Учебное пособие 2119

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра гидравлики, водоснабжения и водоотведения

И.В. ЖУРАВЛЕВА

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Учебное пособие

ВОРОНЕЖ

2015

УДК 628.1/2.004(075) ББК 38.761(я7)

Журавлева И.В. Эксплуатация систем водоснабжения и

Ж911 водоотведения: учеб. пособие/ И.ВА. Журавлева. – 3-е изд., доп. и перераб. / И.В. Журавлева, Воронежский ГАСУ. - Во-

ронеж. 2015. - 137 с.

В пособии изложен порядок самостоятельного изучения курса «Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения», систематизированы данные технической, нормативной, справочной литературы, используемые в эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения; отражены причины неудовлетворительной работы систем и пути их устранения; предложены вопросы и задачи для самопроверки и контроля усвоения материала курса.

Предназначено для студентов для студентов специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение» бакалавров направления 08.03.01 «Строительство» профиля «Водоснабжение и водоотведение»; магистров направления 08.04.01 «Строительство» программы «Инженерные системы водоснабжения и водоотведения» всех форм обучения по направлению «Строительство», профиль «Водоснабжение и водоотведение» всех форм обучения.

Ил. 33, Табл.20. Библиогр.: 65 назв.

Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского ГАСУ.

Рецензент – д.т.н., профессор каф. «Проектирование автомобильных дорог и мостов» Воронежского ВГАСУ Т.В. Самодурова

Журавлева И.В., 2015Воронежский ГАСУ, 2015

2

ВВЕДЕНИЕ

Эксплуатация объектов водоснабжения и водоотведения является важным этапом в цепочке проектирование - строительство - ввод в эксплуатацию – функционирование системы. Эксплуатация вскрывает все погрешности предыдущих этапов, имеет свои задачи, правила и, к сожалению, ошибки.

Материал данного пособия основан на систематизации и анализе как литературных данных, так и собственных исследований автора, проведенных на более чем двадцати объектах систем водоснабжения и водоотведения России и ближнего зарубежья с различными климатическими условиями (Север, Центральная полоса, Юг).

Отведенные на дисциплину «Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения» часы не позволяют в лекционном курсе подробно остановиться на всех нюансах работы систем водоснабжения и водоотведения и их эксплуатации. Для более глубокого освоения материала, подробного разбора эксплуатационных ситуаций и предназначено данное пособие.

Кроме того, в новом тысячелетии разработано более двух десятков нормативных документов, которые носят зачастую ведомственный характер и не издаются для широкого круга специалистов, что затрудняет знакомство студентов с этой литературой. Чтобы «мостик» студентспециалист по эксплуатации был кратчайшим, студентам на стадии обучения необходимо познакомиться с основными положениями подобных документов, чему и поспособствует данное пособие.

Для подготовки студентов к зачетам, контрольным работам, закрепления прочитанного материала и приобретения навыка решения эксплуатационных задач в пособии предлагаются контрольные вопросы и задачи.

Предложенные в пособие задачи могут быть рассмотрены с вариантной проработкой на практических занятиях.

Первое издание пособия вышло в свет в 2003 г., второе - зарегистрировано в фонде алгоритмов и программ: свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 5964 от 20.04.2006г., инв. № ВНТИЦ 50200600494 от 20.04.2006.

Новое издании дополнено примерами эксплуатации и аварийных ситуаций, а также добавлены интернет ресурсы, обновлена литература.

3

Глава 1. ЗАДАЧИ ПРЕДПРИЯТИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Прежде чем перейти к разбору вопросов эксплуатации, определимся, что представляет собой система водоснабжения и водоотведения.

Вообще система – это множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность (единство) и направленных на выполнение одной основной цели.

Система водоснабжения состоит из следующих основных элемен-

тов:

-источников водоснабжения и водозаборных сооружений;

-водоводов;

-насосных станций I и II(III) подъёма;

-напорно-регулирующих устройств (резервуаров, башен);

-очистных сооружений водоснабжения;

-водопроводных сетей города (посёлка).

Назначение системы водоснабжения – забор, подготовка и транспортирование воды питьевого качества потребителям.

Система водоотведения включает в себя такие основные элементы:

-внутренняя бытовая канализация;

-дворовые и внутриквартальные сети;

-наружные канализационные сети;

-очистные сооружения канализации;

-канализационные насосные станции.

Назначение системы водоотведения – обеспечить прием сточных вод от абонентов, передачу их по сетям на очистные сооружения и очистку сточных вод перед спуском их в водоем или использованием в технических целях.

Централизованные системы водоснабжения и водоотведения эксплуатируются на основании нормативных документов [4,7,23-26, 29, 30,32, 35, 14, 41, 36,49, 50, 51,52].

Согласно п.6, гл. I [29] отпуск воды из централизованной системы коммунального водоснабжения регламентируется на:

-хозяйственно-питьевые нужды населения;

-производство пищевой продукции;

-пожаротушение.

«Правила пользования…» [28] регулируют отношения между абонентами и организацией водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) в

4

сфере пользования централизованными системами водоснабжения и канализации населенных мест на основе заключаемого договора.

Согласно п.1.1.9 [29] эксплуатация систем и сооружений ВКХ допускается только при наличии у организации лицензии на лицензируемые виды деятельности.

Для обеспечения правильной эксплуатации перед организацией ставятся следующие о с н о в н ы е з а д а ч и :

1.Обеспечение бесперебойной и экономичной работы систем водоснабжения и водоотведения. Качество питьевой воды должно удовлетворять требованиям [36].

2.Присоединение объектов к системам коммунального водоснабжения и канализации.

3.Учёт количества отпущенной питьевой воды и принятой сточной воды.

4.Учёт, контроль и анализ сложившихся условий работы.

5.Организация своевременного и качественного выполнения работ по профилактическому осмотру и планово-предупредительному ремонту (ППР) сетей, сооружений, их элементов и оборудования.

6.Изменение технологических параметров системы в связи с отключением элементов и оборудования на ремонт.

7.Проведение мероприятий по предупреждению, своевременному обнаружению и быстрой ликвидации возникающих аварий.

8.Систематическая регистрация и изучение причин нарушений в работе и аварий, возникающих на сетях и сооружениях.

9.Разработка рациональных режимов эксплуатации работы систем ВВ, внедрение прогрессивных технологий, позволяющих аннулировать их систематические нарушения и аварии на основе глубокого анализа аварийных ситуаций и нарушений.

10.Пропаганда среди населения цивилизованной эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения.

11.Хранение технической документации (описание материалов изысканий, проектов, исполнительных чертежей, актов приёмки скрытых и других работ). Журналы эксплуатации следует хранить 2 года, сводные ведомости – 3 года, месячные, квартальные отчёты

– 4 года, годовые отчёты - постоянно.

12.Проведение паспортизации и инвентаризации сооружений, коммуникаций и оборудования, находящихся на балансе организации. Внесение изменений в паспорта в случае замены оборудования.

13.Обучение персонала технической эксплуатации (ТЭ), технике безопасности (ТБ) проведения эксплуатационных работ с после-

5

дующей проверкой знаний. Для этого создаётся на предприятии ВКХ комиссия по проверке знаний ТЭ и ТБ для рабочих – ежегодно, для инженерно-технических работников (ИТР) – один раз в три года.

14. Обеспечение каждого рабочего места эксплуатационными и должностными инструкциями, схемами оперативного управления и диспетчеризации.

В должностных инструкциях обслуживающего персонала необходимо отразить следующие вопросы:

o подчинённость, связь с начальником;

o права, обязанности и ответственность обслуживающего персонала;

o последовательность операций по пуску, остановке и производству технологических процессов;

o порядок обслуживания сооружений и оборудования в эксплуатационном режиме, а также при возможных нарушениях нормальной работы;

o порядок технологического контроля работы;

o порядок и сроки осмотров, ревизии и ремонта оборудования и сооружений;

oмеры по предупреждению аварий.

1.1.ШТАТНОЕ РАСПИСАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ВКХ

ИЕЁ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ

Состав, численность и квалификация обслуживающего персонала устанавливаются штатным расписанием и определяются производственным предприятием исходя из производительности и степени сложности сооружений, применяемых технологических процессов с учётом объёмов работ по обслуживанию и ремонту действующих сооружений и сетей. При составлении штатного расписания руководствуются согласно п.1.1.26 [29] «Методическими рекомендациями по нормированию труда работников ВКХ».

При разработке курсовых и дипломных проектов студенту рекомендуется использовать табл. 4.1, с. 106; 9.11-9.16 с. 354-355 [57] для составления штата по эксплуатации водопроводных очистных сооружений и табл. 9.19 с. 356 [57] – для канализационных очистных сооружений.

1.2. ДИСПЕТЧЕРСКАЯ СЛУЖБА. НАЗНАЧЕНИЕ И ЗАДАЧИ, ОСНАЩЕНИЕ ДИСПЕТЧЕРСКИХ ПУНКТОВ

Согласно разделу 8 [29] общее оперативное руководство эксплуатацией систем водоснабжения и водоотведения и поддержание заданных

6

режимов их работы возлагается на диспетчерскую службу организации ВКХ.

В задачи диспетчерской службы входит:

1)управление и руководство эксплуатацией систем водоснабжения и водоотведения (ВВ) в целом и отдельных предприятий, сооружений и коммуникаций;

2)обеспечение оперативной связи с единым подразделением службы МЧС, Государственной противопожарной и газоспасательными службами

иорганами местного самоуправления; извещение их об авариях на сооружениях и сетях;

3)осуществление мероприятий по обеспечению максимальной водоотдачи системой водоснабжения в районе крупного пожара;

4)обеспечение стабильных режимов работы систем ВВ;

5)контроль за ведением аварийных работ в сетях и сооружениях;

6)приём заявок на устранение повреждений и аварий, распределение аварийных бригад, автотранспорта и аварийных механизмов;

7)контроль за исправным функционированием средств диспетчерского управления объектами;

8)корректировка предварительно разработанных подразделениями режимов работы основного оборудования, расчётных объёмов запасов воды, графиков суточного резерва всей системы ВВ и отдельных узлов.

Для руководства эксплуатацией систем ВВ диспетчерские пункты должны быть оснащены средствами связи и управления, компьютерной техникой:

1)селекторной или радиотелефонной связью;

2)контрольно-измерительными приборами (КИП) и автоматикой с телеизмерением показателей работы системы ВВ и дистанционной сигнализацией;

3)телемеханическими средствами управления агрегатами, механизмами и запорно-регулирующими устройствами;

4)компьютерной техникой с выводом на дисплей технологических схем, схем автоматизации и телеуправления, показателей работы систем, сооружений и оборудования.

На диспетчерском пункте необходимо иметь следующие оператив-

ные материалы:

а) оперативные схемы основных коммуникаций, сооружений и средств регулирования, управление которыми осуществляет диспетчер; б) планшеты (М 1:2000) с охватом городской территории площадью

1000*1000 м со всеми подземными коммуникациями и сооружения-

7

ми, имеющимися в натуре, с указанием установленного оборудования и КИП, номеров колодцев и камер сетей; в) схемы коммуникаций и характеристики оборудования;

г) графики заданных режимов работы сооружений и оборудования; д) планы текущего и капитального ремонтов сооружений; е) полный комплект действующих эксплуатационных инструкций;

ж) список с телефонами руководящего персонала организации ВКХ и различных служб города.

Диспетчеру передаются показания основных параметров главных объектов: давление, уровни воды, расходы воды, газа, горизонты воды в источниках водоснабжения, положение главных оперативных задвижек, аварийное состояние и пр. На местные диспетчерские пункты поступают сигналы о рабочем состоянии насосных агрегатов и уровней воды в ёмкостях, основные показания электрических и неэлектрических измерительных приборов.

Каждая система ВВ должна иметь «Положение о диспетчерской службе», специально для неё разработанное на основании изложенных положений с учётом конкретных местных условий.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Что включает в себя система водоснабжения и водоотведения?

2.Каковы задачи предприятий эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения?

3.Какими документами нормируется качество питьевой воды?

4.Периодичность проверки знаний технической эксплуатации и ТБ на предприятии (для рабочих и НИР).

5.Какова продолжительность хранения отчётной технической документации: журналов эксплуатации; сводных ведомостей; месячных и квартальных отчётов; годовых отчётов?

6.Какие вопросы должны включать инструкции, вывешиваемые на рабочих местах?

7.Диспетчерская служба – назначение и задачи, оснащение диспетчерских пунктов.

8.Документ, на основании которого создаются Государственные приёмочные комиссии объектов водоснабжения и канализации в эксплуатацию.

9.Задачи организации водопроводно-канализационного хозяйства в период строительства объектов систем водоснабжения и канализации.

10.Примерная структура организации водопроводно-канализационного хозяйства.

8

11.Штатное расписание станции водоподготовки: состав, численность и квалификация обслуживающего персонала.

12.Штатное расписание станции очистки сточных вод: состав, численность и квалификация обслуживающего персонала.

Глава 2. НАДЁЖНОСТЬ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Качественное состояние систем водоснабжения и водоотведения оценивают понятием «надёжность» по ряду критериев:

безотказность – свойство системы и ее элементов сохранять работоспособность на протяжении определённого времени;

долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние на протяжении всего срока службы при установленной системе обслуживания и ремонта;

ремонтопригодность – свойство системы и её элементов к быстрому восстановлению работоспособного состояния, возможность замены отдельных деталей без нарушения функций системы; сохраняемость во времени установленных эксплуатационных ха-

рактеристик в заданных пределах, например в результате хранения или транспортировки оборудования.

Подробно с теорией надёжности можно познакомиться [57, с.23-53; 11].

В теории надёжности важнейшим понятием является «отказ». Отказом называют событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности сооружений, оборудования или систем в целом. Под механизмом отказа понимают совокупность физических и химических процессов, приводящих к возникновению отказа. В качестве характери-

стик надёжности используются: коэффициент интенсивности отказов,

показывающий, насколько часто эксплуатируемое оборудование утрачивает работоспособность и отключается из технологического процесса на наладку, ремонт и т.п.; коэффициент эффективности действия оборудования, который показывает, насколько данное оборудование (сооружение, прибор) выполняет своё функциональное назначение по сравнению с другим оборудованием, предназначенным для этих же целей.

2.1 МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

При создании систем водоснабжения и водоотведения с требуемой степенью надёжности на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации находят применение следующие методы:

Резервирование (дублирование).

9

Для того, чтобы избежать отказов, можно включить в структуру системы ВВ дублирующие однотипные элементы и блоки.

Упрощение систем (симпликация) с целью снижения интенсивно-

сти отказов.

Выбор наиболее надёжного оборудования, у которого коэффициен-

ты интенсивности отказа будут стремиться к минимуму, а коэффициенты эффективности к максимуму.

К такому оборудованию можно отнести новые конструкции сооружений по авторским свидетельствам и патентам, способные увеличить коэффициенты объёмного использования сооружений, повысить в 1,5-2 раза производительность по сравнению с традиционными конструкциями (см.

пп.4.6, 7.7 пособия).

Систематический контроль за основными рабочими параметрами в процессе повседневной эксплуатации.

Своевременная профилактика оборудования и сооружений, веде-

ние ППР. Грамотное и своевременное техническое обслуживание. Техническое обслуживание – комплекс мероприятий, проводимых в

целях поддержания техники в исправном состоянии или постоянной готовности к применению.

При проведении эксплуатации необходимо учитывать специфику отказов и осуществлять их прогнозирование, т.е. проводить в жизнь обоснованную профилактику, предотвращающую отказы.

Такие отказы как, например, снижение давления в напорных трубопроводах, загрязнение фильтров, увеличение потребления электроэнергии можно заранее предвидеть, если внимательно ознакомиться с условиями эксплуатации оборудования и полностью проанализировать ситуацию. В этом заключается работа мастеров и технологов очистных сооружений и инженерно-технических работников (ИТР) производственно-технического отдела (ПТО) организации ВКХ.

Успех зависит от глубоких знаний, опыта, и не исключается вероятность использования наряду с этим интуиции для выдвижения гипотез, которые затем непременно проверяются расчётами и (или) практическими данными.

Если отказы случаются систематически, то необходим анализ имеющихся статистических данных. В этом случае особую ценность имеют рабочие журналы объектов, в которых зафиксировано время наступления отказа, технологические параметры системы в это время. По таким записям можно установить не только периодичность отказов, но и выявить причины, влияющие на эти ситуации.

Наличие компьютерного банка данных по отказам элементов системы ВВ в диспетчерских пунктах организации ВКХ позволяет накопить стати-

10