Расчет водопроводной сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту

на тему:

Расчет водопроводной сети

Екатеринбург 2010

Оглавление

1. Расчет водопроводной сети г. С

1.1 Задание на разработку курсового проекта

1.2 Краткая характеристика объекта водоснабжения

1.3 Выбор системы водопровода и трассировка водопроводной сети

2. Определение расчетных расходов воды в городе

3. Подбор насосов и определение емкости бака водонапорной башни

3.1 Определение режима работы насосов и подбор насосов

3.2 Определение емкости бака водонапорной башни

4. Гидравлический расчет водопроводной сети

4.1 Случай максимального водоразбора

4.2 Случай пожара при максимальном водоразборе

5. Гидравлический расчет водоводов

6. Определение напора насосов и построение графиков пьезометрических линий

6.1 Случай максимального водоразбора

6.2 Случай пропуска пожарного расхода при максимальном водоразборе

7. Конструирование водопроводной сети

8. Испытание, промывка, дезинфекция сети

Библиографический список

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4



1 Расчет водопроводной сети г. С.

1.1 Задание на разработку курсового проекта

В задании на проектирование приведены следующие данные:

- генплан города С. (прил. 1);

- географический район расположения города - Южный Урал;

- распределение площади города: жилая территория - 77%, дороги и площади - 12%, зеленые насаждения - 11%;

- плотность населения 297 чел./га жилой территории;

- преимущественная этажность зданий 8-9 этажей;

- степень благоустройства: жилые здания оборудованы водопроводом и канализацией с ваннами и централизованным горячим водоснабжением;

- в качестве наиболее крупных потребителей воды выделены бани и прачечные (11% жителей пользуются банями, число часов работы бань в сутки - 10), а также Санаторий на 1370 проживающих;

- наименование и характеристика промышленного предприятия, забирающего воду из водопроводной сети города, приведена в п.1.2;

- расчетные расходы воды на противопожарные нужды (на один пожар)

В городе приняты по СНиП 2.04.02-84* и СНиП 2.04.01-85* , на промышленном предприятии - по СНиП 2.04.02-84* на основании данных, приведенных в п.1.2;

- отметки расчетных уровней забора воды из резервуара чистой воды насосами насосной станции 2-го подъема: максимальный уровень - 383 м, минимальный уровень -379,5 м, отметка дна резервуара -377,5 м,

1.2 Краткая характеристика объекта водоснабжения

Объектом водоснабжения согласно заданию является город С., расположенный на Южном Урале.

Население города составляет 196216 человек. За источник водоснабжения с учетом требований по расходам и качеству воды принят надземный источник.

Город С. имеет преимущественный тип застройки 8-9 этажными зданиями. Все здания оборудованы внутренним водопроводом, канализацией, ваннами, централизованным горячим водоснабжением. В городе имеются все необходимые административные и культурно-бытовые учреждения.

Характеристика наиболее крупного в городе промышленного предприятия (металлургического завода), для которого произведен отдельный расчет расходов, приведена ниже:

Наименование предприятия: - Металлургический завод

Количество смен в сутки - 3

Количество работающих на предприятии, тыс. чел - 5,77

в горячих цехах - 3,40

в холодных цехах - 2,37

Количество пользующихся душами, тыс. чел.:

в сутки - 5,42

в наибольшую смену - 1,97

Количество работающих в максимальную смену, тыс. чел - 2,12

в горячих цехах - 1,21

в холодных цехах - 0,91

Расходы воды на производственные нужды, тыс. мі/сут. - 2,90

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления на производственные нужды - 1,0

Данные для определения расхода воды на нужды пожаротушения:

степень огнестойкости зданий - IV

категория производства по пожарной опасности - Д

ширина зданий до 75 м, наибольший объем зданий, тыс.мі - 43

Металлургический завод забирает воду из городского водопровода на хозяйственно-питьевые нужды и временно на пополнение оборотных систем технического водопровода предприятия.

1.3 Выбор системы водопровода и трассировка водопроводной сети

Согласно существующей практике проектирования и строительства водопроводов для города С. принята система объединенного хозяйственно-питьевого водопровода с противопожарным водопроводом низкого давления. С учетом характеристики водопотребителей в городе принята первая категория надежности подачи воды системой водоснабжения.

Вода в город подается насосной станцией 2-го подъема, расположенной на расстоянии 1,5 км от границы города. Магистральную водопроводную сеть проектируем кольцевой в составе четырнадцати колец. При этом все жилые кварталы и промышленные предприятия снабжаются водой непосредственно от магистральных линий. Согласно планировке города водонапорную башню размещаем в начале города, в наиболее возвышенной его части.



2. Определение расчетных расходов воды в городе

2.1 Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды

Согласно генплану общая площадь г. С. определена в размере 858 га, жилая территория занимает 77% общей площади города или Fжил=660,66 га. При плотности населения P=297 чел./га жилой территории число жителей города составляет:

N=P?Fжил=297*660,66=196216 чел.

В соответствии с заданной степенью благоустройства зданий принята среднесуточная норма водопотребления qж=195 л/чел. В этой норме учтены расходы на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды населения в жилых и общественных зданиях. Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды будет равен:

Qсут m=N•qж•k/1000 =196216•195•0,6/1000 =22957,3 мі/сут,

где N = 196216 чел. - расчетное число жителей в городе;

qж - удельное водопотребление, принятое 195 л/чел.?сут

k - коэффициент, учитывающий отбор 40% среднесуточного расхода воды в систему централизованного горячего водоснабжения.

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего водоснабжения равны:

Qсут mаx=Kсут. max •Q сут.m= 1,25 • 22957,3 = 28696,6 м/сут,

где Kсут. max = 1,25- максимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления ;

Коэффициенты суточной неравномерности водопотребления учитывают уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели.

Коэффициенты часовой неравномерности водопотребления вычисляют по формулам:

Kч.max=бmax •в max = 1,2•1,4 = 1,68

где б - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия;

в - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте.

Исходные данные и результаты расчетов по определению расчетов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города приведены ниже:

Исходные данные

Наименование показателя	Численное значение
Общая площадь города, га	858
Плотность населения, чел./га	297
Среднесуточная норма водопотребления, л/чел; принимается в	195
соответствии с заданной степенью благоустройства зданий согласно
СНиП-2.04.02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения."
Коэффициент суточной неравномерности в сутки наибольшего
водопотребления (K сут. max.)	1,25
Коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий,
режим работы предприятий и другие местные условия; принимается
согласно СНиП-2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и
сооружения" (amax= 1.2 - 1.4)	1,20
Коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте;
согласно СНиП-2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и
сооружения", таблица 2.	1,07
Площадь жилой застройки, га	660,66
Число жителей, тыс. чел.	196,22
Среднесуточный расход воды, м3/сут.	22957,3
Расход воды в сутки наибольшего водопотребления, м3/сут.	28696,6
Коэффициент часовой неравномерности максимальный	1,68

2.2 Расходы воды на нужды бань и прачечных

Расходы воды в городе на бани и прачечные находят в зависимости от их пропускной способности и существующих норм водопотребления.

Пропускная способность бань, чел./ч, определяется по формуле

Пб =(N•б•B)/(m•T•100)=( 196216•11•4)/(26•10•100)=332 чел./ч.,

где N - число жителей в городе (N = 196216 чел.);

б - процент жителей города, пользующихся банями (б = 11%);

в - среднее число посещений бани одним жителем в месяц (в = 4);

m - число дней работы бань в месяц (m = 26);

Т - число часов работы бань в сутки (Т = 10);

Согласно действующим правилам планировки и застройки городов нормы накопления индивидуального и массового белья при расчете прачечных составляют от 180 до 240 кг в день на 1000 жителей. Приняв для данного города норму накопления в 200 кг, можно получить необходимую пропускную способность прачечных при трехсменной работе:

Ппр=200•196,216/12=3270,26 кг/ч

Приняты следующие нормы расхода воды 180 л на одного посетителя бани и 75 л на 1 кг сухого белья. Исходные данные и расчетные расходы воды на нужды бань и прачечных приведены ниже:

Исходные данные

Количество жителей, пользующихся банями, %	11
Среднее число посещений бани одним человеком в месяц		4
Число дней работы бань в месяц	26
Число часов работы бань в сутки	10
Норма водопотребления на одного посетителя бани, л	180
Норма накопления индивидуального и массового белья
на 1000 жителей в сутки, кг (от 180 до 240 кг)	200
Число часов работы прачечных в сутки	12
Норма водопотребления на один кг сухого белья, л	75
Пропускная способность бань, чел./час	332,1
Пропускная способность прачечных, кг/час	3270,3
Расчетный расход воды на нужды бань, м3/сут.	597,7
Расчетный расход воды на нужды бань, м3/час.	59,8
Расчетный расход воды на нужды прачечных, м3/сут.	2943,2
Расчетный расход воды на нужды прачечных, м3/час.	245,3

2.3 Расходы воды на поливку

Согласно заданию дорогами и площадями занято 12% от Fобщ, или 79,28 га, зелеными насаждениями 11%, или 72,67 га. Принимаем, что 10% из 12% площадей, занятых усовершенствованными покрытиями, моются и поливаются механизированным способом, а 2% - вручную.

Расчетные расходы на мойку и поливку определены согласно действующим нормам и приведены ниже:

Назначение воды	Площадь поливки, га	Нормы расхода воды, л/м2	Кол-во моек или поливок в сутки	Расход воды м3/сут	Режим поливки
Механизированная мойка усовершенствованных покрытий проездов и площадей (10% от Fобщ.)	85,80	1,5	1	1287,0	с 6 до 22 ч равномерно
Механизированная поливка усовершенствованных покрытий проездов и площадей	85,80	0,4	2	686,4	с 6 до 22 ч равномерно
Поливка вручную усовершенствованных покрытий тротуаров и проездов (2% от Fобщ.)	17,16	0,5	2	171,6	с 5 до 8 ч и с 17 до 20 ч равномерно
Поливка городских зеленых насаждений, включая газоны и цветники (11% от Fобщ.)	94,38	4	1	3775,2	с 5 до 8 ч и с 17 до 20 ч равномерно
ИТОГО по городу:	5920,2
в т.ч. механизированная мойка и поливка вручную	5748,6/171,6

2.4 Расходы воды в Санатории

В соответствии с нормативными требованиями отдельно определен расход воды в Санатории, размещенным в городской черте. Количество коек - 1370, норма расхода воды принята 120 л/сут.

Расход воды Санаторием равен:

Qмот. =(1370•120)/1000 = 164,4 мі/сут.

2.5 Нужды местной промышленности и неучтенные расходы

Нужды местной промышленности и неучтенные расходы приняты в размере 10% от максимального суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды, что составляет:

28696,6 • 0,1 = 2869,66 мі/сут.

2.6 Расчет расходов воды на промышленном предприятии

Согласно заданию из городской сети предусматривается подача воды на металлургический завод. Вода расходуется на хозяйственно-питьевые и частично на производственные нужды.

2.7 Определение расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды

Нормы водопотребления приняты: для горячих цехов (с тепловыделениями более 84 кДж на 1 мі/ч) - 45 л/чел. В смену, для холодных цехов - 25 л/чел. В смену, коэффициент часовой неравномерности водопотребления приняты соответственно 2,5 и 3,0.

Результаты расчетов по определению расходов на хозяйственно-питьевые нужды работников предприятия приведены в таблице 5.

Таблица 5

Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды на промпредприятии

Цехи	Кол-во работающих в сутки, чел.	Кол-во смен	Кол-во работающих по сменам,чел.	Норма расхода,	Расход, м3/см.	Расход м3/сут.
			1	2	3	л/см.	1	2	3
горячие	3400	3	1210	1095	1095	45	54,45	49,28	49,28	153,00
холодные	2370	3	910	730	730	25	22,75	18,25	18,25	59,25
Всего	5770		2120	1825	1825		77,20	67,53	67,53	212,25

2.8 Определение расходов воды на душевые

Количество пользующихся душами на предприятии 5,42 тыс. чел., в том числе в максимальную смену - 1, 97 тыс. чел. Общий часовой расход воды на одну душевую сетку составляет 500 л, в том числе холодной воды 230 л/ч, продолжительность приема душа - 45 мин после окончания смены. Следовательно, расчетный расход холодной воды на одну душевую сетку составит 375 л.

Количество человек на одну душевую сетку принято 3. Общее число душевых сеток на предприятии следует принять равным их расчетному числу для максимальной смены. Результаты по определению расходов воды на душевые приведены в таблице 6.

Таблица 6

Расходы воды на душевые промпредприятия

Смена	Кол-во работающих в смену	Кол-во пользующихся душами	Кол-во человек на одну сетку	Кол-во душевых сеток	Расход воды
					на 1 сетку, л	в смену, м3
1	2120	1970	3	657	375	246,3
2	1825	1725	3	575	375	215,6
3	1825	1725	3	575	375	215,6
Всего в сутки:	5770,0	5420,0				677,5

2.9 Расходы воды на пожаротушение

Согласно п. 1.3 в проекте принят объединенный противопожарный водопровод низкого давления для города и промышленного предприятия. Отдельно при расчете определены расходы воды на наружное и внутреннее пожаротушение.

2.10 Расходы воды на наружное пожаротушение в городе

Расход воды на наружное пожаротушение в городе принимается в зависимости от числа жителей и характера застройки:

- расчетное количество одновременных пожаров - 3;

- расходы воды на один пожар -40 л/c;

- продолжительность тушения пожара - 3 ч.

2.11 Расход воды, необходимый для наружного пожаротушения на промпредприятии

Расход воды, необходимый для наружного пожаротушения на промышленном предприятии, на один пожар принимается для здания, требующего наибольшего расхода воды. Расход зависит от объема, ширины и конструкции зданий, степени их огнестойкости и категории производства по пожарной опасности. В нашем случае на пожаротушение на промышленном предприятии с учетом исходных данных, приведенных на стр. 2 принимаем расход равным 30 л/с.

2.12 Общий расход воды, необходимый для наружного пожаротушения

С учетом СНиП при площади предприятия более 150 га общее количество пожаров в городе и на предприятии равно 3. В этом случае общий расход воды, необходимый для наружного пожаротушения, определяем как сумму большего потребного расхода (40 л/с в городе) и 50% меньшего расхода воды (30 л/с на промышленном предприятия). Таким образом, общий расход воды для наружного пожаротушения в городе и на промышленном предприятии равен:

Qпож. нар =40+40+30/2=95 л/с.

2.13 Внутреннее пожаротушение

Расход воды на внутреннее пожаротушение принимаем из расчета одновременного действия двух пожарных струй по 2,5 л/с:

Qпож.внутр. = 2·2,5 л/с=5 л/с

2.14 Суммарный расход воды для наружного и внутреннего пожаротушения

Общий расход воды на пожаротушения для города составит:

Qпож. = Qпож.нар. + Qпож.внутр. = 95+5=100 л/с.

2.15 Общий расчетный расход воды в городе

Наименование потребителей	Расход,
	м3/сут.
Хозяйственно-питьевое водоснабжение города, в т. ч.:	28696,6
бани	597,7
прачечные	2943,2
Санаторий с числом проживающих 1370 человек	164,4
Поливка и мойка усовершенствованных покрытий и
поливка зеленых насаждений, в т. ч.:	5920,2
- механизированная	5748,6
- ручная	171,6
Нужды местной промышленности и неучтенные расходы (10% от расхода на хоз-питьевое водоснабжение)	2869,7
Машиностроительный завод, в т. ч.:	3789,8
хозяйственно-питьевые нужды	212,3
душевые	677,5
производственные	2900,0
ИТОГО по городу:	41440,6

Распределение расхода воды из городского водопровода по часам в течение суток приведено в таблице 8.

Распределение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды по часам принято для Kч.max =1,7, так как полученный в результате расчета Кч.max = 1,68 наиболее близок к табличному Кч.max=1,7.

гидравлический водопроводный сеть трассировка



3. Подбор насосов и определение емкости бака водонапорной башни

3.1 Определение режима работы насосов и подбор насосов

Режим работы насосной станции 2-го подъема обычно принимается ступенчатым за счет изменения числа работающих агрегатов. График работы насосной станции 2-го подъема должен по возможности приближаться к графику водопотребления - в этом случае объем бака водонапорной башни будет наименьшим. Однако по условиям эксплуатации насосных станций число ступеней должно быть не более трех, а отношение количества работающих насосных агрегатов на ступенях должно быть равно отношению целых чисел. В данном случае принято две ступени работы насосной станции 2-го подъема: в период с 0 до 5 и с 21 до 24 часов в работе будут находиться насосы с часовой производительностью 1,71% от суточного расхода воды, в период с 5 до 21 часов - насосы с часовой производительностью 5,64% от общего расхода, что равно соответственно

(0,0171•41440,60)/3,6=196,84 л/с и

(0,0564•41440,60)/3,6=649,24 л/с (таблица 9).

Общая подача воды в сеть составит:

9*1,71 +5,64*15=100%.

Подача насосов в час максимального водоразбора (с 8 до 9 часов) составляет 649,24 л/с. При пожаре насосы должны подавать в сеть 886,74 л/с (п.4.2).

Необходимые напоры насосов при различных режимах работы сети определены в разделе 6 и составляют:

- при максимальном водоразборе - 58,3 м.в.ст.(58МПа)

- при пожаре - 25,45 м.в.ст.(26 МПа)

Выбор насосных агрегатов для станции 2-го подъема можно произвести по напорно-расходной характеристике, подаче и напорам насосов.

3.2 Определение емкости бака водонапорной башни

Регулирующая емкость бака водонапорной башни определена путем совмещения графиков водопотребления и работы насосной станции 2-го подъема. Результаты этой операции приведены в таблице 9, из которой видно, что максимальный остаток воды в баке (т.е. регулирующая емкости бака Wрег) составляет 2,54% от суточного расхода воды:

Wрег = (2,54•41440,60)/100=1052,59 м³

Кроме регулирующего объема в баке водонапорной башни предусматривается хранение противопожарного запаса воды на тушение одного наружного и одного внутреннего пожаров в течение 10 минут:

Wпож=(40+5)•60•10/1000=27 мі.

Общий объем бака водонапорной башни составляет:

Wобщ = Wрег + Wпож = 1052,59 + 27 = 1079,59 мі.

Принимаем к установке железобетонную башню с баком емкостью 1150 мі и высотой ствола 42 м (см. п.6.1). Расчетный диаметр бака 12,2 м, а полезная высота бака 9,8 м.



Таблица 9

Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни

Часы суток	Суммарный расход воды городом Q, м3	В % от Q сут	Подача воды насосами, % от Q сут	Приток воды в бак, % от Q сут	Расход воды из бака % от Q сут	Остаток воды в баке % от Q сут
0-1	751,76	1,81	1,71	0,00	0,10	0,10
1-2	532,53	1,29	1,71	0,42	0,00	0,53
2-3	532,53	1,29	1,71	0,42	0,00	0,95
3-4	532,53	1,29	1,71	0,42	0,00	1,38
4-5	827,82	2,00	1,71	0,00	0,29	1,09
5-6	1135,56	2,74	1,71	0,00	1,03	0,06
6-7	2072,89	5,00	5,64	0,64	0,00	0,70
7-8	2524,03	6,09	5,64	0,00	0,45	0,25
8-9	2832,28	6,51	5,64	0,00	0,87	-0,64
9-10	2199,95	5,31	5,64	0,33	0,00	-0,30
10-11	1906,41	4,60	5,64	1,04	0,00	0,74
11-12	2199,95	5,31	5,64	0,33	0,00	1,07
12-13	2639,37	6,37	5,64	0,00	0,73	0,34
13-14	2623,82	6,33	5,64	0,00	0,69	-0,35
14-15	2191,73	5,29	5,64	0,35	0,00	0,00
15-16	1930,56	4,66	5,64	0,98	0,00	0,98
16-17	2298,25	5,55	5,64	0,09	0,00	1,07
17-18	2506,62	6,05	5,64	0,00	0,41	0,66
18-19	2506,62	6,05	5,64	0,00	0,41	0,26
19-20	2076,18	5,01	5,64	0,63	0,00	0,89
20-21	1906,99	4,60	5,64	1,04	0,00	1,92
21-22	1466,57	3,54	1,71	0,00	1,83	0,10
22-23	824,10	1,99	1,71	0,00	0,28	-0,18
23-24	550,43	1,33	1,72	0,39	0,00	0,21
	41440,60	100,00	100,00	7,10	7,10	2,54
	1106,18



4. Гидравлический расчет водопроводной сети

Водопроводная сеть принята кольцевой в составе четырнадцати колец. Учитывая, что водонапорная башня располагается в начале города, расчет сети производим на два случая: 1 - максимальный водоразбор; 2 - подача воды на тушение пожара в час максимального водоразбора.

4.1 Случай максимального водоразбора

Согласно произведенному расчету(см.табл.8,9) максимальный водоразбор в городе приходится на период с 8 до 9 ч. Расчетные расхода в час максимального составляют (см. ПРИЛ.4):

- равномерно-распределенный расход 2148,17 мі/ч, или 596,7 л/с;

- сосредоточенные расходы - 684,11 мі/ч, или 190,3 л/с, в т.ч.: предприятие - 346,05 мі/ч, или 96,125 л/с; санаторий - 13,15 мі/ч, или 3,6 л/с.; бани - 59,9 м³/ч или 16,6 л/с; прачечные 245,3 м³/ч или 68,13 л/с.

Длина магистральной сети в городе согласно принятой трассировке составляет 21640 м. Удельный расход воды на 1 м сети определяется по формуле:

Результаты определения путевых расходов (Qп=qуд?L) на участках сети приведены в таблице 10. Результаты определения узловых расходов (Qузл=0,5?У Qп) приведены в таблице 11.

Таблица 10

Путевые расходы воды на участках сети (час максимального водоразбора)

N участка	Длина участка, м	Путевой расход, л/с
1-2	475	13,10
2-3	360	9,93
3-4	225	6,20
4-5	450	12,41
5-6	370	10,20
6-10	510	14,06
2-7	460	12,68
7-6	920	25,37
7-8	750	20,68
7-4	730	20,13
10-9	240	6,62
8-9	920	25,37
1-8	950	26,20
1-15	360	9,93
15-16	365	10,06
15-14	950	26,20
16-17	950	26,20
17-14	750	20,68
14-8	720	19,85
14-13	930	25,64
17-18	940	25,92
18-13	760	20,96
13-9	720	19,85
6-22	615	16,96
22-21	525	14,48
21-20	380	10,48
20-19	345	9,51
19-18	730	20,13
19-12	760	20,96
12-21	690	19,03
13 -12	730	20,13
10-11	750	20,68
11-12	510	14,06
11-22	800	22,06
ИТОГО:	21640	596,71
0,02757	- удельный расход, л/с*м

Таблица 11

Узловые расходы в расчетных точках (час максимального водоразбора)

N узловых точек	№№ прилегающих участков	Узловой расход, л/с	Соредоточен- Ный расход, л/с	Общий узловой расход, л/с	Потребители сосредоточенных расходов
1	1-2 ,1-8, 1-15	24,61		24,61
2	1-2, 2-3, 2-7	17,85		17,85
3	2-3, 3-4	8,07		8,07
4	3-4, 4-5 , 4-7	19,37		19,37
5	4-5, 5-6	11,31		11,31
6	5-6 , 22-6 , 6-10 , 6-7	33,30	96,14	129,44	Промпредприят.
7	2-7, 4-7 , 7-8, 7-6	39,43		39,43
8	7-8, 8-1, 8-9, 8-14	46,05	72,55	118,60	Прачечные
9	8-9, 9-13, 9-10	25,92		25,92
10	6-10, 9-10, 11-10	20,68		20,68
11	22-11, 11-10, 11-12	28,40		28,40
12	11-12, 13-12, 12-21, 12-19	37,09		37,09
13	9-13, 13-12, 14-13, 13-18	43,29		43,29
14	15-14, 14-13, 14-8, 14-17	46,19		46,19
15	1-15, 15-14, 15-16	23,09		23,09
16	16-15, 16-17	18,13		18,13
17	17-14, 17-16, 17-18	36,40	17,68	54,08	Баня
18	18-13, 18-19, 18-17	33,50		33,50
19	19-12, 18-19, 19-20	25,30	3,65	28,95	Санаторий
20	20-19, 20-21	10,00		10,00
21	21-20, 21-12, 21-22	21,99		21,99
22	22-11, 22-21, 22-6	26,75		26,75
Итого:	Всего:	596,71	190,03	786,74

Расходы воды на нужды бань и прачечных условно сосредоточены в узлах 17 и 8. На рис.4.1 приведены расчетная схема и нумерация участков.

Максимальный расход воды 786,84 , потребляемый городом при данном расчетном случае, поступает в сеть от насосной станции 2-го подъема и от водонапорной башни. Насосы в этот час подают 5,64% суточного расхода, или 681,348 л/с , из водонапорной башни поступает 0,87% суточного расхода, или 105,1 л/с.(см. табл. 9)

Для определения диаметров магистральной водопроводной сети города производят предварительное распределение расходов воды по участкам в соответствии с вычисленными в таблице 11 узловыми расходами. Результаты гидравлического расчета для максимального водоразбора приведены в прил.2.1 и 2.2.



4.2 Случай пожара при максимальном водоразборе

Расчетный расход воды на тушение наружных пожаров в городе и на промпредприятии, а также на внутреннее пожаротушение составляет 100 л/с (см.с.14)

Согласно нормативным требованиям предполагается, что пожары возникают в час в час максимального водоразбора. От водонапорной башни вода может поступать в сеть только в течение 10 мин до включения пожарных насосов. Далее тушение пожара будет осуществляться полностью от насосной станции 2-го подъема. При этом подача воды в город составит:

Qпож.расч.=786,74 + 100=886,74 л/с.

Предполагают, что пожары возникают в самых невыгодных (наиболее высоких и удаленных от насосной станции 2-го подъема) точках и в точке, из которой поступает вода на промпредприятие. В данном случае пожары предполагаются в точках 3 (40 л/с), 6 - промпредприятие (15+5 л/с),точке 2 (40 л/с). Остальные узловые расходы те же, что и для случая максимального водоразбора. Расчетная схема приведена на рис. 4.2. Результаты гидравлического расчета для случая пожара при максимальном водоразборе приведены в прил. 3.1 и 3.2.



5. Гидравлический расчет водоводов

Главные напорные водоводы от насосной станции 2-го подъема до водонапорной башни запроектированы из неновых стальных и неновыех чугунных водопроводных труб без внутреннего защитного покрытия или с битумным защитным покрытием диаметром 900 мм в две нитки длиной 1500 м каждая. На водоводах проектируется перемычка, разделяющая их на два участка 1-2 и 2-3 длиной по 750 м каждый. Расчет водоводов для всех расчетных случаев приведен в таблице 12.

Таблица12

Расчет главных напорных водоводов от насосной станции 2-го подъема до сети

Расчет-ный случай	№№ Участков водоводов	Коли чество рабочих водоводов	Длина км	Диаметр водоводов,мм	Общий расход воды, л/с	Расход по Одной нитке, л/с	Потери напора	Скорость, м/с
							На едини цу длины, м/ км	На всем Участке, м
Макси- мальный водо- разбор	Нас. ст. II - т. 1	2	1,5	900	681,348	340,674	0,4	0,66	0,54
Пожар	Нас. ст. II - т. 1	2	1,5	900	886,74	443,37	0,647	1,07	0,7
Авария на участке	Нас. ст. II - т. 1а	1	0,75	900	476,9436	476,9436	0,74	0,61	0.75
	Нас. ст. II - т. 1а	2	0,75	900	476,9436	238,4718	0,211	0,17	0,37
Итого при аварии:							0,78

Водоводы от водонапорной башни до сети (до т.1) запроектированы из неновых стальных и неновых чугунных водопроводных труб без внутреннего защитного покрытия или с битумным защитным покрытием диаметром 900 мм в две нитки длиной 300 м. Ввиду небольшой длины перемычки на данных водоводах не устраиваются. Расчет водоводов для случаев максимального водоразбора и пожара приведен ниже:

Таблица 13

Расчет водоводов от водонапорной башни до сети

Расчетный случай	Длина водовода, км	Диаметр водовода, мм	Общий расход воды, л/с	Расход воды по одной нитке, л/с	Потери напора
					на единицу длины, м	на участке м	Скорость м/с
Максимальный водоразбор	0,3	900	786,74	393,37	0,62	0,20	0,52
Пожар	0,3	900	886,74	443,37	0,65	0,21	0,70



6. Определение напоров насосов и построение графиков пьезометрических линий

6.1 Случай максимального водоразбора

Диктующей точкой для данного расчетного случая является точка 3 с геодезической отметкой 385,7 м. Необходимый свободный напор, соответствующий девяти этажной застройке, равен 42 м. Тогда высота ствола водонапорной башни (ВБ) до низа бака должна быть (при ZВБ = 388 м).

Hств = Hсв + ?h + (Z₃ - ZВБ) =

= 42 + ( 0,20+1,16+0,23 ) + (385,7- 388) = 41,11 м,

где ?h - потери напора на участке ВБ - 1 - 2 - 3 .

Принимаем водонапорную башню с высотой ствола 42 м, при этом свободный напор в диктующей точке 3 будет равен 42,89 м.

Требуемая величина напора насосов на насосной станции 2-го подъема при максимальном водоразборе составит:

Hнас.в-р max = (Z3-Zрез min) + Hсв + hсет + hвод + hнас. ст + hводом +

hб + hизл,

где (Z3-Zрез min) - геометрическая высота подъема воды, равная разности отметки поверхности земли в диктующей точке 3 и расчетной (минимальной) отметки уровня воды в резервуаре чистой воды (379 м);

hсет - потери напора в сети по направлению 1 - 2 - 3

hсет = 1,16+0,23 = 1,39 м;

hвод - потери напора в водоводах от насосной станции 2-го подъема до т.1( см.табл.12 - 0,66 + 0,2 м);

Hсв - свободный напор в точке 3, равный 42,89 м;

hнас. Ст - потери напора в насосной станции, ориентировочно 2м;

hводом - потери напора в водомере, ориентировочно 1,5 м;

hб - высота водонапорного бака, равная 9,8 м;

hизл - принимаем равным 0,5м;

Hнас.в-р max =(385,7 - 379 )+ 42,89 +1,39 +0,66+0,2+ 2 + 1,5 + 9,8 +

0,5= 58,3 м (0,58 МПа)

6.2 Случай пропуска пожарного расхода при максимальном водоразборе

Диктующая точка - точка 3. Свободный напор принят Hсв. пож. = 10 м (для случая минимально необходимого напора в диктующей точке при пожаре). Требуемая величина напора насосов при пожаре будет равна:

Hнас. пож = (Z1 - Zдна рез.) + Hсв. пож + hсет + hвод + hнас. ст +

hводом.;

где (Z1 - Zдна рез.) - геометрическая высота подъема воды от дна резервуара чистой воды до т.1, м;

hсет - потери напора в сети по направлению 1 - 2 - 3

hсет = 1,34+0,53 = 1,87 м;

hвод - потери напора в водоводах от насосной станции 2-го подъема до т.1 (см.табл.12,11 - 1,07+0,21 м )

hнас. ст - потери в насосной станции 2-го подъема, равные 2 м;

hводом - потери напора в водомере, равные 1,5 м.

Hнас. пож = (386,3 - 377,5) + 10 + 1,87+1,07+0,21 + 2 + 1,5= 25,45 м

(0,26 МПа)

После определения напора насосов для всех расчетных случаев определяют пьезометрические напоры во всех точках сети. Для этого к значению свободного напора в точке, определенному в результате гидравлического расчета, прибавляют геодезическую отметку поверхности земли в данной точке.



7. Конструирование водопроводной сети

Водоводы, магистральные и распределительные сети выполняются из чугунных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием. Распределительные сети не рассчитываем, их диаметр принят равным 300 мм. Заделка стыков производится с использованием резиновых уплотнительных колец.

Глубину заложения труб (до низа труб) принимаем на 0,5 м ниже глубины промерзания грунта, что для условий г. С. составит 2,5 м. В общем случае, глубина заложения зависит также от внешних нагрузок (от транспорта), условий пересечения с подземными сооружениями и коммуникациями и от других причин.

В местах установки колен, отводов, тройников и заглушек, где усилия от внутреннего давления не могут быть полностью восприняты стыками труб, устанавливаем упоры. Упоры выполняем конструктивно в виде бетонных, кирпичных или бутовых массивов, в которые упираются фасонные части. Применяя трубы с раструбными соединениями, для удобства проведения монтажных работ прокладку труб проводим вперед раструбом в направлении от пониженного участка к повышенному.

Для переходов трубопроводов под автомобильными дорогами устраивают футляры; кроме того, трубопроводы можно прокладывать в туннелях, а также на эстакадах и путепроводах. Водные преграды, как правило, преодолевают в виде дюкеров.

На водоводах и водопроводных сетях устанавливают: поворотные затворы или задвижки для отключения распределительных сетей от магистральных и разделения водопроводных сетей на ремонтные участки; водоразборные колонки и пожарные гидранты. Для опорожнения водоводов и водопроводных сетей их укладывают с уклоном 0,001 по направлению к выпуску.

Пожарные гидранты предусматриваются для отбора воды пожарными машинами. Расстановка пожарных гидрантов на водопроводной сети должна обеспечивать тушение пожара в любом обслуживаемом данной сетью здании или сооружении. Расстояние между гидрантами определяется расчетом, учитывающим суммарный расход воды на пожаротушение и пропускную способность гидрантов. Практически это расстояние не превышает 120-150 м.

Компенсаторы устанавливают на трубопроводах, стыковые соединения которых не компенсируют осевых перемещений, вызванных изменением температуры воды, воздуха и грунта. При обжатии труб грунтом перед фланцевой арматурой применяют в качестве компенсаторов подвижные стыковые соединения (удлиненный раструб, муфту и др.).

Соединения труб и арматуры выполняют при помощи стандартных чугунных фасонных частей или нестандартных фасонных частей из стали . Все размеры фланцев на соединительных патрубках должны точно соответствовать размерам фланцев той фасонной части или арматуры, с которыми они соединяются.

Колодцы размерами 1; 1,5 и 2 м выполняют круглыми из стандартных железобетонных колец. Максимальные размеры прямоугольных колодцев или камер из стандартных элементов приняты равными м. Минимальная рабочая высота круглых колодцев 1,8 м; рабочая высота прямоугольных колодцев определяется в зависимости от размеров устанавливаемой арматуры. На застроенных территориях или в зеленой зоне вокруг колодца делают отмостку шириной 1 м с уклоном от люков, высота отмосток на 0,5 м выше прилегающей территории. На проезжих частях крышки люков должны быть на одном уровне с поверхностью проезжей части.

Монтаж колодца заканчивается установкой опорного кольца с люком и закреплением металлической лестницы. Швы между кольцами затирают цементным раствором.

При определении размеров колодцев минимальные расстояния до внутренних поверхностей колодца надлежит принимать в соответствии с [1, п. 8.63]:

от стенок труб при диаметре труб до 400 мм - 0,3 м, от 500 до 600 мм - 0,5 м, более 600 мм - 0,7 м;

от плоскости фланца при диаметре труб до 400 мм - 0,3 м, более 400 мм - 0,5 м;

от края раструба, обращенного к стене, при диаметре труб до 300 мм - 0,4 м, более 300 мм - 0,5 м;

от низа трубы до дна при диаметре труб до 400 мм - 0,25 м, от 500 до 600 мм - 0,3 м, более 600 мм - 0,35 м;

от верха штока задвижки с выдвижным шпинделем - 0,3 м, от маховика задвижки с невыдвижным шпинделем - 0,5 м.

Процесс проектирования водопроводной сети завершается ее деталировкой, т.е. составлением монтажных схем. Деталировка приводится на рабочих чертежах, на которых условными обозначениями показывают взаимное расположение фасонных частей и арматуры. В проекте выполнена деталировка по одному из колец водопроводной сети. На основании деталировки составлена спецификация труб, фасонных частей и арматуры, необходимых для устройства данного кольца водопроводной сети.



8. Испытание, промывка и дезинфекция трубопроводов

Все смонтированные напорные трубопроводы подлежат гидравлическому испытанию на прочность и герметичность дважды:

предварительное испытание - до засыпки траншей и установки арматуры (гидрантов, предохранительных клапанов, вантузов);

окончательное испытание - после засыпки траншей и завершения всех работ на данном участке трубопровода, но до установки гидрантов, предохранительных клапанов и вантузов, вместо которых на время испытания устанавливают заглушки.

При гидравлическом испытании испытательное давление указывается в проекте. Если при окончательном испытании расход подкачиваемой воды превышает допустимый ,то трубопровод признается не выдержавшим испытание и должны быть проведены мероприятия по обнаружению скрытых дефектов трубопровода, после чего выполняется повторное испытание трубопровода. В конце приемочного испытания напорного трубопровода на прочность и герметичность составляют акт.

Приемка наружных трубопроводов в эксплуатацию должна проводиться рабочими и государственными комиссиями в соответствии с требованиями СНиП 3.01.04-87 по приемке в эксплуатацию законченных строительством предприятий, зданий и сооружений.

Пневматическое испытание трубопроводов может проводиться по усмотрению строительной организации в случае возникновения трудностей при выполнении гидравлического испытания (отсутствие воды в районе строительства, зимнее время и др.) .



Библиографический список

1. СНиП 2.04.02-84*. Наружные сети и сооружения.

2. СНиП 2.04.01 - 85*. Внутренний водопровод и канализация зданий

3. Абрамов Н.Н. Водоснабжение: Учебник для вузов.3-е издание. 1982

4. Шевелев Ф.А. Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водонапорных труб: Справ. пособие. 1984

5. ТУ 1461 - 037 - 50254094 - 2000. Трубу чугунные напорные высокопрочные.2000

6. ТУ 1468-041-50254094-2000. Части соединительные сварные из высокопрочного чугуна для напорных трубопроводов. 2000

7. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации: Справочник строителя / Под ред. А.К. Перешивкина, С.А. Никитина.



ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Результаты гидравлического расчета водопроводной сети (максимальный водоразбор)

Узлы



ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обычные участки



ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Результаты гидравлического расчета водопроводной сети (пожар в час максимального водоразбора)

Узлы



ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Обычные участки

Размещено на Allbest.ru