Desktop_1 / 07 - Тексты лекций / тема №1 Водоснабжение пр.пр. и н.п

хозяйственная и противопожарная сети должны охватывать все объекты предприятия.

Для многих технологических процессов производства вода подается под строго определенным напором и расходом. При тушении пожара изменение напора в водопроводной сети может привести либо к ухудшению качества выпускаемой продукции, либо к аварии производственных аппаратов.

Устройство самостоятельного противопожарного водопровода допускается только в том случае, если объединение его с хозяйственно-питьевым и производственным водопроводом по техническим или экономическим соображениям нецелесообразно. Например, на промышленном объекте, расход воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды незначительный, а на противопожарные нужды расход воды очень большой.

Кроме того, самостоятельный противопожарный водопровод устраивается обычно на наиболее пожароопасных объектах, например: предприятия нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, лесобиржи, хранилища сжиженных газов и т.д.

Противопожарные водопроводы (отдельные или объединенные с водопроводами другого назначения) бывают низкого и высокого давле- ния.

Свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления при пожаротушении на уровне поверхности земли должен быть не менее 10 м. При этом необходимый для тушения пожара напор у стволов создается передвижными насосами.

В системе противопожарного водопровода высокого давления вода к месту пожара подается по рукавным линиям непосредственно от пожарной колонки, установленной на гидрант, а необходимый для пожаротушения напор в сети и у стволов создается стационарными пожарными насосами, установленными в насосной станции.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например, город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти объекты называют групповыми. Если система водоснабжения обслуживает несколько групповых объектов, расположенных на значительном расстоянии, одно от другого, то такая система называется районной системой водоснабжения.

Обслуживание ряда объектов системой водоснабжения дает значительные преимущества, т.к. стоимость общего водопровода ниже, чем суммарная стоимость индивидуальных систем для каждого отдельного объекта.

Небольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из ближайшего источника, называют обычно местными системами водоснабжения.

Для питания водой под требуемым напором различных частей территории, имеющих значительную разницу в геодезических отметках, может устраиваться зонное водоснабжение.

Вывод по вопросу: рассмотрена классификация систем водоснабжения по различным признакам

Вопрос второй. Схемы водоснабжения населенных пунктов

На территории большинства населенных пунктов (городов, поселков) существуют различные категории водопотребителей, предъявляющих разнообразные требования к качеству и количеству потребителей воды. В зависимости от местных природных условий, характера потребления воды и экономических соображений применяют различные схемы водоснабжения. Выбор схемы водопровода определяется мощностью источника водоснабжения, качеством воды в нем, расстоянием от водоисточника до населенного пункта и т.д. Выбор источника водоснабжения в каждом отдельном случае обосновывается технико-экономическими показателями.

Вкачестве источника водоснабжения могут использоваться открытые (реки, озера, водохранилища, моря) и подземные (грунтовые, артезианские воды и т.д.) водоисточники. Из общего количества воды, подаваемой в города и рабочие поселки, в настоящее время около 84% берется из поверхностных источников, и лишь около 16% – из подземных. Учитывая преимущества подземных вод в отношении их гигиенических качеств, следует ожидать в последующие годы значительного увеличения их использования для водоснабжения населенных мест.

На рисунке 3 приведена наиболее распространенная схема водоснабжения города с получением воды из реки. Речная вода поступает в водоприемник (оголовок) 1 и по самотечным трубам 2 в береговой колодец 3, из него насосами 4 насосной станции первого подъема (НС-I) подается в отстойники 5 и далее на фильтры 6 для очистки от загрязнений и обеззараживания. Пройдя очистную станцию, вода поступает в запасные резервуары чистой воды 7 (РЧВ), из которых насосами 8 насосной станции второго подъема (НС-II) подается по водопроводам 9 в напорно-регулирующее сооружение 10 (надземный или подземный резервуар, размещенный на естественном возвышении, водонапорную башню или пневматическую установку), а также в магистральные трубы 11 водопроводной сети, по которым транспортируется

вразличные районы города. Далее по распределительным трубам 12 вода поступает к вводам в здания 13, от которых по системе внутреннего водоснабжения 14 до водоразборных устройств.

При наличии источника воды по качеству удовлетворяющей требованиям потребителей необходимость в постройке очистных сооружений отпадает. Иногда не требуется также насосная станция второго подъема. В этих случаях вода из источников подается погружными насосами непосредственно по водопроводам в магистральные сети, а по ним к потребителям. Например, водозабор из артезианских скважин (рисунок 4).

Вприведенных схемах водопроводной сети рисунки 3, 4 предполагается, что водонапорная башня (ВБ) расположена на естественной возвышенности в начале водопроводной сети. Но могут быть случаи, когда ВБ находится

вдругом месте города, в частности, в конце водопроводной сети. В последнем случае водонапорная башня называется контррезервуаром.

Режим работы системы при таком расположении башни будет отличаться от режима работы системы с ВБ в начале сети. При расположении ВБ в начале сети, вода поступает в неё в количестве, равном расходу воды городом.

В системах с контррезервуаром в часы максимального водопотребления вода поступает в сеть с двух противоположных сторон: от насосной станции и от водонапорной башни (рисунок 5). Зная расход насосов Qн и расход воды поступающей из водонапорной башни Qб, а также характер отбора воды из сети, можно наметить районы питания сети от насосов и башни. У границы этих районов (линия а-а) происходит встреча потоков воды идущих от башни и насосов. Подача максимального расхода воды из двух противоположных точек позволяет уменьшить диаметры водопроводных труб. Строительство водонапорных башен бывает оправдано при суточном расходе воды до 50 тыс.м3.

При использовании подземных вод, а также при водоснабжении крупных городов может быть не один, а несколько источников водоснабжения, расположенных с разных сторон населенного пункта. Такое водоснабжение называют водоснабжением с двухсторонним, трехсторонним или вообще многосторонним питанием, что позволяет получить более равномерное распределение воды по сети и поступление к потребителям (рисунок 6).

Важной особенностью сети водоснабжения крупных населенных пунктов является наличие, как правило, зонных систем водоснабжения. Эти системы устраивают в городах, занимающих значительную территорию, и если разница в отметках отдельных районов составляет 30-40 м. Разделение единой централизованной системы водоснабжения на несколько зон позволяет снизить давление в трубах водопроводных сетей и уменьшить количество энергии, затрачиваемой на подъем воды.

Зонирование может быть осуществлено по последовательной (рисунок 7) или по параллельной схеме (рисунок 8). При последовательном зонировании, насосная станция каждой зоны подает воду в количестве, необходимом для всех вышележащих зон, но под напором, требуемым только для данной зоны. Насосы верхней зоны могут брать воду или непосредственно из сети нижней зоны (рисунок 7а), или из промежуточного резервуара (рисунок 7б). Резервуар может служить одновременно источником питания насосов верхней зоны и контррезервуаром для нижней зоны. Обычно этот резервуар располагается выше границы зон на отметке, обеспечивающей необходимые напоры в верхних точках сети нижней зоны.

При параллельной системе зонирования вода подается в сеть каждой зоны отдельными группами насосов, установленными в общей насосной станции, по отдельным вводам. Каждая группа насосов подает количество воды, требуемое только для обслуживаемой ими зоны, на высоту, обеспечивающую свободные напоры в этих зонах.

Рисунок 3 – Схема водоснабжения населенного пункта

1 – водоприемник; 2 – самотечные трубы; 3 - береговой колодец; 4 – насосная станция I подъема; 5 – отстойники; 6 – фильтры; 7 – запасные резервуары чистой воды; 8 – насосная станция II подъема; 9 – водоводы; 10 – водонапорная башня; 11 – магистральные трубопроводы; 12 – распределительные трубопроводы; 13 – ввод в здание; 14 – водопотребители

Рисунок 4 – Схема водопровода при подземном водоисточнике

1 – артезианская скважина с насосом; 2 – запасной резервуар; 3 – насосная станция II подъема; 4 - водонапорная башня; 5 – водопроводная сеть

Рисунок 5 – Водопровод с контррезервуаром

Рисунок 6 – Схема водопровода с трехсторонним питанием

1 – артезианские скважины; 2 – запасные резервуары; 3 – насосные станции II подъема; 4 - водопроводная сеть города; ЗСО – зона санитарной охраны

Наряду с централизованными водопроводами в настоящее время в городах большое распространение нашли системы местного водоснабжения. Эти системы имеют управляемые в ручную или автоматически насосные установки относительно небольшой производительности (до 150 м3/ч). Такие установки применяются преимущественно для повышения напора в водопроводах многоэтажных зданий, а также зданий средней этажности или группы зданий, расположенных в районах, где напор в наружной водопроводной сети является недостаточным. Например, в районах с неблагоприятным рельефом местности или в отдаленных частях города.

Объединенные хозяйственно-противопожарные водопроводы городов в подавляющем большинстве случаев устраиваются низкого давления. В небольших городах пожарные расходы воды обеспечиваются включением дополнительных насосов II подъема, а в крупных городах они по своей величине составляют незначительную часть от хозяйственно-питьевых расходов, поэтому практически не оказывают влияния на режим работы насосной станции II подъема.

Вывод по второму вопросу: рассмотрены основные схемы водоснабжения городов, населенных пунктов, а также принцип работы основных сооружений водопроводной сети.

Вопрос третий. Схемы водоснабжения промышленных предприятий

Существуют три основные схемы водоснабжения промышленных предприятий: прямоточная схема, прямоточная с повторным использованием воды и оборотная. Существуют также комбинированные схемы водоснабжения.

Ту или иную схему водоснабжения для промышленного предприятия реализуют в зависимости от:

1.Мощности источника и его характеристики (поверхностные или подземные воды, качества воды в нем и т.д.);

2.Удаленности источника воды от промышленной площадки;

3.Требований, предъявляемым предприятием к качеству воды;

4.Загрязнения воды после ее использования;

5.Климатических условий местности;

6.Пожарной опасности технологических процессов производства. При работе прямоточной системы (рисунок 9) из источника водоснаб-

жения забирается все необходимое потребителям количество воды. Поэтому, производительность водозаборных устройств, очистных сооружений и насосов первого подъема приходится выбирать из условий покрытия полной потребности предприятия в воде за сутки максимального водопотребления. Это увеличивает размеры и мощности этих сооружений, а, следовательно, ведет к удорожанию всей системы водоснабжения. Повышается и потребление электроэнергии. Кроме того, требуется выбрать источник с достаточным дебитом воды. Недостатком прямоточной системы является и то, что отработавшая

вода сбрасывается в природные водоемы. Эти сбросы могут нарушить экологическое равновесие и влиять на живые организмы, обитающие в этих водоемах. Прямоточная схема применяется для хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения, т.к. повторное использование воды этими потребителями исключается.

Если на предприятии имеется потребитель с большим расходом, сбросная вода от которого по количеству и всем параметрам может удовлетворять остальных потребителей, то в этих случаях применяют систему повторного использования воды (рисунок 10).

Оборотные системы водоснабжения требуют меньших капитальных затрат, а также сокращения потребления свежей воды и сбросов загрязненных стоков. В оборотных системах водоснабжения 70…85% технической воды в технологических аппаратах только нагреваются и после охлаждения могут использоваться повторно. В данных системах можно использовать и ту часть технической воды, которая загрязняется сравнительно легко удаляемыми примесями. После очистки вода повторно используется.

2

9

1

Река

Рисунок 9 – Прямоточная система водоснабжения предприятия:

1 – водозаборное сооружение; 2 – насосная станция I подъема; 3 – очистная станция; 4 – насосная станция II подъема; 5 – водовод; 6 – промышленное предприятие; 7 – трубопровод отработанной воды; 8 – станция очистки сточных вод; 9 – сброс воды в реку