Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Канализационные насосные станции.Содержание книги
Поиск на нашем сайте
4.1. ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ. Сточные воды населённого пункта подаются главным самотечным коллектором на главную канализационную насосную станцию. Она предназначена для перекачки общего расхода сточных вод населённого пункта на городские очистные сооружения.
Канализационные насосные станции (КНС) устраивают обычно совмещёнными с приёмным резервуаром, в плане – круглые. Все подводящие коллекторы перед насосной станцией должны быть объединены, и на общем участке устанавливают сухой колодец. В нём предусматривается задвижка (см. рис.4.1), которую в случае серьёзной аварии на насосной станции можно закрыть задвижку. Тогда до устранения поломки сточные воды будут накапливаться в сети, заполняя свободную ёмкость трубопроводов и колодцев. На время аварии подача воды в населённый пункт прекращается. Такое решение является наиболее приемлемым, но имеет последствием засорение сети. Поэтому, хотя СНиП/1/ исключает устройство аварийных выпусков в водоём, в ряде случаев идут на нарушение норм. Аварийный выпуск предусматривается строго по согласованию с органами санитарного надзора.
Приёмные резервуары насосных станций играют роль регулирующих ёмкостей, сглаживают неравномерность притока и откачки сточных вод. Объём приёмного резервуара определяется сравнением графиков притока и откачки. Вместимость резервуара должна быть не менее пятиминутной максимальной подачи одного из насосов. Рабочая глубина – 2-2,5м. Для защиты насосов от засорения в приёмных резервуарах насосных станций устанавливают решетки с механизированной очисткой или решетки – дробилки. Количество рабочих и резервных решеток регламентировано СНиП/1/. Подробные сведения о решетках, устанавливаемых в КНС, приводятся в разделе 4.2 настоящего пособия. Чтобы осадок не скапливался в приёмном резервуаре, предусмотрено устройство для его взмучивания и обмыва резервуара – промывной трубопровод со спрысками. Дну резервуара придаётся уклон i=0,1 в сторону осадочного приямка. Приёмный резервуар должен быть оборудован приточно-вытяжной вентиляцией с 5-кратным обменом воздуха в час. Машинный зал должен быть отделён от приёмного резервуара водогазонепроницаемой перегородкой и иметь отдельный вход. На существующих станциях для перекачки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод применяют отечественные центробежные насосы марок: СД, СДС, ЦМФ, ЭКЦ, ЭЦК и СМ. В последние годы получают распространение насосы зарубежных производителей: «Wilo» и «Grundfos». Канализационные насосы имеют широкий диапазон подачи: от 7 до 9000 м3/час; создаваемые напоры – от 8 до 100м. Насосы обычно устанавливаются «под залив»; погружные – непосредственно в приемном резервуаре. Допускаемая частота включения насосов в 1 час: · Не более 3 раз – при ручном управлении. · Не более 5 раз – при автоматическом управлении. Кроме рабочих, предусматриваются резервные агрегаты. Их количество зависит от типа сточных вод, от количества рабочих агрегатов и от категории насосной станции. Для городских сточных вод принимается следующее количество резервных насосов. Таблица 4.1
Категория насосной станции определяется по СНиП/1/. Таблица 4.2
В машинном зале, кроме рабочих и резервных насосов установлены вспомогательные агрегаты: · для подачи воды на технические нужды; · вакуум-насосы (если основные насосы не под заливом); · насосы для удаления дренажных вод. Кроме насосов и электродвигателей, в зале устанавливаются контрольно-измерительные приборы, запорно-регулирующая арматура, подъёмно-транспортные устройства и т.д. Напорные коллекторы, идущие от насосной станции, выполняются из труб железобетонных ГОСТ 12586-83, асбестоцементных ГОСТ 539-80, чугунных ГОСТ 9583-75 или полиэтиленовых ГОСТ 18599-2001. В сложных грунтовых условиях допускается применение стальных труб ГОСТ 10704-92. Число напорных коллекторов с учётом перспективного расхода рекомендуется принимать не менее двух; для станций II и III категории СНиП/1/ допускает один трубопровод. Глубина заложения напорных коллекторов назначается на 0,5 метра больше глубины промерзания грунта. На напорных коллекторах предусматриваются камеры переключения. Устройством переключений достигается возможность выключения повреждённых участков коллекторов при авариях с обеспечением требуемой подачи сточных вод. Необходимое число переключений определяется расчетом. При аварии на коллекторах допускается включение резервных насосов станции. В повышенных (переломных) точках профиля на напорных коллекторах устраивают колодцы с вантузами для выпуска воздуха. В пониженных точках устраивают выпуски с задвижками для опорожнения коллектора при аварии или ремонте. Диаметры напорных коллекторов назначаются исходя из экономичной скорости движения сточных вод в них. Скорости во всасывающих трубопроводах принимают равными 0,7-1,5 м/с, в напорных – 1-1,25 м/с. Принимать скорость в напорном коллекторе менее 1 м/с не рекомендуется, т.к. в этом случае не будет соблюдаться условие самоочищения. Насосные станции производительностью до 50 тыс. м3/сут следует располагать на расстоянии не менее 20 м от жилых зданий или общественных зданий, станции большей производительности – не менее 30 м. Вокруг станций устраиваются зелёные зоны шириной не менее 10 м. Разработаны типовые проекты канализационных насосных станций. На рис 4.3 – 4.7 представлены план и разрезы насосной станции. Оборудование насосной станции: ТХ.1 – насос центробежный с электродвигателем, ТХ.2 – решетка, ТХ.3 – дробилка, ТХ.4 – транспортёр скребковый, ТХ.5 – затвор щитовой электрифицированный, ТХ.6, ТХ.7 – задвижки параллельные, ТХ.21, ТХ.22 – краны подвесные, ТХ.23, ТХ.24 – тали, ТХН.1 – шандор, ТХН.2, ТХН.4 – затворы щитовые, ТХН.8 –сортировочный стол.
Рис.4.3
Рис.4.4. Размер 1-1 В осях А-В Разрез 1-1 В осях В-Д Разрез 2-2 в осях 3-6 2.2. РАСЧЁТ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ. Порядок расчёта таков: 1. Составить таблицу притока сточных вод к насосной станции; по таблице определить максимальный часовой расход Qчасmax(м3/ч); 2. По экономичной скорости подобрать диаметры напорных коллекторов и определить требуемый напор насосов Нн для пропуска максимального часового расхода Qчасmax. Подобрать насосы (рабочие и резервные); 3. Построить график совместной работы насосов и напорных коллекторов в нормальном режиме; 4. Проверить систему на работу в аварийном режиме. Определить необходимое количество переключений на напорных трубопроводах для обеспечения работы сооружений в аварийном режиме; определить необходимость включения резервных насосов при аварии. Построить график совместной работы насосов и напорных коллекторов в аварийном режиме, при аварии система должна пропускать 100% расхода сточных вод; 5. Определить емкость приемного резервуара аналитическим путем. Уточнить результат графическим путем, для этого построить интегральный график притока и откачки сточных вод.
Пример расчёта главной канализационной станции населённого пункта. Исходные данные принимаются по расчёту городской водоотводящей сети (см. раздел 2.6.4 настоящего пособия): · Приток сточных вод от промышленного предприятия по часам суток - по табл.2. 6 (столбец 4); · Средний секундный расход сточных вод от жилых кварталов на последнем самотечном участке сети перед насосной станцией qсексредн (л/с) – по табл.2.7 (столбец 6), участок (4-НС). qсексредн необходим для определения суточного расхода сточных вод от кварталов Qсуткв. Qсуткв определяется по формуле: Qсуткв=(qсексред*86400)/1000 (м3/сут) Qсуткв=(10,56*86400)/1000=912,384=912,4 м3/сут.
Общий коэффициент неравномерности водоотведения на участке перед насосной станцией определяется по СНиП/1/: Кgenmax=2,1. Он необходим для определения режима поступления на насосную станцию сточных вод от кварталов по часам суток. Распределение суточного расхода по часам суток следует принимать по существующим статистическим данным /5,6,16,20/. Если в книгах не найдено распределение расходов для данного значения Кgenmax, то его следует принять по ближайшему большему значению Кgenmax. Сведения заносятся в столбцы 2,3 таблицы 4.4. Если проектом предусмотрена районная насосная станция, то приток от нее учитывается как сосредоточенный (столбец 5).
«Распределение расхода бытовых вод по часам суток»
Таблица 4.3
Приток сточных вод к ГНС Таблица 4.4 Qчассред=100%/24ч=4,17% Qчасmax=4,17%*Кgenmax=4,17*2,1=8,757=8,8% Qсут Все данные заносятся в таблицу 4.4, и определяется общий приток к насосной станции от кварталов, от промышленного предприятия и от районной насосной станции. Определяется расход сточных вод в час максимального притока: Qчасmax=96,5 м3/ч=26,8 л/с.
Требуемый напор насосов Нн для пропуска максимального часового расхода Qчасmax определяется по формуле: Нн=(Нгеом+hвт+hнт+hизл)+(hl+hмс), (м) [4.1] · Где Нгеом – геометрическая высота подъёма воды, Нгеом равна разности отметок поверхности земли у приёмной камеры очистных сооружений и воды в приёмном резервуаре насосной станции. Нгеом=О.С.-К.Н.С. (см. рис. 4.8). Для предварительных расчётов отметку воды в приёмном резервуаре насосной станции можно принять на 1 м меньше отметки уровня воды в подводящем самотечном коллекторе, Нгеом=108,0-98,65=9,35 м; · hвт – потери во всасывающих трубопроводах насосов; · hнт – потери в напорных трубопроводах внутри насосной станции. Для предварительных расчётов можно принять hнт= hвт=2м; · hизл – запас напора на излив воды в приёмную камеру очистных сооружений, hизл=1…2м. · hl – потери напора по длине в наружных напорных коллекторах, hl можно определить двумя путями: 1) по формуле hl= i*L, где гидравлический уклон i определяется по таблицам /7/ при полном наполнении (h/d=1) и экономичной скорости движения сточных вод vэкон =0,7-1,2 м/сек; 2) по формуле hl=А*L*Q2, где А – удельное сопротивление напорного коллектора (с2/м6) принимается по табл.4.5 настоящего пособия; L –длина одной нитки напорного коллектора (м); Q – расчётный расход, Q=Qчасmax(м3/с); · hмс – потери в местных сопротивлениях, составляют примерно 10% от потерь по длине, hмс=10% hl (м);
Удельное сопротивление напорных коллекторов, транспортирующих городские сточные воды, А(с2/м6) Таблица 4.5
0пределение геометрической высоты подъема воды
При работе насосной станции в нормальном режиме по каждому из двух чугунных напорных коллекторов будет транспортироваться расход сточных вод Qчасmax/2=26,8/2=13,4 л/с. По таблицам /7/ подобран коллектор d=125 мм: h/d=1 q=14,0 л/с,, V=1,14 м/с, i=0,025. Сопротивление коллектора d=125 мм равно А=130сек2/м6. (Диаметр коллектора может быть определен и просто по формуле: ). После определения диаметра коллекторов строят графики их работы Н/Q. Сначала, задаваясь произвольно величинами расходов от Q=0 до Q≈(1,2-1,4)*Qчасmax и определяя требуемые напоры для их пропуска, строят график 1d, а затем путем сложения по оси абсцисс двух графиков 1d получают график 2d (см.рис.4.9). По Qчасmax=96,5 м3/ч и Нн=43,60 м подобран насос фирмы “Wilo”, марки FA 10.78-410Z/T24-4/36 погружной, H=59,11м; Q=54,39м3/час; dраб.кол = 410мм; dнапор=100мм – 1 рабочий и 2 резервных.
График совместной работы насосов и коллекторов Рис.4.9. В случае аварии на одном из коллекторов расход по другому увеличится в 2 раза, следовательно, потери в системе увеличатся в 4 раза. Обеспечить работу насосной станции при аварии можно, в принципе, двумя путями: 1- уменьшить аварийные потери в коллекторах за счет организации перемычек (разбить коллекторы на ремонтные участки); 2- увеличить напор насосов (1а – включить резервный насос параллельно, 1б – включить резервный насос последовательно, 1в- применяя изначально насос с частотным регулятором, увеличить число оборотов рабочего колеса, при этом увеличится создаваемый насосом напор). В данном примере для обеспечения работы насосной станции при аварии на напорных коллекторах устраиваются ремонтные переключения и включается один резервный насос (параллельно). Расстояния между переключениями, то есть, длину аварийного участка, предварительно определяют по формуле: l’=L-1,333(L - h/(AQ2)) [4.2] В последующем расчете результаты вычислений могут быть уточнены. (Формула применима только при двух параллельных трубопроводах одинакового диаметра). В формуле: L – общая длина одной нитки коллектора, м; А – удельное сопротивление напорного канализационного коллектора данного диаметра, с2/м6; · Q – расчётный расход сточных вод, м3/с; · h – величина располагаемых потерь напора при пропуске максимального часового расхода в случае включения резервных насосов (м); h определяется по рис. 4.9. В примере: L=1100м, Q=26,8л/с=0,0268м3/с, при диаметре трубопровода d=125мм А=130с2/м6; h =(59 - 15,35)=43,65 (м). Длина аварийного участка по формуле 14.21 l’=1100-1,333(1100-43,65/(130*0.02682))=259,35(м). Количество ремонтных участков k =L/l’=1100/259,35=4,2≈5 шт. Фактическая длина ремонтного участка l’=1100/5=220м. Количество ремонтных переключений (перемычек) равно (k-1)=(5-1)=4шт. После определения количества ремонтных участков строится график работы напорных коллекторов при аварии на одном из участков. График строится по аналогии с кривой 1d. При построении рекомендуется пользоваться схемой 4.10.
Схема работы напорных коллекторов при аварии Показатели работы аварийного участка: Lавар=220 м; Q=26,8л/с; d=125мм; V=2,15м/с; hавар = 22,6 м. Рис.4.10
Требуемый напор для подачи расхода Qчасmax=96,5 м3/ч=26,8 л/с при аварии Навар равен: Навар=(Нгеом+hвт+hнт+hизл)+(А*Lнорм*(Q/2)2*1,1 + А*Lавар*Q2*1,1); Навар =15,35+130*(220*4)*(0.0268/2)2*1,1+130*220*0.02682*1,1=60,55м. Из графика 4.9 видно, что даже при включении резервного агрегата насосы не смогут обеспечить напор Н=60,55 м при пропуске Qчасmax=96,5 м3/ч (смогут только Н=59 м). Поэтому необходимо уточнить (увеличить) количество ремонтных участков до 6, а количество перемычек соответственно до 5 шт. Тогда длина ремонтного участка составит l’=L/6=1100/6=184 м. При уточненных данных производится пересчет требуемого напора для подачи расхода Qчасmax=96,5 м3/ч=26,8 л/с при аварии Навар: Навар=(Нгеом+hвт+hнт+hизл)+(А*Lнорм*(Q/2)2*1,1 + А*Lавар*Q2*1,1); Навар=15,35+130*(184*5)*(0.0268/2)2*1,1+130*184*0.02682*1,1=57,87м. Для построения графика работы напорных коллекторов при аварии недостаточно двух точек Н/Q: 15,35/0 и 57,87/96,5. Поэтому следует нанести на график еще несколько точек, “пропуская” по данной аварийной системе произвольные расходы и определяя требуемые напоры для их пропуска (см.рис.4.9).
Вместимость приёмного резервуара канализационной насосной станции назначается из условия обеспечения 5-минутной максимальной подачи одного насоса Q1н. Q1н (м3/час) определяется в нормальном режиме работы при двух работающих коллекторах и является абсциссой точки пересечения кривых 2d и 1н). В данном примере Q1н= Qфакт=117 м3/час, а объем приемного резервуара назначается не менее Wр=(117*5)/60=9,75 м3≈10 м3. Вместимость резервуара необходимо проверить на частоту включения насосов (см. рис. 4.11). График построен для часов максимального и минимального притока сточных вод при нормальном режиме работы системы. В обоих случаях объем резервуара, определенный графическим путем, равен 6 м3. Принимается большая из полученных величин Wр=10 м3. Определение емкости приемного резервуара. Рис.4.11. 4.3. РАЙОННЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ. На территории населённого пункта могут существовать районы, расположенные с точки зрения водоотведения неблагоприятно. Это могут быть территории, где коллектор большой длины проходит по местности с плоским рельефом, районы в пониженных местах рельефа. При куполообразном рельефе местности часть районов может располагаться с противоположной или боковой, по отношению к городу в целом, стороны купола (см. рис. 4.12, 4.13). Самотечное отведение сточных вод от таких районов приводит к значительному, заглублению канализационного самотечного коллектора. С технико-экономической точки зрения это нецелесообразно. Поэтому для отведения сточных вод от неблагоприятных районов предусматривают районные насосные станции (РНС). Заглубление главного коллектора и главной насосной станции (ГНС) диктуется, в основном, начальными участками сети с диаметрами d=200…250мм, имеющими наибольшие уклоны i=0,004…0,007. Установка РНС позволяет существенно снизить заглубление. Районные насосные станции располагаются в верховьях коллекторов, перекачивают сравнительно небольшие объёмы сточных вод и поэтому имеют небольшую мощность. Опыт проектирования и эксплуатации показал, что именно схемы с районными насосными станциями (РНС) отличаются лучшими экономическими показателями. Районная насосная станция может подавать сточные воды сразу на очистные сооружения города. Это целесообразно, если неблагоприятный район является крупным или если он расположен территориально ближе к очистным сооружениям, чем к городу в целом. Но в большинстве случаев РНС подаёт сточные воды в один из самотечных коллекторов основной части города (см. рис. 4.12, 4.13). Сопряжение напорного коллектора РНС с самотечным участком сети осуществляется посредством колодца – гасителя напора (см. рис. 4.14). Расход сточных вод от районной насосной станции учитывается на нижерасположенных самотечных участках как сосредоточенный.
– кварталы неблагоприятно расположенного района; РНС – районная насосная станция; ГНС – главная насосная станция; КГН – колодец гашения напора; =К1Н= – напорные коллекторы; –К1– – самотечные участки сети;
-
Камера гашения напора.
5. ДОЖДЕВАЯ КАНАЛИЗАЦИЯ. 5.1 Измерение количества выпадающих осадков. Для проектирования дождевой канализации необходимы сведения о дождях. Для измерения количества выпадающих осадков существуют специальные приборы – дождемеры. Дождемер представляет собой цилиндр с площадью основания 500 см2, высотой 40 см. Цилиндр устанавливается на высоте 2м над землей. Все осадки поступают сначала в этот цилиндр, а из него – в измерительный цилиндр. Определяется количество осадков за один дождь, а затем методом суммирования можно определить годовое количество осадков. Чтобы не было выдувания воды из приемного цилиндра его помещают в кожух (См. 5.1). Дождеприемный цилиндр.
Рис. 5.1 Автоматические дождемеры – плювиографы позволяют измерить не только объем осадков, но еще продолжительность и интенсивность дождей.
Плювиограф.
Рис. 5.2 1 – приемный цилиндр S=500см²; 2 – измерительный цилиндр; 3 – сифон для периодического удаления воды из измерительного цилиндра; 4 – поплавок с пером; 5 – барабан с часовым механизмом (на 1 оборот в сутки)
Рисунок на барабане. Рис. 5.3
Дождь характеризуется следующими параметрами: 1) продолжительность, 2) интенсивность, 3) повторяемость. 1) Продолжительность дождя измеряется обычно в минутах. 2) Интенсивность дождя измеряют по слою и по объему. Интенсивность «по слою» i – это слой дождя, выпавший на территорию за единицу времени: i=h/t (мм/мин), где: h-слой осадков (мм), t-продолжительность дождя (мин) Интенсивность «по объему» q – количество дождя, выпавшего в единицу времени на единицу площади (л/сек*га) q = 166,7 * i 3) Повторяемость – период времени в годах, в течение которого дождь определенной интенсивности и продолжительности выпадает один раз. Дожди большой интенсивности и малой продолжительности (ливни) являются редко повторяющимися, продолжительные дожди малой интенсивности – частое явление. Рассчитывать дождевую канализацию на дожди большой интенсивности нецелесообразно: диаметры получаются завышенными, и большую часть времени сеть работает с недогрузкой. Поэтому сеть рассчитывают на дождь определенной (предельной, или расчетной) интенсивности. При этом учитывается период однократного переполнения сети - Р. Точнее, Р- период однократного превышения расчетной интенсивности дождя. Р- это период времени (в годах), в течение которого 1 раз произойдет переполнение дождевой сети. В данном случае под переполнением имеется в виду не затопление территории, а частичное подтопление колодцев, напорный режим работы сети. Величина Р назначается в зависимости от рельефа местности и от важности объекта: чем важнее объект и круче рельеф, тем период Р больше. Р принимается по СНиП /1/:
Существуют также понятие предельного периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя - Рlim. Это тоже период времени (в годах), в течение которого 1 раз произойдет переполнение дождевой сети. Но в данном случае под переполнением имеется в виду то, что дождевой коллектор пропускает только часть дождевого стока. Остальная часть временно затопляет проезжую часть улиц и стекает по лоткам. Подвалы при этом затапливаться не должны Рlim назначается в пределах от 10 до 100 лет, в зависимости от характера бассейна канализования и условий обслуживания коллектора. СниП/1/ различает условия расположения коллектора: благоприятные, средние, неблагоприятные и особо неблагоприятные. Чем круче рельеф и больше площадь бассейна, тем условия более неблагоприятные; значит, нужны большие диаметры сети для отвода дождевых вод.
Назначение и принцип работы Дождевой канализации Дождевая канализация предназначена для приема и отведения дождевых и талых вод, а также поливочных вод от уборки территории. Выделяют внутреннюю и наружную дождевые сети. Внутренняя дождевая канализация, или внутренние водостоки, предназначена для приема осадков с кровли зданий и отвода их в наружную дождевую сеть. Основными элементами внутренних водостоков являются водоприемные воронки на кровле, водосточные стояки и выпуски из зданий. Выпуски могут быть открытые – в открытый бетонный лоток, или закрытые – непосредственно в колодец наружной дождевой сети. С территории города дождевые воды собираются сначала открытыми лотками. А затем через дождеприемные колодцы они поступают в закрытую сеть трубопроводов. (См.рисунок 5.4).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-16; просмотров: 2800; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.117.103.185 (0.013 с.) |