Системы с узлами регулирования.

Известно, что в схеме НС — сеть возникает опасность избыточных давлений (рис. 3.18), что приводит к перерасходу электроэнергии, увеличению числа аварий .

Проектируем основную НС на среднечасовое потребление (рис. 3.19). При максимальном потреблении зона питания уменьшится, в этот момент включается НС регулирования. Станция узла регулирования работает периодически, основная НС работает в равномерном режиме. При этом уменьшается расход электроэнергии. К недостаткам этой схемы следует отнести появление новой площадки и дополнительного штата. Здесь целесообразно автоматизировать работу узла регулирования. При гидравлическом расчете определяют места размещения узлов регулирования, подачу НС, место и объем РЧВ, схему их питания (рис.3.20). Выбирают вариант на основании технико-экономического расчета (ТЭР).

Место расположения НС регулирования и питание ее РЧВ зависят от расхода, протяженности сети, режима водопотребления, рельефа местности и определяются гидравлическим расчетом. Процесс регулирования сводится к выбору такого напора, при котором пьезометр в диктующей точке равен требуемому.

При гидравлическом расчете водопроводной сети осуществляют не только внутреннюю увязку сети, но и внешнюю, т.е. выявление условий взаимодействия сети, НС, регулирующих РЧВ, НС регулирования.

Общие объемы регулирующих РЧВ определяют с учетом предполагаемого режима работы НС. Возможны два варианта:

1) увеличение суточной подачи за счет доведения расходов в период минимального водопотребления до среднечасовых значений;

2) дальнейшее круглосуточное увеличение подачи до максимальных часовых расходов.

Суммарный объем РЧВ определяют по формуле:

где - планируемая среднесуточная подача НС;

- регулирующий объем, определяемый по табл. 3.3;

Таблица 3.3 Регулирующий объем

К_ч	1,1	1,15	1,2	1,25	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9-2,0
V_p, %	3,5	5,1	6,7	8,2	9,6	12,3	14,8	17,1	19,3	21,3	23,3-25

К_сут. – коэффициент суточной неравномерности города;

V_з – аварийный и пожарный запас;

К_ч – коэффициент часовой неравномерности равен:

при отсутствии регулирующего РЧВ

при наличии регулирующего РЧВ

- максимальная подача НС 98% обеспеченности, м³/ч;

- среднечасовая подача НС, м³/ч;

- фактическая подача из РЧВ в час пик.

Рис. 3.18 Избыточные давления при питании сети от НС.

Рис.3.19 Схема с узлом регулирования.

Рис.3.20 Схема питания РЧВ узла регулирования:

1 – через сеть; 2 – транзитным водоводом

Подачу определяют по журналам эксплуатации НС путем выборки за предшествующий год данных о часовой подаче за 50 сут. с интервалом 8 сут. (1,9,17 и т.д. числа) и определяют Q_ср.час.

Для подсчета ранжируют (располагают в порядке возрастания) 30-40 пиковых расходов. В полученном ряду, считая от наибольшего, 24-й расход будет

Во втором варианте режима работы НС принимают меньший объем.

Примеры расчета приведены в /20, рис. 4,5,6/

При сетях большой протяженности НС регулирования размещают в центре. НС транзита устраивают, когда основная НС подает в сеть менее 1 от Q_сут (в долях).

При питании регулирующего (при узле регулирования) РЧВ через сеть необходимо обеспечить минимальный потребный Н_св в районе расположения этого РЧВ.

Как правило, решение задачи интенсификации в каждом блоке, может быть достигнуто несколькими способами. Для выбора оптимального решения необходимо проводить сравнение вариантов. Кроме того, учитываются следующие обстоятельства:

1) возможность и трудоемкость реализации того или иного варианта при производстве работ в условиях непрерывно действующих сооружений;

2) расход электроэнергии;

3) избыточные напоры в сети.

Ниже приведен опыт водоканала С.Петербурга /Разработка программы реконструкции водопроводных сетей на основе моделирования процесса подачи и распределения воды. ВиСТ, 2003, №10,с.2-5/.

Для стальных труб наиболее типичны коррозионные повреждения, уязвимым местом чугунных труб является разрушение стыковых соединений, а также переломы, особенно частые при сезонных колебаниях температуры воды и подвижках грунта.

Для обоснования метода реконструкции важно определить обусловленное его применением изменение пропускной способности труб. Установлено (С.Петербург), что фактическое сопротивление труб в 1,5-5 раз выше, чем по таблицам для неновых стальных и чугунных труб. На степень увеличения сопротивления влияют режим подачи, материал и срок эксплуатации.

Стальная перемычка с периодическим режимом работы через 20 лет - выступы 10-15 мм, водовод 50 лет – 5-8 мм, непроточный тупиковый участок – 20-35 мм.

Реконструкция протаскиванием полиэтиленовых труб с предварительным обжатием либо без. В первом случае труба после протаскивания повторяет конфигурацию эксплуатируемого трубопровода, т.е. нет зазора между внутренней поверхностью трубы и наружной поверхностью полиэтиленового «чулка». Во втором случае имеется зазор: обычно наружный диаметр протаскиваемой трубы на 10-20 % меньше внутреннего диаметра. Величина зазора определяется сортаментом пластмассовых труб, длиной протаскиваемого участка, состоянием поверхности старой трубы и мощностью применяемых лебедок. Первый вариант дороже в среднем на 30%.

Перед проведением работ – моделирование сети. Британская компания «Hyder Consulting» получила экономический эффект 28 фунтов на 1 фунт, вложенный в моделирование.

Определяют участки, подлежащие восстановлению, и метод реконструкции с учетом необходимого давления в сети.

Экватэк 2004: Рекомендуется строительство повысительных модульных НС в кварталах. Станции, выполняемые из оболочек (ж/б, пластмасса), с погружными насосами, автоматизированные от давления на сети. Екатеринбург – модульные НС: блок здания с насосами немецкой фирмы с частотным регулированием и дистанционным управлением.