1 Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений для забора, очистки и подачи воды потребителям. Она включает источники воды, насосные станции, станции очистки, баки, резервуары и сети трубопроводов.
В зависимости от местных условий водоснабжения некоторые из этих сооружений могут отсутствовать. В тех случаях, когда предприятие обеспечивается водой от городского водопровода, водозаборные и очистные сооружения не устраивают.
Системы водоснабжения различают по виду обслуживаемого объекта, по назначению и по принципу расходования воды.
По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, железнодорожные, сельскохозяйственные и другие.
В зависимости от назначения системы водоснабжения бывают следующие: хозяйственно-питьевые, производственные (технологические), противопожарные объединенные.
Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения снабжают водой столовые, души, умывальники, уборные, прачечные и другие водопотребительские объекты хозяйственного назначения.
Производственные системы водоснабжения предназначены для подачи воды на технологические нужды. Технологическую воду используют для нагрева или охлаждения сырья и полуфабрикатов, в теплообменных аппаратах, для мойки тары, помещений и т.д. На производственные цели уходит большая часть поступающей на предприятие воды.
Противопожарные системы водоснабжения обеспечивают водой для тушения пожаров внутри предприятий и на его территории.
Противопожарный водопровод делят на внутренний и наружный. Внутренний водопровод устраивают в пожароопасных и взрывоопасных помещениях (машинные и аппаратные залы аммиачных компрессорных станций, отделения дробления и просеивания кормовой муки и т.д.). Все подводки обеспечивают противопожарными средствами (шланги с брандспойтами, дренчерные и спринклерные установки).
Наружный водопровод на территории предприятия прокладывают под землей. Он может быть низкого или высокого давления. Низкое водопроводное давление поддерживают городская насосная станция, водонапорная башня, насосная станция второго подъема. Высокое давление создают специальные стационарные противопожарные насосы. Их устанавливают в помещениях предприятий.
Каждая система водоснабжения обеспечивается оперативным запасом воды. Этот запас хранят в подземных резервуарах. Количество оперативного запаса определяют исходя из норм расхода на тушение пожара. Требуемое давление в водопроводе создают водонапорная башня, пневматические установки или насосы второго подъема.
Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, называют районной или районным водопроводом.
Иногда водопровод обеспечивает водой объекты, расположенные на участках территории с различной высотой. В таких случаях устраивают зонные системы водоснабжения. Для высоко расположенных участков насосы поддерживают высокое давление, которое не нужно для низко расположенных (повысительные насосные станции).
При наличии объединенных систем водоснабжения вода поступает на различные цели. Например, на предприятиях мясной и молочной (т.е. пищевой) промышленности на технологические нужды идет только питьевая воды. Это позволяет объединить хозяйственно-питьевую и производственнуюсистемы водоснабжения в одну общую. Такая общая система водоснабжения может служить и для противопожарных целей. В некоторых случаях сооружают частично объединенные системы водоснабжения – производственно-хозяйственные, когда для технологических целей применяют только питьевую воду, и хозяйственно-противопожарные (в административно-хозяйственных помещениях). Кроме того, на предприятиях устраивают системы горячего водоснабжения.
Все системы внутреннего водоснабжения делят по принципу расходования воды на прямоточные, последовательно-повторные и оборотные.
В прямоточных системах водоснабжения воду из точек потребления (разные звенья технологического процесса, мойки оборудования и помещений, душевые, туалеты и т.д.) спускают в канализацию. Прямоточная система является самой распространенной и наименее экономичной. Значительную экономию воды дают последовательно-повторная и оборотная системы водоснабжения
2 Водоснабжéние — подача поверхностных или подземных вод водопотребителям в требуемом количестве и в соответствии с целевыми показателями качества воды в водных объектах[1]. Инженерные сооружения, предназначенные для решения задач водоснабжения, называют системой водоснабжения, или водопроводом[2].
]Цели водоснабжения
Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям:
расход на хозяйственно-питьевые нужды (питье, приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ и т. д.),
расход на производственные нужды (расход предприятиями промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. д.),
расход для пожаротушения.
При подаче воды учитывают её качество, например, к питьевой воде предъявляются требования СанПиН 2.1.4.1074-01[3]«Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Для доведения качества воды до требуемых норм используют водоподготовку.
]Источники водоснабжения
Основная статья: Источники водоснабжения
Шипот — подземный источник водоснабжения
Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации. Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:
обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;
обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.
Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект. Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:
поверхностные источники — моря или их отдельные части (заливы, проливы), водотоки (реки, ручьи, каналы), водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры), болота, природные выходы подземных вод (гейзеры, родники),ледники, снежники;
подземные источники — бассейны подземных вод, водоносные горизонты.
[править]Система водоснабжения
Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, то есть обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах).
[править]Основные элементы системы водоснабжения
Принципиальная схема водоснабжения: 1 — источник водоснабжения, 2 — водоприемное сооружение, 3 — насосная станция I подъема, 4 — очистные сооружения, 5 — резервуар чистой воды, 6 —насосная станция II подъема, 7 — водоводы, 8 — водонапорная башня, 9 — водораспределяющая сеть
Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:
водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,
водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,
сооружения для очистки воды,
водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,
башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.
В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также в зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие ее элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода оказывает принятый источник водоснабжения: его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников.
]Классификация систем водоснабжения
Системы водоснабжения могут классифицироваться по ряду основных признаков. По назначению:
системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков),
системы производственного водоснабжения,
системы сельскохозяйственного водоснабжения,
системы противопожарного водоснабжения,
комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.).
По способу подачи воды:
самотечные (гравитационные),
с механизированной подачей воды (с помощью насосов),
зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами).
По характеру используемых природных источников :
получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.),
получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.),
смешанного типа.
По способу использования воды:
системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды),
системы оборотного водоснабжения,
системы с повторным использованием воды.
СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ
Под схемой водоснабжения понимают генеральный план объекта водоснабжения с указанными на нем всеми водопроводными сооружениями. Проектирование схем водоснабжения осуществляется на основе генеральных планов городов (первая очередь на срок 8-10 лет и перспектива на срок 20-25 лет) и промышленных предприятий. Схема водоснабжения зависит от многих факторов, из которых главными являются следующие: расположение, мощность и качество воды источника водоснабжения, рельеф местности и кратность использования воды на промышленных предприятиях.
4 Способы соединения труб
Соединения труб подразделяются на разъемные и неразъемные. Выбор соединения зависит в первую очередь от материала, из которого изготовлены трубы, использующиеся для прокладки водопровода.
Неразъемными называются соединения, которые разъединяются только в том случае, если разрушить крепление или деталь. Они производятся путем сварки и склеивания.
Сварка соединяет трубы наиболее прочно и надежно. Производят ее встык или враструб.
Сварку враструб осуществляют путем одновременного оплавления нагревательным инструментом наружной поверхности гладкого конца трубы и тонкого слоя внутренней поверхности раструба. После этого нужно очень быстро вдвинуть конец трубы в раструб.
Сварку встык производят, оплавляя нагревательным инструментом, а затем соединяя оплавленные поверхности при незначительном давлении.
В домашних условиях из-за отсутствия сложного оборудования применимы не все виды сварки. Чаще всего используют газовую и дуговую электросварку. Прежде чем производить сварку, предварительно промывают замасленные места труб раствором каустической соды, а затем теплой водой. После этого обрабатывают места сварки напильником и органическим растворителем и опиливают кромки.
Газовая сварка позволяет соединять металлы и пластмассу. Принцип действия такой сварки очень прост: при сгорании газа образуется пламя, расплавляющее присадочный материал — проволоку, которая заполняет зазор между кромками деталей, образуя таким образом сварной шов.
Дуговую электросварку также широко применяют для соединения труб. Эта электросварка производится с помощью электродов, как плавящихся, так и неплавящихся (вольфрамовых или угольных). Во втором случае в зону плавящейся дуги вводят присадочный материал.
Если сварка сделана правильно, на поверхности труб не появятся свищи, а линия спая будет малозаметной.
Помимо сварки неразъемные соединения производят и с помощью склеивания, которое выполняется путем введения между поверхностями деталей слоя клея. Обычно используются следующие виды клея: эпоксидный (для металла и пластмассы), БФ-2 (для пластмассы и металла), 88Н (для металла с резиной и резины с резиной).
У данного способа соединения, по сравнению со сваркой, много преимуществ. Склейка не требует повышения температуры, в результате детали не деформируются. Этим способом можно соединять разнородные металлы и неметаллические материалы.
Прежде чем приступить к склеиванию, подготавливают поверхности. Сначала удаляют следы ржавчины, грязи и жира. Для очистки от ржавчины и грязи используют шлифовальные шкурки или металлические щетки. Жир и масла удаляют с помощью бензина или ацетона. Если склеивание осуществляют клеем 88Н, то применяется бензин, а если используют ЭДП и БФ-2 — ацетон.
Склеивают детали следующим образом. Сначала на поверхность наносят кисточкой первый слой клея и дают ему высохнуть. БФ-2 сохнет в течение 1 часа при температуре 20 °С, 88Н — 15 минут на свежем воздухе, а при использовав нии ЭДП сушка вообще не требуется.
Когда первый слой высохнет, наносят второй. Затем детали сразу же соединяют и прижимают их друг к другу струбцинами. Прилегание деталей должно быть плотным. Срок выдерживания склеенных деталей разный и зависит от вида клея. Например, если используется ЭДП, то выдержка происходит в течение 2-3 суток при температуре 20 °С, БФ-2 — 3-4 суток при 20 °С, 88Н — 1-2 суток при 20 “С под грузом.
Выдержав клееный узел в течение определенного срока, швы очищают от подтеков клея.
Разъемными называются соединения — это такие соединения, которые легко разбираются на отдельные детали. К ним относятся соединения на резьбе (с помощью фитингов) и фланцевые. Соединение труб на фитингах используют для труб с резьбой на концах. При этом применяют фитинги — фасонные соединительные части, которые изготовляются из ковкого чугуна, стали, пластмассы. Их использование дает возможность соединять трубы под нужным углом, делать необходимые ответвления, переходы от одного диаметра трубы к другому.
Фитинги из ковкого чугуна для прочности имеют буртики по торцам. Стальные фитинги — гладкие, без буртиков и выступов. Промышленность выпускает и пластмассовые шестигранные фитинги под гаечный ключ.
Соединение с помощью фитингов должно быть прочным, что обеспечивают плотным прижиманием друг к другу ниток резьбы. Чтобы достичь герметичности лри свинчивании труб с резьбой, предварительно смазывают нарезанные части белилами или свинцовым суриком.
Если же нужно добиться более надежного соединения труб с резьбой, пользуются льняной или пеньковой подмоткой с суриковой замазкой. Для ее приготовления берут 2 части (по массе) сурика и одну часть вареного масла.
Короткую резьбу на трубах применяют для неразъемных соединений труб фасонными частями. На смонтированном трубопроводе разъединить такое соединение можно, только разрезав трубы.
Чтобы соединить трубы с короткой резьбой, необходимо на каждом их конце нарезать резьбу так, чтобы она на 2-3 витка не доходила до середины муфты. Это создаст своеобразное заклинивание, благодаря которому получится очень прочное соединение.
Соединение труб на фланцах предполагает, что фланцы прикрепляют к трубам на резьбе или с помощью сварки (рис. 88).
При этом способе необходимо следить за соблюдением соосности трубопроводов, а также параллельности торцов соединяемых фланцев.
Рис. 1. Соединение труб на фланцах
Сборка труб на фланцах состоит в установке между фланцами прокладок, поверхность которых должна быть ровной, без складок и морщин.
Соединение стальных труб имеет свои особенности. Эти трубы выпускаются длиной от 4 до 12 м. Диаметр отверстий труб — от 15 до 400 мм. Давление, выдерживаемое стальными трубами, — от 0,1 до 5 МПа.
Чаще всего стальные трубы сваривают. Используют для этого в основном газо- и электросварку. Так достигается равно-прочность конструкции трубопровода.
При монтаже водопроводной сети из стальных труб не требуется большое количество стыковых соединений, что значительно упрощает работу.
Тонкостенные стальные трубы с антикоррозийным покрытием монтируют раструбными и муфтовыми соединениями с применением резиновых уплотнителей.
Отдельные отрезки стальных труб можно соединять на резьбе с помощью фитингов. Последние используются обычно в домашних условиях при сборке трубопровода в местах его поворотов, разветвлений, при переходе от одного диаметра труб к другому. Безрезьбовые стальные трубы соединяют на фланце — плоском кольце, на окружности которого имеются отверстия для болтов и шпилек.
Преимуществом соединения труб с помощью фитингов и фланцев является то, что при необходимости можно произвести демонтаж трубопровода, не повреждая при этом его отдельные части. К сожалению, при соединении труб сваркой эта возможность полностью исключается.
Чугунные трубы имеют длину 2-7 м и толщину стенок 10-12 мм. Они выпускаются с раструбами на одном конце, служащими для соединения деталей в трубопроводе. Длина раструба составляет 60-80 мм и зависимосит от диаметра трубы.
При соединении чугунных труб зазор раструба заделывают уплотнителями и цементным раствором, для приготовления которого к 9 весовым частям цемента добавляют 1 весовую часть воды.
При монтировании водопроводных сетей из чугунных труб используют, помимо раструбов, фланцы. Применяя их, на водопроводных линиях устраивают различные ответвления и устанавливают необходимую арматуру.
Соединение асбестоцементных труб зависит от их вида.
Такие трубы бывают безнапорными и напорными, обычно выпускаются длиной 3 и 4 м и имеют диаметр от 100 мм и более.
В трубопроводах из асбестоцементных труб чаще всего используют чугунные фасонные детали, которые соединяют с трубами с помощью муфт. Допускается использование прямых цилиндрических муфт из асбестоцемента, а также чугунных.
Пластмассовые трубы выпускаются четырех типов: легкие, среднелегкие, средние и тяжелые. Рассчитаны они соответственно на рабочее давление 0,25; 0,4; 0,6 и 1 Мпа. Пластиковые трубы имеют различную длину (3, 6, 8,10,12 м) и разный диаметр (40, 50, 85, 100 мм).
Соединяют эти трубы несколькими способами. Это может быть тепловая сварка или склеивание (неразъемный способ), а также соединение с использованием резиновых колец, фланцев, накидных гаек (разъемный способ). Склеивают или сваривают теплой сваркой обычно пластиковые трубы диаметром 100 мм и более.
Если трубопровод из пластмассовых труб смонтирован методом сварки, то необходимо помнить, что в стыковых швах прочность соединений на 10% ниже прочности самих труб.
При монтаже трубопровода из пластмассовых труб часто используют фасонные части из полиэтилена.