Desktop_1 / 07 - Тексты лекций / Тема №4_3 Водоводы и наружная водопроводная сеть

Противопожарное водоснабжение: лекция «Водоводы и наружная водопроводная сеть» высшего профессионального образования по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность. – Иркутск: ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007 – 18 с.

Подготовлена А.Ю. Кочкиным, кандидатом технических наук, старшим преподавателем кафедры пожарной техники, автоматики и связи

Обсуждена на заседании ПМС «____» ноября 2007 г. Протокол № ___

© ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007

3

ЦЕЛЬ: Изучить назначение, виды устройство и работу водоводов и наружной водопроводной сети

В результате занятия курсанты должны:

Знать: устройство водоводов, способы резервирования водоводов, оборудование, которое устанавливается на системах водоснабжения для обеспечения надежности работы, а также приспособления для забора воды на нужды пожаротушения. Размещение пожарных гидрантов в колодцах. Нормативные требования к установке гидрантов на водопроводных сетях.

Уметь: Проводить обследование пожарных гидрантов, а проверять их на работоспособность.

Иметь представление: об устройстве запорной и регулирующей арматуры, которая располагается на водопроводной сети.

Воспитательная цель: воспитывать у курсантов стремление к получению новых знаний для применения их в практической работе ГПС. Приобретения навыков ведения конспектов. Соблюдение воинских требований на занятиях.

Время: 2 часа.

Методическое обеспечение:

1.Доска, мел;

2.Плакаты;

3.Кодоскоп, слайды;

4.СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

Рассматриваемые вопросы:

1.Устройство водоводов и водопроводной сети;

2.Арматура водопроводной сети;

3.Пожарные гидранты и колонки;

4.Противопожарные требования к установке пожарных гидрантов;

5.Требования к устройству наружной водопроводной сети.

4

Вопрос первый. Устройство водоводов и водопроводной сети

Наружная водопроводная сеть является одним из важнейших элементов системы водоснабжения, которая состоит из водоводов и водопроводной сети.

Водоводы прокладываются между насосными станциями и водопроводной сетью, предназначены для подачи в нее воды.

Водопроводная сеть представляет систему линий, разводящих воду по территории населенного пункта или промышленного объекта, является конечным звеном на пути движения воды от источника к потребителю.

Обеспечение надежной работы водоводов, осуществляющих подачу воды от источника к потребителю, является важной задачей. Отказ водоводов при одном водопитателе может вызвать отказ всей системы водоснабжения. Наиболее часто для повышения надежности работы водоводов применяют резервирование. Оно может проводиться двумя способами: без перемычек и с перемычками (рисунок 1).

а)

б)

Рисунок 1 – Движение воды по водоводам и в перемычках:

а – водоводы в исправном состоянии; б – при выходе из строя одного из участков водоводов

В первом случае система водоводов состоит из нескольких параллельно проложенных линий без перемычек. Такая прокладка водоводов используется только для водоводов относительно малой протяженности, когда линии водоводов прокладываются на значительном расстоянии друг от друга.

Использование второго способа прокладки водоводов с применением перемычек значительно повышает надежность систем водоснабжения. При устройстве перемычек в каждом узле примыкания водоводов необходимо устанавливать по 3 задвижки, таким образом, на каждую перемычку

5

необходимо устанавливать 6 задвижек. Это позволяет отключать при аварии только один поврежденный участок, не приостанавливая подачу воды.

На рисунке 1б показано движение воды по водоводам и в перемычках при выходе из строя одного участка водовода, для отключения которого требуется закрыть две задвижки первую и вторую.

Трассировка водопроводной сети должна, с одной стороны, обеспечивать достаточную надежность, с другой стороны, быть экономичной.

Разветвленная (тупиковая) сеть (рисунок 2а) имеет меньшую стоимость, чем кольцевая (рисунок 2б). Однако, от каждого узла тупиковой сети до точки подачи воды есть только один путь. Для надежности работы необходимо иметь не менее двух таких путей. Этому требованию удовлетворяет кольцевая сеть. Структура кольцевой сети обладает высокой степенью резервирования путей подачи воды и, следовательно, высокими показателями надежности. Кроме того, кольцевая водопроводная сеть при тех же диаметрах труб, по сравнению с тупиковой имеет значительно большую водоотдачу, примерно в 2 раза.

ВБ

Б

А

Рисунок 2 – Трассировка распределительной водопроводной сети: а – тупиковая; б – кольцевая

Под термином «надежность» принято понимать свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов.

Надежность обеспечения водой отдельных потребителей в значительной степени зависит от места их расположения на территории объекта или населенного пункта. Чем дальше находится потребитель от точки подачи воды в сеть, тем ниже надежность его водообеспечения.

СНиП 2.04.02-84* устанавливает допустимые пределы снижения общей подачи воды при возникновении аварии и наименьшую величину давления в сети в критической точке при аварийной ситуации. Нарушение этих пределов является отказом системы водоснабжения. В сетях с одним источником

6

питания критические (диктующие) точки обычно оказываются расположенными в наиболее удаленных и наиболее высокорасположенных пунктах. Выбор критических точек должен быть приведен с учетом возможности питания всей сети от источника, а также питание ее одновременно от источника и от регулирующей емкости (водонапорной башни). При наличии нескольких источников питания надежность водообеспечения улучшается.

Тупиковые линии водопроводов допускается применять:

-для подачи воды на производственные нужды – при допустимости перерыва в водоснабжении на время ликвидации аварии;

-для подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды – при диаметре труб не более 100 мм;

-для подачи воды на противопожарные или на хозяйственнопротивопожарные нужды независимо от расхода воды на пожаротушение – при длине линий не более 200 м;

-в населенных пунктах с числом жителей до 5000 человек и расходом воды на наружное пожаротушение до 10 л × с-1 или при количестве внутренних пожарных кранов в здании до 12 допускаются тупиковые линии длиной более 200 м при условии устройства противопожарных

резервуаров или водоемов, водонапорной башни или контррезервуара в конце тупика.

Трубы должны быть проложены на глубине, обеспечивающей незамерзаемость воды в зимних условиях, исключающей возможность нагревание ее летом и предупреждающей повреждение труб под нагрузками от движущегося транспорта. Для обеспечения незамерзаемости глубина укладки труб Zтр (считая до дна траншеи) должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины Zр проникания в грунт нулевой температуры, т.е.:

Zтр = Zр + 0,5, м (1)

Расчетную глубину проникания в грунт нулевой температуры следует устанавливать на основании многолетних наблюдений.

Вывод по вопросу. Таким образом, от правильности устройства, а также метода резервирования водоводов и водопроводной сети зависит обеспеченность водой населенных пунктов и промышленных предприятий.

Вопрос второй. Арматура водопроводной сети

На водопроводных сетях устанавливается следующая арматура:

-запорно-регулирующая (вентили, краны, задвижки, затворы);

-предохранительная (предохранительные, обратные и редукционные клапаны, вантузы, выпуски);

-водозаборная (водоразборные колонки, краны и пожарные гидранты).

Запорная и регулирующая арматура. Задвижки и вентили (рисунок 3)

предназначаются для отключения отдельных участков сети при аварии, ремонте, а также при регулировании расходов. Задвижки с ручным приводом

7

устанавливаются на трубопроводах диаметром до 300 мм, с электроприводом – на трубопроводах диаметром 300 мм и более.

Рисунок 3 – Задвижка

Защитная арматура. Вантузы служат для автоматического впуска и выпуска воздуха из трубопроводов. Они устанавливаются на трубопроводах диаметром 400 мм и более, на возвышенных точках на расстоянии 250…2500 м друг от друга. Если воздух не будет удален из трубопровода, то образуются воздушные подушки, уменьшающие площадь живого сечения трубопровода.

Вантуз (рисунок 4) состоит из чугунного корпуса 1, в котором располагается стальной полый шар 2 с вертикальным стальным штоком, корпус закрыт крышкой 3. Выделяющийся из воды воздух скапливается в верхней части вантуза. Под давлением воздуха уровень воды опускается вместе с шаром, который открывает при этом соединенный с ним клапан 4, вследствие чего воздух выходит наружу. После этого вода, заполняющая вантуз, поднимает шар и закрывает клапан.

Рисунок 4 – Вантуз: а – разрез; б – вид с боку; 1 – корпус; 2 – шар; 3 – крышка; 4 – клапан

8

Подобные же вантузы могут использоваться и для впуска воздуха в водовод при образовании в нем пониженных давлений или разрыва сплошности потока при гидравлических ударах.

Обратные клапаны (рисунок 5) предназначены для пропуска воды только в одном направлении. Они устанавливаются на напорных линиях, после центробежных насосов, на линиях для отключения водонапорных башен и в ряде других случаев.

Рисунок 5 – Обратный клапан

Предохранительные клапаны служат для предотвращения повышения давления в трубах сверх допустимого при возникновении гидравлического удара в водопроводах и водоводах в результате остановки насосов или быстрого закрытия задвижек в сети.

Рисунок 6 – Устройство пружинного предохранительного клапана 1 – патрубок; 2 – шток; 3 – пружина; 4 – клапан; 5 – соединительный фланец

Предохранительные клапаны могут быть пружинными или рычажными (рисунок 6). Принцип работы пружинного предохранительного клапана

9

заключается в следующем: под действием повышенного давления в клапане преодолевается усилие пружины, и вода через трубу выбрасывается наружу. Арматура наружной водопроводной сети размещается в специальных колодцах. Водопроводные колодцы могут быть железобетонные, бетонные, кирпичные, из бутового камня. Колодцы диаметром до 2 м выполняют круглой формы, больших размеров – прямоугольной формы.

В случаях расположения грунтовых вод выше дна колодца следует предусматривать гидроизоляцию дна и стен колодца на 0,5 м выше уровня грунтовых вод. При расположении колодцев на проезжей части, люки колодца должны располагаться на уровне с дорожным покрытием. Для предотвращения замерзания пожарных гидрантов, колодцы (при соответствующем обосновании) утепляют.

Вывод по вопросу. На водопроводной сети устанавливается различное оборудование, которое предназначено для предохранения трубопроводов, перекрытия на ремонтные участки, регулирования расхода, а также отбора воды на пожаротушение.

Вопрос третий. Пожарные гидранты и колонки

Пожарные гидранты предназначены для отбора воды на пожаротушение из систем наружного водоснабжения.

Пожарные гидранты выполняют наземными и подземными.

Наибольшее распространение в нашей стране получил подземный гидрант московского типа (рисунок 7), изобретателем которого является русский инженер Н.П. Зимин.

Гидрант устанавливается на фланец пожарной подставки 2 наружной водопроводной сети. Высота чугунной колонки гидранта 1 может быть от 0,75 до 2,5 м. Гидрант закрыт крышкой 3. Для пользования гидрантом открывается люк колодца, затем крышка гидранта и на его верхний конец с резьбой навинчивают пожарную колонку (рисунок 9).

Квадратная головка стержня колонки войдет в торцовый ключ 6 гидранта. Вращение рукоятки колонки через стержень передается стержню 8 гидранта. Винтовая нарезка, имеющаяся на стержне 8 гидранта, входит в медную гайку 9 и заставляет стержень передвигаться в вертикальном направлении для открывания и закрывания связанного с ним пустотелого шарового клапана 10. Стержень 8 жестко связан с разгрузочным клапаном 11 шарового клапана. При движении стержня 8 вниз откроется разгрузочный клапан. Через открывшееся в шаре отверстие начнет поступать вода сначала в шар, а затем через отверстие 13 внутрь стояка гидранта. Когда давление над шаровым клапаном будет равно давлению водопроводной сети, шаровой клапан под давлением силы тяжести откроется. В нижней части гидранта имеется отверстие 14, через которое выпускается вода из колонки и стояка гидранта после его закрытия, что исключает замерзание воды зимой. Во время открывания гидранта отверстие автоматически закрывается специальным ползунком 15, жестко скрепленным со стержнем.

10