Контрольные вопросы

1. Классифицируйте газопроводы природного газа в зависимости от давления.

2. Опишите способы соединения стальных труб и арматуры системы газоснабжения.

3. Каким образом внутри помещений прокладываются газопроводы, по которым транспортируется влажный газ?

4. В каких случаях допускается предусматривать устройство приставных дымоходов?

5. Каким образом обеспечивается полный отвод продуктов сгорания газа от водонагревателя тепловой мощностью более 9,3 кВт?

6. Перечислите помещения, в которых не разрешается установка бытовых газовых приборов.

7. Расскажите об установке приборов учета расхода газа.

8. Назовите здания, для которых допускается устройство цокольных вводов газопроводов.

9. Назовите КИПы при газооборудовании промышленных цехов.

10. Чему равна температура воздуха в помещении, где установлены баллоны со сжиженным газом?

Глава 4. Системы холодного водоснабжения и водоотведения

4.1. Классификация систем водоснабжения

Системой водоснабжения или водопроводом называется комплекс сооружений, обеспечивающих водой населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные предприятия. В этот комплекс входят: сооружения для забора воды из источника; сооружения для приведения качества воды в соответствие с требованиями потребителей; емкости (резервуары, водонапорные башни для хранения запасов воды, регулирования ее расхода и обеспечения напора); водоводы, магистральные и разводящие сети. В отдельных случаях некоторые из указанных сооружений могут отсутствовать. Системы водоснабжения должны учитывать все нужды водного хозяйства района.

Водоснабжение объектов следует проектировать с учетом охраны и комплексного использования водных ресурсов, кооперирования потребителей и возможности перспективного развития на основании схем проектов планировки административных и промышленных районов, схем генеральных планов и ТЭО промышленных узлов, генеральных планов и проектов планировки и застройки населенных пунктов и их промышленных районов. Системы водоснабжения необходимо рассматривать совместно с системами канализации и предусматривать использование для производственного водоснабжения очищенных сточных вод.

Все принимаемые решения должны соответствовать Водному кодексу Российской Федерации.

Системы водоснабжения (водопроводы) классифицируются по ряду признаков и особенностей:

• по видам обслуживаемых объектов они делятся на городские и поселковые, промышленные, железнодорожные и другие;

• по территориальному охвату – на местные, районные, групповые, а также внеплощадочные и внутриплощадочные;

• по назначению – на хозяйственно-питьевые, противопожарные, производственные, поливочные и другие;

• в зависимости от источника водоснабжения – на питающиеся природными поверхностными и подземными водами, а так же очищенными сточными водами (для производственного водоснабжения);

• по способу подачи воды потребителям – на напорные и безнапорные.

В городах и населенных пунктах, как правило, устраивают объединенный хозяйственно-противопожарный водопровод, из которого производится подача воды также на полив зеленых насаждений, уличных и внутриквартальных покрытий, а также для питания предприятий и их оборудования, для которого требуется вода питьевого качества.

На предприятиях обычно сооружают следующие виды водопроводов:

• отдельные производственные одного или нескольких назначений и хозяйственно-питьевой – противопожарный;

• отдельные производственно-противопожарные и хозяйственно-питьевой;

• объединенный производственно-противопожарный – хозяйственно-питьевой.

Системы хозяйственно-питьевого водоснабжения предприятий, как правило, связаны с системой хозяйственно-питьевого водоснабжения прилегающего населенного пункта. Ту или иную систему водоснабжения в каждом конкретном случае выбирают в зависимости от местных условий, определяя эффективность варианта технико-экономическими расчетами.

Объединенная система водоснабжения наиболее целесообразна при достаточном минимальном дебите источника и близко расположенных друг от друга жилой и производственной зон.

Раздельные системы водоснабжения для жилой и производственной зоны поселка рекомендуется применять: при дебитах подземных вод, исключающих возможность строительства общего водозабора; при расстоянии между ними более 1,0…1,5 км и расположении их на разных уровнях; при дебитах подземных вод, обеспечивающих только хозяйственно-питьевые потребности жилой зоны.

Поливочные системы, как правило, проектируют: в районах с дефицитом пресной воды, где дебита источников едва хватает для удовлетворения хозяйственно-питьевых нужд жилой зоны; в населенных пунктах, использующих для хозяйственно-питьевых потребностей очищаемую или опресняемую воду поверхностного источника; в случаях, когда расход воды на полив при его пропуске по водопроводной сети требует увеличения ее диаметра, принятого для пропуска расчетного хозяйственного и противопожарного расходов воды.

Надежность систем водоснабжения определяется требованиями [39], согласно которым системы водоснабжения большинства населенных пунктов с числом жителей до 5000 человек относятся к III категории, то есть подачу на хозяйственно-питьевые нужды можно снижать не более чем на 30 % расчетного расхода за период, не превышающий 15 суток. Перерыв в подаче воды или снижение расхода воды ниже указанного предела допускаются на время проведения ремонта, но не более чем на 24 часа.

4.2. Схемы холодного водоснабжения населенных пунктов

На практике для водоснабжения потребителей используют различные схемы водоснабжения, отличающиеся составом и взаимным расположением инженерных сооружений, а также трассировкой наружных водопроводных сетей.

Схема системы местного водопровода населенного пункта с питанием ее из поверхностного источника водоснабжения показана на рис. 4.1. В зависимости от топографических и иных особенностей схема может изменяться. Так, водозаборные сооружения часто объединяют с насосной станцией I подъема, очистные сооружения блокируют со станцией II подъема, устанавливают станции подкачки на водоводах и т.д. Водонапорную башню (или напорно-регулирующий резервуар) располагают, как правило, в наиболее возвышенном пункте, в начале, в середине или в конце сети. В ряде случаев целесообразно выполнять рассредоточенные, не связанные с топографией местности, безнапорные регулирующие емкости с регулирующими насосными станциями.

Рис. 4.1. Схема системы местного водопровода населенного пункта

с питанием из поверхностного источника водоснабжения:

1 – водозаборные сооружения; 2 – насосная станция 1 подъема; 3 – очистные сооружения; 4 – резервуары чистой воды; 5 – насосная станция 2 подъема; 6 – водоводы; 7 – водонапорная башня; 8 – водопроводная сеть

Пример схемы системы местного водопровода населенного пункта с питанием из подземного источника водоснабжения приведен на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Схема системы местного водопровода населенного пункта с питанием

из подземного источника водоснабжения:

1 – водозаборные скважины; 2 – водоводы; 3 – резервуары; 4 – насосная станция 2 подъема; 5 – водонапорная башня; 6 – водопроводная сеть

При расположении источника водоснабжения по отметкам выше населенного пункта вода потребителям может быть подана без помощи насосных станций; система водоснабжения становится самотечной (гравитационной). Ряд сооружений системы при этом отсутствует.

При значительной территории, обслуживаемой водопроводом, и большой разнице отметок отдельных потребителей во избежание чрезмерных напоров в некоторых участках сети и в целях экономии электроэнергии прибегают к зонированию сети. Зонирование может быть параллельным и последовательным. При параллельном зонировании (рис. 4.3) устраивают единую насосную станцию, на которой устанавливают отдельные группы насосов для подачи воды в разные зоны по различным водоводам.

Рис. 4.3. Схема параллельного зонирования:

1 – насосная станция; 2 – водонапорная башня 1 зоны;

3 – водонапорная башня 2 зоны; 4 – водоводы

При последовательном зонировании (рис. 4.4) для каждой зоны устраивают свою насосную станцию. Из источника или из районного водопровода вода поступает на насосную станцию первой зоны и далее последовательно на насосные станции расположенных выше, зон.

Рис 4.4. Схема последовательного зонирования:

1 – насосная станция 1 зоны; 2 – водоводы; 3 – резервуары;

4 – насосная станция 2 зоны; 5 – водонапорная башня 2 зоны

Если вода из источника, расположенного, например, в горах, поступает к городу под очень большим естественным напором, то сеть также разбивают на зоны, организуя так называемое обратное зонирование. При этом возможно использование излишнего напора для получения электроэнергии.

Выбор систем зонирования и назначение границ зависят от многих технических и экономических факторов и должны производиться на основе сравнения вариантов.

Крупные населенные пункты часто снабжаются водой из нескольких источников. В зависимости от мощности отдельных источников, качества воды в них, топографии местности и прочих условий схемы водоснабжения различных городов имеют разнообразные решения.

Схема водоснабжения крупного города при питании его из трех отдаленных источников приведена на рис. 4.5.

Рис 4.5. Схема водоснабжения города из трех отдаленных источников:

1 – водозаборные и очистные сооружения из подземных источников;

2 – водозаборные и очистные сооружения из поверхностного источника;

3 – водоводы

Широкое распространение в практике устройства систем водоснабжения имеют групповые (рис. 4.6.) и районные водопроводы, охватывающие обширные территории. В групповых и районных водопроводах обычно предусматривают равномерную подачу воды по магистральным водоводам в головные резервуары, содержащие необходимые запасы воды для отдельных потребителей. Из этих резервуаров с помощью насосных станций вода поступает в распределительные сети с местными водонапорными башнями или напорно-регулирующими емкостями.

Рис. 4.6. Схема группового водопровода:

1 – водозаборные сооружения и насосная станция 1 подъема производственного водопровода; 2 – предприятие; 3 – станции подкачки; 4 – водозаборные сооружения и насосная станция 1 подъема хозяйственно-питьевого водопровода; 5 – пункты водопотребления; 6 – водоводы

Для объектов со сравнительно небольшими и равномерными расходами воды и напорами водопроводная сеть непосредственно примыкает к магистралям города или района. При недостаточности напора предусматривается строительство станций подкачки с резервуарами. Избыточный напор погашается редуцирующими устройствами.

Если гарантируется достаточная общая величина подачи воды в течение суток, но имеется значительная неравномерность водопотребления и большая разница в напорах, необходимых для отдельных потребителей, воду обычно направляют в запасные резервуары, от которых через насосную станцию питается система хозяйственно-питьевого, а при необходимости и соединенного с ней противопожарного водопровода предприятия.

4.3. Системы производственного водоснабжения промышленных предприятий

На промышленных предприятиях вода используется для следующих производственных целей:

• для охлаждения оборудования, сырья и продуктов (вода нагревается через стенки теплообменников и практически не загрязняется);

• в качестве среды, транспортирующей механические или растворенные примеси, попадающие в воду при мойке, обогащении и очистке сырья или продукта (вода загрязняется, но обычно не нагревается);

• для растворения реагентов, используемых в производствах, для получения пара и т.д. (вода в основном входит в технологический продукт, и лишь часть ее направляется в сток с отходами производства);

• для комплексного использования в качестве охладителя продукта, транспортной среды и поглотителя примесей (вода нагревается и загрязняется).

Режим производственного водопотребления и необходимые напоры перед технологическими установками и отдельными аппаратами могут быть весьма разнообразными и определяются заданиями.

При проектировании схем водоснабжения промышленного предприятия должен составляться баланс использования воды с целью уменьшения количества расходуемой воды из источников и защиты их от загрязнений стоками. Во всех случаях следует рассматривать возможность использования для производственного водоснабжения очищенных стоков.

На промышленных предприятиях могут быть как одна, так и несколько систем производственного водоснабжения. Системы производственного водоснабжения предприятий подразделяются на прямоточные, прямоточные с последовательным использованием воды, оборотные и комбинированные.

Прямоточная система предусматривает забор постоянно увеличивающихся объемов воды по мере развития промышленного предприятия. После использования в технологическом цикле вода сбрасывается в водоем. Получить необходимые объемы воды часто невозможно, или требуются большие капитальные затраты. Для уменьшения негативного воздействия сбрасываемых загрязненных вод на качество воды в источнике приходится осуществлять их очистку, что влечет за собой существенное увеличение затрат. Поэтому более перспективными на сегодняшний день являются схемы, позволяющие уменьшать количество сбрасываемых вод.

В системе повторного использования воды свежая вода, пройдя технологический цикл на одном из производств, участвует в технологическом процессе следующего производства. Для создания такой схемы необходимо, чтобы качество воды после использования на первом предприятии удовлетворяло требованиям технологического процесса второго производства. В противном случае требуется корректировка ее качества на очистных и охладительных сооружениях. Применение этой системы позволяет сократить суммарный расход свежей воды. С целью сокращения забора свежей воды из источников водоснабжения и охраны их от загрязнения широко применяются системы оборотного водоснабжения. Они необходимы в случае малой мощности источника водоснабжения. В этой системе вода, участвующая в технологическом процессе, не сбрасывается в водоем, а после обработки вновь возвращается в производственный цикл. Потери, имеющие место в производстве, восполняются из источника.