Размещено на http://www.allbest.ru/

Вихідні дані:

1. Основний споживач води промислове підприємство

2. Добове водоспоживання 70000 м3/доб.

3. Категорія системи водопостачання -1.

4. Пєзо метрична відмітка подачі води Н=33м

5. Найбільша коламутність .

6. Товщина льоду h=0,4м.

7. Шуга Ш=3 бала.

8. Середній діаметр зависі d=0,6*10-4 м.



Визначення водоспоживання об єкта

Розрахункова витрата води для водоспоживання об єкта:

Qрозр.=Q*К1*К2*К3;

З урахуванням перспективи:

Qперсп.=Qрозр.*К4.;

К1 -коефіцієнт, який враховує збільшення водоспоживання за рахунок інших споживачів району: К1=1,2.

К2 -коефіцієнт, що враховує витрату води на власні потреби, які включають промивку самоплинних ліній, сіток фільтрів і т.д.; К2=1,1.

К3 -коефіцієнт добової нерівномірності водоспоживання; К3=1,3.

К4 -коефіцієнт, який враховує збільшення водоспоживання об єктом на перспективу на період до 15-20 років; К4=1,25.

Qрозр.=70000*1,2*1,1*1,3= 120120 м3/доб.=1,39 м3/с

Qперсп=120120*1,25= 150150 м3/доб.= 1,74 м3/с

Вибір джерела водопостачання

У цьому розділі у відповідності до витратного режиму річки ми повинні встановити, чи зможе річка з точки зору достатності витрати і якості джерела, для покриття розрахункової витрати Qрозр. з урахуванням гарнтованого санітарної витрати нижче проектуємого водозабора. Не менше 1/3 витрати річки Qрозр. повинно протікати по руслу після відбору води водозабором.

В якості мінімальних витрат річки приймається самі малі з середніх середньомісячних витрат за багаторічний період спостережень (Q=95%) з наступним коефіцієнтом: Ксан.0,3 -при середньомісячній витраті 12 м3/с.

Qрозр. сан.=Qр-Qрозр.> Ксан.*Q95%

Qрозр. персп.=Qр-Qперсп. > Ксан.*Q95%

Qрозр. сан.=12-1,39>0.3*12

10,61>3,6

Qрозр. персп.=12-1,74>0,3*12

10,26>3,6

Розрахункові витрати, м3/с	Значення витрати
Qрозр. водозабора Qперсп. водозабора Q95% Qсан. розр. річки Qсан. персп. річки	1,39 1,74 20,0 10,61 10,26

З розрахунків видно, що ми можемо забирати потрібну кількість води без додаткових заходів по створенню запасів води, тобто безплотинним водозабором.

Тип і принципова схема споруди

Рівневий режим в створі водозабора записуємо у вигляді таблиці.

№ п/п	Категорія	Відсотки	Витрати	Рівні/глибини, м
				Зимові	Весняні	Літні
1.	І	97	11	18,2	-	17.5
2.	І	95	12	18,3		17.6
3.	І	50	15	20,6		20,4
4.	І	1	2400		22,6

Амплітуду коливань визначаємо по різниці рівнів розрахункових забезпеченостей у весняний і літній час:



А=Нмах.р-Нmin.p=22,6-17,6=5,0 м

Після чого виходячі з топогедезичних гідрологічних умов, розрахункової витрати водозабора, водозабір ковш берегового типу. З урахуванням середніх умов забору води з джерела І категорії за СНиП 2.04.02-84 приймаємо схему водозабора “а” - в одному створі, при секціонуванні водозабора.

Глибина підземної частини водоприймального колодязя берегового типу визначається:

Н= А+h1+h2

h1= 1-1,5 м - запас під рівнем грунтових вод;

h2- запас під мінімальним розрахунковим рівнем води в водоймі;

h2=hгідр+hконстр=0.1+5.45;

hгідр- гідравлічні втрати напору від водойми до приймальної камери;

hконстр- мінімальна глибина води в приймальній камері;

Рівень води в приймальній камері 17.6, глибина 5,55 м.

Рівень води в усмоктувальній камері 17,5, глибина 5,45 м.

Для визначення гідравлічних втрат напору необхідно визначити діаметри водоводів:

Швидкість руху води в водоводах V=0,7-1,5 м/с.

м2

d=9000 мм.

Тоді hгідр.=0,1 м.

З урахуванням цього:

Н=5,0+1.4+5,45=11.95м.

Гідравліка та розрахунок ковшів

На рис. 1 показаний план найбільш поширеного типу ковша для боротьби з шугою . Основна маса води в ковші рухається у вигляді транзитного струменя від входу до водозабору . У гирлі ковша струмінь через інерцію води наштовхується на берег ковша , і ця ділянка , показаний на схемі жирною лінією , вимагає кріплення. В акваторії ковша буде також спостерігатися дві водоворотних зони - на початку і в кінці каналу.

У гідравліці ковшів розрізняють режим поділу і водообміну . Перший буде спостерігатися при відборі водоприймачів значної частини витрати річки ( в межень ) , другий - при відборі малої частки витрати річки ( в паводок ) . У режимі розподілу по всьому струмені вода рухається в одному направленні до водозабору.

Рис 1 - Гідравліка ковша:1 - водоприймач ; 2 - транзитна струмінь , 3 - водоворотних зони

У режимі водообміну у верхній частині струменя вода «Зайва» вода , не прийнята водозабором , буде рухатися від нього в річку ( у зворотному напрямку) Ця течія буде виносити частину відкладень з ковша в річку.

Розглянемо розрахунок ковша зазначеного типу з умови , що він здійснює шуго-захисну функцію.

Розрахунок ковшів полягає у визначенні наступних основних розмірів :

* глибини ковша

* поперечного перерізу

* довжини.

Всі ці розміри повинні забезпечити такі умови:

- забір води при мінімальному рівні в річці

- лід і шуга повинні встигнути спливти до попадання в оголовок

- зважені речовини ( наноси ) повинні осісти

- повинна бути можливість заходу в ківш земснаряду для очищення дна.

Глибина ковша розраховується з умови розміщення вікон берегового колодязя . При цьому слід враховувати :

- товщина шару наносів над дном приймається 0,5-1,0 м , а низ вікна повинен бути на 0,5 м вище верху наносів,

- відстань від верху вікон до низу льоду - не менше 0,25 м

- товщина льоду в ковші на 30 % більше , ніж у річці л=1,3*0,4=0,52м.

Розміри поперечного перерізу ковша визначаються , виходячи з його форми і швидкостей руху води . Перетин ковша зазвичай трапецеїдальний , при земляних укосах ухили приймаються для внутрішніх стін - 2:1 , а для зовнішніх - 3:1. Розрахунок ведеться по середній швидкості руху води , яка забезпечує спливання шуги в ньому. Vk=0.1м/с

Швидкість повинна визначатися з урахуванням товщини розрахункового шару наносів. У звичайних умовах відмітку дна ковша Вд. призначають з розрахунку забезпечення необхідних глибин в ньому в періоди стояння розрахункових низьких горизонтів води в річці. Найчастіше (Нмін),це вимога відноситься до мінімальних рівнів зимової межені ( коли в водоприймальний ковші встановлюється розрахункова товщина крижаного покриву.

- Висота порога прийомних отворів , що призначається залежно від висоти шару наносів у водоприймальний ковші в межах відкладенні 0,3 ... 1м. hн=0,5м

Ширину ковша по дну визначають по мінімальному рівню води в період шугохода з л = 0,3 ... 0,5 м) і наносів урахуванням наявності в ковші льоду (шар ) , що зменшують глибину живого перерізу до значення:

hж=6,3-0,52-0,5=5,28м

При заданому геологічними умовами закладенні укосів т ширину водоприймального ковша по дну знаходять за формулою

Вд=1,74/(5,28*0,1)-1,5*(2*0,3+5,28)=4,4

приймаємо Вд=5м

-де Qв - продуктивність водозабору , м3 / с;

- швидкість транзитної струменя , м / с , рівна 0,05 - 0,15 м / с;

- кут закладення укосів ковша m=tg =1,5

hн - висота наносів , м;

hж - висота живого перетину каналу , м.

Значення Вд при цьому приймають не менше ширини (5 ... 8 м) , необхідної для проходу снаряда , використовуваного при очищенні ковша від наносів . Довжина ковша змінюється від 60 до 100 м і тому повну довжину водоприймального ковша , заглибленого в берег , вимірювану за його осі від початкового перерізу входу до водоприймача , обчислюють за формулою

- Довжина ділянки ковша , на якому протягом шугохода відкладаються захоплені в ківш шуга і крижана суспензія - змінюється від 5 до 35 м залежно від форми і розміщення ковша lш=20м;

- Довжина робочої частини , в межах якої до кінця шугохода забезпечується повне спливання в транзитній струмені всіх скупчень кристалів льоду , які мають гідравлічну крупністю U=0,015 м / с.

Встановивши за розрахунковою витратою води в річці та її живим перерізом швидкість руху води під час шугоходу: Vp=0.6м/с визначаємо критерій режиму роботи ковша М=Vk /Vp=0.1/0.6=0.17 що більше 0,132. Отже, ківш працює в режимі ділення; при цьому швидкість входу з річки в ківш Vв=0,8*0,6-0,48?0,5м/с, а початкова ширина транзитного струменя в ковші, відповідно до формули

bп= Qв/( Hmin*Vв)=1,74/(6,3*0,5)=0,6м

Повну довжину ковша визначаємо за формулою. Для цього довжину вхідної частини ковша приймаємо

lв =Вв =Вд +2Hminm=5+2*6,3*1,5=21,8м=22м

Довжину робочої частини ковша при гідравлічній крупності шуги U=0,015 м / с.

lр=15,4 приймаємо 16м

Знаходимо повну довжину ковш



L=22+20+16=58м

Водоочисні пристрої водоприймальних споруд, що утримують сміття

Розміри водоприймальних отворів берегового водозабору визначаємо за формулою:

де qr - розрахункова витрата однієї секції, qr=1,39 м3/с; V - допустима швидкість вливання води у водоприймальні отвори решітки, V=0,4 м/с; К - коефіцієнт що враховує стиснення отворів стержнями решітки, приймається:

а - відстань між стержнями решітки, а=5 см; с - товщина (діаметр) стержня, с =1 см; 1,25 - коефіцієнт, що враховує засмічення отворів.

; м

Розміри отворів визначаємо виходячи з умов можливого їх вертикального розташування при мінімальній глибині води в ковші взимку Нмін,з=6,3 м, влітку Нмін,л=5,6 м, товщині льоду hл = 0,52м, необхідній мінімальній відстані від дна до низу отвору 0,5м, а від нижньої кромки льоду до верху отвору - 0,2м. Згідно з цими умовами можливий вертикальний розмір отвору

Зусилля, які необхідні для підйому решіток, визначають за формулою:

т

Приймаємо електричну таль марки ТЕО-50-311 вантажопідйомністю 0,5т.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ширина 2000мм висота2500мм

Зовнішні розміри решітки, мм	Маса рашітки
Н	L
2650	2150	127,5

Відповідно до необхідної площі одного отвору (щбр=5,2 м2) приймаємо по одній решітці на кожний водоприймальний отвір.

Отже, відмітка рівня води у водоприймальній камері берегового колодязя у паводок Нmax1=22,6м . Позначка найнижчого рівня води у водоприймальній камері в період відключення одного з відділень на ремонт або промивку при горизонті низьких вод Hmin1=17.5м. Втрату напору в сітці приймаємо 0,1м. Тоді відмітка рівня води у всмоктуючій камері в паводок Нmax2=22,6-0,1=22,5 м, в межень при роботі двох самопливних ліній Hmin2=17,5-0,1=17,4м Береговий колодязь проектуємо із залізобетону, круглим в плані з внутрішнім діаметром 18,0 м. Цей діаметр приймаємо виходячи з умов розміщення в колодязі труб, засувок, сходів, пристроїв для видалення осаду і можливості їх обслуговування і ремонту. Поздовжня перегородка розділяє колодязь на дві камери. Вікна в цій перегородці перекриваються сітками, площу яких визначаємо за формулою:

де qr - розрахункова витрата однієї секції, qr=1,39 м3/с; V - допустима швидкість вливання води у водоприймальні отвори сітки, V=0,2 м/с; К - коефіцієнт що враховує стиснення отворів стержнями сітки, приймається:

а - відстань між стержнями сітки, а=3 мм; с - товщина (діаметр) стержня, с =1 мм; 1,25 - коефіцієнт, що враховує засмічення отворів.

;

Загальна площа сіток

м

Приймаємо дві обертові сітки ширина полотна 1900мм, висотою зануреної приймаємо 2000мм.

Втрати напору при проходженні води через решітки приймаємо 0,1м.

Розміри отвору що перекриває, мм
Нс	Lс
2000	1900

У водоприймальній камері влаштовуємо приямок для сповзання осаду. Дно колодязя виконуємо з ухилом і?0,005 до приямку, глибину якого приймаємо 0,2м, а відмітку його дна - на 0,3м нижче відмітки дна колодязя перед сітками:

Для забезпечення безперебійної роботи водозабору водоприймальну та всмоктуючу камеру берегового колодязя ділимо поздовжньою перегородкою на два відділення, які з'єднуються перепускною засувкою діаметром 450 мм. Береговий колодязь обладнуємо всіма необхідними пристроями, що забезпечують нормальну експлуатацію водозабору.

Швидкість руху води в підвідному промивну воду трубопроводі приймаємо 2-3 м/с, діаметр труб - 400 мм. Швидкість руху води в них буде Vпр=2,5 м/с. У колодязі діаметр труби зменшуємо до 300 мм. Мул з колодязя видаляємо за допомогою гідроелеватора, а сітки промиваємо струменем води. Брудна промивна вода потрапляє до водозбірного корита, відводиться по трубах діаметром 300 мм і скидаємо в річку нижче водозбору за течією.

Статичні розрахунки

Водоприймально -сітчатий колодязь перевіряється на вспливання. Для розрахункового випадку викреслюється відповідна розрахункова схема, на котру наносять відмітки землі, води та розміри конструкцій.

1. Будівельний період.

Для будівельного періода водоприємний колодязь перевіряють на вспливання, оскількі після занурення оболонкі колодязя до проектної відміткі пристроя бетонної подушки і припинення водопониження під дією завислих сил води колодязь може вспливати.

Нерухомість колодязя буде забеспечена за таких умов:

де К1, К2, К3 -коефіцієнт перевантаження;

g -прискорення вільного падіння, м/с2;

Мст -маса стакана опускного колодязя, т:

Dн, Dвн, -зовнішній і внутрішній діаметр колодязя, м;

Нст -висота опускного колодязя, м;

-щільність бетону, т/м3; =2,4;

Мп -маса плити днища, т:

;

-товщина плити;

Тст -сила тертя, кН:

Тст=f0*Uн(Нк-1,5);

водоприймальний ковш насосний

f0 -питома сила тертя грунту в залежності від глубини занурення колодязя, кН/м2;

Uн -зовнішній периметр колодязя;

Нк -глубина занурення колодязя від рівня землі до основи ножа, м;

в-щільність води;

Нгв10% -висота грунтових вод в період будівництва від подошви колодязя до РГВ;

Fк -площа колодязя по зовнішній кромці ножа, м2;

Н10%=15,6 м; К1=1,05; К3=1;

Н3%=16,7 м; К2=1,2;

Dвн.=6 м; g=9,8 м/с2;

Dзовн.=8 м; Грунт -пескі гравелисті;

дн.=1 м;

Тст.=33*62,8*(11,95-1,5)=21656,6 кН.

2. Експлуатаційний період.

Для експлуатаційного періоду при перевірці водоприймального колодязя на вспливання, окрім маси стіни, днища і завислої дії, враховують масу перекритя і інших будівельних конструкцій, включно підземну частину.

Стійкість колодязя буде забезпечена при наступних умовах:

де Мпер. -маса перекриття, т, приймається рівній 0,2 маси підземній частини;

Мк -маса інших будівельних конструкцій, т, може бути прийнята рівною 0,5 маси підземній частини. де - маса перекриття; - маса інших будівельних конструкцій.

Зони санітарної охорони

Зона санітарної охорони поверхнвого джерела водопостачання являє собою спеціально виділену теріторію, охоплюючий використовуєму водойму і частково басейн його живлення. На цієї таріторії встановлюють режим, забеспечуючий надійний захист джерела водопостачання від забруднення і збереження потрібних санітарних якостей води.

Зона санітарної охорони для джерел водопостачання поверхнь повинна складати з першого і другого поясів, а для водозабірних споруд -тільки з прешого поясу.

Перший пояс охоплює частину використовуємої водойми у місті забору води з нього і теріторію знаходження водозабірних споруд. Теріторія першого поясу огороджується парканом, озеленяється і ізолюється. На ній забороняється усі види будівництва, випуск стоків, купання, водопій і випас скотини, рибна ловля. Вертикальна планування такой теріторії виконується з урахуванням відводу поверхневого стока за його межу.

Границі першого поясу зони санітарної охорони річці встанавлюють в залежності від місцевих санітарно -топографічних і гідрологічних умов, але в усіх випадках вона повинна бути слідуючою:

-верх по течії -не меньш 200 м від водозабора;

-вниз по течії -не менш 100 м від водозабора;

-по прилеглому к водозаборному берегу -не меньш 100 м від лінії урізу води при найвищому її рівні; у напрямку від прилеглого к водозабору березі у напрямку водойми при ширині річці або каналу не меньш 100 м -уся акваторія і протилежний берег шириной 50 м від лінії урізу води при найвищому її рівні; при ширині каналу більш 100 м -полоса акваторії не меньш 100 м.

Другий пояс санітарної охорони включає джерело водопостачання і басейн його живлення. Теріторія другого поясу визначається в основному в залежності від відповідних водорозділов.

Границі другого поясу річці, встановлюють з урахуванням джерел забруднення водойми стійкими хімічними речовинами; вверх по течії -виходячи з пробігу води від меж поясу до водозабора при витраті води 95% забеспечуваності в строк від 3 до 5 діб; вниз по течії -не меньш 250 м; бокові границі -по водорозділу.

Рибозахистні пристрої

У даному пректі використвується рибозахистні пристрої двух груп: механічні і гідравлічні.

До механічним рибозахистним пристроям відносяться механічні перешкоди для затримання риби на шляху її руху у вигляді сітчатих полотен, жалюзі для фільтрів, а також прозтіші механічні загородження (грати, фільтри), фільтруюючі водозабори, сітчати загородження -плоскі сітки з рибовідводами.

Гідравлічні рибозагороджувачі -це стрмонаправляючі пристрої, за допомогою яких в водотоках створюються гідравлічні умови для напрямку руху риби у гідротехнічих спорудах, а також жалюзі і відбійні козирькі.

Крім цього існують ще фізіологічні рибозагороджувачи, котрі являють собою системи, що служать для затримання риби образуючим у воді електричних, світлових і звукових полів, завіс з повітряних бульбашок. Ці загородження основани на відлякуванні риби від водозабірної споруди шляхом неприємних відчуттів, котрі викликають у неї різні подразники.

Боротьба з шугою

Шуга - скупчення рихлого глибинного льоду в водній товщі. Для боротьби застосовуються :

* довгий ківш з різким падінням швидкості

* додаткові фільтруючі секції на час шуги

* подача стисненого повітря

* покриття стрижнів і решіток спеціальними матеріалами

* пристрій плаваючих запаней із зануреними на необхідну глибину щитками

Очищення решіток

Під час експлуатації на сітці затримуються великі плаваючі забруднення. Їх видаляють за допомогою промивання сітки.

Проектування насосної станції 1 підйому

Насосні станції першого підйому призначені для подачі води з джерела водопостачання на очисні споруди або безпосередньо в мережу , якщо очищення води не потрібно.

Насосні станції першого підйому зазвичай влаштовуються заглиблені . Підземну частину будівлі НС - I зводять із залізобетону і ретельно ізолюють від підземних вод. У плані будівля може бути прямокутного або круглого обриси.

Як правило на НС - I часто встановлюються два робочих агрегату і один або два резервних . Вимоги до резервного обладнанню безперебійності роботи станції в цілому залежить від її накреслення. Як правило , у НС - I влаштовуються окремі усмоктувальні лінії для кожного насоса. Колектори й вузли перемикання напірних трубопроводів монтують в окремих камерах , що примикають до НС або розташованих у безпосередній близькості від неї. У цих же камерах розташовують засувки і зворотні клапани , що оберігають машинний зал від затоплення в разі аварії на трубопроводах в межах насосної станції. Всі трубопроводи як у межах НС , так і поза її захищають від зовнішньої корозії відповідної ізоляцією. Для видалення води , що проникла в будівлю через нещільності стін і днища станції , а також виливається з внутрішніх трубопроводів при ремонті устаткування , в машинному залі НС встановлюють дренажні насоси.

Крім основного приміщення - машинного залу , в будівлі передбачають допоміжні та побутові приміщення. До допоміжних приміщень належать : приміщення розподільних установок і майстерень і т.д.

Проектована в курсовому проекті НС -I призначена для забору води з берегового водоприймального колодязя і подачі її на очисні споруди . Насосне обладнання встановлюється з розрахунку на всмоктування при мінімальному рівні води в колодязі .

Підбір насосів

Основними параметрами при виборі насоса є напір і подача.

Розрахунок подачі насосів

Так як на станції встановлюють 4 робочих насоса(2-в роботі , 2-в резерві), визначимо подачу одного насоса Q1Н, м3 / год;

, м3/ч

де n - число робочих насосів.

- Розрахункова подача НС-I, м3 / год.

Розрахунок напору, що розвивається насосами.

Напір, який повинен розвивати насос першого підйому, розраховують конкретно для даної схеми розміщення НС в системі водопостачання.

Якщо НС-I подає воду на очисні споруди, то повний напір, який повинен розвивати насос, визначається:

Нн=33м

де Zос - позначка точки зливу в , приймаємо на 6 м вище позначки землі

Zвс - мінімальна позначка всмоктування

hзл - напір, необхідний в точці виливу, hзл = 1м

hнв - втрати в напірному водоводі.

Приймається насос Д 1250-65 Нн=50м Q1Н=1250 м3 / год. n = 1450 об / хв.

Рн=314кВт

Размещено на Allbest.ru