Противопожарное водоснабжение
Назначение, устройство и применение противопожарного водоснабжения. Этапы расчета требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Характеристика насосной станции второго подъема. Способы определения высоты водонапорной башни.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.11.2012 |
| Размер файла | 2,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
противопожарный водоснабжение насосный станция
Целью курсового проекта является систематизирование, закрепление и углубление знаний в области противопожарного водоснабжения, привитие навыков самостоятельной работы с литературными и нормативными источниками.
В процессе выполнения курсового проекта курсант мы получим полное представление об устройстве водопроводной сети, ее трассировке, деталировке и гидравлическому расчету, об определении расчетных расходов воды, а также об устройстве и расчете запасных и регулирующих емкостей, насосных станций.
Обоснование принятой схемы водоснабжения
По заданию предлагается схема объединенного хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водопровода низкого давления поселка и предприятия, расположенного вне населенного пункта (рис. 1.1) с забором воды из подземного источника (артезианские скважины). В начале сети установлена водонапорная башня.
Рис. 1.1. Схема хозяйственно-противопожарного водопровода поселка и предприятия.1 - санитарная зона артезианских скважин; 2 - резервуары чистой воды; 3 - камера переключения; 4 - насосная станция II подъема; 5 - водопроводы; 6 - водонапорная башня; 7 - водопроводная сеть поселка; 8 - предприятие.
Необходимо описать расположение и назначение водонапорной башни, резервуаров чистой воды, насосов насосной станции II подъема, водопроводов, магистральных сетей.
2. Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия
2.1 Определение водопотребителей
Определить хозяйственно-питьевое и производственное водопотребление в системе водоснабжения, обслуживающей населенный пункт и предприятие.
Число жителей в населенном пункте к концу расчетного периода 8000 человек. Здания оборудованы внутренним водопроводом, канализацией и ванны с местными водонагревателями. Застройка зданий в 3 этажа. В населенном пункте имеется больница на 75 коек с сан. узлами, приближенными к палатам объемом до 25000 м3, здание больницы трехэтажное. Магистральная водопроводная сеть и водоводы проложены из стальных труб с внутренним пластмассовым покрытием. Длина водоводов от НС-II до водонапорной башни . Промышленное предприятие расположено вне населенного пункта, по пожарной опасности относится к категории «В», два производственных корпуса III степени огнестойкости, один объемом 200 тыс. м3, другой объемом 30 тыс. м3, ширина зданий более 24 м, площадь территории предприятия более 150 га. Предприятие работает в две смены, количество рабочих в каждой смене Nсм.=400 человек. Расход воды на производственные нужды =600 м3/см. Душ принимают 70 % рабочих в смену. Генплан водопроводной сети приведен на рис. 1.1.
2.2 Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды
Определение водопотребления начинаем с поселка, поскольку он является основным потребителем.
В соответствии с п.2.1, табл. 1 [10] норму водопотребления на одного человека принимаем 200 л/сут.
Суточный расход
Суточный расход с учетом примечания 4, п 2.1 [10]
Расчетный расход наибольшего водопотребления в сутки
согласно п. 2.2 [10], принимаем .
Расчетный часовой максимальный расход воды
Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления
Принимаем по п. 2.2 и табл. 2 [10] =1,2 и =1,3, тогда
По приложению 1 [12] принимаем
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды больницы
где (приложение 3 [9]).
Коэффициент часовой неравномерности водопотребления для больницы принимаем по приложению 1 [12].
Суммарный расход воды по поселку
Определение водопотребления предприятия
В соответствии п.2.4 [10], приложения 3 [9] и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем qн.х-п = 25 л/(см. чел) (приложение 3 [9]). Водопотребление в смену
Суточное водопотребление
Расход воды на душевые в смену
Количество душевых сеток
в сутки
Расход воды на производственные нужды в смену (по заданию), в час
Суточное водопотребление на производственные нужды
Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит
Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен
Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (табл. 2.1).
Таблица 2.1 - Водопотребление по часам суток в поселке и на промышленном предприятии
|
Часы суток |
Поселок |
Предприятие |
Всего за сутки |
||||||||
|
на хозяйственно- питьевые нужды |
Общественное здание (больница) |
на хозяйственно-питьевые нужды |
% от суточного водопотребления |
||||||||
|
% от при Кч=1.45 |
% от при Кч=2,5 |
% от при Кч=3 |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
0-1 |
1 |
22,08 |
0,2 |
0,03 |
12,5 |
1,25 |
35 |
75 |
133,36 |
3,80 |
|
|
1-2 |
1 |
22,08 |
0,2 |
0,03 |
0 |
0 |
22,11 |
0,63 |
|||
|
2-3 |
1 |
22,08 |
0,2 |
0,03 |
0 |
0 |
22,11 |
0,63 |
|||
|
3-4 |
1 |
22,08 |
0,2 |
0,03 |
0 |
0 |
22,11 |
0,63 |
|||
|
4-5 |
2 |
44,16 |
0,5 |
0,075 |
0 |
0 |
44,24 |
1,26 |
|||
|
5-6 |
3 |
66,24 |
0,5 |
0,075 |
0 |
0 |
66,32 |
1,89 |
|||
|
6-7 |
5 |
110,4 |
3 |
0,45 |
0 |
0 |
110,85 |
3,16 |
|||
|
7-8 |
6,50 |
143,52 |
5 |
0,75 |
0 |
0 |
144,27 |
4,11 |
|||
|
8-9 |
6,5 |
143,52 |
8 |
1,2 |
0 |
0 |
144,72 |
4,12 |
|||
|
9-10 |
5,5 |
121,44 |
10 |
1,5 |
6,25 |
0,625 |
75 |
198,57 |
5,65 |
||
|
10-11 |
4,5 |
99,36 |
6 |
0,9 |
6,25 |
0,625 |
75 |
175,89 |
5,01 |
||
|
11-12 |
5,5 |
121,44 |
10 |
1,5 |
6,25 |
0,625 |
75 |
198,57 |
5,65 |
||
|
12-13 |
7 |
154,56 |
10 |
1,5 |
18,75 |
1,875 |
75 |
232,94 |
6,63 |
||
|
13-14 |
7 |
154,56 |
6 |
0,9 |
37,5 |
3,75 |
75 |
234,21 |
6,67 |
||
|
14-15 |
5,5 |
121,44 |
5 |
0,75 |
6,25 |
0,625 |
75 |
197,82 |
5,63 |
||
|
15-16 |
4,5 |
99,36 |
8,5 |
1,275 |
6,25 |
0,625 |
75 |
176,26 |
5,02 |
||
|
16-17 |
5 |
110,4 |
5,5 |
0,825 |
12,5 |
1,25 |
35 |
75 |
222,48 |
6,33 |
|
|
17-18 |
6,5 |
143,52 |
5 |
0,75 |
6,25 |
0,625 |
75 |
219,90 |
6,26 |
||
|
18-19 |
6,5 |
143,52 |
5 |
0,75 |
6,25 |
0,625 |
75 |
219,90 |
6,26 |
||
|
19-20 |
5 |
110,4 |
5 |
0,75 |
6,25 |
0,625 |
75 |
186,78 |
5,32 |
||
|
20-21 |
4,5 |
99,36 |
2 |
0,3 |
18,75 |
1,875 |
75 |
176,54 |
5,03 |
||
|
21-22 |
3 |
66,24 |
0,7 |
0,105 |
37,5 |
3,75 |
75 |
145,10 |
4,13 |
||
|
22-23 |
2 |
44,16 |
3 |
0,45 |
6,25 |
0,625 |
75 |
120,24 |
3,42 |
||
|
23-24 |
1 |
22,08 |
0,5 |
0,075 |
6,25 |
0,625 |
75 |
97,78 |
2,78 |
||
|
Всего |
100 |
2208 |
100 |
15 |
200 |
20 |
70 |
1200 |
3513 |
100 |
Из табл. 2.1 видно, что по поселку и предприятию наибольшее водопотребление происходит с 13 до 14 ч., в это время на все нужды воды расходуется 234,21 м3/ч или
По предприятию расчетный расход
Расчетный расход общественного здания (больницы)
Собственно поселок расходует
По данным графы 11 табл. 2.1 строим график водопотребления объединенного водопровода по часам суток (рис. 2.1).
Рис 2.1. График водопотребления
2.3 Определение расчетных расходов воды на пожаротушение
Расчетные расходы воды для наружного пожаротушения в населенных пунктах и на промышленных предприятиях определяются по СНиП 2.04.02-84*, п. п. 2.12-2.23, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85*, п.п. 6.1-6.6.
В населенных пунктах число одновременных пожаров и расход воды на один пожар зависят от количества жителей и этажности застройки. На промышленных предприятиях число одновременных пожаров зависит от площади территории предприятий, а расчетный расход воды на наружное пожаротушение - от степени огнестойкости зданий, категорий зданий по пожаро-взрывоопасности, объема зданий, наличия фонарей, ширины здания, наличия автоматических установок пожаротушения. Расчетное количество одновременных пожаров для объединенных водопроводов, обслуживающих населенные пункты и промышленные предприятия, расположенные вне населенного пункта, зависит от площади территории предприятия и количества жителей в населенном пункте (п. 2.23. [10]).Расчетные расходы воды для внутреннего пожаротушения и расчетное количество струй в населенных пунктах зависит от назначения здания, высоты (этажности); объема, а на промышленных предприятиях от степени огнестойкости зданий, категории здания по пожарной опасности; объема зданий (п. 6.1. [9]).
Определим расчетные расходы воды для пожаротушения по данным приведенного выше примера. Расчетное количество одновременных пожаров и расходы воды на пожаротушение для объединенных водопроводов, обслуживающих населенные пункты и промышленные предприятия, расположенные вне населенного пункта, определяются по п.2.23 [10].
Населенный пункт. Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.23, при количестве жителей 8000 человек и трехэтажной застройке принимаем один пожар (п. 2.12, табл. 5 [10]) с расходом воды 15л/с на один пожар:
Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке, при наличии больницы, здание трехэтажное объемом до 25000 м3, согласно [9], п. 6.1, табл. 1. принимаем равным 5л/с, (две струи производительностью 2,5 л/с каждая).
Промышленное предприятие. Согласно п. 2.14, табл. 7 [10], при ширине зданий более 24 м, категории В, III степени огнестойкости, расчетный расход воды для здания объемом 30 тыс. м3 , а для здания объемом 200 тыс. м3 .
Так как площадь территории предприятия более 150 га, то в соответствии с п.2.22 [10] принимаем два одновременных пожара,
Согласно [9], п. 6.1, табл. 2 расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета двух струй производительностью 5л/с каждая, тогда:
Таким образом,
3. Гидравлический расчет водопроводной сети поселка
Произведем гидравлический расчет водопроводной сети, показанной на рис. 3.1. Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 65,06 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 21,88 л/с, а сосредоточенный расход общественного здания 0,25 л/с.
Рис. 3.1. Расчётная схема водопроводной сети
1. Определим равномерно распределенный расход:
2.Определим удельный расход:
3. Определим путевые отборы: Результаты приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Путевые расходы
|
Номер участка |
Длина участка, м |
Путевой отбор, л/с |
|
|
1-2 |
1000 |
4,293 |
|
|
2-3 |
1500 |
6,440 |
|
|
3- 4 |
1000 |
4,293 |
|
|
4-5 |
1500 |
6,440 |
|
|
5-6 |
1500 |
6,440 |
|
|
6-7 |
500 |
2,147 |
|
|
7-1 |
1000 |
4,293 |
|
|
7- 4 |
2000 |
8,586 |
|
|
42,93 |
4. Определим узловые расходы:
Аналогично определяем расходы воды для каждого узла. Результаты приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 - Узловые расходы
|
Номер узла |
Узловой расход |
|
|
1 |
4,293 |
|
|
2 |
5,366 |
|
|
3 |
5,366 |
|
|
4 |
9,659 |
|
|
5 |
6,440 |
|
|
6 |
4,293 |
|
|
7 |
7,513 |
|
|
42,930 |
5. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 - сосредоточенный расход общественного здания (вместо точки 3 можно взять любую другую точку). Тогда Q5=28,32 л/с, Q3=5,616 л/с. Величины узлов расходов показаны на рис. 3.2. С учетом сосредоточенных расходов .
Рис 3.2. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами
6. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара). Выберем диктующую точку, т.е. конечную точку подачи воды. В данном примере за диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 2.3). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5-, третье - 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться соотношение q1+q1-2+q1-7=Qпос.пр. Величины q1=4.293л/с и Qпос.пр=65.06л/с известны, а q1-2 и q1-7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например,q1-2=40л/с.
Тогда q1-7 =Qпос.пр-(q1+q1-2)=65.06-(4.293+40)=20.767 л/с. Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:
Значения q1-7 =20.767 л/c и q7=7.513 л/c известны, а q7-4 и q7-6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q7-4=1 л/c.
Тогда q7-6 =q1-7-(q7+q7-4)=20.767-(7.513+1)=12.254 л/с.
Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:
q2-3 = q1-2-q2, q3-4 = q2-3-q3,
q4-5 = q7-4+q3-4-q4, q6-5=q7-6-q6.
В результате получится:
q2-3 = 34.634 л/с, q3-4 = 29.018 л/с,
q4-5 = 20.359 л/с, q6-5 = 7.961 л/с.
Проверка: q5=q4-5+q6-5, q5 = 20.359+7.961=28.32 л/с.
Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показана на рис. 3.3.
Водопроводная сеть с диаметрами, определенными по экономическому фактору и расходам в обычное время (без пожара), кроме того, должна обеспечивать подачу воды для пожаротушения.
При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов воды на душ, поливку территории и т.п. (п. 2.21 [10]). Для водопроводной сети, показанной на рис. 3.1, расход воды для пожаротушения следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от места ввода (от точки 1), т.е. . Однако из таблицы водопотребления (табл. 2.1) видно, что без учета расхода воды на душ час максимального водопотребления будет с 13 до 14 часов.
Рис.3.3. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении
Расход воды Q'пос.пр=154.56 м3/ч=65.06 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен Q'пр=78.75 м3/ч=21.875 л/с, а сосредоточенный расход общественного здания Qоб.зд=0.9 м3/ч=0.25 л/с.
Поэтому при гидравлическом расчете сети при пожаре:
Т.к. ,то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара. Определим узловые расходы так, как это делалось без пожара. При этом следует учитывать, что сосредоточенными расходами будут:
Равномерно распределенный расход будет равен:
Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 3.4.
Рис. 3.4. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при пожаре.
7. Определим диаметры труб участков сети
Для стальных труб по экономическому фактору Э=0,75 и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению 2 [12] определяются диаметры труб участков водопроводной сети:
d1-2= 0,4 м; d2-3= 0,35 м; d3-4= 0,3 м;
d4-5= 0,35 м; d5-6= 0,25 м; d6-7= 0,25 м;
d4-7= 0,25 м; d1-7= 0,4 м.
Следует иметь в виду, что обычно рекомендуют определять диаметры по предварительно распределенным расходам без учета расхода воды на пожаротушение, а затем проверять водопроводную сеть с найденными таким образом диаметрами на возможность пропуска расходов воды при пожаре. При этом в соответствии с п. 2.30 [10] максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60 м. Определяем диаметры по предварительным расходам при максимальном хозяйственно- производственном водопотреблении (т.е. без учета расхода воды на пожаротушение), и получаем следующие диаметры:
d1-2= 0,3 м; d2-3= 0,3 м; d3-4= 0,25 м;
d1-7= 0,3 м; d7-4= 0,2 м; d7-6= 0,2 м;
d4-5= 0,2 м; d6-5= 0,1 м.
Расчеты показали, что при этих диаметрах потери напора в сети при пожаре более 60 м. Это объясняется тем, что для сравнительно небольших населённых пунктов соотношение расходов воды по участкам водопроводной сети при пожаре и при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении довольно большое.
Поэтому диаметры труб некоторых участков следует увеличить и заново выполнить гидравлический расчет сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении и при пожаре.
В связи с вышеизложенным и для упрощения расчетов в курсовом проекте допускается определять диаметры участков сети по предварительным расходам при пожаре.
Увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.
При увязке потери напора в стальных трубах следует определять по формуле:
Увязка сети продолжается до тех пор, пока величина невязки в каждом кольце не будет менее 1 м.
Увязку удобно выполнять в виде таблицы (табл. 3.3).
Таблица 3.3 - Увязка сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении
|
Ном-ер кольца |
Участок сети |
Расход воды q, л/с |
Расчетный внутренний диаметр dp,м |
Длина l, м |
Скорость V, м/с |
м |
Гидравлический уклон |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
I |
1-2 |
40 |
0,4 |
1000 |
0,318 |
0,091 |
0,336 |
0,27 |
|
|
2-3 |
34,6 |
0,35 |
1500 |
0,360 |
0,114 |
0,287 |
0,40 |
||
|
3-4 |
29 |
0,3 |
1000 |
0,410 |
0,145 |
0,239 |
0,61 |
||
|
4-7 |
1 |
0,25 |
2000 |
0,020 |
0,001 |
0,192 |
0,00 |
||
|
7-1 |
20,8 |
0,4 |
1000 |
0,166 |
0,028 |
0,336 |
0,08 |
||
|
II |
4-5 |
20,4 |
0,35 |
1500 |
0,212 |
0,044 |
0,287 |
0,15 |
|
|
5-6 |
8 |
0,25 |
1500 |
0,163 |
0,027 |
0,192 |
0,14 |
||
|
7-6 |
12,3 |
0,25 |
500 |
0,251 |
0,059 |
0,192 |
0,31 |
||
|
7-4 |
1 |
0,25 |
2000 |
0,020 |
0,001 |
0,192 |
0,00 |
||
|
Потери напора h, м |
Первое исправление |
||||||||
|
?q', л/с |
q'=q+Дq' , л/с |
V,м/с |
i*10-3 |
h, м |
|||||
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
||
|
1-2 |
0,27 |
0,0068 |
-12,5 |
27,49 |
0,219 |
0,046 |
0,14 |
0,14 |
|
|
2-3 |
0,60 |
0,0172 |
-12,5 |
22,09 |
0,230 |
0,050 |
0,18 |
0,26 |
|
|
3-4 |
0,61 |
0,0210 |
-12,5 |
16,49 |
0,233 |
0,052 |
0,22 |
0,22 |
|
|
4-7 |
-0,01 |
0,0065 |
10,0 |
11,00 |
0,224 |
0,048 |
0,25 |
-0,50 |
|
|
7-1 |
-0,08 |
0,0040 |
12,5 |
33,31 |
0,265 |
0,065 |
0,19 |
-0,19 |
|
|
Дh=1,39;?(h/q)=0,0554 ?q'=?h/2?(h/q)=1,39/(2*0,0554)=12,5 л/с |
|||||||||
|
4-5 |
0,23 |
0,0112 |
1,2 |
21,6 |
0,35 |
0,108 |
0,38 |
0,57 |
|
|
5-6 |
-0,21 |
0,0263 |
-1,2 |
6,8 |
0,363 |
0,116 |
0,6 |
-0,9 |
|
|
7-6 |
-0,15 |
0,0125 |
-1,2 |
11,1 |
0,738 |
0,426 |
2,22 |
-1,11 |
|
|
7-4 |
0,01 |
0,0065 |
10 |
11,0 |
0,52 |
0,224 |
1,17 |
2,34 |
|
|
Дh=-0,13;?(h/q)=0,0564 ?q'=?h/2?(h/q)=-0,13/(2*0,0564)=-1,2 л/с |
|||||||||
|
Второе исправление |
|||||||||
|
?q'', л/с |
q''=q+Дq'' ,л/с |
V, м/с |
i*10-3 |
h, м |
|||||
|
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|||
|
1-2 |
0,0050 |
0,5 |
28,0 |
0,223 |
0,048 |
0,14 |
0,14 |
||
|
2-3 |
0,0119 |
0,5 |
22,6 |
0,235 |
0,052 |
0,18 |
0,27 |
||
|
3-4 |
0,0132 |
0,5 |
17,0 |
0,240 |
0,055 |
0,23 |
0,23 |
||
|
4-7 |
0,0455 |
1 |
12,0 |
0,245 |
0,056 |
0,29 |
-0,59 |
||
|
7-1 |
0,0058 |
-0,5 |
32,8 |
0,261 |
0,064 |
0,19 |
-0,19 |
||
|
Дh=-0,08;?(h/q)=0,0814 Дq''=-0,5 л/с |
|||||||||
|
4-5 |
0,0264 |
-1,0 |
20,6 |
0,214 |
0,044 |
0,15 |
0,23 |
||
|
5-6 |
0,1314 |
1,0 |
7,8 |
0,159 |
0,026 |
0,13 |
-0,20 |
||
|
7-6 |
0,0996 |
1,0 |
12,1 |
0,247 |
0,057 |
0,30 |
-0,15 |
||
|
7-4 |
0,2127 |
1,0 |
12,0 |
0,245 |
0,056 |
0,29 |
0,59 |
||
|
Дh=0,9;?(h/q)=0,47 Дq''=1 л/с |
Как видно из табл. 3.3 положительные результаты (величина невязки в каждом кольце должна быть менее 1м) достигнуты после второго исправления.
Следует иметь в виду, что для участка 4-7 (рис. 3.4, 3.5), который является общим для обоих колец, вводится две поправки - из первого кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в другое следует сохранять.
Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке), как видно по направлениям стрелок на рис. 2.4, могут пойти по трем направлениям стрелок на рис. 2.4 , могут пойти по трем направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5, третье - 1-7-6-5. Средние потери напора в сети можно определить по формуле:
где: , ,
Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении:
м.
м.
м.
м.
Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении показана на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении.
4. Определение режима работы НС-II
Выбор режима работы насосной станции второго подъема (HC-II) определяется графиком водопотребления (рис. 4.1). В те часы, когда подача НС-II больше водопотребления поселка, избыток воды поступает в бак водонапорной башни, а в часы, когда подача НС-II меньше водопотребления поселка, недостаток воды поступает из бака водонапорной башни. Для обеспечения минимальной емкости бака график подачи воды насосами стремятся максимально приблизить к графику водопотребления. Однако частое включение и выключение насосов усложняет эксплуатацию насосной станции и отрицательно сказывается на электрической аппаратуре управления насосными агрегатами. Установка большой группы насосов с малой подачей приводит к увеличению площади HC-II и КПД насосов с меньшей подачей ниже, чем КПД насосов с большей подачей. Поэтому обычно принимают двух или трехступенчатый режим работы НС-II. При любом режиме работы НС-II подача насосов должна обеспечить полностью (100%) потребление воды поселком. Примем двухступенчатый режим работы НС-II с подачей каждым насосом 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,524=60% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100-60=40% суточного расхода воды и надо его включать на 40/2,5=16 ч.
Рис. 4.1. Режим работы НС-II и график водопотребления
В соответствии с графиком водопотребления (рис. 4.1) предлагается второй насос включать в 6 ч и выключать в 22 ч. Этот режим работы НС-II нанесен на рис. 4.1 пунктирной линией.
Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим табл. 4.1. В столбце 1 проставлены часовые промежутки, а в столбце 2 часовое водопотребление в % от суточного водопотребления, в соответствии со столбцом 11 табл. 2.1. В столбце 3 подача насосов в процентах в соответствии с предложенным режимом работы НС-II (рис. 4.1).
Таблица 4.1 - Водопотребление и режим работы насосов
|
Время суток |
Часовое водопотребление (см. табл. 2.1, графа 11) |
I вариант |
II вариант |
|||||||
|
Подача насосов |
Поступление в бак |
Расход из бака |
Остаток в баке |
Подача насосов |
Поступление в бак |
Расход из бака |
Остаток в баке |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
0-1 |
3,8 |
2,5 |
1,3 |
-1,3 |
3 |
0,8 |
-0,8 |
|||
|
1-2 |
0,63 |
2,5 |
1,87 |
0,57 |
3 |
2,37 |
1,57 |
|||
|
2-3 |
0,63 |
2,5 |
1,87 |
2,44 |
3 |
2,37 |
3,94 |
|||
|
3-4 |
0,63 |
2,5 |
1,87 |
4,31 |
3 |
2,37 |
6,31 |
|||
|
4-5 |
1,26 |
2,5 |
1,24 |
5,55 |
3 |
1,74 |
8,05 |
|||
|
5-6 |
1,89 |
2,5 |
0,61 |
6,16 |
3 |
1,11 |
9,16 |
|||
|
6-7 |
3,16 |
5 |
1,84 |
8 |
3 |
0,16 |
9 |
|||
|
7-8 |
4,11 |
5 |
0,89 |
8,89 |
3 |
1,11 |
7,89 |
|||
|
8-9 |
4,12 |
5 |
0,88 |
9,77 |
3 |
1,12 |
6,77 |
|||
|
9-10 |
5,65 |
5 |
0,65 |
9,12 |
3 |
2,65 |
4,12 |
|||
|
10-11 |
5,01 |
5 |
0,01 |
9,11 |
3 |
2,01 |
2,11 |
|||
|
11-12 |
5,65 |
5 |
0,65 |
8,46 |
3 |
2,65 |
-0,54 |
|||
|
12-13 |
6,63 |
5 |
1,63 |
6,83 |
7 |
0,37 |
-0,17 |
|||
|
13-14 |
6,67 |
5 |
1,67 |
5,16 |
7 |
0,33 |
0,16 |
|||
|
14-15 |
5,63 |
5 |
0,63 |
4,53 |
7 |
1,37 |
1,53 |
|||
|
15-16 |
5,02 |
5 |
0,02 |
4,51 |
7 |
1,98 |
3,51 |
|||
|
16-17 |
6,33 |
5 |
1,33 |
3,18 |
7 |
0,67 |
4,18 |
|||
|
17-18 |
6,26 |
5 |
1,26 |
1,92 |
7 |
0,74 |
4,92 |
|||
|
18-19 |
6,26 |
5 |
1,26 |
0,66 |
7 |
0,74 |
5,66 |
|||
|
19-20 |
5,32 |
5 |
0,32 |
0,34 |
3 |
2,32 |
3,34 |
|||
|
20-21 |
5,03 |
5 |
0,03 |
0,31 |
3 |
2,03 |
1,31 |
|||
|
21-22 |
4,13 |
5 |
0,87 |
1,18 |
3 |
1,13 |
0,18 |
|||
|
22-23 |
3,42 |
2,5 |
0,92 |
0,26 |
3 |
0,42 |
-0,24 |
|||
|
23-24 |
2,78 |
2,5 |
0,28 |
-0,02 |
3 |
0,22 |
-0,02 |
|||
|
Всего |
100 |
Емкость бака башни получилась равной
9,77+-1,3=11,07% от суточного расхода воды.
Проанализируем второй режим работы НС-II. Так, для приведенного графика водопотребления определим регулируемую емкость бака для ступенчатого режима работы НС-II с подачей, например, по 3 % суточного расхода воды каждым насосом. Один насос за 24 ч подаст суточного расхода.
На долю второго насоса приходится и он должен работать часа. Второй насос предлагается включать с 12 до 19 часов. Этот режим работы НС-II показан на графике рис.4.1 штрихпунктирной линией. Регулирующая емкость бака (столбцы 7, 8, 9, 10 табл. 3.1) будет равна 9,16+-0,8=9,96%, т.е. при этом режиме необходимо увеличение емкости бака водонапорной башни, таким образом, окончательно выбираем режим работы НС-II по II варианту.
5. Гидравлический расчет водоводов
Цель гидравлического расчета водоводов - определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы, как и водопроводная сеть, рассчитываются на два режима работы: на пропуск хозяйственно-питьевых, производственных расходов воды в соответствии с режимом работы НС-II, и на пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных расходов и расходов на пожаротушение с учетом требований п. 2.21 [10].
Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диаметров труб водопроводной сети, изложенная в разделе 2. В рассматриваемом примере задано, что водоводы проложены из стальных труб и длина водоводов от HC-II до водонапорной башни lвод=600 м. Учитывая, что в примере принят неравномерный режим работы HC-II с максимальной подачей насосов Р=2,5+2,5=5% в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:
Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход воды по одному водоводу равен
При значении Э=0,75 из приложения 2 определяем диаметр водоводов . Скорость воды в водоводе определяется из выражения , где - площадь живого сечения водовода.
При расходе Qвод=87,5 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,3 м будет равна:
Потери напора определяются по формуле [10]:
Для стальных труб (приложение 10 [10])
; ; ;
Потери напора в водоводах составят:
Общий расход воды в условиях пожаротушения в рассматриваемом примере равен . Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения: .
При этом скорость движения воды в трубопроводе:
Потери напора в водоводах при пожаре:
Потери напора в водоводах (hвод, hвод.пож.) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.
6. Расчет водонапорной башни
Водонапорная башня предназначена для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды и создания требуемого напора в водопроводной сети.
6.1 Определение высоты водонапорной башни
Высота водонапорной башни определяется по формуле:
,
где: 1,1 -коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (п. 4, приложение 10 [10]);
hc - потери напора водопроводной сети при работе ее в обычное время;
zдт, zвб - геодезические отметки соответственно в диктующей точке и вместе установки башни.
Минимальный напор Нсв в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание согласно п. 2.26 [10] должен быть равен
где n - число этажей.
В рассматриваемом примере hc =0,807 м (см.2.1).
и
6.2 Определение емкости бака водонапорной башни
Емкость бака водонапорной башни должна быть равна п. 9.1 [10]:
,
где: Wрег - регулирующая емкость бака:
,
где: К - коэффициент, учитывает регулирующий объем бака водонапорной башни в % от суточного расхода воды в поселке.
- общий расход воды в населенном пункте за сутки.
Wн.з. - объем неприкосновенного запаса воды, величина которого определяется в соответствии с п. 9.5 СНиП 2.04.02-84* из выражения:
Первое слагаемое - запас воды, необходимый на 10-ти минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара; второе слагаемое - запас воды на 10 минут, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Регулирующий объем воды в емкостях (резервуарах, баках водонапорных башен) должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле, приведенной в п.9.2 СНиП 2.04.02-84*. Объем воды для хозяйственно-питьевых нужд и для целей пожаротушения может быть определен таким образом:
это для Qхоз в л/с и при
это для Qпож в л/с при
При этом нужно иметь в виду, что противопожарный объем воды водонапорной башни, общей для населенного пункта и промышленного предприятия, надлежит принимать по большему расчетному расходу для предприятия или населенного пункта.
Регулирующий объем воды в емкостях (резервуарах, баках водонапорных башен) должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле, приведенной в п. 9.2 [10]. В нашем примере определен график водопотребления и предложен режим работы HC-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К=9,96 % от суточного расхода воды в поселке (раздел 4):
где =3513 м3/сутки (табл. 2.1).
Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушение одного пожара на предприятии, то
Согласно табл. 2.1:
Таким образом,
По приложению 3 [12] принимаем водонапорную башню (номер типового проекта 901-5-12/70) высотой 25 м с баком емкостью 500 м3.
Зная емкость бака определяем его диаметр и высоту:
,
Эти величины составят:
,
7. Расчет резервуаров чистой воды
Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъема и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения
Регулирующая емкость резервуаров чистой воды может быть определена на основе анализа работы насосных станций в I и II подъема.
Режим работы HC-I обычно принимается равномерный, так как такой режим наиболее благоприятен для оборудования HC-I и сооружений для обработки воды. При этом HC-I, также как и НС-II, должна подать все 100 % суточного расхода воды в поселке. Следовательно, часовая подача воды HC-I составит 100/24=4,167 % от суточного расхода воды в поселке. Режим работы НС-II приведен в разделе 4.
Для определения Wрег воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-1 и НС-11 (рис. 7.1). Регулирующий объем в % от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей «б».
, или
В рассматриваемом примере суточный расход воды составляет 3513 м3, а регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:
Неприкосновенный запас воды (Wн.з.) в соответствии с п. 9.4 [10] определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов п. 2.12-2.17, 2.20, 2.22-2.24 [10] и п. 6.1 - 6.4 [9], а также специальных средств пожаротушения (спринклеров, дренчеров и других аппаратов, не имеющих собственных резервуаров) согласно п. 2.18 и 2.19 [10] и обеспечения максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожаротушения с учетом требований п. 2.21 [10].
Таким образом,
Рис. 7.1. Режим работы НС-II и HC-I
При определении объема неприкосновенного запаса воды в резервуарах допускается учитывать пополнение их водой во время тушения пожара, если подача воды в резервуары осуществляется системами водоснабжения I и II категории по степени обеспеченности подачи воды, т.е.
В нашем примере:
где - расчетная продолжительность тушения пожара (п. 2.24 [10]). При определении Qхоз. Краткая характеристика населенного пункта. Расчет расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные нужды и на пожаротушение. Гидравлический расчет водопроводной сети. Расчет напорно-регулирующих емкостей и насосной станции второго подъема. Анализ гидравлического расчета водопроводной сети. Рассмотрение особенностей методики проектирования и технико-экономического расчета устройств противопожарного водопровода. Этапы расчета расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Определение водопотребителей, расчёт потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды населенного пункта и промышленного предприятия. Определение высоты водонапорной башни. Расчет резервуаров чистой воды, подбор насосов. Система водоснабжения как комплекс инженерных сооружений для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи к потребителям. Расчеты суточного расхода на нужды населенного пункта. Хозяйственно-противопожарная схема водоснабжения. Расчет производительности насосной станции второго подъема. Построение ступенчатого и интегрального графиков водопотребления. Расчет регулирующей вместимости водонапорной башни при равномерной работе станции. Выбор оборудования и трубопроводной арматуры. Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения и их предназначение. Расчет водоснабжения поселка. Определение расчетных расходов на участках водопроводной сети. Распределение воды в кольце, диаметр труб, скорость и потеря напора. Расчет насосной установки. Проектирование водонапорной башни, водозабора и насосной станции. Разбивка трассы трубопровода. Определение количество потребляемой воды и режима её потребления. Гидравлический расчёт водопроводной сети. Выбор способа бурения скважины, бурового станка. Природно-климатическая характеристика района расположения города Гомеля. Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Гидравлический расчет кольцевой сети на пропуск максимального расхода. Составление графиков водопотребления. Методика расчета и проектирования водопроводной сети для города и промышленного предприятия. Выбор места расположения головных водопроводных сооружений и башни. Определение суточных расходов воды и их режимов, емкостей водонапорной башни и резервуаров. Определение расчетных расходов воды промышленным предприятием. Балансовая схема движения воды и примеси. Разработка режима работы насосной станции второго подъема. Гидравлический расчет сетей водоснабжения. Выбор типа и расчет охлаждающего устройства. Определение расчётного расхода воды отдельными категориями потребителей. Расходы воды на коммунальные нужды города, предприятий и хозяйственно-питьевые нужды населения. Трассировка магистральных водопроводных сетей и составление их расчётных схем. Расчет водопроводной насосной станции 2-го подъема, определение категории надежности станции. Расчет вместимости бака водонапорной башни. Проектирование станции, подбор и размещение оборудования. Определение технико-экономических показателей станции. Расчет максимальной подачи насосной станции. Определение диаметра и высоты бака башни, потерь напора во всасывающих и напорных водоводах, потребного напора насосов в случае максимального водопотребления, высоты всасывания. Подбор дренажного насоса. Выбор режима работы насосной станции. Определение объема и размеров бака водонапорной башни. Определение емкости безнапорных резервуаров чистой воды. Подбор насосов, построение характеристик параллельной работы насосов, трубопроводов. Электрическая часть. Определение расхода води в сети и ее распределения в кольце, диаметра труб, скорости, потерь напора, магистрали, высоты, емкости бака, простых, сложных ответвлений с целью проектирования водоснабжения. Расчет параметров обточки колеса и мощности насоса. Насосные и воздуходувные станции как основные энергетические звенья систем водоснабжения и водоотведения. Расчёт режима работы насосной станции. Выбор марки хозяйственно-бытовых насосов. Компоновка насосной станции, выбор дополнительного оборудования. Подбор и регулирование центробежных насосов водоснабжения с водонапорной башней при экономичном режиме работы насосной станции. Исследование параллельного и последовательного включений одинаковых насосов и определение оптимальной схемы их соединения. Определение расчетного расхода воды отдельными категориями потребителей. Использование воды на коммунальные нужды города, для промышленных предприятий и на пожаротушение. Трассировка магистральных водопроводных сетей и составление их расчетных схем. Определение расходов воды и скоростей в напорном трубопроводе. Расчет потребного напора насосов. Определение отметки оси насоса и уровня машинного зала. Выбор вспомогательного и механического технологического оборудования. Автоматизация насосной станции. Понятие нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды для жилой застройки. Расход воды на нужды бань и прачечных, поливку улиц и зеленых насаждений, пожаротушение. Расчет сетей водоотведения города, определение расходов сточных вод на участках.
Подобные документы
курсовая работа [94,0 K], добавлен 08.10.2010
дипломная работа [423,7 K], добавлен 15.11.2012
курсовая работа [2,3 M], добавлен 25.03.2013
курсовая работа [48,6 K], добавлен 10.11.2010
курсовая работа [46,0 K], добавлен 23.12.2012
курсовая работа [491,2 K], добавлен 16.05.2010
дипломная работа [185,9 K], добавлен 26.11.2010
курсовая работа [366,9 K], добавлен 24.02.2014
курсовая работа [309,1 K], добавлен 04.06.2010
курсовая работа [455,4 K], добавлен 14.05.2015
контрольная работа [137,5 K], добавлен 20.12.2010
курсовая работа [426,2 K], добавлен 13.02.2016
курсовая работа [737,9 K], добавлен 22.06.2015
курсовая работа [584,6 K], добавлен 28.09.2015
курсовая работа [241,0 K], добавлен 26.04.2010
курсовая работа [375,7 K], добавлен 16.12.2012
контрольная работа [86,7 K], добавлен 20.02.2011
контрольная работа [89,9 K], добавлен 09.06.2010
курсовая работа [49,0 K], добавлен 08.10.2012
курсовая работа [73,9 K], добавлен 06.03.2010