Дипломная (вкр): Водоснабжение поселка

Водоразборные колонки предназначаются для разбора воды из водопроводной сети жителями, проживающими в домах, не оборудованных внутренним водопроводом. Водоразборная колонка имеет радиус обслуживания до 150,00 м. Напор в сети должен быть не менее 0,10 МПа.

Воздушные вантузы устанавливаются для автоматического впуска воздуха при опорожнении и выпуску воздуха из водоводов и водопроводной сети. Вантузы размещают в повышенных переломных точках профиля водопроводной сети, где скапливается воздух.

Предохранительные клапаны предназначены для предохранения водоводов от гидравлического удара при повышении давления.

Обратные клапаны допускают движение воды только в одном направлении. Их обычно устраивают на насосных станциях для предотвращения обратного вращения рабочего колеса насоса при внезапной остановке.

6.9 Определение толщины стенки напорного трубопровода

Для труб стальных, электросварных прямошовных, согласно ГОСТ 10704-91, существуют стандартные величины толщины стенок трубопровода, которые мы выбираем. Для того чтобы определить правильность нашего выбора, необходимо рассчитать толщину стенки трубопровода на наиболее неблагоприятных участках кольцевой сети. К наиболее неблагоприятным участкам в нашем случае относится участок «ВБ - 1» и «14 - 26» (рисунок 6.1). Участок «ВБ - 1» относится к неблагоприятным так как по нему проходит трубопровод наибольшего диаметра (225,00 мм), а участок «14 - 26» является наиболее не защищенным в сети (свободный напор 20,09 м).

Толщина стенки трубопровода определяется по формуле (6.10)

;               (6.10)

 - толщина стенки трубопровода, мм;

 - давление в трубопроводе, МПа;

 - диаметр трубопровода, мм;

 - допустимое напряжение, МПа;

 - толщина ржавления, мм.

Допустимое напряжение определяется по формуле (6.11)

;               (6.11)

 - предел текучести для соответствующего материала труб, МПа.

Определяем допустимое напряжение для стальных труб

.

Определяем толщину стенки трубопровода для участка «ВБ - 1»

.

Определяем толщину стенки трубопровода для участка «14 - 26»

.

Определенные значения толщины стенки трубопровода не превышают принятые нами стандартные значения толщины стенок трубопровода.

7. ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ И РЕЗЕРВУАРЫ

7.1 Определение высоты водонапорной башни

Для того, чтобы определить высоту водонапорной башни, необходимо прежде всего определить диктующую точку, то есть точку куда труднее всего подать воду.

Диктующая точка определяется расчетом. Для этого на плане кольцевой разводящей сети выбираются несколько неблагоприятных точек, одна из которых может быть диктующей. Затем выбирается общеразводящая точка, ближайшая к неблагоприятным, из которой вода поступает в них. Определяя отметку пьезометрического напора в общеразводящей точке для пропуска воды в выбранные неблагоприятные точки и сравнивая величины их пьезометрических отметок, находят диктующую точку - ту для которой величина пьезометрической отметки будет больше. Величину пьезометрической отметки в общеразводящей точке находят по формуле (7.1)

         (7.1)

 - пьезометрическая отметка в общеразводящей точке, м;

 - отметка земли в неблагоприятной точке, м;

 - сумма потерь напора на участках от общеразводящей сети до неблагоприятной точки, м;

 - свободный напор в неблагоприятной точке, м.

Чтобы определить диктующую точку рассмотрим следующие неблагоприятные точки (узлы) на кольцевой разводящей сети: 18, 23, 11.

Определяем пьезометрические отметки в общеразводящей точке

;

;

За диктующую точку принимается неблагоприятная точка № 18.

Высота водонапорной башни определяется по формуле (7.2)

;          (7.2)

  - высота водонапорной башни, м;

 - отметка земли в диктующей точке, м;

 - отметка земли в месте установки водонапорной башни, м;

 -    сумма потерь напора на участках сети от башни до диктующей по одному направлению, м;

 -    сумма потерь напора на участках сети от башни до диктующей по другому направлению, м;

 - свободный напор в диктующей точке, м.

Определяем высоту водонапорной башни

.

Высоту ствола водонапорной башни принимаем равной 24 м.

7.2 Определение емкости бака водонапорной башни

Общая полезная емкость бака водонапорной башни определяется исходя из условий обеспеченности подачи воды: в часы перерыва работы насосной станции, в часы наибольшего водоразбора, когда воды, подаваемой насосами, недостает для нужд пожаротушения.

Общий объем бака водонапорной башни определяется по формуле (7.3)

;                (7.3)

 - общий объем бака, м3;

 - регулирующий объем бака, м3;

 - пожарный объем бака, м3.

Для того, чтобы определить регулирующий объем бака водонапорной башни, необходимо на одном графике совместить интегральные кривые водопотребления и водоподачи (рисунок 7.1).

Рисунок 7.1. - Интегральные кривые водопотребления и водоподачи

Для того чтобы регулирующая емкость была наименьшей, необходимо выбрать такой промежуток времени работы насосной станции при заданном времени в сутки Т, час., чтобы сумма максимальных ординат по избытку и недостатку была наименьшей. Насосная станция второго подъема работает 18 часов в сутки.

Регулирующий объем бака водонапорной башни определяется по формуле (7.4)

;       (7.4)

 - регулирующий объем бака, м3;

- максимальный суточный расход 2-ого отделения Агрофирмы «Исток», м3/сут.

 -   максимальная разность ординат кривых подачи и потребления по недостатку воды, %;

 - максимальная разность ординат кривых подачи и потребления по избытку воды, %.

Определяем регулирующий объем бака водонапорной башни

.

Для того, чтобы объем бака был наименьшим, насосная станция второго подъема должна работать с 400 до 2200 часов суток.

В баке водонапорной башни должен храниться неприкасаемый объем воды для тушения пожаров в течение 10 мин., который следует определять по формуле (7.5)

             (7.5)

 - объем пожарного запаса воды в баке, м3;

 - число пожаров, которые одновременно могут возникнуть в населенном пункте;

 -    время, в течение которого необходимо включить основные пожарные насосы, мин.

Определяем объем пожарного запаса воды

.

Определяем общий объем бака водонапорной башни

.

Полученный общий объем бака водонапорной башни позволяет определить размеры бака. Бак будет иметь цилиндрическую форму.

Диаметр бака водонапорной башни определяется по формуле (7.5)

                (7.5)

 - диаметр бака водонапорной башни, м;

 - общий объем бака, м3.

Определяем диаметр бака водонапорной башни

.

Высота бака водонапорной башни определяется исходя из оптимального соотношения высоты бака к его диаметру по формуле (7.6)

;             (7.6)

 - высота бака водонапорной башни, м.

Определяем высоту бака водонапорной башни

.

Строительный объем бака водонапорной башни будет несколько больше за счет превышения стенок бака над уровнем воды и объема, предусмотренного для выпадения осадка из воды. Строительная высота бака будет определяться по формуле (7.7)

;            (7.7)

 - строительная высота бака, м;

0,2 - величина предусматривающая превышение бортов бака над уровнем воды, м;

0,25 - величина, предусматривающая осадок в баке, м.

Определяем строительную высоту бака

.

Строительный объем бака будет определяться по формуле (7.8)

;              (7.8)

 - строительный объем бака, м3.

Определяем строительный объем бака водонапорной башни

.

7.3 Конструкция водонапорной башни

К водонапорным башням относят напорно-регулирующие сооружения у которых бак размещен выше поверхности земли на искусственной опоре.

Основные части водонапорной башни - бак, опорная конструкция (ствол) и шатер.

Опорная конструкция (ствол) водонапорной башни возводится из железобетона, стали, кирпича и реже из камня и дерева. Конструкция ствола может быть в виде сплошных цилиндрических или призматических стаканов или в виде сквозных рам и ферм.

Баки водонапорных башен делают из листовой стали или из железобетона. Форма баков различна. Наибольшее распространение получили цилиндрические баки с разной формой днища - плоской, конической, сферической и др. Реже применяют баки шаровой, грушевидной, грибовидной и других форм.

Оптимальное отношение высоты цилиндрической части баков к их диаметру обычно находится в пределах 0,6 - 1,0.

Шатер предохраняет бак от замерзания и других атмосферных влияний, а также от попадания загрязнений. Его устраивают из легких материалов, обладающих слабой теплопроводностью (пустотелых камней, пенобетона, и др.). В условиях теплого климата устройство шатров не обязательно. Так как в данном дипломном проекте водонапорная башня проектируется в благоприятных климатических условиях, то наличие шатра не требуется.

Водонапорная башня выполняет две важнейшие задачи:

создание напора в водопроводной сети;

регулирование расхода в водопроводной сети.

В дипломном проекте предусматривается водонапорная башня Рожновского стальная (высота ствола - 42,0 м, емкость бака - 296,0 м3) без шатра. Вход в бак из подбаковой камеры осуществляется по внешней лестнице.

Стальной бак цилиндрической формы с коническим днищем выполнен из стали марки М3 для интервала температур . В конструкции бака предусматриваются ребра жесткости для возможности устройства временного деревянного настила при производстве монтажных работ. Лестницы стальные облегченного типа.

Все стальные конструкции сварные.

7.4 Система автоматического управления уровнем воды в баке водонапорной башне

В проекте предусматривается автоматическое управление уровнем воды в башне. Водонапорная башня включает в себя систему управления АВБ-КД, разработанную ВИЭСХ, обеспечивающую защиту электродвигателя от перегрузок.

Система состоит из станции управления, поста управления, контактного датчика уровня воды.

Станция управления устанавливается в здании насосной станции, пост управления - на опоре башни и предназначается для питания датчиков уровней воды и подачи сигнала на станцию управления для автоматического включения двигателя насоса.

Контактный датчик уровня воды типа АД-2 устанавливается в баке и подает посту управления сигналы о достижении водой заданного уровня.

Включение системы автоматического управления в работу осуществляется подачей напряжения по сети на станцию управления, которая включается пакетными выключателями.

7.5 Статический расчет водонапорной башни

Статический расчет производится по методу предельных состояний в соответствии со СНиП А.11-62 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования» и СНиП 11-Б.1-62 «Основные положения проектирования».

Статический расчет сводится к определению нагрузок на водонапорную башню, проверке напряжений в стволе башни и расчету фундамента под башню.

7.5.1 Нагрузки от собственного веса сооружения

Собственный вес водонапорной башни слагается из веса резервуара, ствола, лестничных клеток, штукатурки, утепляющих устройств и механического оборудования.

Вес резервуара в тоннах без учета веса воды определяется по формуле (7.9)

;          (7.9)