Проектирование насосных станций систем водоснабжения и водоотведения


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ





Б.П. Тихоненков











    ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Учебное пособие











                            Библиотека МГАВТ


                            Новоданиловская наб.. 2

МОСКВА 2002

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ





    Б.П. Тихоненков











    ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Учебное пособие

МОСКВА 2002

      УДК 62Р. 12 (075.8)

     Тихоненков Б.П. Проектирование насосных станций систем водоснабжения и водоотведения: Учеб. пос. /Моск. гос. строит, ун-т. М.: МГСУ, 2002. 75 с.

     В учебном пособии представлены характеристики насосных станций систем водоснабжения и водоотведения. Даны методы расчетов при выборе технологического оборудования (центробежных насосов, вакуум-насосов, регулирующих емкостей, решеток, решеток-дробилок и т. д.) и водоводов.
     Рассматривается работа центробежных насосов и водоводов прн пожаре и аварии.
     Приводится методика подбора электрического и вспомогательного оборудования насосной станции.
     Рассматриваются вопросы компоновки и строительного оформления насосных станций различного исполнения.
     Даются принципы экономического расчета.
     Пособие предназначено для студентов дневного, вечернего и заочного обучения по специальности «Водоснабжение н водоотведение», выполняющих курсовые и дипломные проекты.

     Ил. 12, табл.20, библ.сп. 34







Ренеизенты

доц., канд. техн, наук Б.М. Братченко (Тюм. ГАСА);
гл. инженер проектов Гнпротюменнефтегаза А.С. Обыскалов










ISBN 5-7264-0064-Х

                       © Б.П. Тихоненков, 2002 г., ©МГСУ, 2002 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ


    Несмотря на финансово-экономические и иные трудности нынешнего периода жизни, природа берет свое. Продолжает развиваться коммунальное и промышленное строительство, благоустройство городов, поселков, промышленных объектов, строительство систем водоснабжения и водоотведения, проводятся работы по дальнейшему оздоровлению жизни в населенных пунктах и мероприятия по борьбе с загрязнениями воздуха, почвы и воды, внедряется мониторинг для оценки качества воды и систем ВиВ. Проблемы экологии и охраны природы и человека, несмотря ни на что, являются очень актуальными и имеют первостепенное значение.
    За последние годы вышло немало постановлений и законов, других нормативных материалов, которыми следует руководствоваться при проектировании систем водоснабжения и водоотведения. Среди них законы по охране водоемов, “Водное законодательство Союза ССР”, “Водный кодекс РСФСР”, постановления Совмина СССР “О мерах по предотвращению загрязнения бассейнов рек Волги и Урала неочищенными сточными водами” и “О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов”, другие постановления, направленные на сохранение Арала, Байкала, Волги, малых рек. Новейшие нормативные документы -[33,34]. Однако всем ясно,- что без внутренней нравственной позиции, без Бога в душе любые постановления так и останутся на бумаге, о чем уже свидетельствует давний горький опыт.
    Будущий специалист, равно как инженер, всегда должен помнить, что санитарно-гигиенические условия, жизнедеятельность и комфортность населенных пунктов и промышленных предприятий во многом зависят от успешного функционирования систем водоснабжения и водоотведения. В свою очередь, экономичная и эффективная работа этих объектов определяется грамотным проектированием и надежной эксплуатацией насосных станций, т.е. уровнем компетентности специалиста. Выполнение проектов, как учебных, так и инженерных, водопроводной или водоотводящей насосных станций - сложная и трудоемкая задача. Необходимы творческий, осмысленный подход к разрабатываемому объекту и исследовательско-инженерные навыки. Студентам Московского государственного строительного университета хочется пожелать быть пытливыми и любознательными исследователями, менеджерами во время учебы и оставаться такими же специалистами, работая в избранной профессии.
    Думается, что данное пособие будет полезным не только студентам-дипломникам, но и инженерам-проектировщикам и в какой-то

3

мере ликвидирует пробел, существующий в этой области. Предполагаемое пособие ввиду небольшого объема не может заменить монографии, учебники, справочную литературу, каталоги оборудования и т.д., их следует использовать дополнительно. В помощь студентам, выполняющим курсовые и дипломные проекты, в конце учебного пособия представлен библищрафический список [1...34].
    Благодарностью авторам послужат критически-профессиональные замечания и пожелания, которые можно прислать по адресу: 129337, Москва, Ярославское ш., 26 (кафедра водоснабжения).

1.     ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОПРОВОДНЫХ И КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
    Насосные станции (НС) систем водоснабжения и канализации представляют собой сложный комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий водоподачу и водоотведение в соответствии с нуждами жилых и производственных объектов. Состав сооружений, их конструктивные особенности, тип и количество основного и вспомогательного оборудования определяются исходя из принципов комплексного использования водных ресурсов и охраны природы с учетом назначения НС и предъявляемых к ней технологических требований.
    Одной из основных мер рационального использования имеющихся водных ресурсов и сохранения их от загрязнения сточными водами является оборотное водоснабжение предприятий и повторное применение очищенных сточных вод. Вода может быть теплоносителем при охЛаждении продукта через стенку или при защите конструкций агрегата от разрушения (прогара). В этих случаях вода в процессе ее использования лишь нагревается и практически не загрязняется (при исправных теплообменниках). Однако имеются производства, в которых вода загрязняется отходами и потерями производства.
    К особенностям канализования промышленных предприятий следует отнести также то, что помимо бытовых и производственных сточных вод нередко приходится удалять и атмосферные воды, так как они часто бывают настолько загрязненными, что выпуск их в водоемы без предварительной очистки по санитарным соображениям недопустим.
    Все это приводит к увеличению типов НС и количества устанавливаемые на них насосов.
1  .1. Водопроводные НС
    По назначению и расположению в общей схеме водоснабжения водопроводные НС подразделяются на станции 1-го подъема, 2-го подъема, циркуляционные и повысительные.
    НС 1-го подъема забирают воду из источника водоснабжения и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистки во

ды, непосредственно потребителю: в резервуары, распределительную сеть, водонапорную башню и т.д., в зависимости от принятой схемы водоснабжения. При этом, так как предъявляются различные требования к качеству воды (на питьевые, производственные нужды), на одной и той же НС могут быть установлены группы насосов, подающих воду как на очистные сооружения, так и непосредственно на объекты без очистки.
    НС 2-го подъема служат для подачи очищенной воды потребителям, обычно из резервуаров чистой воды. Если позволяют вид источника, наличие и тип очистных сооружений, рельеф местности и т.п., то НС 1 -го и 2-го подъемов могут быть совмещены.
    Циркуляционные НС входят в схемы технического водоснабжения промышленных предприятий. На этих предприятиях одни насосы подают отработавшую воду на охлаждающие или очистные устройства, а другие насосы возвращают подготовленную (охлажденную, очищенную) воду снова к производственному оборудованию.
    Повысительные НС (станции подкачки) устраиваются на предприятиях лишь в случаях водоснабжения объектов, удаленных от основной площадки или жилого поселка. Эти станции предназначены для повышения напора в водопроводной сети или в водоводе. В этом случае вода забирается из одной сети (участка водовода) и под увеличенным напором подается в другую сеть (отдельного цеха или жилого объекта) или в последующий участок длинного нагнетательного водовода.
    Иногда для водоснабжения жилых и промышленных объектов используются подземные воды (артезианские, грунтовые, воды ключей), подрусловые воды, поверхностные воды рек, каналов, озер, водохранилищ. Возможно для производственного водоснабжения использование морской воды, что требует строительства НС специального морского типа.
    В каждом случае состав сооружений НС, их тип и компоновка определяются видом источника водоснабжения и его особенностями.
    По надежности действия согласно СНиП [1] НС подразделяются на три категории.
    По виду обслуживания объектов водопроводные станции подразделяются на подающие воду для хозяйственно-питьевых, противопожарных и производственных нужд.
    По расположению насосного оборудования относительно поверхности земли НС могут быть:
    -  наземные - с полом на уровне или выше поверхности земли;
    -      заглубленные - с наземными строениями и полом ниже поверхности земли;
    -      подземные - с перекрытием на уровне или ниже поверхности земли.

5

4

    По характеру управления НС бывают с автоматическим, дистанционным и ручным управлением.

1  ,2. Канализационные НС

    Канализационные НС сооружают в тех случаях, когда рельеф местности не позволяет отводить бытовые и производственные сточные воды, атмосферные воды и осадки (ил) самотеком к месту очистки.
    По роду перекачиваемой жидкости канализационные НС делятся на четыре вида:
    - для перекачивания бытовых сточных вод;
    - промышленных сточных вод;
    - атмосферных вод;
    - осадков и илов.
    НС первого вида находятся на канализационной сети. В зависимости от места расположения в общей схеме канализации и выполняемых функций различают станции: местные, перекачивающие сточные воды от отдельных объектов канализования; районные, перекачивающие сточные воды от отдельных районов канализуемой территории из нижележащих коллекторов в вышележащие; главные, перекачивающие сточную жидкость, отводимую со всей канализуемой территории на очистные сооружения.
    К устройству НС второго вида предъявляется целый ряд специфических требований в зависимости от свойств перекачиваемой сточной, жидкости. Например, в узлах очистных сооружений для сточных вод предприятий нефтяной и нефтехимической промышленности приходится устраивать ряд НС для перекачки уловленной нефти и осадка; для закачки очищенных сточных вод в поглощающие скважины погружные насосы могут устраиваться в самих резервуарах.
    Станции третьего вида сооружают на сети ливневой канализации в тех случаях, когда нельзя отвести атмосферные воды самотеком к месту сброса. Иногда, если атмосферные воды загрязнены маслами, эмульсиями и другими вредными остатками, ливневая канализация объектов совмещена с промышленной канализацией.
    НС четвертого вица находятся в составе сооружений очистки сточной жидкости и обработки осадка. Такие станции служат для перекачивания осадка из первичных отстойников в метантенки, сброженного осадка из метантенков на сооружения по обработке осадка, уплотненного активного ила в метантенки, активного ила из вторичных отстойников в регенератор активного ила или в аэротенки, песка из песколовок.
    Кроме того канализационные НС могут подразделяться следующим образом:


    -      по расположению приемного резервуара и помещения решеток относительно машинного зала - станции с раздельным расположением резервуара и совмещенные;
    -      по расположению насосных агрегатов относительно поверхности земли - станции незаглубленные (до 4 м), полузаглубленные (до 7 м) и шахтного типа (свыше 8 м);
    -      в соответствии с формой здания в плане - станции круглой и прямоугольной формы;
    -      в зависимости от типа установленных насосных агрегатов - станции с горизонтальными, вертикальными и осевыми насосами;
    -      по системе управления агрегатами - станции с ручным управлением, полуавтоматизированные, автоматизированные с местным диспетчерским пунктом и автоматизированные с телеуправлением.

2.    СОДЕРЖАНИЕ, ОБЪЕМ, ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЕКТА
2.1.  Основные исходные данные
    1. Название и назначение НС.
    Для водопроводных:
    -      станция 1-го подъема городского водопровода для промышленного предприятия;
    -      станция 2-го подъема городского водопровода или промышленного предприятия;
    -     станция оборотного водоснабжения (циркуляционная).
    Для канализационных:
    -     главная станция бытовых или промышленных стоков;
    -      районная (местная) станция перекачки бытовых или промышленных стоков;
    -      станция перекачки осадка сточных вод и избыточного активного ила;
    -      станция перекачки активного ила, совмещенная с воздуходувками;
    -     станция перекачки атмосферных вод.
    2.  Виды станций:
    -  полуавтоматизированная с собственным диспетчерским пунктом;
    -  полуавтоматизированная с телеуправлением;
    -  автоматизированная.
    3.  Полезная производительность станции:
    -  на первую очередь развития._..........................тыс.м³/сут;
    -  на вторую очередь развития (т.е. на расчетный период).тыс.м³/сут.
    4.     Коэффициент часовой неравномерности водопотребления, во-допритока, притока осадка К, =............
    5.  Система водоснабжения:
    -  с башней в начале распределительной сети;

6

7

-  в конце распределительной сети (с контрбашней).
6.  Забор воды.
Для водопроводных станций из:
-  водоприемного берегового колодца;
-  резервуара чистой воды;
-  трубчатого колодца;
-  подводящего канала;
Дгя канализационных станций из:
-  приемного резервуара;

-  коллектора.
7.  Длина всасывающей линии..........................м.
8.  Длина напорной линии.............................м.
9-  Число напорных водоводов (устанавливается в процессе проек
тирования).
10.  Количество часов работы НС в сутки..................

11.  Отметки для станций:
-  водопроводных насосных:
-  статического горизонта воды в трубчатом колодце...■.......м;
-  динамического горизонта воды в трубчатом колодце.........м;
-  удельный дебит колодца.................................в/с;
-  низкого уровня воды в водоприемном колодис.............. м;
-  наивысшего уровня воды в водоприемном колодце............м;
-  дна резервуара чистой воды...............................м;
-  верхнего уровня воды в резервуаре чистой воды............м;
-   места подачи воды станций 1-го подъема (очистные сооружения, градирня и тд.)..............................................м«
-  места расположения НС.....................................м>
-   места расположения водонапорной башни (если она находится в начале распределительной сети города или промпредприятия)..м;
-   места примыкания напорных водоводов к распределительной сети (при контрбашне и при отсутствии башни)................м;
-   канализационных насосных:
-   лотка подводящего коллектора.............................м;
-  диа илового резервуара....................................м;
-   дна регулирующего резервуара (при перекачке атмосферных вод)...м;
-   земли в месте расположения НС...........................м;
-  верхнего уровня воды в камере решеток очистных сооружений.м;
-  места подачи воды НС в верхний коллектор.................м;
-  места подачи осадка (ила) на иловые площадки и сооружения биологической очистки сточных вол...........................м12.  Этажность застройки и*н: высота водонапорной башни.....м.
13.  Вид грунта на месте строительства НС....................
14.  I дубина положения нулевых температур в 1рунте.........м.
15.  Обнаружение грунтовых вод на отметке...................м.
16.  Напряжение в подводящих фидерах...................... кВ.
17.  Географическое место расположения объекта...............

2.2. Состав и содержание проекта


    Для выполнения курсового проекта НС следует произвести все относящиеся к нему гидравлические и электротехнические расчеты, вычертить план и необходимые разрезы станции в объеме технического проекта.
    Для этого необходимо:
    1.     Подобрать наиболее целесообразный режим работы насосов и установить число и подачу рабочих насосов, используя ступенчатый или интегральный график водопотребления или водопритока и работы насосов. Следует также установить емкость водонапорной башни, приемного резервуара и т.д.
    2.    Определить полный напор насосов.
    3.     Произвести гидравлические расчеты всасывающих и напорных трубопроводов.
    4.    Выбрать подходящие типоразмеры насосов по каталогу.
    5.     Определить требуемую мощность электродвигателей и трансформаторов и произвести подбор их по каталогу.
    6.     Разработать монтажную схему оборудования НС (расположить насосные агрегаты и другое оборудование, расставить арматуру, приборы и т.д.).
    7.    Построить совмещенные характеристики насосов и водоводов.
    8.     Определить отметки расположения осей насосов и пола станции.
    9.    Произвести подбор вакуум-насосов (если они необходимы).
    10.     Подобрать необходимое грузоподъемное и другое вспомогательное оборудование (для канализационных станций - оборудование приемного резервуара).
    11.     Определить габариты помещений электросилового хозяйства станции (камер силовых трансформаторов, распределительных устройств, щита управления и т.д.).
    12.     Определить размеры и дать общую компоновку всех помещений станции (машинного зала, вспомогательных помещений).
    13.   Разработать строительную часть проекта.
    В состав проекта НС входят расчетно-пояснительная записка и графическая часть.
А. Расчетно-пояснительная записка
    Она должна содержать:
    1-     Общее описание схемы НС с указанием числа и типоразмеров рабочих и запасных насосов, двигателей и другого оборудования.
    2.    Гидравлические расчеты всех элементов станции и водоводов
    3.    Сведения о выборе типов, числа насосов и графика их работы.
    4.    Обоснование выбора типов электродвигателей.

8

9

    5.    Информацию о выборе числа и мощности трансформаторов.
    6.     Сведения о подборе типов и числа вспомогательного оборудования НС (вакуум-насосов, дренажных насосов, грузоподъемного оборудования, оборудования приемного резервуара).
    7.     Описание санитарно-технических устройств станции, систем вентиляции и противопожарных приспособлений.
    8,    Описание строительной части станции.
    9.     Информацию по определению строительной стоимости станции и стоимости монтажа оборудования (по укрупненным показателям стоимости).
    10.     Порядок определения технико-экономических показателей станции:
    -  КПД НС,
    -  удельной нормы затрат электроэнергии,
    -     коэффициента использования мощности (рабочей и установленной),
    -  стоимости перекачки 1 м³ воды
    11.     Описание проверки работы насосов на 1-ю очередь развития НС.
Б. Графическая часть
    На листе чертежа должны быть изображены:
    1.  План и необходимые разрезы НС в масштабе 1:100 или 1:50.
    2.     Ситуационный план местности с указанием расположения НС, камер переключения, колодцев для водомеров, водоприемного колодца; резервуаров чистой воды, очистных сооружений и соединительных трубопроводов в масштабе 1:500.
    3.     Детали или схемы в масштабе 1:20 или 1:50 по указанию руководителя.
2.3. Оформление проекта
    После разработки проекта НС он должен быть соответствующим образом оформлен.
    Расчетно-пояснительная записка к проекту выполняется на бумаге формата 11 размером 210x297 (рис.2.1).
    Оформление записки осуществляется согласно ГОСТ 19600-74 “Отчет о научно-исследовательской работе. Общие требования и правила оформления”.
    Для оформления расчетно-пояснительной записки необходимо использовать чернила, текстом заполняется только одна сторона листа, слева оставляется поле шириной не менее 20 мм для брошюровки записки и замечаний руководителя проекта (см.рис.2.1). В начале расчетно-пояснительной записки помещается титульный лист установленного образца, далее следует бланк-задание на проект. На следую

щей странице помещается содержание пояснительной записки и далее - ее расчетная часть, разделенная на соответствующие главы.

Рис.2.1. Формат бумаги для расчетнопояснительной записки (ГОСТ 2301-68)

    Расчетно-пояснительная записка должна отражать все этапы работы над проектом. Соответственно, в нее включаются: ситуационный план расположения НС, график водопотребления или притока сточных вод, график совмещенных характеристик “Q-H” насосов и водоводов с нанесением на нем графиков “Q-rj”, “Q-N”, “Q-HfloⁿBₐK” насосов, а также другие схемы, графики, таблицы, поясняющие содержание.
    Нумерация рисунков, таблиц, прочего материала должна отражать их принадлежность к соответствующим главам и порядковые номера. Например, рис. 1.2 относится к первой главе, порядковый номер 2; таблица 2.4 относится ко второй главе, ее порядковый номер 4. Сразу за номером рисунка следует его заголовок - подрисуночная подпись, которые помещаются под рисунком.
    Заголовок таблицы делается под словом “Таблица”, далее следует сама таблица.
    Рисунки и таблицы даются по тексту сразу после их упоминания.
    В конце записки приводится библиографический список, т.е. перечень использованных при выполнении проекта нормативных и литературных источников, справочных и каталожных материалов и т.д. Образец оформления библиографического списка приведен в конце настоящего учебного пособия. Ссылка на соответствующий литератур

Ю

11

ный источник дается сразу по тексту записки, номер источника заключается в квадратные скобки, например [5].
    Чертеж НС выполняется на стадии разработки технического проекта в карандаше на чертежной бумаге формата 24 размером 594x841

Рис.2.2. Формат бумаги для выполнения чертежа НС (ГОСТ 2301-68)

    Подробные указания по выполнению чертежей см. в гл.9.


      3.  ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

    Основными нормативными материалами при проектировании водопроводно-канализационных сооружений, в том числе и НС, являются действующие строительные нормы и правила - СНиП П-31-74, СНиП П-32-74.

3.1. Общие соображения по выбору насосов

    Выбор типов (марок) и количества рабочих насосов следует производить с учетом условий совместной работы насосов и водоводов. При этом одновременно надо принимать во внимание:
    - суточный график водопотребления или притока сточных вод;
    -     приемлемый объем регулирующей емкости (водонапорной башни, приемного резервуара);
    -     желательность установки минимального количества однотипных насосов.
    Необходимо учесть, что согласно СНиП частота включения насосных агрегатов в течение 1 ч допускается до трех раз при ручном и до пяти-при автоматизированном управлении.
    На водопроводных НС количество резервных агрегатов должно приниматься согласно категории станции по СНиП [1]; на канализационных - один резервный насос при количестве рабочих насосов до двух и два - при количестве рабочих насосов три и более согласно СНиП [2].

    На насосных станциях, в которых центробежные насосы (ЦБН) установлены не под заливом, следует предусмотреть установку одного рабочего и одного резервного вакуум-насосов.
    При проектировании водопроводных станций рекомендуются консольные насосы К, КМ, ЕКМ и насосы горизонтальные для чистой воды типа Д. При необходимости большого давления применяются насосы типа ЦНС.
    Для перекачивания сточных вод систем канализаций рекомендуется применять ЦБН типа ФГ или ФВ. В последнее время находят применение шнековые насосы. Возможно использование грунтовых насосов типа Гру.
    Проектируя заглубленные НС глубиной более 5 м (станции 1-го подъема, канализационные) с их большой производительностью, рекомендуется применять вертикальные насосы типа В и ФВ.
    По специальному заказу заводы могут поставлять насосы правого или левого выпуска вала.
    Желательно, чтобы на станции были установлены насосы одного типоразмера. Если НС 2-го подъема городских водопроводов работают на распределительную сеть без регулирующих емкостей, а также если из-за неравномерности водопотребления невозможно подобрать для всех случаев насосы одного типоразмера, допускается установка насосов разных типоразмеров, соединенных на параллельную или последовательную работу.
    При выборе количества рабочих насосов следует учитывать, что более мощные насосы обладают одновременно более высоким КПД. Исходя из этого положения, желательна установка на станции минимального числа мощных агрегатов. Однако установка на станции малого количества агрегатов влечет за собой увеличение мощности резерва и уменьшение маневренности насосного оборудования.
    Выбирая количество рабочих агрегатов, надо также учитывать строительные размеры станции и принятый принцип управления работой агрегатов. НС шахтного типа, сооружение которых значительно дороже наземных станций, желательно придавать возможно меньшие габариты в плане, поэтому на таких станциях рекомендуется установка меньшего числа агрегатов. Исходя же из принципа управления работой насосов при автоматизированном управлении и относительно частом включении в работу одного насоса, с технической точки зрения нецелесообразна установка на станции одного рабочего насоса с большой подачей.
    Наиболее часто на НС 1-го и 2-го подъема принимаются к установке два-четыре рабочих насоса, что дает приемлемые объемы бака водонапорной башни и минимальное количество включений и выключений насосов в течение суток.

12

13

    На канализационных НС один рабочий насос устанавливается лишь на станциях малой производительности. На таких малых станциях, для которых не имеется подходящих насосов, проектируется {забота минимальных по типоразмерам, выпускаемых промышленностью насосов с остановкой в ночное время, а емкость приемного резервуара определяется по притоку в ночные часы.
    На канализационных НС средней производительности - до 20 тыс.м³/сут даже в тех случаях, когда по номенклатуре может быть поставлен один рабочий насос, устанавливаются, как правило, два рабочих насоса. При больших производительностях на канализационных станциях принимаются к установке три-четыре и более рабочих насоса.
    При составлении графика работы ЦБН следует учитывать влияние параллельного включения на подачу насосов. Коэффициенты параллельности - Кп: при двух параллельно включенных насосах - Ki = 0,9: при трех параллельно включенных насосах - Кг - 0,84; при четырех -К₃ = 0,8. Влияние параллельности при выключении отдельных ЦБН приводит к увеличению подачи оставшихся в работе насосов, снижению допускаемой вакуумметрической высоты всасывания и к увеличению потребляемой мощности.
    Для ориентировочного учета влияния параллельной работы на подачу насосов можно пользоваться величинами, обратными коэффициенту параллельности.
    При выключении из работы одного насоса К/ — 1,11;
    двух - Kj = 1,19;
    трех - Kj = 1,25.

    3.2. Расчет подачи насосов и определение регулирующей емкости
А. НС 1-го подъема
    Подача воды насосами 1-го подъема может осуществляться по 3 схемам:
    1.     НС подает воду на очистные сооружения для хозяйственнопитьевых или производственных нужд.
    2.     НС подает воду в резервуары чистой воды без очистки; в этом случае подача хозяйственно-питьевой воды обычно осуществляется из артезианских скважин.
    3.    НС подает воду без очистки непосредственно потребителям.
    Как правило, станцию 1-го подъема рассчитывают на подачу среднего часового расхода воды в дни максимального водопотребления с учетом расхода воды на собственные нужды станции:

Q,ac=         мЗ/ч,

где Qmax.cyr ~ максимальный суточный расход, м³/сут;
    J - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды станции, принимается равным 1,04... 1,10 при подаче на очистные сооружения или 1,01... 1,02 при подаче воды без очистки в резервуары;
    Т - продолжительность работы НС, обычно принимаемая Т = = 24 часа.
Б. НС 2-го подъема
    При определении подачи необходимо найти оптимальный вариант режима работы станции: минимальная аккумулирующая емкость и наименьшая частота включения насосных агрегатов. Обычно работу станции принимают дву- или трехступенчатой (работа различного числа насосов в разные часы суток).
    Определение подачи, выбор режима работы НС и объема аккумулирующей емкости производятся по табл.3.1, ступенчатому или интегральному графику. Подобный расчет производится ниже, в примере 3.1.
    Почасовой график водопотребления принимается в соответствии с коэффициентом часовой неравномерности Кч, который задается (см.прил.1).
    Часовая подача насосов

(3.1)

где Qcyᵣ - суточная подача НС.
Пример 3.1
   Задано
    Коэффициент часовой неравномерности водопотребления К,, — = 1,25. Полезная производительность станции на расчетный период -36 тыс.м³/сут. Расчетный расход воды на пожаротушение: три пожара по 40 л/с, итого 120 л/с; внутренний пожар производственного предприятия - 10 л/с.
    Расчет для станции 2-го псдъема
    Вычисляем часовую подачу насосов по формуле (3.1):
Q₄ₐc = 1.25^% = 5.1% от QcyT в час.
    Задаемся количеством насосов на станции. Полагаем, что 5,1% в час подают три параллельно включенных насоса, т.е. подача трех насосов (всей станции) составит

0з = “= 1836 (м³/ч) = 510 (л/с).

    При этом каждый насос подает 510:3= 170 (л/с).
    Если один насос (при отключении остальных) подает в час Qb%, то подача двух параллельно включенных насосов с учетом коэффици

14

15

ента параллельности будет равна Q, • 2 • 0,9 — 1,8 Qi,%, а аодача трех насосов составит Qi 3 0,84 ~ 2,5 Qi, %.
   Так как три насоса подают 5,1%, то один насос будь. подавать
   J 2,0 (%)

или Q, = ³⁶⁰“₀²’-° ™ (м³/ч) = 200 (л/с).
   Подача двух насосов составит Q₂ — 2,0 1,8 = 3,6 (%)
или q₂ = 36000-3^6 ₌ ₁₂₉₆ ₃/ч| ₌ ₃₆₀ ₍л/с₎ 100
   При этом каждый насос будет подавать 360 : 2 = 180 (л/с).
    При пожаротушении НС должна подавать полный расход воды города и расход на пожаротушение:
    Опож = 510 + 120 + 10 = 640 (л/с).
    Расчетным режимом, по которому подбирают насосы, является подача 510 л/с.
    Теперь необходимо распределить подачу одного, двух, трех насосов по часам суток в соответствии с водопотреблением согласно табл.3.1.
    Из табл.3.1 видно, что для сведения баланса воды (потребления и подачи) необходимо с 6 до 7 часов подавать 2,3% от QcyT.
Таблица 3.1

Суточный баланс воды и определение регулирующей емкости резервуара на башне

      Потреб-   Подача     Поступление, %     Остатки  Кол-во      
Часы  ление, % насосами,                      в резер- насосов     
суток От Qcy[  % oi Qcyr в резерв. из резерв. вуар, %  и время     
                                                       работы      
  I      2         3         4         5         6          7      
0-1   3,35       3,60      0,25    -            1,55   Два насоса  
1-2     3,25     2,00        -        1,25      0,36   Один насос  
2-3     3,30     3,60      0,30    -            0,60   Два насоса  
3-4     3,20   3,60        0,40    -            1,00      То же    
4-5     3,25     3,60      0,35    -            1,35               
5-6     3,40     3,60      0.20    -            1,55        «<     
6-7     3,85     2,30        ■        1.55       0     Два насоса                                                          11 мин и  
                                                       один насос                                                           49 мин   
7-8     4,45      5,Ю      0,65    -            0,65   Три насоса  
8-9   5,20       5,10        -        0,10      0,55      То же    
9-10  5,05       5,10      0,05    -            0,60               
10-II 4,85       5,10      0,25    -            0,85               
11-12 4,60       5,10      0,50    -            1,35               
12-13 4,60       5,10      0,50    -            1,85               
13-14 4.55       3,60        -        0,95      0,90    Два насоса 

Окончание табл.3.1

  I     2    3     4     5      6       7     
14-15 4,75  5,10 0,35    -    1,25  Три насоса
15-16 4,70  5,10 0,40    -    1.65    То же   
16-17 4,65  5,10 0,45    -    2,10            
17-18 4,35  3,60   -    0,75  1,35  Два насоса
18-19 4,40  5,10 0,70    -    2,05  Три насоса
19-20 4,30  3,60   -    0,70  1,35  Два насоса
20-21 4.30  5,10 0,80  -      2,15  Три насоса
21-22 4,20  3,60   -    0,60  1,55  Два насоса
22-23 3 75  3,60   -    0,15  1,40    То же   
23-24 3,70  3,60   -    0,10  1,30  Два насоса
Итого 100 % 100% 6,15% 6,15 % 29.31   То же   

    Такую подачу можно осуществить, если какую-то долю часа будет работать еще и второй насос. Полагая, что “X” долю часа будут работать два насоса с подачей 3,6% в час, а в остальное время (1-Х) часа -один насос с подачей 2,0%, получим
3.6+2,0(1-Х) =2,3 X =0,188 часа= 11 мин; (1-Х) = 0,812 часа = 49 мин.
    Регулирующая емкость резервуара на башне согласно табл.3.1 оказалась равной 2,15% от QcyT, что составляет
                    w _ 36000-2,15
Wₚₑ₃------_(.2_ = 774 (м3).

    Прибавляем согласно СНиП 2.04.02-84 |1| десягиминугный запас емкости на пожаротушение из расчета одного наружного и одного внутреннего пожаров, т.е.
                  w _ (40 + 10).60 10 _
W"“---------->000-----³⁰⁽м⁾    Общая емкость резервуара на башне
    WpC₃ = 774 4- 30 = 804 (м³).
    Принимаем резервуар W = 800 м³.
    Подсчитаем диаметр “D” и высоту воды в резервуаре “Нр”, учиты-п!)²
вая, что ₄ Нр = 800

    (0,7.. 0,8) D = Нр.
    Получаем D & 11,3 м Нр 8 м.


/? Цирку тционная станция оборотного водоснабжения промышленного предприятия

    На примышленных предприятиях водопотребление в течение суток может быть равномерным и неравномерным.
    При равномерном водопотреблении насосы подбирают с расчетом на равномерную подачу воды. При этом подача насоса

16