Режим работы насосной станции второго подъема
Насосная станция второго подъема (НС-2) подает очищенную воду в водопроводную сеть на хозяйственно-питьевые нужды, а в случае объединения с противопожарным водопроводом – и на пожаротушение. Поэтому она, как правило, должна отвечать требованиям первой категории обеспеченности подачи.
Насосная станция второго подъема может работать в обычном, штатном режиме, когда вода подается на хозяйственно-питьевые нужды – назовем его нормальным режимом. При работе насосной станции в режиме пожаротушения вода подается на хозяйственно-питьевые нужды и пожаротушение. В качестве проверочного рассматривается работа насосной станции при возникновении аварии на напорном трубопроводе (в проекте на напорном водоводе). График работы насосной станции устанавливают для нормального режима, при пожаротушении или аварии на водоводе оценивается изменение параметров работы насосов по сравнению с нормальным режимом.
График работы НС-2 определяется режимом водопотребления. Поскольку график подачи насосной станции не может в точности совпадать с графиком водопотребления, обычно предусматриваются регулирующие емкости: нагорные резервуары, водонапорные башни. При этом должна обеспечиваться их минимальная вместимость за счет приближения графика подачи к графику водопотребления. График водопотребления населением зависит от коэффициента часовой неравномерности. В проекте внутрисуточное водопотребление по часам суток может быть определено по прил. 2.
Если назначить график подачи воды насосами одноступенчатым, т.е. равномерным в течение суток, емкость бака башни (резервуара) будет наибольшей. Поэтому обычно назначают 2-х – 3-х ступенчатый график подачи, как показано на рис. 5.1. На графике водопотребления выбираются часы, в которые водопотребление мало различается. В приведенном примере это часы 0 - 4, которые считаются временем первой ступени графика работы насосной станции. Часы 4 - 24 отнесены ко второй ступени графика работы.
Рис. 5.1. График водопотребления, совмещенный с графиком подачи насосной станции: 1 - равномерный график работы насосной станции (одноступенчатый); 2 - первая ступень подачи, равная Рмин % Qсут, при двухступенчатом графике; 3 - график водопотребления; 4 - вторая ступень подачи, равная Рмакс% Qсут при двухступенчатом графике
Подача насосов первой ступени графика работыQ1 находится как среднее арифметическое суммы ординат графика за период первой ступени. В примере это Q1= 2,5 % Qсут. Здесь Qсут – суточное водопотребление населенного пункта. Для второй ступени подача составила Q2 = 4,5 % Qсут. Суммарная подача насосов за сутки должна быть равна суточному водопотреблению Qсут.
График подачи насосной станции позволяет вычислить регулирующую емкость бака водонапорной башни (нагорного резервуара). Емкость башни рассчитывается табличным или графоаналитическим способом при помощи интегрального графика. В таблице 5.1 дан пример табличного расчета регулирующей емкости по графику водопотребления и подачи насосов, соответствующему рис. 5.1.
Таблица 5.1 - Режим поступления и расходования воды из башни, в % от Qсут
| Часы суток | Водопотребление | Подача насосами | Поступление в башню | Расход из башни | Остаток в башне |
| 0 - 1 | 3,0 | 2,5 | - | 0,5 | - 0.5 |
| 1 - 2 | 3,2 | 2,5 | - | 0,7 | - 1,2 |
| 2 - 3 | 2,5 | 2,5 | - | - | - 1,2 |
| 3 – 4 | 2,6 | 2,5 | - | - 0,1 | - 1,3 |
| 4 – 5 | 3,5 | 4,5 | 1,0 | - | - 0,3 |
| 5 – 6 | 4,1 | 4,5 | 0,4 | - | 0,1 |
| 6 – 7 | 4,5 | 4,5 | - | - | 0,1 |
| 7 – 8 | 4,9 | 4,5 | - | 0,4 | - 0,3 |
| 8 - 9 | 4,9 | 4,5 | - | 0,4 | - 0,7 |
| 9 – 10 | 5,6 | 4,5 | - | 1,1 | - 1,8 |
| 10 – 11 | 4,9 | 4,5 | - | 0,4 | - 2,2 |
| 11 – 12 | 4,7 | 4,5 | - | 0,2 | - 2,4 |
| 12 – 13 | 4,4 | 4,5 | 0,1 | - | - 2,3 |
| 13 – 14 | 4,1 | 4,5 | 0,4 | - | -1,9 |
| 14 – 15 | 4,1 | 4,5 | 0,4 | - | - 1,5 |
| 15 – 16 | 4,4 | 4,5 | 0,1 | - | - 1,4 |
| 16 – 17 | 4,3 | 4,5 | 0,2 | - | -1,2 |
| 17 – 18 | 4,1 | 4,5 | 0,4 | - | - 0,8 |
| 18 – 19 | 4,5 | 4,5 | - | - | - 0,8 |
| 19 – 20 | 4,5 | 4,5 | - | - | - 0,8 |
| 20 - 21 | 4,5 | 4,5 | - | - | - 0,8 |
| 21 - 22 | 4,8 | 4,5 | - | 0,3 | - 1,1 |
| 22 - 23 | 4,6 | 4,5 | - | 0,1 | - 1,2 |
| 23 - 24 | 3,3 | 4,5 | 1,2 | - | |
| Итого | 4,2 | 4,2 | - |
Условно считаем, что к началу суток в башне нет воды. Ежечасно добавляя или вычитая из остатка в башне разницу между водопотреблением и подачей воды насосами, то к концу суток также должны получить нулевой остаток воды. При этом в графе “остаток в башне” могут быть отрицательные значения, поскольку время, когда в резервуаре нулевой остаток, принято произвольно (иногда сложно априори определить в какой час это будет в действительности). Регулирующую емкость находят сложением по модулю максимальных положительного и отрицательного значений остатка воды в башне. В приведенном в таблице примере емкость бака башни составляет Wб = [-2,4] + 0,1 = 2,5% Qсут. Для небольших водопроводов емкость башни обычно составляет не более 5 - 7 % Qсут.
Интегральный график строят на основании почасового суммирования объема водопотребления. В примере (рис. 5.2) принят двухступенчатый график работы насосной станции: первая ступень длится от 0 ч до 10 ч и от 15 ч до 24 ч, вторая ступень продолжается с 10 ч до 15 ч. Линия подачи насосами не совпадает с линией водопотребления. Наибольшие ординаты отклонения этих линий в одну и другую стороны при суммировании дадут значение регулирующего объема башни Wб. В показанном примере Wб = [- 8,0] + 2,5 = 10,5% Qсут.
Рис. 5.2. Интегральный график водопотребления и режима подачи насосной станции: 1 - график водопотребления; 2 - двухступенчатый график работы насосной станции; Q1, Q2 - подача насосов по первой и второй ступени графика работы
Если регулирующий объем окажется значительным, следует скорректировать график работы насосной станции за счет изменения времени работы по ступеням или за счет увеличения числа ступеней. Большое число ступеней нежелательно, поскольку увеличивает количество насосных агрегатов, что удорожает стоимость насосной станции и усложняет ее эксплуатацию.
При назначении графика работы насосной станции необходимо стараться, чтобы подача насосов попала в область оптимальной работы выпускаемых насосов по графику полей (см. разд. 2).