книги / Противопожарное водоснабжение

Рис. 34. Железобетонный раструбный защищенный водоприемник: 1 – сороудерживающая решетка; 2 – раструбная часть оголовка; 3 – железобетонный корпус оголовка; 4 – самотечный водовод; 5 – каменная наброска, крепление русла водотока; 6 – загрузка дренирующим грунтом (галечником)

5. Бетонный водоприемник в стальной оболочке с вихревыми камерами забора воды (рис. 35).

Данный тип оголовка применяется для получения воды на открытых акваториях водохранилищ или водозаборных ковшах.

Рис. 35. Бетонный водоприемник в стальной оболочке с вихревыми камерами для забора воды: 1 – водоприемные отверстия с фильтрационными кассетами; 2 – вихревые камеры; 3 – бункерная камера приема воды; 4 – самотечный водовод; 5 – загрузка дренирующим грунтом (галечником)

Эксплуатация водоприемников из поверхностных источников требует повсеместного внимания и выполнения наблюдения за техническим состоянием сооружений по забору воды из водохранилищ.

Водоприемники на водохранилищах должны устраиваться с учетом колебания уровня зеркала водохранилища в зимнее

61

время и в период времени летней межени. Уровень воды в водохранилище не должен опускаться ниже устья водоприемных сооружений, в зимнее время учитывается толщина ледового покрытия, которое может образоваться при самых низких температурах конкретной местности.

Подъездные пути к водозаборным сооружениям должны быть всегда в рабочем состоянии, по ним должна свободно курсировать техника пожаротушения в любое время суток и года.

При расположении водозаборных сооружений на берегах водохранилищ береговая линия в районе этих сооружений должна быть укреплена (откосы, облицовки и т.д.) и не подвергаться волновому воздействию на акватории водохранилища.

При заборе воды из прорубей производят их утепление, наиболее простое устройство – это щит-крышка с полым пространством (рис. 36).

Рис. 36. Схема устройства щита-крышки на проруби: 1 – рамка из досок; 2 – доски толщиной не менее 2,5 мм; 3 – утепляющий материал – войлок; 4 – ручка для вскрытия; 5 – уровень воды; 6 – лед; 7 – снег

В зимнее время при значительных отрицательных температурах допускается засыпать снегом щит-крышку для сохранения от замерзания.

5.2. Схемы насосных станций для забора воды

Насосные станции первого подъема обеспечивают забор воды из поверхностных источников через водоприемные устройства и подачу ее на станцию очистки – фильтровальную установку и блок обеззараживания питьевой воды (рис. 37).

62

а

б

Рис. 37. Принципиальная схема водозабора с русловым водоприемником: а – раздельная компоновка; б – смешанная компоновка; 1 – водозаборное устройство (оголовок); 2 – самотечный водовод; 3 – сифонный водовод; 4 – водоприемный колодец с защитными сетками; 5 – отсекающие задвижки; 6 – колонки управления задвижками; 7 – наземный павильон берегового водоприемного колодца; 8 – водоприемное отделение водоприемного колодца; 9 – всасывающее отделение водоприемного колодца; 10 – разделительная стенка водоприемного колодца; 11 – плоская сороудерживающая сетка; 12 – всасывающий трубопровод насосной станции первого подъема; 13 – насосная станция первого подъема; 14 – напорные водоводы с первой насосной станции; 15 – камера переключения с задвижками; 16 – промывочный трубопровод; 17 – вертикальные насосы насосной

станции первого подъема

63

Основными факторами выбора типа и конструкции насосной станции являются:

–гидрогеологические условия территории, режим деятельности источника водоснабжения;

–топография береговой черты и русловые особенности акватории водохранилища или водотока;

–геологические особенности района строительства насосной станции;

–качество воды в источнике;

–категория водозабора, перспективы увеличения мощности объема воды для подачи потребителю.

Насосные станции первого подъема могут быть раздельного или совмещенного типа (рис. 38).

Рис. 38. Принципиальные схемы насосных станций первого подъема: а – раздельного типа; б–е – совмещенного типа; 1 – береговой колодец; 2 – насосная станция; 3 – напорный водовод; 4 – насосная установка; 5 – всасывающий трубопровод; 6 – сетка первичной очистки воды; 7 – самотечный водовод; 8 – водоприемные отверстия (окна)

(см. также с. 65)

64

Рис. 38. Окончание

5.3. Насосы для насосных станций первого подъема

Насосные станции первого подъема являются важнейшим элементом современных систем водоснабжения потребителей, в которых устанавливаются насосы – гидравлические машины, предназначенные для перемещения водных масс в расчетном количестве за расчетное время.

Насосная установка имеет в своем составе двигатель, насос, всасывающие и напорные трубопроводы, пульт управления двигателями (рис. 39).

Напор насоса (Ннас) – это сумма напоров: статистического (геометрического) напора (Нг); гидравлических потерь во всасывающей (Нвс) и напорной (Нги) системах трубопроводов, определяется по формуле:

Пример расчета по определению величины необходимого напора насоса для установки в насосную станцию первого подъема:

–требуемая высота подъема воды Нг = 28 м;

–потери напора во всасывающем трубопроводе Нвс = 2 м;

–потери напора в напорном трубопроводе Нги = 3 м.

Ннас = 28 + 2 + 3 = 33 м.

65

Рис. 39. Принципиальная схема оборудования насосной станции первого подъема с центробежным насосом: 1 – установка насоса; 2 – двигатель насоса; 3 – передача; 4 – всасывающий трубопровод с приемным устройством; 5 – приемный резервуар; 6 – напорный трубопровод; 7 – резервуар приема воды; 8 – отсекающая задвижка: 9 – обратный клапан приемного устройства; Нг.н – геометрическая высота нагнетания; Нг.в – высота всасывания всасывающего трубопровода; Нг – гео-

метрическая высота подъема воды насосной первого подъема

Насосы первого подъема должны обеспечивать подачу воды на очистные сооружения в объеме расхода (Qнс-1п) воды с учетом максимального хозяйственно-питьевого, производственного (Qх-п), пожарного расхода (qп) и расхода на промывку фильтровальных установок очистных сооружений (Qо-с):

66

Пример расчета расхода воды насосной первого подъема:

–расход на хозяйственно-питьевые и производственные нужды потребителей Qх-п = 210 000 м3/сут;

–расход воды для промывки фильтров очистных сооружений Qо-с = 600 м3/сут;

–расход воды на пожаротушение qп = 11 450 м3/сут.

Общий расход насосной станции первого подъема составляет:

Qнс-1п = 210 000 + 600 + 11 450 = 222 050 м3/сут.

Соответственно, 9 252 м3/ч = 154,2 м3/мин = 2,57 м3/с.

5.4. Насосные станции второго подъема

Насосные станции второго подъема обеспечивают бесперебойную подачу объема воды на заданное расстояние в расчетное время суток.

При расчетах производительности насосных станций второго подъема Qнс-2п учитываются:

–объем хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения Qх-п;

–объем противопожарного водоснабжения qп:

Пример расчета производительности насосной станции второго подъема:

–расход воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды: Qх-п = 210 000 м3/сут;

–расход на противопожарные нужды qп = 11 450 м3/сут.

Qнс-2п = 210 000 + 11 450 = 221 450 м3/сут.

Соответственно, 9 227 м3/ч = 153,78 м3/мин = 2,563 м3/с. Напор в насосах станции второго подъема должен обеспе-

чивать поступление воды в систему распределения потребителя и учитывать:

67

–величину превышения геофизических отметок насосов второго подъема и точки истечения воды в зоне потребления Нг;

–линейные потери при движении воды по магистральному водоводу Нл расчетной протяженности;

–местные потери при прохождении жидкости через отсекающие, входные и выходные задвижки Нм;

–свободный напор при истечении жидкости в резервуар или систему водораспределения Нсв.

Пример расчета:

–разница геодезических отметок насосов второго подъема

иточки истечения свободного напора Нг = 45 м;

–линейные потери напора при движении воды по водоводу расчетной протяженности Нл = 3 м;

–местные потери напора при прохождении углов поворота, отсекающих задвижек Нм = 2 м;

–величина свободного истечения напора в конечной точке магистрального водовода Нсв = 0,5 м.

Нпол = 45 + 3 + 2 + 0,5 = 50,5 м.

Полный напор насосов второго подъема равен 50,5 м.

5.5. Насосные станции перекачки на магистральных водоводах

При водоснабжении многомиллионных мегаполисов возникает необходимость выполнять транспортировку воды из поверхностных источников, расположенных на значительном расстоянии от потребителей, при которых мощности насосной станции второго подъема бывает недостаточно, чтобы транспортировать воду по сложному рельефу местности.

В этом случае устраивают дополнительные насосные станции, перекачивающие воду на расчетное расстояние магистральных водоводов.

68

В состав таких перекачивающих станций входят один или два резервуара чистой воды объемом до 10 тыс. м3, колодцы с установленными в них задвижками и расположенным рядом зданием перекачивающей насосной станции (рис. 40).

Рис. 40. Схема насосной станции перекачки на магистральном водоводе: 1 – приемный резервуар чистой воды; 2 – насосы второго подъема; 3 – резервуары приема чистой воды; 4 – всасывающий трубопровод; 5 – напорный трубопровод; 6 – всасывающий трубопровод следующей насосной станции; 7 – подающий трубопровод чистой воды;

8 – колодец с обратными клапанами

Определение напора насосов насосной станции перекачки выполняется по формуле

где Hнас – полный напор насосов станции перекачки, м;

Hг – разность отметок насосной станции и приемного резервуара в системе магистрального водовода (геометрическая высота подъема воды), м;

Hр – высота слоя воды в резервуаре чистой воды на конечной точке напорного водовода, м;

hвса – потери напора во всасывающих водоводах и коммуникациях насосной станции перекачки, м;

69

Zр.ч.в – отметка минимального уровня воды в резервуаре чистой воды, м;

Zвр – отметка поверхности земли у резервуара при сливе воды в расчетной конечной точке магистрального водовода, м.

Пример расчета

Дано: Hг = 28 м; Hp = 6 м; hвса = 0,2 м; hнап = 0,4 м; hн.тр = 2,4 м; hс = 0,6 м; Zр.ч.в = 104 м; Zвр = 132 м.

Ннас = 28 + 6 + 0,2 + 0,4 + 2,4 + 0,6 = = (132 – 104) + 6 + 0,2 + 0,4 + 2,4 + 0,6 = 37,6 м.

Полный напор насосов станции перекачки чистой воды должен быть не менее 37,6 м.

В практике разрешается полный напор для насосов станции перекачки принимать из учета напоров выпускаемых насосов, но не менее 37,6 м.

5.6. Насосные станции, подающие воду в городскую распределительную сеть

Подача чистой воды в городскую или поселковую распределительную сеть может иметь три принципиальные схемы распределения напора насосной станции, подающей воду потребителям: