2.4Определение расчетных напоров насосов второго подъема

Расчетные напоры насосной станции второго подъема во многом зависят от наличия и места расположения водонапорной башни на водопроводной сети. Различают системы с башней в начале сети, с башней в конце или середине сети (с контррезервуаром) и безбашенную. Безбашенная система применяется обычно в крупных городах и в данном проекте не рассматривается.

Система с башней в начале сети. При нормальном режиме работы насосной станции расчетной отметкой для вычисления геометрической высоты подъема воды служит максимальная отметка поверхности воды в баке башни Z _вб, как показано на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Высотная схема водоснабжения с башней в начале сети: Z_нр – нижний уровень воды в РЧВ, Z_нс - отметка земли у насосной станции; Z_тп – отметка точки подачи воды; Z_дб - отметка дна бака башни; Z_вб – отметка верхнего уровня воды в баке башни; H_б – высота ствола башни; h_р - высота бака башни; 1, 2 – расчетные параметры насосов при минимальной и максимальной ступенях графика подачи; 3 – расчетные параметры насосов при пожаротушении

Расчетный напор, м, для нормального режима определяется по формуле

, ( 5.9)

где Н_г - геометрическая высота подъема - статический напор, м, определяемый по формуле (5.10) - потери напора в коммуникациях насосной станции, в первом приближении принимается = 1...2 м; - потери напора во всасывающем и напорном водоводах, м.

(5.10)

Потери напора, м, удобно представить в виде выражения

. (5.11)

Окончательный вид выражения (5.9) будет:

(5.12)

В формулу (5.12) подставляют расчетные расходы, соответствующие ступеням графика подачи по формуле (5.1).

Для режима пожаротушения расчетный напор, м, вычисляется:

, (5.13)

где - минимальный статический пожарный напор в конце водовода; - минимальный пожарный уровень воды в РЧВ.

При работе насосной станции в случае возникновения аварии на водоводе, когда отключена одна нитка напорного водовода, расчетный напор, м, вычисляется по формуле

(5.14)

Вычисленные по формулам (5.1)...(5.3) значения расчетной подачи насосов и по формулам (5.12)...(5.14) соответствующие им значения расчетного напора насосов являются координатами точек характеристики трубопроводов H - Q. На рис.5.3 точка 1 соответствует первой (минимальной) ступени графика подачи при нормальном режиме, т.е. , а точка 2 - второй ступени - . Точка 3 соответствует подаче насосов при пожаротушении - . Линии, которым принадлежат указанные точки, можно построить, подставляя в формулы (5.12)...(5.14) с некоторым интервалом значения расхода от 0 до максимально возможных расходов в системе рассматриваемого водопровода, как описано в разделе 2.

Система с башней в конце сети (с контррезервуаром). При системе с башней в конце водопроводной сети в часы наибольшего водопотребления (при наибольшей подаче насосами) в качестве расчетной отметки для определения геометрической высоты подъема принимают отметку земли в невыгодно расположенной (диктующей) точке сети. Обычно это наиболее удаленная, высоко расположенная точка с застройкой высотными домами.

При нормальном режиме работы для наибольшей ступени подачи расчетный напор, м, вычисляется по формуле

, (5.15)

где H_г - геометрическая высота подьема, которая, как показано на рис 5.4, равна, м:

; (5.16)

- свободный напор в диктующей точке, м; - потери напора во всасывающем, напорном водоводах и на трассе водопроводной сети, м:

_, (5.17)

где - потери напора на водопроводной сети от места присоединения водовода до диктующей точки для часа наибольшего водопотребления (принимается по результатам гидравлического расчета сети).

В окончательном виде формула (5.15) будет следующей:

_, (5.18)

где - отметка земли в диктующей точке сети;

В часы минимального водопотребления (наименьшая ступень подачи) вода подается в водонапорную башню, расчетный напор определяется по формуле

(5.19)

где h_с - потери напора на водопроводной сети от места присоединения водовода до водонапорной башни в час минимального водопотребления (принимается по результатам гидравлического расчета сети).

Рис. 5.4. Высотная схема водоснабжения с башней в конце сети: Z_нт – отметка невыгодной (диктующей) точки на водопроводной сети; остальные обозначения по рис. 5.3

При подаче одновременно пожарного и хозяйственно-питьевого расходов расчетный напор определяется по формуле

(5.20)

где - отметка земли в точке сети, где расположен расчетный пожар; - потери напора в трубопроводах сети от места присоединения водовода до точки пожара для данного расчетного часа.

При аварии на одной нитке водовода расчетный напор, м, будет равен

(5.21)

При ступенчатом режиме работы насосной станции расчетные пожарные и аварийные напоры вычисляются для большей ступени подачи. На рис. 5.4 показано положение расчетных параметров насосов для схемы с башней в конце сети. Точка 1 соответствует расчетному напору при наибольшей ступени графика подачи в период нормального режима эксплуатации; точка 2 – при меньшей ступени подачи (транзит в бак башни) в нормальном режиме; точка 3 соответствует режиму пожаротушения при наибольшей ступени подачи.