Водоподъемное оборудование на насосной станции 2-го подъема и его подбор

На насосной станции 2-го подъема устанавливаются насосы для подачи воды в сеть при хозяйственном водопотреблении и насосы для подачи воды в сеть при пожаротушении.

Для обеспечения бесперебойной подачи воды на насосной станции, кроме рабочих, устанавливают резервные насосные агрегаты. Число резервных насосных агрегатов устанавливают в зависимости от категории надежности насосной станции и числа рабочих насосов, включая противопожарный.

Число резервных насосов в зависимости от категории надежности

насосных станций и числа рабочих насосов

Число рабочих насосов	I категория	II категория	III категория
От 1 до 3
От 4 до 6
От 7 до 9

Хозяйственные насосы.

Часовая производительность насосной станции 2-го подъема

, м³/ч.

где Т_НС2 – оптимальный период работы насосной станции 2-го подъема, обеспечивающий минимальный регулирующий объем бака водонапорной башни. Определяется в результате согласования режимов водопотребления и водоподачи.

Напор насосов станции второго подъема при схеме питания сети:

с проходным резервуаром

,

с контррезервуаром

где Н_ВБ − высота ствола башни, м;

Н_Б − высота бака, м;

Z_ВБ − отметка поверхности земли в месте расположения водонапорной башни, м;

Z_П.З − отметка уровня пожарного запаса в РЧВ, м;

h_ВОД − потери напора в водоводе при пропуске расчетного расхода, м;

– потеря напора в сети, м.

По полученным значениям напора и расхода подбирается насос.

Противопожарные насосы.

Подачу и напор противопожарного насоса определяют в соответствии с принятой схемой пожаротушения и противопожарными нормами.

Во время пожара, помимо противопожарного расхода, должен одновременно подаваться и максимальный хозяйственно-питьевой расход. При пожаре водонапорная башня (и водоподъемная установка) отключается и напор противопожарных насосов определяется без учета ее высоты.

Напор насосной станции определяют как сумму геодезического напора плюс потери напора по пути движения воды.

, м

где Н_г — геодезическая высота подъема воды;

, м

где Z_Д.Т. – отметка поверхности земли в диктующей точке;

Z_Д – отметка дна резервуара чистой воды;

Н_СВ – свободный напор равный 10 м;

Sh – сумма потерь напора при совместном пропуске максимального хозяйственно-питьевого и пожарного расходов.

Для диктующей точки, находящейся на тупике

, м

где h_ВОД – потери напора в водоводе при пропуске

– потери напора в сети при пропуске расчетного расхода.

Производительность противопожарных насосов

, м³/ч,

где – противопожарный расход, л/с.

По полученным значениям напора и расхода подбирается насос.

Водоподъемные установки

Согласование режимов водопотребления и водоподачи, а также обеспечение в сети требуемых свободных напоров возможно не только устройством на сети водонапорной башни, но и нашедших в настоящее время широкое распространение автоматических водоподъемных установок типа ВУ. В отличие от башен водоподъемные установки характеризуются компактностью, автоматизацией всего процесса водоподачи, меньшей металлоемкостью. В то же время такие недостатки, как малый регулирующий объем ее бака, частое включение и выключение насоса, резкое колебание давлений с сети сужает область их применения. Их применение целесообразно для снабжения водой отдельно стоящих высотных зданий, микрорайонов повышенной этажности, ферм и населенных пунктов при расходах воды до 100 м³/ч.

Работа установок типа ВУ протекает следующим образом: в периоды, когда насосы подают воды больше, чем потребляет водоснабжаемый объект, часть воды поступает в гидропневмобак. Давление сжимаемого в нем воздуха повышается и когда оно достигнет верхнего предела, на которое отрегулировано реле давления, происходит разрыв электрической цепи и выключение насоса. В дальнейшем вода подается к местам потребления под действием давления воздуха в баке (Р_мак=Р_выкл). По мере опорожнения бака давление в нем падает, и когда оно достигнет нижнего предела, на которое отрегулировано реле давления (Р_мин=Р_вкл) последнее, включает насос в работу. Объем воды, заключенный между уровнями воды в баке, соответствующими давлению включения (Р_вкл) и выключения (Р_выкл) насоса – регулирующий объем.

Такой повторно-кратковременный режим работы ВУ обеспечивает максимальное приближение режима водоподачи к режиму водопотребления.

Расчет автоматической водоподъемной установки ведется в следующей последовательности:

Производительность установки

Q_У = (1…1,2)∙ , м³/ч

где – расчетный расход системы, м³/ч.

Напор установки

Н_У=Н_св+Sh+(Z_Д.Т.–Z_ВУ), м

где Н_СВ – требуемый свободный напор в диктующей точке сети, м;

Sh – сумма потерь напора на участках сети от ВУ до диктующей точки, м;

Sh=h_ВОД+Sh_С, м,

h_ВОД – потери напора на водоводах, м;

Sh_С – потери напора на участках сети, м;

Пневматическая напорно-регулирующая установка:

1 − электродвигатель; 2 − насос; 3 − всасывающая труба; 4 − нагнетательная труба; 5 − воздушно-водяной котёл; 6 − станция автоматического управления; 7 − реле давления; 8 − предохранительный клапан.

Z_Д.Т. – отметка поверхности земли в диктующей точке;

Z_ВУ – отметка поверхности земли у водоподъемной установки.

Значение давления включения и выключения насосов

; , м. вод. ст.

где α=0,8…0,75 – для малонапорных установок с Н_У 50 м;

α=0,75…0,65 – для средненапорных установок с Н_У=50…100 м.

Регулирующий объем гидропневмобака

, м³

где n – число включений насоса за час, n=4…10 раз.

Полный объем гидропневмобака

, м²,

где β=1,2…1,3 – коэффициент запаса емкости бака;

.

УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ

8.1. Свойства природных вод и требования к качеству питьевой воды

Качество воды природных источников, так же как и требования, которые предъявляются к качеству воды, используемой различными потребителями, весьма разнообразны.

Качество воды определяется наличием в ней различных веществ неорганического и органического происхождения, а также микроорганизмов. Примеси могут содержаться в воде в различном состоянии:

· во взвешенном – в виде отдельных частиц (грубодисперсная взвесь);

· в коллоидном;

· в растворенном.

Рассмотрим основные физические, химические и бактериологические свойства воды природных источников.

Содержание взвешенных веществ. Мутность.

Мутность воды обусловливается наличием в ней различного рода механических примесей, находящихся во взвешенном состоянии: частиц песка, глины, илистых частиц органического происхождения, планктона, водорослей и др. Мутность обычно свойственна воде поверхностных источников и главным образом рек.

Чем меньше размеры частиц грунта, тем большее количество их несет река. Чем больше скорость течения, тем больших размеров частицы могут увлекаться водой. При определенной скорости течения воды частицы эти поддерживаются во взвешенном состоянии и придают воде мутность.

Цветность.

Цветность свойственна воде рек, питающихся частично болотной водой, а иногда и воде водохранилищ. Объясняется главным образом присутствием в воде гумусовых веществ. Измеряется цветность в градусах по так называемой платинокобальтовой шкале путем сравнения исследуемой воды с водой, имеющей эталонную цветность. Цветность питьевой воды, подаваемой водопроводом, не должна превышать 20 град. В исключительных случаях, по согласованию с органами санитарного надзора может быть допущена цветность воды до 35 град.

Запахи и привкусы воды.

Наличие запахов и привкусов у воды природных источников обусловливается присутствием в ней растворенных газов, различных минеральных солей, а также органических веществ и микроорганизмов. Запах и привкус имеют болотные и торфяные воды, а также воды, содержащие сероводород. В ряде случаев запах вызывают присутствующие в воде живые или гниющие после отмирания водоросли.

Неприятный запах имеет вода после хлорирования при наличии в ней некоторых количеств остаточного хлора. Интенсивность запаха, как правило, увеличивается с повышением температуры воды.

Привкус солоноватый и даже горько-солоноватый часто имеют сильно минерализованные воды подземных источников.

В большинстве случаев при использовании воды для производственных целей запах и вкус воды сами по себе несущественны. Однако наличие их может указывать на присутствие в воде нежелательных примесей.

Температура воды.

В течение года температура воды поверхностных источников колеблется в весьма широких пределах (для стран СНГ – от близкой к нулю до 25°С, а иногда и выше). Воды подземные, в особенности артезианские, имеют почти постоянную температуру в течение года – 8…12°С.

Для питьевых целей наиболее желательно использование воды с температурой 7…12°С.

Жесткость воды.

Жесткость воды обусловливается содержанием в ней солей кальция и магния. Различают карбонатную жесткость, которая определяется наличием в воде двууглекислых солей кальция и магния, и некарбонатную, при которой в воде содержатся другие соли кальция и магния – сульфаты, хлориды, нитраты.

Суммарная жесткость воды называется общей жесткостью. Вода разных природных источников имеет весьма различную жесткость. Речная вода, за некоторыми исключениями, обладает относительно небольшой жесткостью.

Содержание газов.

В воде природных источников чаще всего присутствуют следующие газы: кислород О₂, двуокись углерода (углекислый газ) СО₂ и сероводород H₂S.

Содержание кислорода и двуокиси углерода даже в значительных количествах не ухудшает качества питьевой воды, но способствует коррозии металлических стенок труб, резервуаров, котлов. Процесс коррозии усиливается с повышением температуры воды, а также при ее движении. При значительном содержании в воде агрессивной двуокиси углерода коррозии подвергаются также стенки бетонных труб и резервуаров.

Содержание сероводорода придает воде неприятный запах и, кроме того, вызывает коррозию металлических стенок труб, баков и котлов. В связи с этим присутствие H₂S не допускается в воде, употребляемой для хозяйственно-питьевых и для большинства производственных нужд.

Содержание соединений железа.

Железо довольно часто встречается в воде подземных источников, в основном в форме растворенного двухвалентного железа. Иногда железо содержится и в поверхностных водах в форме комплексных соединений, коллоидов или тонкодисперсной взвеси.

Наличие железа в водопроводной воде может придавать ей плохой вкус, вызывает отложение осадка и зарастание водопроводных труб. При использовании такой воды для стирки белья на нем остаются пятна.

Согласно ГОСТ, в воде, подаваемой централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения, содержание железа допускается в количестве не более 0,3 мг/л.

Содержание азотистых соединений.

Наличие азотсодержащих соединений – нитратов (NO₃^–), нитритов (NО₂^–) и аммонийных солей (NH₄⁺) – в воде поверхностных источников или в подземных водах может обусловливаться загрязнением этих вод сточными водами. При этом наличие аммонийных соединений указывает на свежее загрязнение, а наличие нитритов – на относительно недавнее загрязнение. Содержание же в воде нитратов может указывать на давнее, уже ликвидированное, загрязнение источника сточными водами.

Содержание растворенных веществ (сухой остаток).

Общее количество веществ (кроме газов), содержащихся в воде в растворенном состоянии, характеризуется сухим остатком, получаемым в результате выпаривания профильтрованной воды и высушивания задержанного остатка до постоянной массы. В воде источника, используемого для хозяйственно-питьевых целей, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л.

Активная реакция воды.

Концентрация в воде водородных ионов рН определяет ее активную реакцию:

· при нейтральной реакции рН=7;

· при кислой реакции рН<7;

· при щелочной реакции рН>7.

Согласно ГОСТ вода, подаваемая хозяйственно-питьевым водопроводом, должна иметь рН в пределах 6,5…8,5.

Бактериальная загрязненность воды.

Общая бактериальная загрязненность воды характеризуется количеством бактерий, содержащихся в 1 мл воды. Согласно ГОСТ, питьевая вода не должна содержать более 100 бактерий в 1 мл.

Особую важность для санитарной оценки воды имеет определение наличия в ней бактерий группы кишечной палочки. Присутствие кишечной палочки свидетельствует о загрязнении воды фекальными стоками и, следовательно, о возможности попадания в нее болезнетворных бактерий, в частности бактерий брюшного тифа.

Путем бактериологического анализа воды определяют число кишечных палочек в 1 л воды (так называемый колииндекс) или тот наименьший объем воды, в котором еще обнаруживается кишечная палочка (колититр).

Согласно требованиям стандарта, в питьевой воде, подаваемой в сеть хозяйственно-питьевых водопроводов, может содержаться не более трех кишечных палочек на 1 л.