (1).Всего 10 человек.
Сэ/э = С1*Nраб + С2* ∑Nуст/соs ß = 0,07*6714121,3 + 18*949,6/ 0,8 = 491354,5 руб.
С1 = 0,04- 0,08 – тариф за 1кВт/ч учтенный энергии счетчиком.
Nраб= расход энергии по счетчику, кВт*ч.
Nраб= (qср*Н*8760)/(102*nнас*nдв)= (833,9*60*8760)/(102*0,8*0,8) = 6714121,3 кВт*ч.
Где:
qср – подача воды насосами, л/с.
Н – напор насосов, м.
nнаси nдв – КПД насосов КПД двигателей принимаются соответственно 0,8 и 0,98
С2 – годовая ставка установленных мощностей для средней полосы 15руб/кВт.
∑Nуст – сумма мощностей всех установленных агрегатов (рабочие насосы фирмы EMU марки КМ, подъемно-транспортное оборудование, задвижки, сетки).
∑Nуст = nагр*Nагр + Nкрана + nз*Nз + nсеток*Nсеток =3*310+ 3 + 6*1,3 + 4*2,2 =949,6 кВт.
соs ß – коэффициент мощности = 0,8
1,05 – коэффициент неучтенных расходов.
Стоимость получена в ценах 1984г. Коэффициент перевода стоимости с 1984г на 1991– 1,71 раз.
1991г на 2010– 70 раз
Сгод = 29740 + (4570 +491354,5 + 1230)* 1,05 = 551752,2 руб./год
С = (58428,8 /23907500)* 70*1,71= 2,76 руб/м3.
 |
16. Берегоукрепительные работы
Берегоукрепление в составе узла водозаборных сооружений предназначено:
- для защиты береговых сооружений от подмыва течением и волнением водных масс;
- для сохранения удобообтекаемых форм русла рек или побережья водохранилищ, обеспечивающих транзитное движение донных наносов, шуголедовых масс и сора в месте устройства водоприемных устройств;
- для закрепления положения русла реки и сохранения необходимых глубин у водозаборного сооружения.
На тип крепления берега большое влияние оказывают порода грунта и скорость воды в реке. Берег реки в данном месте строительства состоит из глины.
Максимальная скорость движения воды в реке – 0,5 м/с. Максимально допустимая скорость для глины и суглинков – 0,5 м/с.
Дно реки у водозабора укрепляем следующим образом:
- в пределах уровней ВУВ и НУВ ставится бетонная подпорная стенка.
- дно реки в пределах уровней от 190,0 до 186,9 укрепляется каменной наброской.
- вдоль фронта приемных окон – каменная наброска.
17. Организация зон санитарной охраны
Зона санитарной охраны организуется в соответствии с требованиями, содержащимися в [1, п. 10].
Границы первого пояса зоны поверхностного источника водоснабжения, в том числе водоподводящего канала, должны устанавливаться на расстояниях от водозабора:
вверх по течению - не менее 200 м; вниз по течению – не менее 100 м; по прилегающему к водозабору берегу – не менее 100 м от уреза воды при летне-осенней межени; по направлению к противоположному берегу при ширине водотока более 100 м – полоса акватории шириной не менее 100 м.
Границы второго пояса зоны водотока надлежит устанавливать:
вверх по течению, исходя из скорости течения воды V = 0,51 м/с и времени протекания воды от границы пояса до водозабора при среднемесячном расходе воды летне-осенней межени 95% обеспеченности не менее 5 сут ((5*86400*0,51)/1000) – 220,32 км; вниз по течению – не менее 250 м; боковые границы – при равнинном рельефе – 500 м.
Границы третьего пояса зоны поверхностного источника водоснабжения должны быть вверх и вниз по течению водотока или во все стороны по акватории водоема такими же, как для второго пояса:
вверх по течению – 220,32 км, вниз по течению – не менее 250 м; боковые границы – по водоразделу, но не более 3-5 км от водотока.
Территория первого пояса зоны поверхностного источника водоснабжения должна быть спланирована, огорожена и озеленена. Границы акватории первого пояса зоны обозначаются предупредительными наземными знаками и буями.
На территории первого пояса зоны:
а) запрещаются:
все виды строительства, за исключением реконструкции или расширения основных водопроводных сооружений (подсобные здания, непосредственно не связанные с подачей и обработкой воды, должны быть размещены за пределами первого пояса зоны);
размещение жилых и общественных зданий, проживание людей, в том числе работающих на водопроводе;
прокладка трубопроводов различного назначения, за исключением трубопроводов, обслуживающих водопроводные сооружения;
выпуск в поверхностные источники сточных вод, купание, водопой и выпас скота, стирка белья, рыбная ловля, применение для растений ядохимикатов и удобрений;
б) здания должны быть канализованы с отведением сточных вод в ближайшую систему бытовой или производственной канализации или на местные очистные сооружения, расположенные за пределами первого пояса зоны с учетом санитарного режима во втором поясе. При отсутствии канализации должны устраиваться водонепроницаемые выгребы, расположенные в местах, исключающих загрязнение территории первого пояса при вывозе нечистот;
в) должно быть обеспечено отведение поверхностных вод за пределы первого пояса;
г) допускаются только рубки ухода за лесом и санитарные рубки леса.
Во втором поясе зоны поверхностного источника водоснабжения запрещается:
а) загрязнение территорий нечистотами, мусором, навозом, промышленными отходами и др.;
б) размещение складов горючесмазочных материалов, ядохимикатов и минеральных удобрений, накопителей, шламохранилищ и других объектов, которые могут вызвать химические загрязнения источников водоснабжения;
в) размещение кладбищ, скотомогильников, полей ассенизации, полей фильтрации, земледельческих полей орошения, навозохранилищ, силосных траншей, животноводческих и птицеводческих предприятий и других объектов, которые могут вызвать микробные загрязнения источников водоснабжения;
г) применение удобрений и ядохимикатов.
Допускаются птицеразведение, стирка белья, купание, туризм, водный спорт, устройство пляжей и рыбная ловля в установленных местах при обеспечении специального режима, согласованного с органами санитарно-эпидемиологической службы;
следует устанавливать места переправ, мостов и пристаней;
надлежит при наличии судоходства оборудовать суда специальными устройствами для сбора бытовых, подсланевых вод и твердых отбросов, на пристанях предусматривать сливные станции и приемники для сбора твердых отбросов;
запрещаются добыча песка и гравия из водотока или водоема, а также дноуглубительные работы;
запрещается в прибрежной полосе шириной не менее 300 м расположение пастбищ.
На территории третьего пояса зоны поверхностного источника водоснабжения должны предусматриваться санитарные мероприятия, указанные в 1 п. 10.25.
В лесах, расположенных на территории третьего пояса зоны, разрешаются проведение рубок леса главного и промежуточного пользования и закрепление за лесозаготовительными предприятиями древесины на корню на определенной площади (лесосырьевых баз), а также лесосечного фонда долгосрочного пользования.
19. Литература
1. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985.
2. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений /Под ред. А.С. Москвитина. – М.: Стройиздат, 1979.
3. Каталог вертикальных насосов марки EMU. – М.: 2003.
4. Шевелёв Ф.А. Шевелёв А.Ф. Таблицы для гидравлического расчёта водопроводных труб: Справ. пособие. – 6-е изд., доп. и перераб. – М.: Стройиздат, 1984.
5. Проектирование водозаборных сооружений из поверхностных источников/Сост.: П.Г. Быкова, Е.М. Гальперин, Т.В. Осипова; Самарск. гос. арх.-строит. акад. Самара, 1999.
6. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1982.
7. Информационный сборник насосного оборудования /Под ред. Панферова. – М.: ЦИНТИХИМ НЕФТЕМАШ, 1991.
8. Кочубеевский Е.И., Романова Л.В. Определение сметной стоимости и амортизационных затрат систем водоснабжения. – Куйбышев, 1980.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО –
