Отвод поверхностных (атмосферных) вод

Водоснабжение

Основные категории водопотребления

 

При проектировании системы водоснабжения любого объекта прежде всего должно быть определено, сколько воды и какого качества требуется подавать данному объекту. Для решения этой задачи необходимо с возможной полнотой учесть всех возможных потребителей воды и установить их требования к количеству и качеству подаваемой воды.

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям.

1. Расход воды на хозяйственно-питьевые (бытовые) нужды населения. Сюда входят все расходы воды, связанные с бытом людей: питье, приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ и т. п. К этой же категории могут быть отнесены все расходы воды, не

обходимые для обеспечения благоустройства города или поселка: полив

ка улиц, зеленых насаждений и т. п.

2. Расход воды для производственных (технических) целей на предприятиях промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. п. (парообразование, охлаждение, конденсация пара, изготовление различных фабрикатов, промывка продукции и пр.).

3. Расход воды для пожаротушения.

Кроме того, вода расходуется на собственные нужды водопровода (промывка фильтров, водоприемных устройств, сети и др.).

Требования, предъявляемые к качеству воды, различны в зависимости от характера ее использования. Так, к воде, идущей на удовлетворение питьевых нужд населения, в первую очередь предъявляют требования санитарно-гигиенического порядка. Вода должна быть безвредной для здоровья, не содержать болезнетворных бактерий, быть прозрачной, не иметь запаха и дурных привкусов.

Разные производственные потребители предъявляют к качеству используемой воды весьма различные требования. Например, предприятия пищевой промышленности требуют воду питьевого качества; вода, идущая для питания паровых котлов, должна иметь минимальное солесодержание; вода, употребляемая в текстильной промышленности, не должна содержать железа и т. п. Можно назвать ряд промышленных потребителей, предъявляющих такие требования к качеству воды, которым не удовлетворяет ни один природный источник.

Наиболее крупными производственными потребителями воды являются теплосиловые станции, металлургические, нефтеперерабатывающие заводы, использующие воду для охлаждения (конденсация пара, охлаждение производственных агрегатов). Эти потребители обычно не предъявляют к качеству воды высоких требований.

Для третьей категории водопотребления — борьбы с пожарами —

может быть использована практически вода любого качества.

 

Системы водоснабжения

 

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, т е обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах).

После того как будет определен необходимый объем водопотребления объекта и будут собраны сведения о возможных для использования природных источниках, может быть выбран источник и намечена схема водоснабжения

Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:

а) водоприемные сооружения, при помощи которых осуществляется

прием воды из природных источников,

б) водоподъемные сооружения, т е насосные станции, подающие

воду к местам ее очистки, хранения или потребления,

в) сооружения для очистки воды,

г) водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,

д) башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных

емкостей в системе водоснабжения

Схема взаимного расположения основных сооружений системы водоснабжения показана на рис.2.1. Вода забирается из источника при помощи водоприемного сооружения 1 и подается насосами, установленными на станции первого подъема 2а, на очистные сооружения 3 После очистки вода поступает в сборный резервуар 4, из которого забирается другой группой насосов, установленных на станции второго подъема 26, и по водоводам 5 подается в сеть труб 6, разводящих воду к местам потребления Водонапорная башня (или напорный резервуар) 7 может быть расположена в начале сети, в конце ее или в какой-либо промежуточной точке сети Порядок расположения прочих сооружений также может быть различен Так, насосы первого и второю подъема могут быть установлены в отдельных зданиях (как на рис 2.1) или размещены в одном здании Иногда насосы первого подъема устанавливаются непосредственно в водоприемном сооружении В некоторых случаях очистные сооружения и связанные с ними резервуар и насосную станцию второго подъема располагают не возле источника (как на 2.1), а вблизи потребляющего воду объекта (города, поселка или промышленного предприятия).

 

Рис. 2.1

В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также в зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие ее элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода оказывает принятый источник водоснабжения: его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников.

При использовании поверхностных вод применяют водоприемные сооружения различных типов и конструкций, представляющие собой иногда весьма сложные гидротехнические сооружения. При использовании подземных вод водоприемные сооружения выполняют в виде колодцев (шахтых или буровых), водосборных галерей, а для захвата родников—в виде различных каптажных сооружений.

Рис.2.2

Характер источника влияет на всю схему водоснабжения в целом. Сопоставление качества воды данного источника и требований, предъявляемых к ней потребителями, определяет необходимость очистки воды, а также степень и характер ее очистки или обработки. Так при использовании для водопроводов населенных мест артезианских или весьма чистых родниковых вод иногда оказывается возможным обойтись без очистки воды. Воды поверхностных водоемов также могут быть использованы без очистки на ряде промышленных предприятий (в частности, для охлаждения агрегатов).

Если очистка воды не требуется, система водоснабжения сильно упрощается. Отпадает необходимость не только в очистных сооружениях, но часто и в связанных с ними резервуарах и насосах второго подъема. Подобная система для случая снабжения города артезианскими водами представлена на 2.2. Здесь артезианские скважины (буровые колодцы) 1 расположены отдельными группами. Насосы помещаются в самих колодцах и могут подавать воду непосредственно в сеть 2. Иногда и в такой системе водоснабжения вода из скважин подается сначала в сборный резервуар 3 (служащий регулирующей и запасной емкостью) и оттуда перекачивается насосами станции второго подъема 4 в сеть 2.

В гористых местностях источники водоснабжения (озера, водохранилища, родники) могут  находиться на отметках, значительно превышающих отметки территории снабжаемого объекта. В этом случае воду можно подавать к местам потребления самотеком, и устройства насосных станций не требуется. Рассмотренная выше общая схема водоснабжения охватывает лишь наиболее частые случаи.

 

Рис.2.3

1-насосная станция “свежей” воды;

2-водоводы “свежей” воды;

3-насосная станция оборотной воды;

4-водоохлождающие устройства;

5-линия, подающая охлажденную воду;

6-линия, отводящая отработанную нагретую воду;

7-промышленное предприятие

 

 На практике приходится встречаться с большим разнообразием схем водоснабжения, вызываемым местными природными условиями и различными требованиями потребителей. В особенности это относится к водопроводам промышленных предприятий.

Большая часть изложенных выше соображений и рассмотренные варианты схем могут быть отнесены к водопроводам как населенных мест, так и промышленных предприятий. Существуют, однако, системы водоснабжения, применяемые исключительно для промышленных предприятий. К ним в первую очередь относятся так называемые системы оборотного водоснабжения. В ряде промышленных предприятий вода после использования ее для технических целей не загрязняется совсем или загрязняется весьма незначительно и лишь нагревается (например вода, используемая для охлаждения производственных агрегатов, конденсации пара и др.). При недостаточной мощности природного источника или большой стоимости подачи из него требуемого количества воды (например, вследствие удаленности источника) оказывается необходимым или экономически целесообразным сбрасываемую предприятием (или отдельным цехом) воду охлаждать и подавать снова для использования на том же объекте. При этом из источника должно добавляться только некоторое количество «свежей» воды для восполнения потерь при обороте. Количество «свежей» воды q в таких системах составляет обычно незначительную часть (3—5%) общего количества используемой воды Q.

В качестве водоохлаждающих устройств, применяют пруды, брызгальные бассейны и градирни. «Свежая» вода обычно подается в бассейн, в котором собирается охлажденная вода. В некоторых случаях оборотную воду приходится не только охлаждать, но и подвергать очистке. Иногда системы оборотного водоснабжения применяют для воды, которая при использовании не нагревается, а загрязняется сравнительно легко удаляемыми примесями. В таких случаях для осветления воды применяют отстойники.

Иногда оборот воды в системах производственного водоснабжения устраивается при значительном загрязнении воды в процессе производства. В этих случаях применение оборота позволяет снизить количество сбрасываемых загрязненных (и часто — трудно очищаемых) вод.

Когда вода, сбрасываемая одним из промышленных потребителей, может быть использована другим, устраивают так называемые системы повторного использования воды. Эти системы также позволяют снизить количество «свежей» воды, забираемой из источника.

В настоящее время все большее развитие получают групповые и районные водопроводы, при которых одна система водоснабжения обслуживает несколько объектов, иногда различного назначения (населенные места, промышленные предприятия, сельское хозяйство и др.). Обслуживание ряда объектов одной системой водоснабжения дает значительные преимущества, так как стоимость объединенного водопровода обычно ниже, чем суммарная стоимость индивидуальных систем для каждого отдельного объекта. При этом снижаются и расходы на эксплуатацию системы. Подобное кооперирование позволяет планово, разумно и экономично решать важнейшие проблемы водоснабжения.

Устройство районных систем водоснабжения особенно целесообразно для маловодных районов, когда воду приходится подавать от далеко расположенных (от мест потребления) природных источников. В этих случаях кооперирование отдельных объектов водоснабжения и обслуживание их единой системой подачи воды имеют большие экономические преимущества.

 

Требования к водопроводным сетям. Типы сетей

 

Водопроводная сеть является одним из основных элементов системы водоснабжения и неразрывно свяаана в работе с водоводами, насосными станциями, подающими воду в сеть, а также с регулирующими емкостями (резервуарами и башнями).

Водопроводная сеть должна удовлетворять следующим основным требованиям:

а) обеспечивать подачу заданных количеств воды к местам ее потребления под требуемым напором;

б) обладать достаточной степенью надежности и бесперебойности

снабжения водой потребителей.

Кроме того, выполняя поставленные требования, сеть должна быть запроектирована наиболее экономично, т. е. обеспечивать наименьшую величину приведенных затрат на строительство и эксплуатацию как самой сети, так и неразрывно связанных с ней в работе других сооружений системы.

Выполнение этих требований достигается правильным выбором конфигурации сети и материала труб, а также правильным определением диаметров труб с технической и экономической точки зрения.

Первой задачей, которую решают при проектировании сети, является ее трассировка, т. е. придание ей определенной геометрической формы в плане.

Расположение линий водопроводной сети зависит:

1) от характера планировки снабжаемого водой объекта, размещения отдельных потребителей воды, расположения проездов, формы и размеров жилых кварталов, цехов, зеленых насаждений и т. д.;

2) от наличия естественных и искусственных препятствий для про

кладки труб (рек, каналов, оврагов, железнодорожных путей и т п.);

3) от рельефа местности.

В практике водоснабжения используют два основных вида сетей: разветвленные, или тупиковые (2.15), и кольцевые (2.16). Последние представляют собой систему смежных замкнутых контуров или колец.

Рис.2.15                                 Рис.2.16

 

Подача воды в заданных количествах в любую точку территории объекта водоснабжения может быть осуществлена как по разветвленной, так и по кольцевой сети. Однако в отношении надежности и обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям эти типы сетей далеко не равноценны. Авария и выключение на ремонт любого участка разветвленной сети ведут к прекращению подачи воды всем потребителям, расположенным ниже места аварии по направлению движения воды В кольцевой сети при аварии, (и выключении) любого ее участка вода" может быть подана в обход по параллельно расположенным линиям При этом нарушается снабжение водой только тех потребителей, которые присоединены к выключенному участку.

Кольцевая форма сети в известной мере парализует действие гидравлических ударов, которые иногда возникают в водопроводных сетях.

В то же время общая протяженность кольцевой сети всегда больше, чем разветвленной (для того же объекта), и поэтому строительная стоимость кольцевой сети выше.

Для большинства объектов водоснабжения — как городов, так и промышленных предприятий — в соответствии с их требованиями к надежности систем подачи воды устраивают кольцевые сети.

Разветвленные сети могут быть допущены в отдельных случаях в небольших поселковых водопроводах и водопроводах сельских местностей (использующих пожарные водоемы на территории поселка) и для снабжения водой тех производственных потребителей, которые допускают перерывы в снабжении водой.

Кроме того, разветвленные сети часто используют в крупных районных водопроводах, снабжающих ряд объектов, отстоящих друг от друга на значительные расстояния. В таких системах надежность водоснабжения обеспечивается наличием местных резервуаров достаточной емкости.

Более экономично требуемая надежность таких систем может быть обеспечена не устройством кольцевой сети, а созданием достаточных резервных емкостей у отдельных потребителей.

В городских водопроводах для подачи воды к домовым ответвлениям водопроводные линии приходится прокладывать почти по каждому проезду и по каждой улице, поэтому сеть в целом принимает форму смежных замкнутых контуров (колец), определяемую в основном планировкой города. При этом в отношении транспортирования воды не все линии сети равноценны. В любой кольцевой сети можно наметить основные направления движения воды, определяемые формой территории объекта, а также местами расположения точек питания (точек присоединения к сети водоводов и водонапорных башен) и крупнейших потребителей воды.

Из общей массы линий, составляющих водопроводную сеть, обычно выделяется система так называемых магистральных линий, основной задачей которых является транспортирование воды транзитом в более удаленные районы снабжаемой территории. Магистрали выбираются из числа линий, идущих в направлении движения основных масс воды (сплошные линии на 2.16).

При трассировке магистралей стремятся к тому, чтобы подача воды в отдельные районы города и к отдельным крупным потребителям происходила кратчайшим путем.

Система основных транзитных магистралей соединяется рядом поперечных соединительных линий (перемычек) также магистрального значения, служащих для выравнивания загрузки основных продольных магистралей и обеспечения надежности работы системы. В случае аварии на одной из магистральных линий кольцевой сети вода по соединительным ветвям поступает в другую параллельную магистраль.

Остальные линии, присоединенные к магистральной сети и получающие воду из нее (пунктирные линии на 2.16), составляют так называемую распределительную сеть. Основная задача этой сети — непосредственная подача воды к отдельным домовым ответвлениям, а также подвод воды к пожарным гидрантам во время пожара.

Рассчитывают обычно лишь сеть магистральных линий. Что касается линий распределительной сети, то их диаметры принимают в зависимости от размеров пожарного расхода. Магистральные линии наряду с транспортированием воды в удаленные районы снабжают ею также и непосредственно примыкающие к ним кварталы.

Что касается наружных сетей производственных водопроводов, то обычно нет оснований делить их на магистральные и распределительные, и вся запроектированная сеть полностью подвергается расчету.

Известное влияние на выбор трассы магистралей оказывает рельеф местности. Магистральные линии по возможности следует прокладывать по наиболее возвышенным точкам территории. При этих условиях наличие достаточных свободных напоров в магистральной сети обеспечивает создание достаточных напоров и в распределительной (нерассчитываемой) сети, питающейся от магистральной и располагаемой на более низких отметках. Такая прокладка магистралей обеспечивает также относительно меньшее давление в трубах больших диаметров.

Места расположения регулирующих емкостей (определяемые в зависимости от рельефа местности) также оказывают влияние на выбор трассы магистральной сети.

 

Б. Стальные трубы

Для наружных водопроводных линий применяют стальные трубы, изготовляемые по ГОСТ 10704—63 «Трубы стальные электросварные» диаметром до 1600 мм и ГОСТ 3262—62 «Трубы стальные водогазопроводные».

Все эти трубы изготовляются с гладкими концами.

В системах водоснабжения стальные трубы применяют в основном для водоводов, работающих при значительных внутренних давлениях, а также для водопроводных линий при укладке их в макропористых грунтах, в сейсмических районах, по мостам и эстакадам и при устройстве дюкеров, т. е. в условиях, где требуется хорошая сопротивляемость труб динамическим нагрузкам и изгибающим усилиям.

Стальные трубы, имеющие гладкие концы, соединяют в нашей практике почти исключительно путем сварки.

Методы производства работ по сварке стыков труб излагаются в курсе технологии и организации строительного производства.

В зарубежной практике для соединения стальных труб с гладкими концами применяют также различного типа соединительные муфты; кроме того, изготовляются раструбные стальные трубы.

Стальные трубы выпускаются без покрытия внешней и внутренней поверхностей их стенок каким-либо составом, предохраняющим металл от коррозии. Поэтому изоляцию стальных труб, укладываемых в землю, необходимо производить при их прокладке.

А. Асбестоцементные трубы

Асбестоцементные трубы изготовляются заводским способом из смеси 75—80% (по массе) портландцемента и 20—25% асбестового волокна. Трубы имеют вид гладких цилиндров длиной L = 3—4 м, концы их на длине / обточены (Рис.2.25).

Присущие асбестоцементные трубам достоинства делают вполне целесообразным их применение в ряде случаев наравне с металлическими трубами. К числу таких достоинств относятся;

а) малая теплопроводность;

б) стойкость в отношении коррозии;

в) диэлектричность, выгодно отличающая эти трубы от металлических, подверженных разрушающему действию блуждающих токов от электротранспорта;

г) малая объемная масса, облегчающая транспортирование и укладку труб;

д) сохранение в условиях эксплуатации гладкой и некорродирующей внутренней поверхности, что обеспечивает их постоянную и относительно высокую пропускную способность.

Недостатком асбестоцементных труб является их плохая сопротивляемость ударам и динамическим нагрузкам.

Асбестоцементные водопроводные трубы изготовляют (ГОСТ 539—65) четырех марок (ВТЗ, ВТ6, ВТ9 и ВТ12) с различной толщиной стенок, допускающих различное внутреннее давление (по ГОСТу рабочее давление соответственно 3, б, 9 и 12 ктс/см2).

Согласно ГОСТу трубы изготовляются внутренним диаметром d от 50 до 500 мм; по требованию потребителей заводы могут также изготовлять асбестоцементные трубы диаметром 600, 700, 800, 900 и 1000 мм.

Соединение труб типа ВТЗ и ВТ6 производится при помощи асбестоцементных муфт (Рис.2.25б), а труб типа ВТ9 и ВТ12 —при помощи специальных чугунных муфт (Рис.2.25в).

Стыковые соединения асбестоцементных труб уплотняют резиновыми кольцами (ГОСТ 5228—60), зажимаемыми между трубой и муфтой и создающими герметичность стыка.

Рис.2.25

Асбестоцементные муфты (Рис.2.24 б) устанавливают при помощи специальных домкратов.

Указанные типы стыков обладают достаточной эластичностью, что особенно важно для относительно хрупких асбестоцементных труб. Устройство жестких стыков для этих труб не должно допускаться, так как это может привести к авариям.

Узлы на сети из асбестоцементных труб обычно монтируют при помощи стандартных чугунных фасонных частей.

Домовые ответвления от асбестоцементных труб могут устраиваться при помощи седёлок.

Б. Железобетонные трубы

Железобетонные напорные трубы находят все более широкое применение в системах водоснабжения. Они изготовляются в большом диапазоне диаметров и на различные внутренние давления.

Для изготовления таких труб с успехом используется метод предварительного напряжения арматуры, в результате чего увеличивается не только прочность, но и герметичность железобетонных труб.

Изготовляются также железобетонные трубы со сплошным тонким стальным цилиндром.

ГОСТ 1286—67 на напорные предварительно напряженные железобетонные трубы, изготовляемые методом виброгидропрессования. Трубы изготовляются двух классов на расчетное избыточное внутреннее давление в 15 и 10 кгс/см2 с условным диаметром от 500 до 1600 мм.

Соединение труб раструбное с использованием резиновых уплотняющих колец.

Рис.2.26

 

На Рис.2.26 показан раструбный стык напорной железобетонной трубы в соответствии с ГОСТ 12586—67.

Трубы армируются стальными- предварительно напряженными продольными стержнями и спиральной арматурой.

Разумеется, железобетонные трубы могут использоваться для воды, неагрессивной по отношению к бетону.

Железобетонные трубы по сравнению с металлическими (особенно стальными) имеют ряд преимуществ: стоимость в отношении коррозии; диэлектричность; способность сохранять в условиях эксплуатации гладкую поверхность, что обеспечивает постоянство их пропускной способности.

В ряде стран напорные железобетонные трубы применяются не только для водоводов, но и для магистральных линий водопроводных сетей.

Указанные преимущества способствовали широкому применению железобетонных труб в ряде зарубежных стран (США, Франции, Италии, Швеции и др.).

В. Пластмассовые трубы

Использование синтетических материалов (пластмасс) для изготовления труб разного назначения (и в частности, для водоснабжения) получило за последнее время широкое распространение в мировой практике

В настоящее время в промышленных масштабах изготовляются пластмассовые трубы:

а) из полиэтилена высокой плотности (МРТУ 6-05-917-67) с внутренним диаметром до 300 мм — четырех классов прочности на давление от 2,5 до 10 кгс/см2;

б) из полиэтилена низкой плотности (МРТУ 6-05-918-67) с внутренним диаметром до 150 мм (на те же давления);

в) из винипласта (ТУ 4251—54) диаметром до 250 мм на давление

до 2,5 кгс/см2.

Полиэтиленовые трубы имеют гладкие концы и соединяются путем контактной сварки торцов или сварки с использованием специальных соединительных муфт.

Трубы из поливинилхлорида соединяют склеиванием (с помощью соединительных муфт) или путем прутковой сварки.

В настоящее время эти трубы используются для наружных сетей небольших водопроводов (в сельской местности).

Для сетей хозяйственно-питьевых водопроводов могут применяться пластмассовые трубы только тех марок, использование которых разрешено органами санитарного надзора.

Ряд преимуществ, которыми обладают пластмассовые трубы по сравнению с металлическими, дает основание полагать, что они найдут широкое применение и в наружных водопроводных сетях городов и промышленных предприятий.

К достоинствам пластмассовых труб относятся их высокая стойкость против коррозии (а следовательно, и долговечность), небольшой вес, диэлектричность, гладкость стенок (а следовательно, малые гидравлические сопротивления), малая теплопроводность и простота механической обработки (резка, сверление и т. п.).

Пожарные гидранты

 

Пожарные краны для наружного пожаротушения (гидранты) бывают подземные и наземные. Их устанавливают на наружной водопроводной сети. Более широкое применение имеют гидранты первого типа.

На Рис.2.36 а показан подземный усовершенствованный пожарный кран диаметром 125 мм, исключающий возможность возникновения гидравлических ударов при его закрывании.

Пожарный гидрант представляет собой чугунную колонку, которая устанавливается на фланец пожарной подставки.

Гидранты подземного типа полностью размещаются в колодце. Высота гидранта зависит от глубины укладки труб, и для гидрантов московского типа колеблется в пределах от 500 до 2500 мм.

Верхняя часть подземного гидранта закрыта крышкой, вращающейся на шарнире. Для приведения в действие подземного гидранта работники прибывшей на место пожарной команды открывают люк колодца, поднимают крышку пожарного гидранта и устанавливают на последний наземную переносную часть — стендер.

Рис.2.36

Вращение рукоятки стендера передается вертикальному стержню, соединенному со стержнем гидранта, и заставляет его передвигаться в вертикальном направлении для открывания или закрывания связанного с ним шарового клапана. Вода поднимается по колонке и подходит к патрубкам стендера, снабженным быстро соединяющимися гайками, обеспечивающими присоединение к патрубкам пожарных рукавов. Во избежание замерзания воды в нижней части колонки имеется отверстие для спуска воды после ее закрытия.

Стендер снабжен блокировочным устройством, которое не позволяет закрыть гидрант до того, как будут закрыты отверстия патрубков у стендера. Это предотвращает возникновение гидравлических ударов при закрывании гидранта.

Кроме гидрантов диаметром 125 мм изготовляются гидранты диаметром 75 мм. Устройство их проще, но конструкция менее совершенна. Так как расход воды, подаваемой этими гидрантами, значительно меньше расхода, подаваемого 125-миллиметровыми гидрантами, их применение допускается лишь при небольших расчетных расхода-х на тушение пожара (например, в поселках).

Пожарные гидранты устанавливаются на сети исходя из условий наиболее удобного пожаротушения обслуживаемых зданий. Согласно указаниям строительных норм гидранты следует устанавливать вдоль проездов на расстоянии не более 150 м один от другого, а также вблизи перекрестков.

 

Предохранительная арматура

 

К предохранительной арматуре, устанавливаемой на водоводах и водопроводных сетях, могут быть отнесены различные предохранительные клапаны, не допускающие повышения давления в трубах сверх установленных пределов, а также устройства для выпуска и впуска воздуха.

Основной причиной случайных повышений давления в трубах является возникновение в них гидравлического удара.

При эксплуатации современных систем водоснабжения (имеющих насосные станции, оборудованные центробежными насосами) гидравлический удар может возникнуть в результате:

а) остановки насосов (в случае прекращения подачи электрического тока);

б) быстрого закрытия задвижек или водоразборных кранов на сети.

Первая из указанных причин вызывает возникновение ударов в напорных водоводах. При этом ударная волна может вызвать недопустимое повышение давления и в сети.

Вторая причина может иметь место при неисправности пожарных гидрантов или при быстром выключении отдельных ремонтных участков.

Характер явления гидравлического удара существенно различен для указанных двух случаев его возникновения.

При прекращении подачи электрического тока к электродвигателю насоса вода в силу инерции продолжает некоторое время двигаться по водоводу (пока не закрыта задвижка на напорной линии). В результате давление в водоводе за насосом падает; при определенных условиях в водоводе может произойти разрыв сплошности потока (например, в месте резкого изменения уклона водовода).

После того как движение воды, происходящее по инерции, прекратится, вода начнет двигаться в обратном направлении — в сторону насоса и произойдет удар ее о закрывшийся автоматически обратный клапан (устанавливаемый на водоводе за насосной станцией) или о закрытую задвижку. В результате давление в водоводе повышается. Волна этого повышения распространяется по водоводу и может захватить некоторый район сети.

В случае, если в начале описанного явления в водоводе образуется разрыв сплошности потока, то может иметь место весьма значительное повышение давления от соударения оторвавшейся «колонны» воды и воды, оставшейся за местом разрыва сплошности.

К мероприятиям по борьбе с гидравлическими ударами указанного происхождения относятся:

а) установка специальных противоударных клапанов (в начале водовода— за обратным клапаном);

б) установка воздушных вантузов (см. далее) в местах вероятных

разрывов сплошности потока для впуска воздуха и создания в водоводе воздушной подушки, смягчающей силу удара при соударении «колонн» воды.

Иногда может быть полезной установка обратных клапанов за возможными точками разрыва сплошности для предотвращения обратного движения оторвавшейся части потока.

Наконец, в качестве средства борьбы с гидравлическими ударами может быть использован обратный сброс воды через центробежные насосы— свободный (в том случае, если конструкция насосного агрегата это позволяет) или с торможением насоса.

Гидравлические удары по второй из указанных выше причин (недопустимо быстрое закрытие водоразборной или запорной арматуры) возникают реже, так как все конструкции современных задвижек и водоразборных приспособлений предусматривают их относительно медленное и плавное закрытие.

Удары такого рода обычно происходят лишь в результате неисправностей и повреждений арматуры (например, срыв шара в пожарных гидрантах).

Рис.2.37

К числу специальных противоударных клапанов относится «клапан-гаситель» системы Укр. ВОДГЕО (Рис.2.37). Клапан-гаситель устанавливается на водоводе J, идущем от насосной станции, непосредственно за обратным клапаном 2 и предназначается для защиты водовода от действия ударов, возникающих в результате остановки насосов из-за прекращения подачи электрического тока. Рабочий цилиндр гасителя 3 соединен трубками айв через распределитель 4 с водоводом перед обратным клапаном. При нормальной работе насосов создаваемое ими давление поддерживает клапан гасителя в закрытом положении. При остановке насосов давление перед обратным клапаном резко падает, клапан гасителя под действием перепада давлений в водоводе (после и до обратного клапана) открывается и вода сбрасывается из водовода по трубе 5, чем предотвращается недопустимое повышение давления в водоводе. После открытия клапана-гасителя распределитель 4 соединяет цилиндр гасителя (через трубку б) с водоводом, и клапан гасителя начинает медленно закрываться. Скорость закрытия регулируется масляным тормозом 6.

 

 

Рис.2.38

На Рис.2.38 показан обычный предохранительный клапан (пружинный), не допускающий повышения давления в трубах сверх установленных пределов; такие же клапаны изготовляются рычажного типа.

Воздушные вантузы устанавливаются для удаления воздуха, скапливающегося в возвышенных точках водоводов и магистральной сети, в особенности при пересечении ими водоразделов (т.е. при переходе восходящего уклона в нисходящий).

Рис.2.39

 

На Рис.2.39 показано устройство одного из воздушных вантузов. В чугунном корпусе 1 с крышкой 2 помещается стальной полый шар 3 с вертикальным стальным штоком. Выделяющийся из воды воздух через патрубок 4 проходит в корпус вантуза и скапливается в его верхней части. При накоплении здесь воздуха и опускании вследствие этого уровня воды шар также опускается, открывая соединенный с ним клапан 5, и воздух выходит наружу. После этого вода, заполняющая вантуз, поднимает шар и закрывает клапан.

Диаметр вантуза при установке на трубах внутренним диаметром до 500 мм принимается равным 25 мм, а при больших диаметрах труб — 50 мм.

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

 Рис.2.40

На Рис.2.40 приведена схема установки на водоводе вантуза для впуска воздуха в месте резкого изменения уклона водовода, т. е. в месте вероятного разрыва сплошности потока.

В мировой практике имеется много разнообразных конструкций подобных приборов.

 

Деталировка сети

 

При проектировании наружной водопроводной сети после определения диаметров и выбора материала труб производят деталировку всех узлов сети. Деталировка дается на рабочих чертежах, где условными обозначениями наносят арматуру и фасонные части, из которых должны монтироваться отдельные узлы сети.

 

Рис.2.41

Правильное конструирование узлов и рациональное использование существующего сортамента фасонных частей удешевляет устройство сети и уменьшает размеры колодцев. При составлении деталировки сети прежде всего намечают места установки задвижек и пожарных кранов. После этого приступают к подбору фасонных частей, из которых монтируются отдельные узлы.

На основании деталировки составляют спецификацию фасонных частей и арматуры, требуемых для устройства сети.