6.2. Решение вопроса работы насосной станции и водонапор­ной башни при пожаротушении

Подачу расчётного расхода воды на тушение пожара Q_пож следует предусматривать в час максимального водопотребления по табл. 3 и формуле (10).

При тушении пожара свободный напор в диктующей точ­ке сети может снижаться до 10 м. В то же время пропуск увеличенного при пожаре расхода сопровождается увели­чением гидравлических сопротивлений в сети. При схеме с водонапорной башней в начале сети, если пьезометрическая линия у башни окажется выше дна башни, при опорожнён­ном баке часть пожарного расхода может поступать вовре­мя пожара в башню, а не к месту пожара. Во избежание этого башню приходится отключать (рис. 13).

Рис. 13. Схема отключения водонапорной башни

при пожаре.

Подача насосной станции при пожаре с отключенной водонапорной башней определяется по формуле

Q^п_нс=q_ч.max+Q_пож , (42)

где q_ч.max - максимальный часовой расход из табл. 2 (1815/3,6=504,17 л/с);

Q_пож - пожарный расход, определяемый по формуле (10) (75 л/с).

Q^п_нс=504,17+75=579,17 л/с.

Без отключения башни:

Q^п_нс=Q_р+Q_пож , (43)

Q^п_нс=453,75+75=528,75 л/с.

Башня в начале сети долж­на отключаться при усло­вии

Z^п+h^п_с>Z_max.б-h_р, (44)

где Z^п - пьезометрическая отметка в диктующей точке сети при пожаре Z^п=Z_д.т.+10=412(из задания)+10=422 м;

h^п_с - гидравлические потери в городской во­допроводной сети при пожаре (из задания 58 м);

Z_max.б - отметка максимального уровня воды в башне, определяемая по (14) и составляющая для нашего примера 431,51 м;

h_р - высота резервуара башни, принимаемая по табл. 4, в нашем случае – 7 м;

422+58>431,51-7

Действительно, в нашем примере в случае возникновения пожара башню следует отключать. Следовательно расход насосной станции при возникновении пожара Q^п_нс составит 579,17 л/с (42).

Требуемый напор насосов при пожаре оп­ределяют по формуле

Н^п=Н^п_ст+h^п_в+h^п_к+h^п_н+h^п_с , (45)

где

Н^п_ст=Z^п-Z_р.min , (46)

здесь Z_р.min - минимальный уровень воды в резервуаре чистой воды (задание), м;

Z^п – см. ф. (44);

Н^п_ст – статический напор при пожаре, м;

h^п_в – потери во всасывающей линии при пожаре, м;

h^п_н – потери в напорной линии при пожаре, м;

h^п_к – потери в коммуникациях насосной станции (трубопроводы, водомер и т.д.) при пожаре, м;

h^п_с – потери в сети при пожаре (задание), м.

Выполним расчёт для нашего примера.

Н^п_ст=422-396=26 м;

При диаметре всасывающего трубопровода 700 мм (п. 2.7.1), состоящего из двух линий, длина которых 30 м (задание), потери h^п_в определятся по (40). Значение 1000i принимаем по таблицам Шевелёвых для Q^п_нс/2 (две параллельные линии).

h^п_в=1000i·l_в·1,15/1000=0,881·30·1,15/1000=0,03 м.

При диаметре напорного трубопровода 450 мм (п. 2.7.2), состоящего из двух линий, длина которых 2000 м (задание), потери h^п_н определятся по (39). Значение 1000i принимаем по таблицам Шевелёвых для Q^п_нс/2 (две параллельные линии).

h^п_н=1000i·l_н·1,1/1000=9,4·2000·1,1/1000=20,68 м.

Потери напора в коммуникациях насосной станции h_к в (41) были приняты 2 м. Увеличение потерь напора при повышении расхода от Q_р до Q^п_нс можно принять пропорционально квадрату увеличения расхода.

h^п_к=(Q^п_нс/Q_р)²·h_к=(579,17/453,75)²·2=3,28 м.

Подставляем полученные компоненты в (45):

Н^п=26+0,03+3,28+20,68+58=107,99108 м.

Режим работы насосной станции при пожаротушении следует устанавливать по графику совместной работы насо­сов и трубопроводов. Характеристика трубопроводов стро­ится путем определения требуемых напоров по формуле (51).

Возможны три варианта режимов работы насосной стан­ции при подаче воды на пожаротушение:

1. Необходимый расход Q^п_нс подается основными рабо­чими насосами за счёт снижения напоров в сети (рис. 14. а). Снижение статического напора в диктующей точке сети при пожаре ΔН определяют параллельным переносом характе­ристики трубопроводов.

В нашем примере точка с заданными параметрами составляет Q^п_нс=579,17 л/с и Н^п=108 м, что явно превышает возможности по напору подобранных нами хозяйственно-питьевых насосов Д1250-65 с диаметром рабочего колеса 430 мм.

Рис. 14.

2. Расход Q^п_нс подается включением дополнительных одного-двух насосов того же типоразмера, что и хозяй­ственные. При этом соответственно увеличивается число насосов в насосной станции. Число резервных насосов при­нимается в соответствии с нормами.

Для нашего примера этот вариант также неприемлем, т.к. увеличение числа параллельно включенных насосов увеличит расход, однако нам недостаточен напор.

3. Если необходимый напор для пожаротушения больше напора, развиваемого хозяйственными насосами, и невоз­можно решить задачу включением дополнительных насосов, следует устанавливать пожарные насосы требуемого напора Н^п с суммарной подачей Q^п_нс с (рис. 54, в). При работе пожар­ных насосов хозяйственные отключают. Для группы пожар­ных насосов предусматривается один резервный.

Выполним подбор пожарных насосов для нашего случая. По каталогу насосов типа Д подать расход Q^п_нс=579,17 л/с одним насосом не представляется возможным. Рассматриваем параллельную установку двух насосов. Нам подходит насос Д1250-125. Причём кривая Q-H для максимально обточенного рабочего колеса (575 мм) практически идеально проходит через точку Q^п_нс/2=579,17/2=290 л/с и Н^п=108 м.

Принимаем установку двух рабочих и одного резервного пожарных насосов типа Д1250-125.