4.2. Водопровідні насосні станції

До складу насосних станцій входять основні (робочі) та резервні агре­гати, насоси спеціального призначення (протипожежні, дренажні та інші), а також допоміжне обладнання, яке забезпечує нормальну роботу робочих агрегатів (електрообладнання, підйомно-транспортні механізми, контр­ольно-вимірювальні та сигнальні пристрої тощо). Як правило, будівлі насосних станцій проектують круглими або прямокутними в плані.

За місцем розташування в загальній схемі водопостачання і при­значенням насосні станції розділяють на станції першого та другого під­няття, підвищувальні і циркуляційні.

Станції першого підняття призначені для перекачування води із джерела водопостачання на очисні споруди, а якщо очищення не по­трібне, то в резервуари чистої води. Для забезпечення стабільної роботи водоприймальних і очисних споруд насоси станції першого під­няття розраховують на рівномірну подачу води протягом доби. Подачу насосів при цілодобовій роботі станції 1-го підняття слід приймати, як правило, рівною середньогодинним витратам води за добу найбільшого водоспоживання з урахуванням витрат води на відновлення протипо­жежного запасу та власних потреб споруд для очищення води і системи водопостачання в цілому.

Станції другого підняття перекачують воду із резервуарів чистої води до споживача. Оскільки споживання води па господарсько-питні потреби нерівномірне протягом доби за годинами, то насосні станції забезпечують подачу води з урахуванням цієї нерівномірності. Подачу насосів ІІ-го під­няття слід визначати за графіком водоспоживання і прийнятої схеми во­допостачання (з водонапірною баштою або без неї). При цьому необхідно враховувати, що при безбаштовій системі сумарна подача насосів ІІ-го підняття повинна бути не меншою за максимальні годинні витрати. Воду слід подавати споживачам не тільки в потрібній кількості і якості, а також під певним напором, який забезпечує станція ІІ-го підняття і водонапірна башта. Для забезпечення подачі розрахункових витрат води на гасіння пожежі слід передбачити у необхідних випадках встановлення протипожежних агрегатів в насосних станціях ІІ-го підняття або влаштування спеціальних протипожежних насосних станцій.

Циркуляційні насосні станції влаштовують в системах технічного водопостачання у тих випадках, коли необхідно забезпечити циркуляцію води, наприклад, в замкнутих системах охолодження.

Підвищувальні насосні станції підвищують напір у водопровідній мережі. Насоси в цьому випадку підключають безпосередньо до водопровідної мережі.

Категорію надійності насосної станції, число робочих і резервних агрегатів та інші показники при проектуванні насосних станцій слід приймати за СНиП 2.04.02-84.

4.3. Регулюючі та запасні споруди

Регулюючі та запасні споруди в системі водопостачання – це напірні або безнапірні резервуари з певним об'ємом води, який потрібний для регулювання роботи системи і для утворення недоторканого запасу на випадок пожежі або аварій. Регулювання полягає в узгодженні різних режимів подачі та споживання води за допомогою акумулюючи ємностей. При подачі води понад споживання вона накопичується в ємностях, а при недостачі — забирається з них. Регулювання забезпечує відносно рівномірну роботу водозаборів, очисних споруд і насосних станцій. Регулюючі та запасні ємності рекомендується об'єднувати в одній споруді. Це не тільки вигідно економічно, але й дозволяє уникнути зниження якості води при тривалому зберіганні.

До напірно-регулюючих споруд відносять водонапірні башти, ви-сокорозташовані надземні напірні резервуари, а також повітряноводяні (гідропневматичні) баки. Їх розташовують у найвищих точках місцевості населеного пункту. Об'єм регулювання баку водонапірної башти чи резервуару рекомендується визначати за графіками надходження і відбору води (рис. 1.3). Якщо насоси будуть працювати протягом доби безперервно і рівномірно, їх годинна подача складе 100/24 = 4,17 % добових витрат.

Протипожежний запас води визначають за часом, який необхідний для гасіння

розрахункової кількості пожеж або для вмикання основних протипожежних

насосів в насосній станції 2-го підняття. Для водонапірних башт і напірних

резервуарів ця тривалість складає 10 хв., для резервуарів чистої води — 3 години. Таким чином, об'єм баку водонапірної башти (або РЧВ):

W = W_рег + W_заг. (4.1)

За своєю конструкцією водонапірні башти представляють собою водонапірний бак, який встановлений на опорі розрахункової висоти (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Водонапірна башта: 1 бак; 2 — приймальна сітка; 3 відвідний трубопровід; 4 зворотний клапан; 5 — температурний компенсатор; 6 — ствол башти; 7 — трубопровід для подачі або відводу води; 8 — переливний трубопровід; 9 — засувки; 10 — трубопровід для спорожнення баку; 11 — гідрозатвор

Висота водонапірної башти:

Н_б = Н_р + Σh - (Z₆ – Z_д), (4 .2)

де Н_р, — вільний розрахунковий напір в диктуючій точці мережі в межах

зони впливу башти, м; Σh — втрати напору в трубопроводі від башти до

диктуючої точки, м; Z₆ і Z_д — геодезичні відмітки землі відповідно біля

башти і диктуючої точки, м.

З формули 4.2 видно, що розташування в найвищих місцях во­донапірних башт зменшить їх висоту. Водонапірні башти залежно від рельєфу місцевості і конфігурації мережі можуть бути розташовані на початку мережі (прохідна башта), в кінці мережі (контррезервуар) або в її проміжних точках (див. рис. 1.2). Залежно від матеріалу ствола, башти можуть бути цегляні, залізобетонні, сталеві тощо. Всередині ствола розміщують необхідне обладнання — труби, арматуру, прилади. Баки в баштах можуть бути металевими або залізобетонними.

Водонапірні башти залежно від кліматичних умов, температури води, розмірів баку і режиму роботи башт (тривалості обміну води в баці) можуть бути з шатром для запобігання промерзання чи перегріву води або без нього. Порівняно з шатровими безшатрові водонапірні башти дешевші на 15-20%. Розроблені типові рішення водонапірних башт з об'ємом бака 15-800 м³ і висотою ствола 6-42м.

В окремих випадках замість водонапірних башт влаштовують гід­ропневматичні баки, які доцільно використовувати при невеликих ви­тратах води (місцеві або внутрішні системи).

Для зберігання значних запасів води на очисних спорудах вла­штовують безнапірні резервуари (резервуари чистої води). Найбільше поширення отримали залізобетонні, в основному збірні, резервуари з плоским перекриттям (рис. 4.7). Резервуар заглиблюють в землю на по­ловину висоти і обсипають землею шаром товщиною 0,8-1,2 м з метою ізоляції верхньої частини.

Для забезпечення надійності безперебійної роботи системи во­допостачання влаштовують не менше двох резервуарів. У резервуарах необхідно забезпечити недоторканість пожежного запасу води, що дося­гається відбором води на господарські і протипожежні потреби з різних відміток або влаштуванням сифона з отвором на згині. Останній спосіб має ту перевагу, що вода весь час забирається біля дна резервуару і не виникає застійних зон по висоті.

В цілому доцільність влаштування регулюючих і запасних ємностей, вибір місця їх розташування і типу слід визначати на основі роз­рахунку сумісної роботи мережі, водопроводів і насосних станцій з ура­хуванням місцевих умов і технологічних вимог.

Рис. 4.7. Залізобетонний резервуар: 1 — труба для подачі води; 2 — всмоктувальна труба господарських насосів; 3 — всмоктувальна труба пожежних насосів; 4 - труба для спорожнення і видалення осаду; 5 — переливна труба; 6 — вигнута труба з отвором для зриву вакууму після спрацювання господарського запасу води; 7 — поплавковий клапан; 8— вентиляційна шахта; 9 — лаз