Тип, схема ВЗС и условия  его  применения

Расчет сеток

 

Сетки установлены между приемным и всасывающем отделением ВЗС для задержания мелкого сора, прошедшего через решетки.

Приняты плоские сетки.

Плоская сетка - проволочное сетчатое полотно, натянутое на раму из уголковой стали.

Площадь водоприемного окна F_с, м²,определена по формуле[2]

 

F_с=1,25×q_p×K_ст/V_вт,                                                                         (7)

где 1,25 - коэффициент, учитывающий засорение отверстий;

q_p=0,16 м³/с- расчетный расход одной секции;

  K_ст - коэффициент, учитывающий стеснение отверстий сеток;

  V_вт - скорость течения воды в ячейках плоской сетки принята равной 0,2м/с.

Коэффициент стеснения для сеток , определен по формуле[2]

 

                                                                           (8)

 

F_с =  = 1,65 м²

 

Конструктивно принята сетка на сортамент больше, так как под минимальным расчетным уровнем воды располагают только часть конструктивно принятой сетки, тогда при всех уровнях воды, больших минимального, процеживание воды будет происходить через большую площадь сетки и с меньшими скоростями, что позволяет увеличить взвесеизвлекаемость.

Параметры сетки:

     -размеры отверстия: H₀=2000мм, В₀=1250мм;

-размеры решетки: H=2130мм, В=1380мм.

- масса сетки = 119 кг.

Потери напора в сетках были приняты:

hc = 0,1 м - при нормальном режиме работы;

h_с.^ав =0,2 м - при аварийном режиме работы.

 

 

Расчет самотечных водоводов

 

Расчетный расход по одному водоводу при нормальном режиме работы ВЗС составляет q_p=0,16 м³/с. При аварийном режиме q_р^ав =0,224 м³/с.

Приняты стальные трубопроводы по ГОСТ 10704-91  dу = 500 мм.

Тогда согласно [7]

 

v=0,92 м/с, 1000i=2, v_ав =1,68 м/с, 1000i_ав =6.

 

Потери напора в этих водоводах определены для  расчетных случаев:

h_с.л.- для нормального режима (работают все линии);

h_с.л.^ав- для аварийного режима (одна линия отключена на ремонт или промывку, а по другой проходит расход воды q_р^ав=0,7Q_взс)

Потери напора в трубопроводе на участке от входа воды в водовод до выхода в колодец складывается из потерь напора по длине и местных потерь напора и были определены по формуле[2]

 

                                                      (9)

 

где 1000 i - гидравлическое сопротивление на 1 км при заданном

              диаметре и расходе при расчётном режиме работы

              водозаборного сооружения, принимаемое по [7];

l - длина трубопровода, км;

ζ - коэффициент местного сопротивления, принимаемый по

справочным данным [2].

 

Таблица 1 – Местные сопротивления на самотечном трубопроводе

 

Местное сопротивление	Количество	Коэффициент ξ
Вход	1	0,5
Поворот на 45 о	2	0,3
Сужение	1	0,2
Тройник на поворот	1	2,0
Тройник на проход	2	0,1
Поворот на 90 о	1	1,0
Выход в резервуар	1	1,0
Задвижка, 4/8	1	2,06
		ξ= 7,56

 

м

 

При аварийном режиме:

 

м

 

Отметки расчетных уровней воды в береговом колодце

 

Отметки уровней воды определяют при максимальном и минимальном уровнях воды в источнике при нормальном и аварийном режимах.

 

 

Тип, схема ВЗС и условия  его  применения

 

В месте установки водозаборного сооружения был простроен профиль и план берега.

В связи с тем, что прием воды береговыми ВЗС при меженных и минимальных уровнях затруднен, для повышения надежности работы сооружений применяют комбинированный прием воды путем совмещения водоприемников берегового и руслового типа. При высоких горизонтах воды в реке водозабор осуществляется через наиболее доступные водоприемные окна берегового колодца согласно I категории надежности.

При низких уровнях для повышения категории надежности вода из реки поступает по самотечным линиям через оголовки. С учетом средних условий забора воды, требуемой  I категории надежности, согласно [1] в русле запроектировано два оголовка по схеме «б», т.е. в одном створе при нескольких водоприемниках, снабженных средствами борьбы с шугой, наносами и другими затруднениями. От оголовков по самотечным линиям транспортируется в береговой колодец. Число самотечных линий принято равным двум. Длина самотечных линий от оголовка 45 м.

В связи с тем, что грунт образован нескальными породами (суглинки), колебания уровня воды в реке имеют амплитуду 7,5 м и, учитывая производительность водозаборного сооружения Qвзс = 0,42 м³/с, запроектирована раздельная компоновка берегового колодца и насосной станции I подъема. НС-I расположена от БК на расстоянии 20 м.

Береговой колодец состоит из двух отделений: приемного и всасывающего. Всасывающее и приемное отделение делятся перегородками на две секции, чтобы была возможность периодической очистки и ремонта без полного прекращения подачи воды. Вода из реки по самотечным трубам поступает в приемное отделение и через сетки поступает во всасывающее отделение, где размещены всасывающие трубы HC-I. Береговой колодец расположен на незатопляемых отметках берега. Береговой колодец имеет круглую форму в плане.

 

5.1 Оголовки

 

Оголовки предназначен для защиты от повреждения и закрепления концов самотечных труб, а также для устройства водоприемного отверстия. Водоприемные отверстия перекрываются сороудерживающими решетками. Тип оголовков зависит от производительности и условий забора воды из источника. Приняты два железобетонных раструбных оголовка с боковым приемом воды, так как река судоходная. При таком приеме воды сор и шуга, закупорившие решетки, при прекращении забора воды постепенно смываются потоком воды.  Затопленные водоприемники имеют обтекаемую форму, чтобы не нарушить движения водного потока и донных насосов [2-5].

Размещение оголовков в русле реки проведено согласно следующим правилам:

- расстояние от дна реки до низа водоприемных отверстий 0,5 м;

- высота водоприемного отверстия  - h=0,6 м приняли по расчету;

- расстояние от верха водоприемника до нижней поверхности льда 1,1 м;

- расстояние от верха водоприемника до нижнего уровня воды 1,4 м [5].

- высота щебеночной подготовки 0,2 м.

 

 

5.2 Самотечные водоводы

 

Из оголовка вода по самотечным линиям поступает в береговой сеточный колодец. Число их равно двум.

Длина самотечных труб 45 м. Самотечные линии выполнены из стальных труб. Самотечные водоводы уложены без резких поворотов. Заглубление в пределах русла под дно для защиты от подмыва речным потоком. Также предусмотрена надежная промывка самотечных линий обратным током воды.

 

 

 6 Технологические и гидравлические расчеты элементов водозаборного сооружения

 

Размеры основных элементов водозабора определяют для двух характерных случаев: 1) нормальная работа, когда работают все секции, кроме резервных; 2) форсированная работа, когда одна секция не работает (ремонт или очистка) и весь расход (или расход снижений в соответствии с [1]) проходит через все остальные. Для обоих режимов определяют потери напора в элементах водозабора, отметки уровней воды в отделениях берегового колодца. Проводят расчеты НС-I.

 

 

6.1 Расчет водоприемных отверстий

 

Водоприемные отверстия (окна) оборудованы решетками. Выбор сделан с учетом мероприятий по защите водоприемных устройств от шуги и обмерзания, а также условий эксплуатации.

Сороудеживающая решетка - металлическая рама, сваренная из швеллера с вертикально установленными стержнями из круглой стали.

Согласно [1] площадь водоприемного отверстия F, м²,(брутто) определена при одновременной работе всех секций В3С по формуле[2]

 

F=1,25×q_p×K_ст/V_вт,                                                                        (5)

 

где 1,25 - коэффициент, учитывающий засорение отверстий;

q_p = 0,16 м³/с- расчетный расход одной секции;

K_ст - коэффициент, учитывающий стеснение отверстий сеток;

V_вт = 0,5 м/с - скорость втекания в водоприемные отверстия,

            согласно [1].

Коэффициент стеснения фильтрующих решеток[2]

 

,                                                                              (6)

 

где  = 6 – толщина стержней;

   = 50 – расстояние между стержнями в свету.

 

Kст =

 

Площадь водоприемного отверстия равна:

 

F =  = 0,37 м²

 

Принято по 2 водоприемных отверстий в каждом оголовке размерами согласно [2]:

- ширина водоприемных отверстий 400 мм

- высота водоприемных отверстий 600 мм

Перекрытые сороудерживающими решетками с размерами:

- ширина решетки 500 мм

- высота решетки 700 мм

Для береговой части водозабора принята сороудерживающая решетка с размерами:

- ширина решетки 700 мм

- высота решетки 900 мм

При размерах водоприемных отверстий:

- ширина водоприемных отверстий 600 мм

- высота водоприемных отверстий 800 мм

Потери напора в решетках приняты:

- м - при нормальном режиме работы;

- м – при аварийном режиме.

 

Расчет сеток

 

Сетки установлены между приемным и всасывающем отделением ВЗС для задержания мелкого сора, прошедшего через решетки.

Приняты плоские сетки.

Плоская сетка - проволочное сетчатое полотно, натянутое на раму из уголковой стали.

Площадь водоприемного окна F_с, м²,определена по формуле[2]

 

F_с=1,25×q_p×K_ст/V_вт,                                                                         (7)

где 1,25 - коэффициент, учитывающий засорение отверстий;

q_p=0,16 м³/с- расчетный расход одной секции;

  K_ст - коэффициент, учитывающий стеснение отверстий сеток;

  V_вт - скорость течения воды в ячейках плоской сетки принята равной 0,2м/с.

Коэффициент стеснения для сеток , определен по формуле[2]

 

                                                                           (8)

 

F_с =  = 1,65 м²

 

Конструктивно принята сетка на сортамент больше, так как под минимальным расчетным уровнем воды располагают только часть конструктивно принятой сетки, тогда при всех уровнях воды, больших минимального, процеживание воды будет происходить через большую площадь сетки и с меньшими скоростями, что позволяет увеличить взвесеизвлекаемость.

Параметры сетки:

     -размеры отверстия: H₀=2000мм, В₀=1250мм;

-размеры решетки: H=2130мм, В=1380мм.

- масса сетки = 119 кг.

Потери напора в сетках были приняты:

hc = 0,1 м - при нормальном режиме работы;

h_с.^ав =0,2 м - при аварийном режиме работы.

 

 

Расчет самотечных водоводов

 

Расчетный расход по одному водоводу при нормальном режиме работы ВЗС составляет q_p=0,16 м³/с. При аварийном режиме q_р^ав =0,224 м³/с.

Приняты стальные трубопроводы по ГОСТ 10704-91  dу = 500 мм.

Тогда согласно [7]

 

v=0,92 м/с, 1000i=2, v_ав =1,68 м/с, 1000i_ав =6.

 

Потери напора в этих водоводах определены для  расчетных случаев:

h_с.л.- для нормального режима (работают все линии);

h_с.л.^ав- для аварийного режима (одна линия отключена на ремонт или промывку, а по другой проходит расход воды q_р^ав=0,7Q_взс)

Потери напора в трубопроводе на участке от входа воды в водовод до выхода в колодец складывается из потерь напора по длине и местных потерь напора и были определены по формуле[2]

 

                                                      (9)

 

где 1000 i - гидравлическое сопротивление на 1 км при заданном

              диаметре и расходе при расчётном режиме работы

              водозаборного сооружения, принимаемое по [7];

l - длина трубопровода, км;

ζ - коэффициент местного сопротивления, принимаемый по

справочным данным [2].

 

Таблица 1 – Местные сопротивления на самотечном трубопроводе

 

Местное сопротивление	Количество	Коэффициент ξ
Вход	1	0,5
Поворот на 45 о	2	0,3
Сужение	1	0,2
Тройник на поворот	1	2,0
Тройник на проход	2	0,1
Поворот на 90 о	1	1,0
Выход в резервуар	1	1,0
Задвижка, 4/8	1	2,06
		ξ= 7,56

 

м

 

При аварийном режиме:

 

м