Башенные схемы ПРВ

Прокладка дополнительного водовода на всю длину или на часть длины трассы. Дополнительно необходим расчет перемычек (рис.3.8).

Санация и реновация (осмотр и реконструкция). Очистка поверхности водоводов и внутреннее (цементно-песчаное или другое) покрытие, наращивание пленки карбонатов на металлических трубах.

5.Одновременная реконструкция насосной станции и прокладка водоводов.

Часть вариантов может быть отброшена при предварительном анализе (рис. 3.9). Например, если потребный напор Н_инт оказывается больше допустимого для материала существующих труб, то вариант а) следует отбросить. В варианте б) существующие насосы могут быть использованы, однако, при этом необходимо установить дополнительный насос и уменьшить сопротивление водоводов (прокладкой дополнительной нитки).

Примеры расчетов по интенсификации систем блока 1 приведены в методических указаниях "Практические занятия по водоснабжению".

Рис. 3.9 Варианты расширения НС.

Блок 2 - система НС-III - сеть.

Здесь помимо основных способов для блока 1 используется ряд специфических.

С учетом манометрической съемки составляется расчетная схема сети. Ответственным этапом является формирование узловых расходов. Среднечасовое потребление устанавливают по журналам абонентного отдела. В журналах регистрируют расходы воды каждым абонентом. Численные значения среднечасовых расходов наносят на схему в точках фактического присоединения к системе ПРВ соответствующих абонентских вводов. Данные о подаче воды в сеть на период обследования берут по приборам НС.

Значения узловых расходов на расчетной схеме располагают, как правило, в узлах пересечения магистралей (контрольные точки манометрической съемки). Суммируют нанесенные на схему значения среднечасовых расходов абонентов в общий путевой расход участка трубопровода, к которому они присоединены. Величину узлового расхода определяют известным способом:

где q_узл, q_пут– узловой и путевой расходы.

На рис. 3.10 приведена выкопировка из генплана города, на которой нанесены магистраль и присоединения к сети абонентов. Подсчитанные таким образом узловые расходы абонентов отражают некоторый усредненный уровень водопотребления в городе, который практически во всех случаях отличается от фактического водопотребления в расчетный период.

Рис. 3.10 Схема расчета путевых и узловых расходов.

Учитывая, что , вводят коэффициент , где Q_нс - подача в сеть в расчетный период. Следует отметить, что введение единого коэффициента часовой неравномерности подачи при определении расчетных узловых расходов дает определенную погрешность, поскольку в пределах данной группы абонентов имеются различия в режимах водопотребления (речь идет о жилых зданиях и коммунально-бытовых предприятиях), а главное, доля потребления воды каждым отдельным абонентом в общем водопотреблении города незначительны, поэтому эту погрешность можно считать допустимой. /18 с.12-18/.

Составив расчетную схему сети, производят поверочный расчет. Анализируя результаты расчета, и сопоставляя их с данными съемки на сети, выделяют:

1) перегруженные линии, на которых скорости движения воды выше предельных экономических значений;

2) недоиспользуемые линии с малыми расходами и потерями напора;

3) линии с экономичными скоростями движения воды;

4) линии с малыми расходами, но значительными потерями напора (неисправность арматуры, засоры, некачественная врезка и т.п.).

Составляется новая расчетная схема и производится расчет сети на новый расчетный расход, и выявляются "узкие" места - участки, в которых потери напора максимальные. Рассматриваются варианты "расшивки" этих участков: прокладка параллельных линий, замена участков на больший диаметр (если нет места для второй линии) - потребные напоры в начале сети в результате уменьшаются. Возможно, что в этом случае существующие насосы смогут обеспечить необходимую производительность.

Зонирование районов с повышенными отметками или этажностью, например, с помощью местных (микрорайонных) насосных станций, позволяет снизить напоры в начале сети. Как известно (из курса "сеть"), необходимость зонирования возникает при больших перепадах отметок земли либо при большой протяженности. Ориентировочное число зон

Если потери в сети ~10-15 м, то зоны необходимы при перепадах отметок в 32 м для 3 эт. застройки, 24 м - для 5 эт. и 8 м для 9 эт. (выгодность зон при многоэтажной застройке при плоском рельефе объясняется экономией электроэнергии).

Длину зоны можно оценить

где Z_макс, Z_мин - максимальная и минимальная отметки земли;

Н_доп=60 м - максимально допустимый свободный напор в сети;

Н_св - минимальный потребный свободный напор в сети;

- суммарные потери напора в сети;

DZ =Z_макс-Z_мин - перепад отметок земли;

i_{средний} - средний гидравлический уклон в сети, ориентировочно 3 м/км.

НИИ КВОВ разработаны рекомендации по оптимальному зонированию сети с учетом, кроме рельефа местности, нормы водопотребления, плотности населения, межузлового расстояния и тарифа на электроэнергию. В ряде случаев зонирование сети позволяет достигнуть экономии электроэнергии.

Изменение точек питания сети. Расположение точек питания сети в системе ПРВ должно быть таким, чтобы пьезометрические напоры в сети согласовывались с рельефом местности и этажностью застройки. При этом уменьшаются избыточные напоры.

Перенос точки питания НС в т.2 (рис.3.11) целесообразен, если экономия электроэнергии больше затрат на строительство водоводов.

Устройство второй точки питания (рис.3.11). Здесь сеть как бы разбита на две зоны. Увеличение подачи также достигается за счет снижения потребного напора у НС. Однако, необходима проверка работы насосов, может потребоваться их замена.

Иногда целесообразен «глубокий ввод» (рис. 3.12). При этом увеличение пропускной способности достигается за счет снижения давления у НС.

Рис.3.11 Изменение точки питания сети

Рис. 3.13 Глубокий ввод

Башенные схемы ПРВ - это схемы с водонапорными башнями (ВБ) и с контррезервуарами (КР) (см. курс "сеть").

При реконструкции этих систем возможны все рассмотренные ранее варианты. Однако, в этих схемах “узким” местом являются объемы баков и пьезометрический напор в точке подключения башни (т.е. высота ВБ или отметка КР).

В башенных системах возможны следующие варианты интенсификации: увеличение числа питающих НС и (или) ВБ, расширение НС, зонирование, строительство КР, перекладка или дополнительная прокладка участков сети и т.п.

Рассмотрим некоторые примеры.

Рис. 3.14 Изменение точки подключения НС к сети

На рис. 3.14 рассматривается схема с ВБ в середине сети. Увеличение пропускной способности возможно путем изменения точки питания – перенос ее от ВБ в начало сети. При этом зона питания от ВБ уменьшается, и начальные участки сети питаются от НС., т.е. аналогично схеме с КР.

На рис. 3.15 представлена схема с ВБ в середине сети. Если в зоне новой застройки напор становится недостаточным, то развитие возможно путем строительства дополнительной ВБ либо НС.

В тех случаях, когда при развитии высота ВБ достаточна, но мал объем бака, может оказаться целесообразным строительство РЧВ и НС у ВБ. Последняя при этом будет работать как регулятор напора (см. курс “сеть”).

Схемы с КР рациональны при протяженности сети не более 10-20 км. При большей протяженности они становятся экономически нецелесообразны из-за больших напоров в сети на случай транзита.

Строительство ВБ, работающей как КР, может позволить увеличить пропускную способность системы за счет уменьшения зоны питания от НС. Однако, при этом следует проверить работу насосов на случай транзита воды в бак.

Возможные пути реконструкции схемы с КР показаны на рис. 3.16 и 3.17. На рис.

Рис.3.15 Строительство дополнительной НС

3.16 предполагается отключение от попутных потребителей транзитной магистрали в часы заполнения КР, клапаны при этом закрываются при повышении давления в магистрали. Тогда уменьшается давление у НС и повышается подача насосов.

В сетях большой протяженности (~20 км) может оказаться целесообразным строительство транзитного водовода (рис.3.17) вокруг сети для питания КР. Экономия достигается за счет снижения потери напора; кроме того, улучшается работа сети, поскольку уменьшаются избыточные давления.

Рис.3.16 Выделение транзитной магистрали обратными клапанами

Рис.3.17 Строительство транзитного водовода