Характеристика объекта и проектируемой системы 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Характеристика объекта и проектируемой системы



Введение

 

Обеспечение населения качественной питьевой водойимеет большое социальное и гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных заболеваний и позволяет поднять общий уровень благоустройства. Удовлетворение потребности население в воде в необходимом количестве, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требуют тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды.

Производственные процессы на промышленных предприятиях также сопровождаются большим расходованием воды. От количества и качества используемой воды и организации водоснабжения промышленного предприятия в значительной мере зависит качество, себестоимость и конкурентоспособность выпускаемой продукции.

В данном дипломном проекте разработана система водоснабжения города с населением 55000 жителей. Рассмотрены следующие разделы: выбор источника водоснабжения и проектирование водозаборных сооружений, проектирование станций водоподготовки, а также насосных станций, водопроводные сети и сооружения. Кроме того, рассмотрены вопросы технологии и организации строительства напорного трубопровода, проведены технико-экономические расчеты. При этом учтены вопросы охраны труда.

Все расчеты выполнены в соответствии с действующими нормами и правилами в Республике Беларусь.

 

Технологическая часть

 

Характеристика объекта и проектируемой системы

 водоснабжения

 

 

Согласно исходным данным на дипломное проектирование населенный пункт расположен в Республике Беларусь. Населённый пункт разделён на два района жилой со следующей степенью санитарно-технического оборудования зданий жилой застройки: А – жилая застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением с душевыми; Б – жилая застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом, канализацией, с ваннами и газовыми водонагревателями. Проектная норма водопотребления в районе А – 180, а районе Б – 180 л/сут. Этажность жилой застройки: район А – 4; район В – 5. В населенном пункте находится промышленное предприятие, потребляющее на технологические нужды воду хозяйственно-питьевого назначения. В качестве источника водоснабжения принят подземный источник.

Данные по промышленному предприятию приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Характеристика промышленного предприятия

смены

количество работающих в холодных и горячих цехах по сменам, чел

количество человек, обслуживаемых одной душевой сеткой, чел

количество принимающих душ, в % от работающих

расход воды на технологические нужды, м3

 

холодные горячие

холодные

горячие

холодные

горячие

1 1
1 650 600

12

7

70

90

210
2 500 400 200
3 380 280 100

 

 

Расчёт водопотребления

Определение расчетного населения

 

 

Расчетное число жителей в районах жилой застройки Ni , чел, принимается согласно исходным данным на дипломное проектирование

                                              N i = 55 000 чел.

N А = 27 000 чел.

N B = 28 000 чел.

III смена

0-1

18,75

3,05

15,65

4,25

22,13

210

238,43

1-2

6,25

1,01

12,05

3,25

-

210

214,26

2-3

12,50

2,03

12,05

3,25

-

210

215,28

3-4

12,50

2,03

12,05

3,25

-

210

215,28

4-5

18,75

3,05

12,05

3,25

-

210

216,3

5-6

6,25

1,01

12,05

3,25

-

210

214,26

6-7

12,50

2,03

12,05

3,25

-

210

215,28

7-8

12,50

2,03

12,05

3,25

-

210

215,28

100

16,25

100

27

22,13

1680

1744,3

I смена

8-9

18,75

2,34

15,65

2,81

43,5

200

248,65

9-10

6,25

0,79

12,05

2,17

-

200

202,96

10-11

12,50

1,56

12,05

2,17

-

200

203,73

11-12

12,50

1,56

12,05

2,17

-

200

203,73

12-13

18,75

2,34

12,05

2,17

-

200

205,15

13-14

6,25

0,79

12,05

2,17

-

200

202,96

14-15

12,50

1,56

12,05

2,17

-

200

203,73

15-16

12,50

1,56

12,05

2,17

-

200

203,73

100

12,2

100

18

43,5

1600

1674,64

II смена

16-17

18,75

1,78

15,65

1,96

30,75

100

134,49

17-18

6,25

0,59

12,05

1,52

-

100

102,11

18-19

12,50

1,19

12,05

1,52

-

100

102,71

19-20

12,50

1,19

12,05

1,52

-

100

102,71

20-21

18,75

1,78

12,05

1,52

-

100

103,74

21-22

6,25

0,59

12,05

1,52

-

100

102,11

22-23

12,50

1,19

12,05

1,52

-

100

102,71

23-24

12,50

1,19

12,05

1,52

-

100

102,71

100

9,5

100

12,6

30,75

800

853,29

-

38,25

-

57,6

75,38

4080

4272,23

 

 

Суммарное водопотребление

 

 

Расход воды населением города в течение суток характеризуется большой неравномерностью.

Режим суточного потребления воды в городе зависит от многих факторов: режима жизни и работы населения, степени санитарно-технического благоустройства зданий, культуры и быта населения и т.д.

Для правильного определения расчетной мощности проектируемого водопровода необходимо определить максимальные значения расчетных расходов воды, подачу которой он должен обеспечить потребителям.

Для определения максимального часового расхода, необходимого для расчета водопроводной сети и выбора режима работы насосной станции второго подъема, определяются режимы потребления воды отдельными категориями водопотребителей.

Потребление воды на нужды населения по часам суток определяется в зависимости от коэффициента часовой неравномерности. Если величина расчетного коэффициента часовой неравномерности отличается от табличной, то для расчета принимается график с наиболее близким к расчетному коэффициентом неравномерности и производится соответствующая корректировка.     

 Полученный коэффициент (1,50 %) нужно корректировать на К ч.расч , так как он не совпадает со значением типового коэффициента К тип.

Определение расходов по часам суток в населенном пункте сводится в таблицу 3.

Таблица 3 – Суммарное водопотребление города.

Часы суток

Хозяйственно-питьевые нужды населения

Расход воды на предприятии, м3

Суммарное водопотребление города

Кч тип, % Qсутмакс 1,50 Кч расч, % Qсут макс 1,52 м3 Расход воды на поливку, м3

м3

%

1

2

3

4

5

6

7

8

0-1

1,5

1,41

168,9

91,66

238,43

498,99

2,52

1- 2

1,5

1,41

168,9

91,66

214,26

474,82

2,84

2- 3

1,5

1,41

168,9

91,66

215,28

475,84

2,83

3- 4

1,5

1,41

168,9

91,66

215,28

475,84

2,83

4- 5

2,5

2,5

299,48

-

216,3

515,78

3,11

5- 6

3,5

3,5

4,19,27

-

214,26

633,53

3,77

6- 7

4,5

4,5

539,05

-

215,28

754,33

4,49

7- 8

5,5

5,5

658,85

-

215,28

874,13

5,44

8- 9

6,25

6,34

759,47

-

248,65

1008,12

5,95

9- 10

6,25

6,34

759,47

-

202,96

962,43

5,73

10-11

6,25

6,34

759,47

-

203,73

963,2

5,73

11-12

6,25

6,34

759,47

-

203,73

963,2

5,73

12-13

5,0

5,0

598,95

-

205,15

804,14

4,79

13-14

5,0

5,0

598,95

-

202,96

801,91

4,77

14-15

5,5

5,5

658,85

-

203,73

862,58

5,13

15-16

6,0

6,0

718,74

-

203,73

922,47

5,54

16-17

6,0

6,0

718,74

-

134,49

853,23

5,14

17-18

5,5

5,5

658,85

-

102,11

760,96

4,53

18-19

5,0

5,0

598,95

-

102,71

701,66

4,23

19-20

4,5

4,5

539,05

-

102,71

641,76

3,84

20-21

4,0

4,0

479,16

-

103,74

582,83

3,47

21-22

3,0

3,0

359,37

-

102,11

461,48

2,77

22-23

2,0

2,0

239,58

91,66

102,71

433,95

2,58

23-24

1,5

1,5

179,68

91,66

102,71

374,05

2,24

Всего

100

100

11979

550

4272,23

16801,23

100

 

9235

9235

210,96

 

Все расчеты по определению узловых расходов сводятся в таблицу 8.

 

Таблица 8 – Определение узловых расходов воды

№ узлов № участков примыкающих узлов Максимальный хозяйственный водозабор, qузл, л\с
1 2 3
1 1-2; 1-10 18,07
2 1-2; 2-9; 2-3 23,09
3 2-3; 3-4; 3-8 24,33
4 3-4; 4-11; 4-5 22,9
5 4-5; 5-6 16,12
6 5-6; 6-7 16,12
7 6-7; 7-4; 7-8 22,9
8 7-8; 8-3; 8-9 23,09
9 8-9; 9-2; 9-10 25,37
10 9-10; 10-1 18,97

       Предварительное определение диаметров водопроводной сети производится в таблице 9.

 

Таблица 9 – Определение диаметров водопроводной сети

Участков

Расходы для расчетных режимов воды, л/с

Диаметр

сети, мм

Максимально- хозяйственный водоразбор Максимально- хозяйственный водоразбор при пожаре

1

2 3 4
1 1-2 226,53 294,63 500
2 2-3 12,2 205,3 450
3 3-4 119,11 152,21 400
4 4-5 66,21 99,31 300
5 5-6 50,09 83,19 250
6 6-7 35,1 37 250
7 7-8 28 29,9 200
8 8-9 21,09 22,99 200
9 9-10 16,46 18,36 150
10 10-1 35,43 37,33 250
11 2-9 30 30 200
12 3-8 30 30 200
13 4-7 30 30 200

 

Гидравлический расчёт и анализ работы водопроводной сети производится в режиме диалога на ПК IBM-PC по программе WSLI1.

Авторы: Соколов В.Н., Черников Н.А.-ЛИИЖТ-1990        

Предварительное потокораспределение выносится на расчётные схемы (рисунки 2,3).

Рисунок 2 – Предварительное потокораспределение на случай максимально-хозяйственного водозабора.

Рисунок 3 – Предварительное потокораспределение на случай максимально-хозяйственного водозабора при пожаре.

 

Результаты гидравлического расчета сводятся в таблицы 10, 11 и на расчётные схемы (рисунки 4,6).

Расчёт сети на случай максимального водозабора при пожаре является поверочный расчётом. Поэтому диаметры труб участков сети, определяемых для предыдущего случая, проверяют на пропуск увеличенных диаметров.

 При пожаре допускается увеличение скоростей движения воды больше экономических (Vпож = 2,5-3 м/с), т.к. пожар продолжается сравнительно недолго. Выбор предполагаемых точек пожара производят из соображений подачи воды на тушение пожара в самые высокие и отдалённые от начала сети точки.

 

 

Таблица 10 – Гидравлический расчёт и анализ работы водопроводной сети в режиме диалога на ПК IBM-PC по программе WSLI1 на случай максимально-хозяйственного водопотребления.

 

№ участков

№ колец

Диаметр, мм

Длина, м

Расход, л/с

Скорость, м/с

Потери, м

лев. прав.

1

2 3 4 5 6 7 8
1 1-2 0 1 500 710 228,69 1,16 2,51
2 2-3 0 2 450 600 174,49 1,09 2,16
3 3-4 0 3 400 600 122,42 0,96 1,97
4 4-5 0 4 300 575 68,22 0,93 2,54
5 5-6 0 4 250 825 52,1 1,03 5,67
6 6-7 4 0 250 575 33,09 0,65 1,58
7 7-8 3 0 200 600 24,6 0,76 2,98
8 8-9 2 0 200 600 24,69 0,58 1,75
9 9-10 1 0 150 800 18,8 0,78 6,11
10 10-1 1 0 250 875 14,3 0,66 2,45
11 2-9 2 1 200 825 33,27 0,92 6,04
12 3-8 3 2 200 825 29,87 0,89 5,63
13 4-7 4 3 200 825 28,98 0,97 6,63

 

Таблица 11 – Гидравлический расчёт и анализ работы водопроводной сети в режиме диалога на ПК IBM-PC по программе WSLI1 на случай максимально-хозяйственного водопотребления при пожаре.

 

№ участков

№ колец

Диаметр, мм

Длина, м

Расход, л/с

Скорость, м/с

Потери, м

лев. прав.

1

2 3 4 5 6 7 8
1 1-2 0 1 500 710 295,82 1,5 4,21
2 2-3 0 2 450 600 203,69 1,27 2,95
3 3-4 0 2 400 600 147,71 1,16 2,86
4 4-5 0 3 300 575 85,62 1,17 4
5 5-6 0 4 250 825 69,5 1,38 10,08
6 6-7 4 0 250 575 50,69 1 3,73
7 7-8 5 0 200 600 34,4 1,06 5,85
8 8-9 5 0 200 600 24,6 0,76 2,98
9 9-10 6 0 150 800 17,17 0,93 8,66
10 10-1 1 0 250 875 36,14 0,71 2,87
11 2-9 2 1 200 825 32,8 1,02 7,32
12 3-8 2 3 200 825 32,89 1,02 7,35
13 4-7 1 6 200 825 39,19 1,21 10,34

 

 

Условные обозначения:

d – l диаметр – длина;

q – v – h расход - скорость - потери напора.

 

 

 

Рисунок 4 – Результат гидравлического расчета на случай максимально-хозяйственного водозабора.

 

 

Рисунок 5 – Результат гидравлического расчета на случай максимально-хозяйственного водозабора при пожаре.

Невязка по контуру при максимально-хозяйственном водопотреблении равняется ˄h = 0,01 м, при максимально-хозяйственном водопотреблении на пожар ˄h = 0,01 м.

 

Расчет фильтра скважин

 

 

Выбор конструкции фильтра принимается в зависимости от особенностей водовмещающих пород используемого пласта и дебита водозаборного элемента. Водовмещающие породы представлены среднезернистыми песками (более 50% частиц крупнее 0,25 мм). В качестве фильтра водозаборной скважины применяется каркастно-стержневой фильтр из металлического материала с дополнительной водоприёмной поверхностью из антикоррозионных материалов (сетка).

                                               (1.39)

где: Fф – боковая поверхность фильтра, м2

 - допустимая скорость входа воды в фильтр, м/сут; определяется по формуле:

                                     (1.40)

где: dср.пп – средний диаметр частиц породы

dср.обс  - средний диаметр примыкающего к породе слоя обсыпки

Подбор механического состава материалов обсыпки производится по соотношению:

где: D50 – диаметр частиц, меньше которого в материале обсыпки содержится 50%

d50 – то же, в породе водоносного пласта

 

м/сут

 

Боковая поверхность фильтра, Fф, м2, определяется по формуле:

                                                         (1.41)

м2

 

Диаметр фильтра, dф , м, определяется по формуле:

                                                     (1.42)

где: lф – длина фильтра, м; при мощности пласта более 10 м определяется по формуле

                                         (1.43)

м

 

м

 

Условие 7233.5<7234.00 соблюдается.

 

 

Расчет сборных водоводов

 

 

Гидравлический расчет производится с целью определения необходимых диаметров труб на отдельных участках сборного водовода и линиях подключения к ним скважин. Каждая ветвь рассчитывается отдельно. Если все ветви водозабора одинаковые, то рассчитывается одна из них. Длина линий подключения к сборному водоводу принята равной 10 м. Так как водозабор один, то 70% скважин закольцовано.

Расчет ведется в табличной форме (табл. 15).

 

Таблица 15 – Гидравлический расчет сборных водоводов

 

Номера участков сборного водовода Подача воды, л/с Длина, м Диаметр, мм 1000 i Скорость, м/с Потери напора на участке, м Потери напора на пути от сборного резервуара до начала участка, м
1 2 3 4 5 6 7  
1-2 83,72 10 300 6,74 1,15 0,07 0,07
2-3 83,72 500 300 6,74 1,15 3,37 3,44
3-4 167,44 500 400 6,19 1,33 3,09 6,53

 

 

Расчет скорых фильтров

 

 

В соответствии с п.9.1.4[1] фильтры и их коммуникации станции водоподготовки следует рассчитывать на равномерную работу в течение одних суток максимального водопотребления. При этом необходимо предусматривать возможность отключения отдельных сооружений для технического обслуживания и ремонта.

При производительности станций водоподготовки более 5000 м3/сут необходимо предусматривать повторное использование промывных вод фильтров.

В соответствии с п.9.7.1.1[1] фильтры и их коммуникации следует рассчитывать на работу при нормальном и форсированном (когда часть фильтров отключена) режимах. На станциях с количеством фильтров до 20 следует предусматривать возможность выключения на ремонт одного фильтра, при большем количестве– двух фильтров.

В соответствии с п.9.7.1.2[1] для загрузки фильтров следует использовать кварцевый песок, дробленые антрацит и керамзит, а также другие материалы. Все фильтрующие материалы должны обеспечивать технологический процесс и обладать требуемой химической стойкостью и механической прочностью. Гранулометрический состав загрузок и технологические параметры фильтрования необходимо подбирать таким образом, чтобы фильтр выводился на промывку не из-за ухудшения качества фильтрата, а по достижении предельных потерь напора в соответствии с п.9.7.1.6[1].

В соответствии с п.9.7.1.3[1] скорость фильтрования при нормальном и форсированном режимах при отсутствии данных инженерных изысканий следует принимать исходя из обеспечения продолжительности работы фильтров между промывками, ч, не менее:

12 – при нормальном режиме;

8 – при форсированном режиме или полной автоматизации промывки фильтров.

В соответствии с п.9.12.1.8[1] принимаются однослойные скорые фильтры с загрузкой из кварцевого песка со следующими характеристиками:

-  высота слоя загрузки – 1000 мм;

-  диаметр зерен – 0,8-1,8 мм;

-  коэффициент неоднородности – 1,5-2;

-  скорость фильтрования при нормальном режиме эксплуатации – 5-7 м/ч;

-  скорость фильтрования при форсированном режиме эксплуатации – 7-10 м/ч;

-  интенсивность промывки фильтра – 15-17 л/с·м2; – скорость подачи воды при промывке – 50-58 м/ч;

-  продолжительность промывки – 6 мин;

-  относительное расширение фильтрующей загрузки – 30%.

Общая площадь фильтрования, F, м2, определяется по формуле

 

 

                       F = Qсут / Tст ∙ Vн − nпр ∙ Vпр ∙ t1 − nпр ∙ Vпр ∙ tпр,       (1.52)

 

где Qсут – расчетная производительность станции, м3/сут;

  Тст – продолжительность работы станции в течении суток; 24ч;

  Vн – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме эксплуатации,  м/ч;

  nпр – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации; 1шт;

  Vпр – скорость подачи воды при промывке, м/ч;

  t1 – продолжительность промывки фильтра; 6 ч;

  tпр – время простоя фильтра в связи с промывкой, ч, принимается при водяной промывке 0,33 часа.

 

м2

 

Ориентировочно число фильтров, N, шт, определяется по формуле

 

                                                       (1.53)

шт

Площадь одного фильтра, F1, м2, составит:

                                                          (1.54)

м2

Площадь фильтра уточняется в соответствии с размерами типовых ячеек. Принимается площадь 16.25 м2 с размерами типовых ячеек 2.5 6.5 м. Уточненное число фильтров N=2 шт.

Скорость фильтрования при форсированном режиме, ,м/ч, определяется по формуле:

                                                    (1.55)

где: N1 – число фильтров, находящихся в ремонте; 1 шт

 

м/ч

Расчетная скорость фильтрования при форсированном режиме не превышает допустимого значения.

Дренажная система предусматривается с ложным днищем и колпачками, размещенными в нем с шагом 10 см. Количество колпачков, приходящихся на 1 м2 рабочей площади фильтра принимается 50 шт. Ширина щелей в колпачках должна быть минимум на 0.1 мм меньше, чем размер самых мелких фракций загрузки.

Поскольку фильтры предусмотрены с горизонтальным отводом воды при промывке, необходимость в желобах для отвода промывной воды отпадает.

Подача воды на промывку фильтров предусматривается с помощью специальных промывных насосов, располагаемых в насосной станции второго подъема. Насосы подбираются по промывному расходу и напору, принимаемому равным 10-15 м [7]. Вода для промывки забирается из резервуаров чистой воды, которые должны дополнительно рассчитываться на хранение объема воды от одной промывки. В системе оборота промывных вод предусматривается резервуар-усреднитель, рассчитанный на прием промывных вод от одного фильтра.

Промывной расход, qпром, л/с, рассчитывается по интенсивности промывки и площади одного фильтра:

                                                (1.56)

 

qпром=16.25·14,7=239л/с=860,4м3

 

По полученному расходу принимается два рабочих и один резервный насосы марки 1Д1080-70б.

 

Таблица 17 Характеристика насосов

 

Марка

Производительность

Напор
м3 л/с м
1 2 3 4
  1Д1080-70б   950   264   45

 

Фильтры со сборным каналом для исключения подпора при отводе промывной воды должны иметь достаточную глубину, Нкан, м, определяемую по формуле

 

                                         (1.57)

 

где: qкан – промывной расход, приходящийся на один канал; 0.26/2=0.13 м3

А – ширина канала; принимается 0.7 м

 

 

Кромки всех каналов должны быть строго горизонтальны и находиться на одной отметке. В противном случае не будет обеспечиваться равномерный и своевременный отвод промывных вод по всей площади фильтра.

Полная высота фильтра, Нф, м, определяется по формуле:

 

                       Нф = Ндн + Нмеж + Н приг + Нз + Нв + Нк + Нл.дн,            (1.58)

 

где: Ндн – толщина днища; 0.2 м

   Нмеж – толщина междонного пространства;0.8 м

   Н приг – слой пригрузки высотой 0.15 м

   Нз – высота фильтрующей загрузки; 1.5 м

   Нв – высота слоя воды над поверхностью фильтрующей загрузки; 1.5 м

   Нк – конструктивное превышение стен фильтра над уровнем воды; не менее

   0.5 м

   Нл.дн – толщина ложного днища; 0.15 м

 

Нф= 0.2 + 0.8 + 0.15 + 1.5 + 1.5 + 0.5 + 0.15 = 4.80 м

 

Для удаления из междонного пространства скапливающегося воздуха предусматриваются воздушники, располагаемые в каждом канале. Воздушники представляют собой трубу диаметром 100 мм каждый с вентилем. Для опорожнения фильтра используется спускная труба диаметром 200 мм от каждой ячейки фильтра.

 

                    1.8.3 Обеззараживание воды

 

 

По микробиологическим показателям используемая вода не нуждается в обеззараживании, но поскольку очистка воды осуществляется на сооружениях с открытой водной поверхностью, предусматривается обработка отфильтрованной воды ультрафиолетовым облучением для обеспечения санитарной надежности воды в распределительной сети.

При производительности станции 514,1 м3/ч принимается четыре ультрафиолетовые лампы марки УДВ– 7А300Н–150 с производительностью 150 м3/ч.

 

Расчет коммуникационных

Трубопроводов

Расчет коммуникационных трубопроводов производится с помощью [5] и сводится в табл. 18.

 

Таблица 18 – Расчет коммуникационных трубопроводов

№№ п/п Наименование трубопроводов Формулы расчёта Расход л/с Скорость м/с Диаметр мм
1 Водоводы I-го подъёма QвI 83,72 1,15 300
2 Подача исходной воды на каждый фильтр 83,72 1,15 300
3 Отвод фильтра 83,72 1,15 300
4 Коллектор подачи промывной воды на фильтр qпром 239    
5 Подача промывной воды на каждый фильтр qпром 239    
6 Отвод промывной воды 2 119,5 1,03 400
7 Коллектор отвода фильтра Qс 97 1,33 300
8 Водоводы II-го подъёма QвII 70.59 0,98 300

 

 

в соединительных коммуникациях – от скорых фильтров к резервуарам чистой воды 0.5-1.0 м.

Для определения отметок уровней воды в различных сооружениях учитываются потери напора в самих сооружениях и соединительных коммуникациях. Прибавляя к отметке уровня воды в резервуаре чистой воды последовательно потери напора в коммуникационных трубопроводах и сооружениях, определяются отметки уровня воды во всех сооружениях.

 

Проектирование генерального

плана станции водоподготовки

 



Поделиться:


Читайте также:




Последнее изменение этой страницы: 2021-04-13; просмотров: 69; 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 - 3.21.158.148 (0.338 с.)