Режим подачи воды и работы водопроводных сооружений

Связь отдельных элементов системы водоснабжения в отношении расходов

После того как будет принят (или задан) режим водопотребления, может быть установлен режим подачи воды и режим работы отдельных сооружений системы водоснабжения.

Все эти сооружения должны быть рассчитаны, в частности, на работу в сутки максимального водопотребления (т. е при 5маКс)-

Насосные станции должны подавать за сутки полный суточный расход воды объектами.

Рассмотрим связь между режимом работы отдельных элементов водопровода на примере простейшей схемы городского водопровода, приведенной на 2.1.  Здесь вода подается от одной насосной станции второго подъема. Башня расположена в начальной точке сети. Предположим, что рассматриваемая сеть не имеет других источников питания. Пусть режим расходования воды городом в течение суток задан графиком водопотребления приведенным на 2.4, а.

Водопроводная сеть подает воду непосредственно к водоразборным устройствам, через которые население получает воду. Следовательно, режим работы сети в целом определяется режимом водоразбора и может характеризоваться тем же графиком водопотребления.

График работы насосной станции второго подъема должен назначаться в зависимости от принятого графика водопотребления. Однако это не значит, что график подачи воды может или должен в точности совпадать с графиком ее расходования. При подаче воды насосами определенной производительности в отдельные часы суток количество поданной воды не будет совпадать с количеством израсходованной.

Предположим, что в рассматриваемом случае на насосной станции второго подъема установлены два насосных агрегата (не считая запасных), из которых первый работает один в период с 0 до 4 ч, подавая за час 2,5% суточного расхода (максимального); второй вступает в работу в 4 ч и работает (вместе с первым) до 24 ч; оба агрегата вместе подают за час 4,5% суточного расхода. График работы насосной станции (график подачи) представлен на 2.4, а пунктирной линией 2. Для выяснения режима работы отдельных элементов водопровода удобно совместить на одном чертеже график подачи 2 и график потребления 1. Линия 3 обозначает здесь среднечасовой расход за сутки. Из графика видно, что за сутки насосы подают такое же количество воды, какое расходуется городом: (2,5-4)+ (4,5-20) = 100%. Однако в отдельные часы суток количество подаваемой воды не равно количеству расходуемой воды (больше или меньше его). При рассмотрении совмещенных графиков подачи и потребления воды легко уяснить роль водонапорной башни. В часы, когда подача воды насосами превышает потребление ее городом (например, от 4 до 6 ч), избыток воды подается в башню.

Если насосы подают количество воды, равное QEI, а город потребляет количество воды, равное Q, то разность QH—Q поступает в это время в башню (2.5, а). В часы, когда потребление превышает подачу (например, от 7 до 12 ч), недостающее количество воды, равное Q—QH, подается из башни (2.5, б).

Таким образом, водонапорная башня компенсирует несовпадение режимов подачи и потребления воды в отдельные часы суток, аккумулируя избыток подаваемой воды в одни часы и восполняя недостачу воды в другие часы.

Далее дается способ вычисления требуемой регулирующей емкости бака водонапорной башни (или напорно-регулирующего резервуара) при помощи совмещения графиков подачи и потребления. Ясно, что чем ближе кривая подачи будет совпадать с кривой потребления, тем меньше будет требуемая регулирующая емкость бака и, следовательно, тем меньше будет стоимость башни. Практически для приближения кривой подачи к кривой потребления можно увеличить число ступеней графика подачи, но это вызовет увеличение числа агрегатов насосной станции.

В современных водопроводах, имеющих обычно водонапорные башни, число ступеней графика работы насосных станций второго подъема (т. е. число его различных расчетных ординат) обычно колеблется в пределах от одной (для малых водопроводов) до трех (для больших водопроводов).

В некоторых производственных водопроводах потребление воды в течение суток происходит настолько равномерно, что устройство напорно-регулирующих емкостей вообще не требуется.

При использовании центробежных насосов при любом графике водопотребления насос может подавать воду в сеть, не имеющую аккумулирующих емкостей (башен или резервуаров).

                                         Рис.2.5                                        Рис.2.6

Однако использование безбашенных систем оказывается экономичным только при относительно небольших значениях коэффициента часовой неравномерности расхода воды. В противном случае в безбашенных системах возрастает стоимость энергии в связи с необходимостью подавать воду при завышенных по сравнению с требуемым напорах.

После того как будет принят график водопотребления и в соответствии с ним намечен график работы насосной станции второго подъема, определяется режим работы всех элементов водопровода, непосредственно связанных с насосной станцией. Так, для рассматриваемой системы (см. 2.1) режим работы сети определяется полностью заданным режимом водоразбора; режим работы водовода совпадает с режимом работы насосной станции второго подъема; режим работы башни и емкость ее бака определяются совместным влиянием режимов подачи воды насосами второго подъема и потребления воды городом.

Насосная станция первого подъема в своей работе связана с водоприемными и очистными сооружениями. Размеры этих сооружений зависят от количества воды, проходящей через них в единицу времени. Это количество будет тем меньше, чем больше часов в сутки они будут работать. Поэтому для уменьшения стоимости водоприемных и очистных сооружений насосная станция первого подъема должна работать возможно большее число часов в сутки. На станциях средних и крупных водопроводов практически всегда имеет место круглосуточная и равномерная работа насосов первого подъема, а следовательно, и водоприем-пых и очистных сооружений.

Резервуар чистой воды разграничивает две группы элементов системы водоснабжения, режим работы одной из них определяется режимом работы насосной станции первого подъема, а режим работы другой— режимом работы насосной станции второго подъема.

Поступление воды в резервуар с очистных сооружений соответствует режиму работы насосов первого подъема, а забор воды из него производится в соответствии с режимом работы насосов второго подъема. Очевидно, что резервуар чистой воды должен иметь некоторую регулирующую емкость, которая может быть легко определена путем совмещения графиков (2.6) подачи воды насосами первого подъема (линия I) и забора Воды насосами второго подъема (линия II).