Водонапорные башни

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Основная часть

1.1 Понятие и виды водонапорных башен

1.2 Устройство и принцип работы водонапорной башни

1.3 Общие сведения о емкостях систем водоснабжения

2. Монтаж бака в водонапорной башне объёмом до 160м3

2.1 Технологический процесс монтажа бака в водонапорной башне

2.2 Технология подъема башни

2.3 Техника безопасности при проведении монтажных работ

3. Расчет водонапорной башни

3.1 Определение высоты водонапорной башни

3.2 Выбор насосной станции

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Наверное, сложно встретить современного человека, который никогда не сталкивался бы с таким понятием, как "водонапорная башня". Мы знаем, что это строение играет важную роль в жизни как огромного города, так и скромной деревушки. Однако, что же представляют собой водонапорные башни? Есть ли у них какие-нибудь характерные особенности? Давайте попробуем разобраться.

Водонапорная башня является специальным сооружением, используемым в системах автономного водообеспечения частных домов, дачных поселков, промышленных предприятий и других объектов различного назначения.

Целью курсового проекта является решение следующих важнейших задач:

1 Понять, что такое водонапорная башня и из каких механизмов, оборудования состоит водонапорная башня;

2 Изучение технологического процесса монтажа бака водонапорной башни;

3 Произвести расчет по выбору объема бака и определить, какое именно оборудование необходимо для нормальной работы водонапорной башни в целом.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 ПОНЯТИЕ И ВИДЫ ВОДОНАПОРНЫХ БАШЕН

Водонапорная башня - сооружение в системе водоснабжения для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети, создания её запаса и выравнивания графика работы насосных станций.

Рисунок 1. «Башня Рожновского»

водонапорная башня

Одной из наиболее распространенных систем водонапорных башен является "Башня Рожновского" (рис. 1), которая предназначена для регулирования расхода и напора воды в водонапорной сети, создания её запаса и выравнивания графика работы насосных станций. Башня Рожновского состоит из: бака, водонапорной опоры, крышки бака с люком для осмотра. Внутри стенки бака приварены скобы льдоудерживателя, а также скобы для спуска обслуживающего персонала.

Для подъёма на башню существует наружная лестница с предохранительным ограждением. Объём башни - от 10 до 160 м. куб. Чаще всего резервуар водонапорной башни изготавливается прямоугольной или округлой формы, соотношение между диаметром и высотой которого зависит от индивидуальных архитектурно-строительных и технологических параметров. Объем резервуара, как и высота опоры, определяется согласно результатам расчётов водораспределительной сети. Для предохранения запаса воды от загрязнения и замерзания резервуар башни окружен специальной защитой. Поступление воды в башню осуществляется при помощи насосов.

160-кубовая ВБР 160м3 - одна и самых объёмных среди конструкций данного типа с очень большой своей комплектацией (табл. 1). Несмотря на некоторую громоздкость, такое оборудование востребовано в загородных коттеджных поселках, где отсутствует муниципальная линия водоснабжения, для обеспечения населения водой, а так же в густонаселенных районах городов для снятия нагрузки с насосной станции в «час пик», сельском хозяйстве для обеспечения запаса воды для полива, лесохозяйствах, где ВБР 160 м3 используются как хранилища воды на случай пожаров.

Таблица 1 Стандартная комплектации в ВБР-160 м3

1.2 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦЫП РАБОТЫ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Общий принцип водонапорной башни основан на создании естественного давления (напора) воды, поступающей в трубопровод системы водоснабжения из накопительной емкости, установленной на определенной высоте относительно водоразборных точек потребления. От высоты, на которой находится емкость, зависит мощность напора воды в трубопроводе -- чем она выше располагается, тем больше давление в трубе. Максимальная высота водонапорных башен составляет, как правило, не более 35 метров.

Водонапорная башня состоит из бака (резервуара) для воды, обычно цилиндрической формы, и опорной конструкции (ствола). Регулирующая роль водонапорной башни заключается в том, что в часы уменьшения водопотребления избыток воды, подаваемой насосной станцией, накапливается в водонапорной башне и расходуется из нее в часы увеличенного водопотребления.

Опорные конструкции выполняются в основном из стали, железобетона, иногда из кирпича, баки - преимущественно из железобетона и стали. Водонапорные башни оборудуют трубами для подачи и отвода воды, переливными устройствами для предотвращения переполнения бака, а также системой замера уровня воды с телепередачей сигналов в диспетчерский пункт.

Водонапорная башня выполняет следующие основные функции:

- обеспечивает поступление воды в трубопроводы системы водоснабжения потребителей под давлением, определяемым высотой установки емкости;

- равномерно распределяет подачу воды при одновременном большом водопотреблении;

- служит резервным источником водообеспечения потребителей при возникновении неисправностей или аварийном отключении электропитания насосного оборудования системы водоснабжения.

Устройство водонапорной башни отличается достаточной простотой и надежностью конструкции. Водонапорная башня включает в себя следующие элементы (рис. 2):

- монолитный фундамент из железобетона;

- опорную колонну;

- накопительную емкость для воды различной формы и размера;

- подводящий трубопровод для заполнения емкости при помощи насосного оборудования;

- трубопровод системы водопотребления с запорно-регулирующей арматурой;

- систему автоматического управления заполнением емкости водой.

В зависимости от особенностей конструкции водонапорная башня может также иметь защитную оболочку (шатер), предохраняющую емкость с водой от замерзания и попадания внутрь осадков и различного мусора. Для периодического обслуживания в верхней части емкости устанавливается смотровой люк, доступ к которому обеспечивается с помощью лестницы, расположенной внутри или снаружи опорной колонны.

Автоматическое управление заполнением накопительной емкости водой (рис. 2) осуществляется с помощью установленных внутри нее датчиков максимального и минимального уровня, по сигналу которых включается или выключается насосное оборудование, подающее воду в емкость.

Рисунок 2. Автоматическое управление заполнением накопительной емкости (бака)

Принцип работы водонапорной башни следующий (рис. 3):

- вода из подземной скважины или другого источника водоснабжения при помощи насосного оборудования по подающему трубопроводу поступает в накопительную емкость;

- из накопительной емкости вода под напором, определяемым высотой ее установки, поступает в трубопровод системы водоснабжения потребителей;

- при небольшом водопотреблении емкость постепенно заполняется водой и, достигнув максимального уровня, по сигналу датчика насосная станция отключается, прекращая подачу воды;

- в ходе дальнейшего потребления воды ее уровень в емкости постепенно снижается и при достижении определенного минимального уровня срабатывает датчик, включающий насосное оборудование;

- при выходе из строя или аварийном отключении электропитания насосного оборудования оставшаяся в емкости вода продолжает поступать к потребителям, запас которой определяется общим объемом резервуара и установленным минимальным уровнем его заполнения.

Рисунок 3. Принцип работы водонапорной башни

1.3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЕМКОСТЯХ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

В системах водоснабжения резервуары различных видов находят широкое применение в качестве регулирующих и запасных емкостей. Объем этих емкостей включает регулирующий, противопожарный и аварийный запасы воды, а также используется для хранения расходов на технологические нужды самих станций водоподготовки.

Регулирующие емкости устраивают, когда подача воды насосами в отдельные часы суток не соответствует потреблению. В таких емкостях вода аккумулируется в период превышения подачи над водопотреблением и затем расходуется, когда потребление воды превышает се подачу насосами.

Запасные емкости обеспечивают необходимую надежность работы системы водоснабжения. Эти емкости как самостоятельные сооружения строят сравнительно редко. Наиболее часто в одном сооружении содержатся как регулирующие, так и запасные объемы воды.

В зависимости от назначения и способа подачи воды, регулирующие и запасные емкости могут быть напорными (активными), создающими напор в водопроводной сети и безнапорными (пассивными), вода из которых забирается насосами.

К регулирующим и запасным емкостям в системах водоснабжения откосят водонапорные башни, колонны, резервуары и гидропневматические установки.

Водонапорные башни и колонны имеют высоко расположенную емкость, благодаря чему они создают необходимый напор в системе водоснабжения. Такое же назначение имеют резервуары, расположенные на естественной возвышенности. Обычные наземные или частично заглубленные резервуары чистой воды из-за низкого своего расположения не обеспечивают напор, и воду из них забирают насосами.

Гидропневматические установки создают напор в системе водоснабжения сжатым воздухом.

2. МОНТАЖ БАКА В ВОДОНАПОРНОЙ БАШНЕ ОБЪЁМОМ ДО 160М³

2.1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС МОНТАЖА БАКА В ВОДОНАПОРНОЙ БАШНЕ

Строительство водонапорной башни обеспечивает бесперебойное водоснабжение ферм и комплексов. Как правило, для того уменьшить строительную стоимость монтажа водопроводных систем, установку водонапорных башен производят на возвышенности. В таком случае место установки башни определяется гидравлическими и техноэкономическими расчетами подачи и распределения воды в водопроводной системе.

Монтаж водонапорной башни можно производить как на уже существующий фундамент (в случае демонтажа старой башни водопроводной), или когда упала башня старая, так и на вновь изготавливаемый фундамент (новое строительство). Стоимость новой водонапорной башни определяется в зависимости от цены металла, из которого изготавливают водонапорную башню и стоимости монтажа башенной конструкции.

Водонапорные башни Рожновского устанавливаются монтажниками на монолитном железобетонном фундаменте, который выполнен при бетонировании фундамента с помощью закладных и соединительных деталей, которые приваривают к стволу башни при монтаже. Место строительства водонапорной башни объемом 50 кубов в основном зависит от рельефа местности. Монтаж водонапорных башен следует выполнять на возвышенных отметках чтобы уменьшить стоимость строительства. Однако для установки водонапорной башни должно быть протзведены гидравлические и технико-экономические расчеты систем подачи и распределения воды. Если вблизи города имеются достаточно высокие отметки земли, вместо водонапорной башни Рожновского 50 мі можно установить наземный или подземный резервуар для воды.

Водонапорные башни представляют собой сварную листовую конструкцию, которая состоит из цилиндрической обечайки с коническими крышей и днищем, цилиндрической водозаполняющейся опорой. Монтаж наружной лестницы с ограждением следует выполнять после сборки монтажных элементов в единую конструкцию. Монтаж трубопроводов производят через смотровой люк в крыше. На внутренней стенке бака приваривают скобы - ледоудержатели и внутренняя лестница. Установку оборудования водонапорной башни производят монтажники и она состоит из напорно-разводящего трубопровода для подачи воды, переливной и спускной труб. От насосной станции по трубопроводу вода подается в нижнюю часть опоры. Этот же трубопровод также служит для отвода воды потребителям. Установка переливной трубы на наивысшем уровне воды в баке выполняется при производстве монтажных работ.

1 Монтаж водонапорной башни отдают на выполнение строительно-монтажной организации, которая имеет лицензию на право выполнения монтажных работ.

Представитель строительно-монтажной организации может приступать к производству работ только при наличии проект производства работ (ППР).

2 Сборку укрупненных элементов башни в единую конструкцию и выполнение сварочных работ следует осуществлять на земле в горизонтальном положении. Далее, согласно ППР, определяются места и способы строповки водонапорной конструкции. Производство монтажных работ и установка водонапорной башни на бетонный фундамент осуществляется стреловыми грузоподъемными механизмами (кранами) и монтажниками. После строительства водонапорной башни проводят проверку вертикальности ее постановки при помощи геодезических приборов. Качество монтажных работ проверяется по допустимым величинам отклонений от вертикали, установленным правилами приемки и сдачи работ в соответствии с СНиП 3.03.01.-87 "Несущие и ограждающие конструкции". После того как проверили правильность установки башни, днище опоры приваривают к закладным деталям фундамента.

3 После того как монтажные работы по водонапорной башне завершены следует провести гидравлическое испытание согласно разделу СНиПа 3.03.01-87 "Испытание резервуарных конструкций и приема работ".

4 В случае если проектом строительства предусмотрена наружная силовая изоляция, то работы по её устройству выполняются монтажной организацией на месте после проведения испытания и оформления (подписании) акта гидравлического испытания.

2.2 ТЕХНОЛОГИЯ ПОДЪЕМА БАШНИ

Если масса водонапорной башни по грузоподъемности меньше имеющегося крана, а высота подъема крюка от поверхности земли достаточна, то башню устанавливают одним краном. Если одно из указанных условий не выполняется, башню следует устанавливать краном и тракторами, при этом расчетное усилие на крюке крана не должно быть более его грузоподъемности, а высота подъема крюка должна обеспечивать поворот башни на угол не менее 30-45°. Если установить водонапорную башню этими способами невозможно, ее поднимают с помощью падающей стрелы и тракторов. Самым рациональным и экономичным является способ установки водонапорной башни краном, требующий минимального объема подготовительных работ, такелажа и механизмов.

2.3 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ МОНТАЖНЫХ РАБОТ

1 По границам монтажной зоны должны быть вывешены предупредительные плакаты.

2 Нахождение посторонних лиц в зоне монтажа запрещается.

3 Перед началом монтажных работ произвести подробный инструктаж, обращая внимание на особенности каждого этапа работы.

4 До начала монтажа башни вся такелажная оснастка должна быть испытана.

5 Пробный подъём башни с последующей проверкой всей такелажной оснастки производить обязательно.

6 Работать без предохранительных поясов и каски воспрещается.

7 Не допускать падения с высоты инструментов, болтов и прочего, для чего использовать сумки и устанавливать считки ловителя.

8 Подъём бака башни при скорости ветра более 3 баллов производить воспрещается.

3. РАСЧЕТ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТЫ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Высота водонапорной башни должна обеспечивать необходимый напор в наиболее удаленней точке генерального плана фермы (рис 4).

Рисунок 4. Расчетная схема определения высоты водонапорной башни

1 - водонапорная башня; 2 - помещение потребителей (коровник, свинарник, телятник и т.д.)

Высота водонапорной башни НБ, м. определяется по формуле:

,

где НСВ - свободный напор у потребителей, при применении автопоилок

НСВ= 4…5 м.

h - сумма потерь в наиболее удаленной точке водопровода, м;

НГ - геометрическая разность нивелирных отметок в фиксирующей точке и в месте расположения водонапорной башни. Если местность ровная, НГ=0.

При меньшем напоре вода медленно поступает в чашу автопоилки, при большем напоре происходит ее разбрызгивание. При наличии на ферме жилых зданий свободный напор принимают равным при одноэтажной застройке - 8, двухэтажной - 12 м;

Объем водонапорного бака WБ, м³, определяется необходимый запасом воды на хозяйственно-питьевые нужды, противопожарные мероприятия и регулирующим объемом водопотребления по формуле:

,

где WХ - хозяйственно-питьевые нужды, м³;

WП - противопожарные мероприятия, м³;

WР - регулирующий объем водопотребления, м³.

Запас вода на хозяйственно-питьевые нужды определяется из условия бесперебойного водоснабжения фермы в течение 2 ч на случай аварийного отключения электроэнергии по формуле:

,

Противопожарный запас вода на фермах до 300 голов крупного рогатого скота хранится в водонапорной башне из расчета работы двух пожарных струй с расходом 5 л/скаждая в течение 10 мин.

На фермах с поголовьем более 300 голов устанавливаются специальные противопожарные резервуары, рассчитанные на тушение пожара двумя пожарными струями в течение 2 ч с расходом вода 10 л/с.

Регулирующий объем водонапорной башни зависит от максимального суточного потребления воды на ферме и определяется по формуле:

где WР - относительный объем регулирующей емкости, % (табл.2).

Таблица 2. Данные для выбора регулирующей емкости водонапорных башен

После потоки получения WБ выбирают возможности водонапорную приводит башню социуме из качестве следующего процессе ряда отсутствию (табл. статье 3). Если бытие же внимание расчетный субъективно объем общества башни ценности окажется одной больше твердого указанного критика значения, информационного выбирается которое необходимое является число происходит башен. творцом

Таблица 3 словарей - Техническая характеристика водонапорных башен

3.2 СОВРЕМЕННОМ ВЫБОР МОЖНО НАСОСНОЙ СОЦИУМЕСТАНЦИИ ЧЕЛОВЕК

Производительность начинает насосной позиция станции человек зависит личностного от обратной максимальной общество суточной выводу потребности отмечается в которое воде самых и значение режима одной работы оказывает насосной особое станции, историю вычисляется умеренный по происходит формуле: коммуникации

где ТН - возможности время особое работы противоположные насосной ключевой станции, ч, котороезависит от воспринимать количества предстает смен; ТН = 8 - 16 ч.

Рисунок 5 Расчетная схема для определения напора насосной особое станции

Таблица 4 Техническая характеристика погружных сцентробежных насосов

Рисунок 6. Общий вид башни с монолитным железобетонным стволом

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Какую-то сотню лет назад водонапорная башня была одним из важнейших сооружений большинства городов: помимо функции водоснабжения, она зачастую являлась важным дозорным пунктом (например, исполняла функции пожарной каланчи). В наши дни необходимость в водонапорных башнях не столь велика: в крупных городах и на железнодорожных станциях теперь работает современный централизованный водопровод. Но век этих прекрасных технических сооружений ещё далеко не закончен…

Размещено на Allbest.ru