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:

h3 = hп +0,15=0,5+0,15=0,65 м;

Расчет водоводов ( самотечных, всасывающих и напорных) выполняется применительно к нормальным и аварийным условиям эксплуатации.

Диаметр водоводов принимается по [3] при расчетном расходе воды в одной секции водозабора для нормальных условий эксплуатации:

                                      Qр = 0,27 м3/с;               D = 600 мм.

Скорости течения воды в водоводах при нормальных условиях эксплуатации принимаются по [4, табл.2.5]: 1,02 м/с - в самотечных водоводах и 1,29 м/с - во всасывающих.

Принятый диаметр самотечных труб проверяем на незаиляемость транспортируемыми по водоводу мелкими наносами, по формуле:

где, v – средняя скорость течения воды в водоводе, м/с;

v* - динамическая скорость, принимается:

v* = 0,007*v = 0,007*1,02=0,0714 м/с;

А – параметр, принимаемый 9;

d – средневзвешанный диаметр наносов, 25мм;

ρ – средняя мутность воды в период половодья, 1,3 кг/м3;

ω – гидравлическая крупность, 11,6 мм/с;

Потери напора в водоводах (по длине) определяются по формуле:

h = i * L

где, i - пьезометрический уклон, определяемый согласно [3];

L - длина водовода, м;

Потери напора в самоточном водоводе (по длине) равны:

  h = 0,00209 * 72 = 0,15 м

Потери напора во всасывающем водоводе (по длине) равны:

hвс = 0,00421* 19 = 0,08 м

Наивысшая допустимая отметка оси насоса определяется по формуле:

ОН=Мин УВ+(10-∆hg)-∑hп-v2/2g =72,5+(10-5)-0,52-0,4=76,58 м

где, Мин УВ - отметка миним. расчетного уровня воды в реке, м;

10-∆hg – приведенная высота атмосферного давления и допустимый кавитационный запас насоса, м;

Shп – сумма потерь напора при движении воды в сооружениях от водоприемных отверстий до насоса при аварийных условиях эксплуатации (т.е. потери напора в решетке, водоприемнике, самоточном водоводе, на местных сопротивлениях водовода, в сетке, во всасывающем водоводе, на местных сопротивлениях всасывающего водовода), м;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20