2.4. Реконструкция

Поскольку, как показал поверочный расчет, необходимо увеличить глубину воды в колодце, то желаемый результат может быть достигнут строительством дополнительной сифонной линии и оголовка (рис. 2). При этом после определения диаметра дополнительной линии следует проверить возможность ее размещения в приемном отделении существующего колодца.

Для обеспечения требований рыбозащиты предусматривается замена решеток на кассеты. При этом отпадает необходимость работы вращающихся сеток [2], которые демонтируются вместе с трубопроводом для их промывки, устанавливаются также заглушки на сбросном трубопроводе промывки сеток. Предполагается, что в отделении сеток можно будет установить сифонный трубопровод с дополнительной секцией оголовка и тем самым обеспечить требуемую глубину воды в колодце.

Предварительный анализ работы насосов показал, что реализовать потребную подачу и напор можно заменой насосов на насосы марки Д 2500-62 (рис. 5). При этом не требуется замена коммуникаций внутри НС. Рассмотрен также вариант прокладки дополнительного водовода без замены насосов (табл. 5, рис.8).

Расчеты предложенных мероприятий по реконструкции даны в табл. 3, 4, 5. Методика расчетов описана в [4.8.9]. При построении совместного графика на увеличенный расход потери напора в НС пересчитаны пропорционально квадрату расхода с учетом сопротивления коммуникаций НС (табл.2).

Потери в фильтрующих кассетах оголовков определены по графику [3].

Установка фильтрующих кассет требует устройства импульсной промывки. Проводить прямую промывку будет нельзя, поскольку при увеличении скорости втекания возможна необратимая кольматация пористых кассет. Для промывки кассет необходима обратная и импульсная промывка, обеспечивающая воздействие на весь водоприемный фронт [4,11,16].

Порядок расчетов принят следующий:

• Проверяют скорости втекания воды в оголовок

• Производят расчет диаметра дополнительной сифонной линии.

• Находят отметки наивысшей точки сифонной линии.

• Определяют требуемую глубину воды в колодце.

Подбор вакуум-насоса осуществлен при вакууме порядка 7 м и производительности, определенной исходя из объема воздуха в сифонной линии и времени запуска не более 0,5 ч. Подсчитан также объем воздуха, выделяемого из воды при работе сифонной линии (табл.3).

Схема сифонной линии показана на рис.6, трасса на генплане водозаборных сооружений (рис. 2.). Максимальная отметка верха сифонной линии предварительно принята 66 м из расчета высоты всасывания 7 м и потери напора 1,3 м [8]. Прокладка сифонной линии от оголовка до уреза при минимальном уровне ведется параллельно поверхности земли до отметки 66 м, а затем на этой глубине в сторону колодца. Протяженность сифонной линии определена с учетом отметок ее прокладки и ситуационного плана водозабора. Определение диаметра сифонной линии выполнено в следующем порядке (см. блок-схему расчета, рис.7).

1.Предварительно расход сифонной линии принят равным разнице существующего и нового увеличенного расходов.

2. Задан диаметр сифонной линий по рекомендациям СНиП [2]. При этом диаметр нисходящей ветви принят на сортамент меньше.

3. Выполнен расчет потери напора в сифонной линии и оголовке (табл.4).

4. Найдено сопротивление сифонной линии и оголовка [9].

5. Определено сопротивление системы самотечных и сифонной линий [9].

6. Рассчитаны потери напора при нормальной работе и при аварии. При аварии работают одна самотечная и сифонная линии, которые должны обеспечить подачу не менее 70% от потребного расхода.

7. Полученные потери напора при аварии должны быть близки, но не более существующего перепада уровней воды в реке и колодце. В противном случае, следует изменить диаметр сифонной линии и повторить расчет.

Таблица 3.

Реконструкция
Показатели	Ед.изм.	Формула	Величина
Производительность	м3/сут	Q	129000
Производительность	м3/с	q	1,493
Оголовок
Число окон при нормальной работе	шт	ТП [3]	30
Число окон при аварии	шт	ТП [3]	20
Площадь плоских кассет	м2	В х Н	2,0
Скорость втекания при нормальной работе	м/с	V=1,25х Kстх q / F	0,06
Скорость втекания при аварии	м/с		0,09
Сифонная линия
Предполагаемый расход	м3/с	qсиф = q - Qсущ	0,343
Диаметр восходящей ветви сифонной линии	мм	[2,5]	700
Диаметр нисходящей ветви сифонной линии	мм		600
Скорость в сифонной линии	м/с	[5]	0,88
Гидравлический уклон в сифонной линии	м/км	[5]	1,36
Потери в оголовке	м	[3]	0,06
Потери в сифонной линии	м	табл.4	0,56
Суммарные потери в кассете и сифонной линии	м		0,62
Сопротивление сифонной линии	с2 / м5	Sсиф = hсиф / q2сиф	5,27
Сопротивление системы подающих линий при нормальной работе	с2 / м5	Sсист =( 2 / Sсам0,5 + 1 / Sсиф0,5 )-2	0,48
Сопротивление системы подающих линий при аварии	с2 / м5	Sсист =( 1 / Sсам0,5 + 1 / Sсиф0,5 )-2	1,13
Потери напора в подающих линиях при нормальной работе	м	h = S Q2	1,07
Потери напора в подающих линиях при аварии	м	h = S Q2	1,24
Отметка наивысшей точки сифонной линии	м	Zсиф = Zр + 7 - hав	66,06
Отметка воды в приемном отделении колодца	м	Zпр = Zр - hав	59,06
Отметка воды во всасывающем отделении колодца	м	Zвс = Zпр -0,3	58,76
Глубина воды во всасывающем отделении колодца	м	H = Zвс - Zд	3,76
Время зарядки сифонной линии	мин.	t	30
Объем откачиваемого воздуха при зарядке сиф. линии	м3	W = 0,785хDсиф.2 х Lсиф.	29,2
Производительность вакуум-насоса	м3/мин.	Qв = W / t	0,97
Марка водокольцевого насоса и производительность	м3/мин.	ВВН-1,5, Qвозд. = 1,66 /13/	1,66
Фактическое время запуска сифонной линии	мин.	t = W / Qвозд.	18
Объем откачиваемого воздуха при работе сиф. линии	л/с	Qвозд = 0,05Qсиф	17

Таблица 4.

Определение потерь напора в сифонной линии
№№	Сопротивления	Кол-во длина	 или i	Скорост. напор,м	h , м
1	Вихревая камера	1	4	0,040	0,158
2	Отвод	2	0,3	0,040	0,024
3	Тройник с поворотом	1	1,5	0,040	0,059
4	Колено	2	0,5	0,040	0,040
5	Задвижка	1	0,05	0,040	0,002
6	Переход суживающийся	1	0,1	0,067	0,007
7	Выход	1	1	0,067	0,067
8	Прямой участок Д=700 мм	76	2,32		0,176
9	Прямой участок Д=600 мм	10	2,7		0,027
	Сумма		7,5		0,56