Лекция 12 Напорные трубопроводы
Вопросы: 1. Внутристанционные напорные трубопроводы
2. Проектирование внестанционных напорных
трубопроводов.
3. Конструкция труб из различных материалов
4. Расчет экономически наивыгоднейшего
диаметра напорного трубопровода.
1. Внутристанционные напорные трубопроводы
Напорные трубопроводы, находящиеся внутри здания насосной станции, служат для подачи воды к внешним напорным водоводам, а также для размещения на них запорной и переключающей арматуры. Кроме того, в этих трубопроводах скорость движения воды должна быть уменьшена от 5...7 м/с до 1,5...2 м/с.
Переключение применяется тогда, когда количество ниток внешних напорных водоводов меньше числа насосов. Оно может быть полным или частичным (рис.12.1).
а) б)
Рис.12.1. Схема переключения напорных трубопроводов :
а) - частичное переключение; б) - полное
Число ниток, на которые переключаются насосы зависит от длины трассы внестанционных напорных трубопроводов, количества установленных насосов и назначения станции. Например, в насосных станциях для водоснабжения всегда делают полное переключение насосов с тем, чтобы любой насос мог быть подключен к любой нитке , а в станциях для осушения с короткими напорными трубопроводами вообще переключение не применяют. Здесь каждый насос имеет свою нитку напорного трубопровода.
Расчет внутристанционных напорных трубопроводов сводится к определению диаметров труб и длины переходных диффузоров (рис.12.2).
Рис.12.2. Схема внутристанционного напорного трубопровода
Диаметр внутристанционного напорного (dв) и переключающего (ПТ) трубопроводов определяется по оптимальной скорости 2,5...2 м/с, а внестанционного dн - по скорости 1.5...2 м/с. Длина диффузора Lд определяется по формуле (10.1) с углом конусности =8...12о.
Напорные трубопроводы внутри здания устраивают из чугунных или стальных фланцевых труб и располагают на полу, или в каналах, или под перекрытием.
2. Проектирование внестанционных напорных трубопроводов
Напорные трубопроводы, находящиеся вне здания насосной станции, предназначены для транспортировки воды от внутристанционных трубопроводов до водовыпускного сооружения. Они классифицируются в зависимости:
- от материала: стальные, железобетонные, чугунные, асбестоцементные, пластмассовые;
- от напора: низконапорные (Н до 20 м), средненапорные (Н = 20...50 м) и высоконапорные при Н 50 м;
- от способа укладки: открытые (наземные) и закрытые ( подземные).
При проектировании внешних напорных трубопроводов должны учитываться следующие условия:
1) должна быть минимальная длина трассы с минимальным количеством поворотов в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
2) обеспечена доступность для производства работ;
3) хорошие гидрогеологические условия.;
4) предусмотрена возможность опорожнения трубопровода от воды и воздуха при испытаниях, осмотрах и ремонтах, а также защита станции от размыва ливневыми водами и при разрыве трубопровода;
5) обеспечена прочность и герметичность трубопровода.
Кроме того открытый трубопровод должен укладываться на опоры. На всех поворотах или через 200 м на прямолинейных участках устанавливаются анкерные опоры (рис.12.3, а), а между ними-катковые (рис12.3,б).
а
)
б)
Рис.12.3. Типы опор : а)- анкерная; б) - катковая
На трубопроводе между анкерными опорами устанавливаются температурные компенсаторы.
При проектировании напорного трубопровода необходимо предусмотреть меры защиты трубопровода от последствий гидравлического удара. Они могут быть следующие:
1) подобран материал трубопровода, который в состоянии выдержать повышение давления при гидроударе;
2) предусмотрен сброс воды в обратном направлении через насос;
3) возможен впуск воздуха или воды в местах разрыва сплошности потока в водоводе;
4) установка обратных клапанов выше мест образования разрывов сплошности потока;
5) сброс воды через предохранительные клапаны или диафрагмы, разрушающиеся при повышении давления при гидравлическом ударе;
6) установка водно-воздушных котлов.
Можно применить одну или сразу несколько мер из перечисленных выше и обосновать это экономическим расчетом.