Дипломная работа: Водоснабжение города и промышленных предприятий
В
соответствии с исходными данными из городского водопровода в каждый час
неравномерно (Кч = 1) на технологические ныжды поступает:
П/П
№1:
Q2 = 0,031 м3/с,
следовательно восполнение потерь воды из оборотной системы будет обеспечено за
счет подачи недостающего количества воды из системы городского водоснабжения;
будет равен:
П/П
№2:
Q2 = 0,04 м3/с,
следовательно восполнение потерь воды из оборотной системы будет обеспечено за
счет подачи недостающего количества воды из системы городского водоснабжения;
будет равен:
2.2.5.
Противопожарное водопотребление.
Количество пожаров и расходы на один
пожар определены в 2.1.5. : Qпож=3*45=135
л/с
2.2.6. Суммарное
водопотребление города.
Расход
воды по часам суток на хозяйственно-питьевые нужды населения города принят при
коэффициенте часовой неравномерности Кч.мах = 1,4.
Расход
воды на производственные нужды промышленных предприятий по часам суток –
равномерный.
Расход
воды на душ – в течение 45 минут после окончания каждой смены.
Полив
зеленых насождений и мойка улиц приняты равномерными в течение 6 часов (с 4 до
6 и 15 до 17) с таким расчетом, чтобы поливочные расходы не совпадали с часами
максимального водоразбора.
Определение
суммарного водопотребления города ( в м3/сут), включающие
водопотребление населения и промышленных предприятий приведено в таб. 2.3.
Суммарное водопотребление города.
Таблица. 2.2
Потребители |
Суточный расход, м3
|
средний |
максимальный |
Население |
26565 |
31878 |
Полив |
579 |
1320 |
Промышленные предприятия: |
|
|
хозяйственно-бытовые нужды |
324 |
324 |
производственные нужды |
8899 |
8899 |
Итого:
|
37108 |
42421 |
На
основании принятых распределений расходов воды отдельными водопотребителями
составляем суммарное распределение расходов воды по всем потребителям (таб.
2.2).
На
основании таб.2.3. строим ступенчатый график водопотребления города ( рис 2.1).
3.2.7. Определение свободного
напора.
Минимальный
свободный напор в водопроводной сети определяем в соответствии с [1, п.3.27]
при заданной этажности – 6:
Нсв = 10+(4*5)=30 м
Минимальный
свободный напор при тушении пожара для объедененного хозяйственно-питьевого и
противопожарного водопровода низкого давления приниманм по [1, п.3.31]:
Нсв = 10 м.
Глава 3. Выбор
источника водоснабжения. Системы и схемы водоснабжения
3.1. Выбор
источника водоснабжения
В связи
с тем, что в районе расположения объекта водоснабжения не имеется подземных
источников водоснабжения с необходимым дебитом, в качестве источника
водоснабжения принята река, на берегу которой расположен город.
Минимальный
расход воды в реке 95-процентной обеспеченности составляет 18,2 м3/с,
а средний секундный расход воды в системе водоснабжения при максимальном
суточном водопотреблении 42421 м3/сут составляет:
48690 / (24*3600) = 0,49 м3/с.
Относительный
отбор воды из реки составляет:
0,49 / 18,2 * 100% = 2,7%
3.2. Выбор системы водоснабжения
Проектируемая
система водоснабжения - I категории обеспеченности подачи воды при численности
населения более 50 тыс. человек (115500 человек в нашем случае).
На основании
анализа объемов потребления воды отдельными категориями потребителей в проекте
принята объединенная хозяйственно-питьевая, производственная и противопожарная
система водоснабжения города и промышленных предприятий. При этом планируется
большую часть производственного водопотребления предприятий обеспечить за счет
использования оборотных систем водоснабжения.
3.3. Выбор схемы и состава
сооружений системы водоснабжения
Водозаборные
сооружения согласно проекту предусматривается расположить на берегу реки выше
города по течению реки.
Так как
качество речной воды не отвечает требованиям ГОСТ 2874-82 "Вода
питьевая", то в состав сооружений по водоснабжению будут входить очистные
сооружения, располагаемые в непосредственной близости от водозаборных сооружений.
На территории очистных сооружений будут располагаться резервуары чистой воды и
насосная станция II подъема.
Для
подачи воды в город предусматривается проложить напорные водоводы.
Для
обеспечения надежности городскую водопроводную сеть предполагается выполнить
кольцевой.
Водонапорная
башня располагается на естественной возвышенности и присоединяется к
водопроводной сети в ее начале.
Таким
образом проектируемая система водоснабжения I категории обеспеченности подачи
воды характеризуется:
·
по виду
источника водоснабжения - с использованием поверхностных вод (река);
·
по способу
подачи воды - нагнетательная (вода потребителям подается насосами);
·
по назначению
- объединенная (хозяйственно-питьевая, производственная, противопожарная);
·
по видам
обслуживаемых объектов - городская;
·
по
территориальному охвату водопотребителей - централизованная, обеспечивающая
водой всех потребителей, расположенных в городе;
·
по характеру
использования воды - прямоточная (вода после однократного использования
транспортируется в систему водоотведения); для предприятий применяется
оборотная система водоснабжения, при этом для пополнения оборотных систем
применяется повторное использование воды (из технологического цикла).
Глава 4. Водозаборные сооружения
4.1.
Санитарные требования к качеству воды источников водоснабжения
Санитарная охрана источников водоснабжения является
необходимой и имеет следующие цели:
-
обеспечения
населения доброкачественной водой для хозяйственно-питьевых нужд в достаточном
количестве;
-
предупреждение
загрязнения как открытых источников водоснабжения, так и подземных;
-
установление
условий и проведение мероприятий, при которых возможно использование водоемов
для хозяйственно-питьевых целей.
В
целях обеспечения населения доброкачественной питьевой водой действует ГОСТ
2874-73 «Вода питьевая» в котором регламентированы нормативы качества
подаваемой населению водопроводной воды и определение ответственности
хозяйственных организаций за несоблюдение этих нормативов.
Санитарные
требования к качеству воды источника водоснабжения, который используется для
хозяйственно-питьевых целей, изложены в ГОСТ 2761-74 «Источники центрального
хозяйственно-питьевого водоснабжения».
4.2.
Выбор схемы водозаборных сооружений и основного технологического оборудования
Оценив геологический профиль русла реки и природные
условия забора воды, принимаем водозаборное сооружение раздельного типа с
русловым водоприемником. Раздельная компоновка насосной станции и берегового
сеточного колодца обусловлена амплитудой колебания уровня воды А = 5 м.
Водозаборное
сооружение намечено оборудовать плоскими водоочистными сетками, т.к. водозабор
имеет малую производительность ( до 1 м3/с), а водоприемник на
малое количество загрязнений и сора.
Для
задержания сора (водорослей, веток, шугольда) намечено оборудовать водоприемные
отверстия водоприемника сороудерживающими решетками.
4.3. Определение
производительности водозаборных сооружений
Полный
расход воды водозаборных сооружений определяется по формуле:
Qв.с. = a * (Qсут.макс. + Qпож.)=1,05*(42421+1458)=46073
м3/сут=0,53 м3/сут
где a - коэффициент, учитывающий расход воды
на собственные нуж-ды станции водоподготовки, принимается равным 1,05 [1,
п.6.6];
Qсут.макс. – максимальный
суточный расход воды ,м3/сут;
Qпож. - расход воды
на восполнение пожарного запаса (м3) и определяемый по формуле:
Qпож. =
3,6 * tпож. * m * qпож.= 3,6 * 3 * 3 * 45 = 1458 м3
где tпож. – расчетная продолжительность
пожара, час;
m – число одновременных пожаров (определено в главе
3), m = 3;
qпож. - расход воды на один пожар, л/с,
(определено в главе 3), qпож = 45;
4.4. Выбор
схемы и основного технологического оборудования водозаборных сооружений
Исходя из
производительности водозабора (0,53 м3/с) I категории,
гидрологических характеристик водоисточника, топографических и геологических
условий (пологий берег, отсутствие достаточных глубин у берега, нескальный
грунт) принимается технологическая схема водозаборных сооружений - раздельного
типа с русловым затопленным водоприемником.
В состав водозаборных
сооружений входят затопленный двухсекционный водоприемник с двусторонним
втеканием воды, береговой сеточный колодец и насосная станция I подъема для
создания необходимого напора со всасывающим и напорным водоводами.
Технологическое
оборудование водозаборов включает:
·
сороудерживающие
решетки, установленные в водоприемных отверстиях водоприемника со стержнями,
расположенными под углом 1350 к направлению течения воды в реке;
·
водоочистные
плоские сетки, размещенные в береговом сеточном колодце;
·
центробежные
насосы с приводом от электродвигателей;
·
подъемно-транспортное
оборудование, служащее для монтажа оборудования, трубопроводов при выполнении
ремонтных работ;
·
трубопроводная
арматура и оборудование для промыва водоприемных отверстий и самотечных
водоводов.
4.5.
Гидравлические расчеты водозаборных сооружений
Гидравлические расчеты водозаборных сооружений
выполняются применительно к нормальным и аварийным условиям эксплуатации.
Гидравлические
расчеты по определению размеров водоприемных отверстий, водоочистных сеток,
диаметров водоводов и других элементов водозаборов выполняются для нормальных
условий эксплуатации, а расчеты потерь напора, уровней воды в береговом
сеточном колодце и допускаемой наивысшей отметки оси насосов - применительно к
аварийному режиму эксплуатации сооружений.
Расчетный расход
воды в одной секции водозабора.
Для
нормальных условий эксплуатации рассчитывается по формуле:
где n – число секций
водозабора;
и для аварийных
условий:
где Р -
допускаемое уменьшение подачи воды в аварийном режиме, принимается для системы
водоснабжения I категории подачи воды - 30% [1, п.4.4];
Площадь
водоприемных отверстий (брутто) одной секции водозабора (оборудованной
решетками) определяется по формуле:
где Qр – расчетный расход
одной секции, м3/с;
vвт – средняя
скорость втекания в водоприемные отверстия с учетом требований для рыбозащиты
принимается: для русловых затопленных водоприемников vвт = 0,2 м/с, для
рек со скоростями не менее 0,4 м/с, [1, п.5.94];
ηст - коэффициент стеснения площади
водоприемного отверстия стержнями сороудерживающей решетки, определяется по
формуле:
ηст
= а / (а+d)=50/(50+6)=0,89
где d – толщина
стержней, 6 мм;
а – расстояние
между стержнями, 50 см;
ηз
- коэффициент засорения решетки, 0,8;
Для
принятого размера водоприемного отверстия число отверстий (количество решеток)
в каждой секции берем –4.
Согласно
[11, прил.1, табл. п 1.1], принимается характеристика сороудерживающих решеток:
·
размеры
водоприемных отверстий:
ширина - b = 600 мм;
высота - h = 800 мм;
·
внутренние
размеры рам решеток соответствуют размерам водоприемных отверстий;
·
размеры
рам решеток по наружному обмеру:
ширина
- 700 мм;
высота
- 900 мм;
Скорость
втекания воды в водоприемное отверстие определяется по формуле:
Площадь
водоочистных сеток,
располагаемых под наинизшим расчетным уровнем воды в береговом сеточном
колодце, определяется для плоских сеток по формуле:
где Qр – расчетный расход одной
секции, м3/с;
vвт –допускаемая
скорость течения воды в ячейках сеток: для плоских сеток принимается: Vc
= 0,3 м/с [4, п.2.10];
ηст-коэффициент стеснения отверстия
проволокой сетки, определяемый по формуле:
ηст
= а2/(а+d)2=3,52/(3,5+1)2=0,6
где, а –
расстояние между проволоками сетки в свету, 3,5 мм;
d – диаметр
проволоки, 1 мм;
Согласно
[4, прил.1, табл.П1.2] принимается две плоских водоочистных сеток:
·
с
размерами: ширина - 1250 мм;
высота
- 1500 мм.
При
выбранных размерах сетки расчетная скорость течения воды в сетке определяется
по формуле:
Глубина
погружения сеточного полотна под расчетный уровень воды определяется по
формуле:
При
всех уровнях волы в колодце, больших минимального, процеживание воды будет
происходить через большую площадь сетки и с меньшей скоростью течения воды
через нее. Вследствие этого повышается сороизвлекающая способность сеток и
обеспечивается лучшая очистка воды.
Потери
напора в плоских сетках согласно [4, п.2.10] принимаются: hc =
0,15 м.
Уровень воды в
береговом колодце пеерд
сеткой и после нее определяется по формуле:
А/ =
Мин УВ – Σh1-2 =
72,5-0,33=72,15м
В/ = А/ - hс =72,15-0,15=
72,0 м
где
Мин УВ – минимальный расчетный уровень воды в реке;
Σh1-2 – сумма потерь
напора при течении воды от 1 до 2 сечения – от водоприемника до водоочистной
сетки;
Σh1-2 = hр+hв+hсам+Σhм.с
=0,05+0,08+0,15+0,06=0,33м
где hр – потери напора
в решетке, 0,05м;
hв – потери напора
в водоприемнике, 0,08м;
hсам – потери напора
в самотечном водоводе, м;
Σhм.с – потери
напора в местных сопративлениях водовода:
ζ - коэффициент местных
сопротивлений, равный [4, прил.3]:
0,1 - для тройника на протоке;
0,05 – для полностью открытой задвижки;
1,0 - при вытекании воды под уровень;
q
- ускорение свободного падения, м/с;
hс – по
эксплутационным данным для плоских сеток , 0,15 м;
Отметку днища
берегового колодца определяем по формуле:
Дн
= А/ - Нс – hп =
72,15-0,84-0,5=70,81м;
Дн
= В/ - h1 – h2 – h3 =
72-1,2-0,6-0,65=69,55м;
Принято
Дн = 69,5 м
где Нс – высота сетки;
hп – глубина
приямка для сбора осадка, 0,5 м;
h1 – допускаемое
погружение отверстия всасывающего водовода, определяется: 1,5*Dв = 1,5*0,78=1,2
м,
Dв – диаметр
отверстия воронки всасывающего водовода диаметром dвс:
Dв = 1,3* dвс = 1,3*600=0,78
м;
h2 – расстояние от
низа воронки до дна, принимается: h2 = 0,8* Dв=0,8*0,78=0,6 м;
h3 – высота слоя
бетона для образования приямка и откосов для сползания осадка к приямку,
принимается:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22
|