Расчетные расходы водопотребления
Подача воды насосной станцией принимается в зависимости от расчетных расходов воды потребителя (города) в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления (СП 31.13330-2012). При анализе исходных данных и нормативных требований установлено, что коэффициенты суточной неравномерности водопотребления: К = 1,2 и К = 0,7.
Для I очереди развития водопровода:
1 =27000 × 1,2 = 32400 м3/сут;
1 =27000 × 0,7 = 18900 м3/сут.
Для II очереди развития водопровода (на расчетный период):
= 36000 × 1,2 = 43200 м3/сут;
= 36000 × 0,7 = 25200 м3/сут.
На этапе учебного проектирования насосной станции рассматривается случай только максимального хозяйственного водопотребления в городе.
Расчетные часовые расходы воды определяются с учетом коэффициентов часовой неравномерности.
Расчетный расход воды потребителями в максимальный час определяется по формуле
= · .
Анализируя исходные данные и нормативные требования (см. п. 5.2 СП 31.13330-2012), определим k = 1,25. Соответственно расчетные расходы воды в городе на хозяйственно-питьевые нужды составляют:
для I очереди строительства:
q =1,25×32400/24=1687,5 м3/ч или I = 1687,5/3,6=469 л/с;
для II очереди строительства:
q = 1,25×43200/24=2250 м3/ч или II = 2250/3,6 = 625 л/с.
Все дальнейшие расчеты приводятся ниже для II очереди развития города и строительства водопроводной системы.
При пожаротушении в городе насосная станция (см. СП) должна подавать:
Qн. ст х.п+пож= q + qпож ,
т.е. расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды и на тушение пожаров (по заданию, в жилых 5 этажных домах пожарные краны не устанавливаются).
По заданию: qпож = 55 × 3 = 165 л/с.
Подача воды насосной станцией на хозяйственно-питьевые нужды и тушение пожаров составляет
Qн. ст. х.п+пож = q + qпож = 625 + 165 = 790 л/с.
3. Подача и количество насосов насосной станции, объем регулирующей емкости водонапорной башни.
В целях обеспечения условий взаимозаменяемости оборудования на насосной станции устанавливаются однотипные насосные агрегаты. Подача каждым насосом и количество агрегатов на насосной станции назначаются в зависимости от режимов водопотребления, условий совместной работы насосов и регулирующих емкостей, категории надежности насосной станции (см. пп. 10.1- 10.3. СП ).
Минимальное количество насосных агрегатов на насосной станции должно быть
m + n ³ 2 + n,
где m - количество рабочих агрегатов;
n - количество резервных агрегатов.
Учитывая, что максимальная регулирующая емкость водонапорной башни обычно не превышает емкости стандартной водонапорной башни Wр. баш £ 800…1400 м3, максимальная подача насосной станции назначается в пределах
Q ³ (q –q ),
где - поступление воды в сеть из бака водонапорной башни, л/с;
- максимальный расход воды в городе, л/с.
Если за 100% принять суточный расход воды в городе, т.е.
Q =43200 м3/сут, а емкость регулирующего бака водонапорной
башни принять равной Wр.баш = 800 м3, то, составив пропорцию
43200 – 100 %, 800 – c %, найдем: c =800×100 / 43200 = 1,85 %.
Из этого расчета следует, что регулирующий объем бака водонапорной башни не должен превышать 1,85 %.
Анализируя график режима водопотребления (рис. 2), составленный по данным табл. 1 приложения, представим режим работы насосной станции с тремя однотипными рабочими насосами по часам суток в табличном виде (табл. 1).
Рис. 2. График режимов водопотребления и работы насосной станции 2-го подъема
Т а б л и ц а 1
Суточный баланс воды, % от Q сут
Часы суток | Водопот- ребление, % от Qсут | Подача, Qнас. ст, % | Поступление, % | Остаток воды в баке Wрег, % | Режим работы насосов | |
в бак | из бака | |||||
0-1 | 3,35 | 3,4 | 0,05 | - | 0,05 | 2 насоса |
1-2 | 3,25 | 3,4 | 0,15 | - | 0,2 | То же |
2-3 | 3,3 | 3,4 | 0,1 | - | 0,3 | “ |
3-4 | 3,2 | 3,4 | 0,2 | - | 0,5 | “ |
4-5 | 3,25 | 3,4 | 0,15 | - | 0,65 | “ |
5-6 | 3,4 | 3,4 | - | - | 0,65 | “ |
6-7 | 3,85 | 3,55 | - | 0,3 | 0,35 | 2 нас. – 54мин, 3 нас. – 6 мин |
7-8 | 4,45 | 4,8 | 0,35 | - | 0,7 | 3 насоса |
8-9 | 5,2 | 4,8 | - | 0,4 | 0,3 | То же |
9-10 | 5,05 | 4,8 | - | 0,25 | 0,05 | “ |
10-11 | 4,85 | 4,8 | - | 0,05 | “ | |
11-12 | 4,6 | 4,8 | 0,2 | - | 0,2 | “ |
12-13 | 4,6 | 4,8 | 0,2 | - | 0,4 | “ |
13-14 | 4,55 | 4,8 | 0,25 | - | 0,65 | “ |
14-15 | 4,75 | 4,8 | 0,05 | - | 0,7 | “ |
15-16 | 4,7 | 4,8 | 0,1 | - | 0,8 | “ |
16-17 | 4,65 | 4,8 | 0,15 | - | 0,95 | “ |
17-18 | 4,35 | 4,8 | 0,45 | - | 1,4 | “ |
18-19 | 4,4 | 3,8 | - | 0,6 | 0,8 | 2 нас. – 43 мин, 3 нас. – 17 мин |
19-20 | 4,3 | 4,3 | - | - | 0,8 | 2 нас. – 21 мин, 3 нас. – 39 мин |
20-21 | 4,3 | 4,8 | 0,5 | - | 1,3 | 3 насоса |
21-22 | 4,2 | 3,4 | - | 0,8 | 0,5 | 2 насоса |
22-23 | 3,75 | 3,4 | - | 0,35 | 0,15 | “ |
23-24 | 3,7 | 3,55 | - | 0,15 | 2 нас. – 54 мин, 3 нас. – 6 мин | |
Итого: | 100% | 100% | 2,9% | 2,9% | - | - |
Примечания.
1. В период с 6 до 7 часов работают два и три насоса по минутам.
2. Цветом выделены максимальный час водопотребления и максимальный регулирующий объем бака.
Допустим, что три параллельно работающих насоса подают в час 4,8 % от , а превышения расхода воды в сети города или избыточные подачи воды насосной станцией в течение суток компенсируются регулирующей емкостью водонапорной башни.
Определим подачи насосов при их совместной работе: Q1, Q1+2, Q1+2+3.
Если Qн. ст = 4,8 %, т.е. Q1+2+3 = 4,8 %, то подача одного насоса составит
Q1= × kр = × 1,18 = 1,9 %,
где kр - коэффициент, учитывающий увеличение подачи насосной станции при отключении из работы двух насосов (табл. 2).
Т а б л и ц а 2