ФГАОУ ВО «КФУ» им В. И. ВЕРНАДСКОГО

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГАОУ ВО «КФУ» им В. И. ВЕРНАДСКОГО

АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

ФАКУЛЬТЕТ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭНЕРГЕТИКИ

КАФЕДРА ВОДОСНАБЖЕНИЯ, ВОДООТВЕДЕНИЯ И САНИТАРНОЙ ТЕХНИКИ

 

Курсовой проект

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «СЕТИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ»

 

 

Выполнил:

студент группы ВВ-198

Урсу В.Е.

Проверил:

ст. препод. Крымов Р.С.

 

 

Симферополь 2021

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение                                                                                                              3

1. Общая часть.                                                                                                   4

2. Водопотребление                                                                                             4

2.1. Суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения       5

2.2 Расход воды на полив, мойку улиц и дорог, полив газонов и зеленых насаждений  6

2.3. Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды рабочих промышленных предприятий                                                                                                                             7

2.4. Расходы воды на производственные нужды промпредприятий                9

2.5. Суммарный суточный расход                                                                    10

2.6. Расход воды на пожаротушение                                                                10

2.7. Часовые расходы                                                                                        11

3. Водопроводные сети                                                                                     15

3.1 Выбор схемы водоснабжения и трассировка водопроводной сети           15

3.2. Гидравлический расчет кольцевых магистральных водопроводных сетей 16

3.3. Конструирование водопроводной сети                                                      22

4. Запасные и регулирующие емкости                                                              23

4.1 Резервуары чистой воды                                                                             23

4.2. Водонапорная башня.                                                                                 25

5. Водоводы и насосная станция 2-го подъема                                                27

5.1. Водоводы                                                                                                    27

5.2. Насосная станция II-го подъема                                                                 28

6. Технико-экономический расчет                                                                    30

Список использованной литературы                                                                 31

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных пунктов и развития промышленности водоснабжение занимает большое и почетное место.

Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний, передаваемых через воду.

Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде, требуются громадные ее количества, измеряемые в миллионах кубических метров в сутки.

Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требует тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях.

Производственные процессы на промышленных предприятиях также сопровождаются большим расходом воды. При этом предприятия отдельных отраслей промышленности и энергохозяйства потребляют количество воды, нередко значительно превосходящее коммунальное водопотребление крупных городов. Некоторые промышленные предприятия предъявляют к качеству потребляемой воды специфические требования, иногда весьма высокие. От качества и количества используемой воды и организации водоснабжения промышленного предприятия в значительной мере зависит качество и себестоимость выпускаемой продукции.

Таким образом, правильная организация водоснабжения промышленных предприятий имеет большое экономическое значение.

Комплекс сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, т.е. получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям, называется системой водоснабжения.

 

 

ОБЩАЯ ЧАСТЬ.

 

Город расположен на ЮБК. Рельеф города спокойный с общим понижением в сторону водотока. Перепад высот на территории города составляет 12 м. Глубина промерзания 0,7 м.

В городе имеются два района с различной степенью благоустройства: 1-й район - плотность населения – 15500 чел/км², 5-ти этажная застройка, здания оборудованы водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением; 2-й район – плотность населения – 7000 чел/км², 2-х этажная застройка, здания оборудованы водопроводом и канализацией.

В районе имеется три промышленных предприятия, исходные данные представлены в таблице 1.

Промышленные предприятия города и их характеристика

Таблица 1

ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ

 

Вода в городе расходуется: на хозяйственно-питьевые нужды населения с учетом нужд в воде общественных зданий; на полив и мойку улиц, площадей и дорог, а также на полив зеленых насаждений; на хозяйственно-питьевые нужды рабочих и служащих во время пребывания их на производстве; на производственные нужды предприятий; на нужды пожаротушения.

Количество воды, потребляемое каждой категорией потребителей, определяется как произведения числа водопотребителей на норму водопотребления, а суточный расход в целом по городу, как сумма слагаемых по отдельным категориям потребителей:

                                 (1)

где Q – общее количество воды, потребляемое городом;

N_ж, N_п, N_р, N_т – число потребителей по категориям, население, полив, рабочие и служащие промышленных предприятий, количество выпускаемой продукции;

q_ж, q_п, q_р, q_т – соответствующие этим категориям нормы водопотребления

 

СУММАРНЫЙ СУТОЧНЫЙ РАСХОД

 

Определив расходы воды по всем категориям потребителей города, расход воды в сутки максимального водопотребления составит:

                     (12)

 

ЧАСОВЫЕ РАСХОДЫ

 

Водопотребители расходуют воду в течение суток неравномерно. Поэтому для построения графика водопотребления необходимо определить часовые расходы воды каждым потребителем. Степень расходования воды зависит от категории водопотребителя и коэффициента часовой неравномерности водопотребления.

Расчетные часовые расходы воды в часы максимального и минимального водопотребления определяем с учетом коэффициентов часовой неравномерности:

, м³/ч                                                                       (14)

, м³/ч                                                                        (15)

Максимальный (К_час.max) и минимальный (К_час.min) коэффициенты определяем по формулам:

                                              (16)

где á -коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия; принимаем: á _max =1,2; á _min = 0,4 для ВКЦ, á _max =1,4; á _min = 0,6 для ВК.

â - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте [3].

Так как в заданном населенном пункте имеются районы с различной степенью благоустройства жилой застройки, то К_час.max и К_час.min определяем отдельно для каждого района.

1-й район: Nж1 = 35588 человек βmax = 1,222;    βmin = 0,552 . , м3/ч , м3/ч

2-й район: Nж2 = 17192 человек βmax = 1,272     βmin = 0,472 . , м3/ч , м3/ч

 

Максимальный суточный расход воды Q_сут.max распределяем по часам суток для соответствующего коэффициента К_час.max (таблица 6).

Распределение воды на хозяйственно-питьевые нужды в течение суток принимаем для первого района – 1,5; для второго района – 1,8.

Поливка городских зеленых насаждений производится 10 часов в сутки: утром с 4 до 7 часов и вечером с 19 до 24 часов. Полив улиц, площадей проездов механизирован в две смены и начинается с 4 до 8-ми утра и с 16 часов до 20 часов.

Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды рабочих и производственные нужды промышленных предприятий распределяем в течении суток по техническому графику предприятия. Вода на принятия душа расходуется после каждой смены в течение 45 мин. Часовые расходы по всем потребителям сведены в таблицы 6. По результатам таблицы 6 строим ступенчатый водопотребления, на которые наносим режим работы насосных станций 1-го и 2-го подъема.

ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ

РЕЗЕРВУАРЫ ЧИСТОЙ ВОДЫ

 

В системах водоснабжения с водопроводными очистными сооружениями, регулирующими и запасными емкостями могут быть резервуары чистой воды. Для обеспечения надежности водоснабжения устраивается два резервуара, дающих в сумме расчетную емкость. Объем резервуаров чистой воды определяем по формуле:

                                                                      (23)

где Wр – регулирующий объем, определяемый табличным способом (таблица 14), м³;

Wп – неприкосновенный противопожарный запас воды, рассчитанный на тушение расчетного количества пожаров в течение 3 часов, м³,по формуле:

(24)

 м³                                (25)

Wс.н. – объем воды на собственные нужды водопроводных очистных сооружений, м³:

 м³                                                                  (26)

Полный объем РЧВ:

 м³           (27)

Устанавливается два РЧВ, дающих в сумме расчетную емкость. Резервуары принимаем номинальной емкостью 3900 м³ каждый, по типовому проекту ТП 901-4-62.83, размерами 24×36×4,8 м.

Резервуары оборудуются подающими, отводящими, переливными и спускными трубопроводами; люками-лазами, люками для установки датчиков уровней воды, а также предусматривается забор воды в переносную тару. Воздухообмен осуществляется через фильтры-поглотители по ТП 0901-9-3.83 по одному на каждый резервуар.

 4.2. ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ.

 

Водонапорные башни предназначены для хранения регулирующих и противопожарных запасов воды, а также для создания и поддержания в сети необходимых напоров. В часы суток, когда подача насосов превышает потребление воды, излишек ее поступает в бак башни, а в часы, когда потребление воды превышает подачу ее насосами, вода из башни поступает в водопроводную сеть.

Полный объем бака башни определяем по формуле:

, м³,                                                                                  (28)

где W_Р – регулирующий объем, м³;

W_п – неприкосновенный 10-минутный противопожарный запас воды в баке, м³;

Неприкосновенный противопожарный запас воды в баке башни определяем по формуле:

, м³,                                                                 (29)

где q_н и q_в – расчетный секундный расход воды, рассчитанный на 10-минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара, соответственно.

Расчет регулирующего объема бака водонапорной башни производим в табличной форме (таблица 15). Остаток воды в баке начинаем определять с начала суток, считая условно опорожнение бака в последний час суток. При этом остаток может быть как со знаком «плюс», так и со знаком «минус». Регулирующий объем бака по этому методу определяем по формуле: будет равным сумме

,                                                                                (30)

где Q _{сут max} – расчетный суточный расход воды, потребляемой из водопроводной сети, м³/сут;

Δ₊ и Δ_- – максимальные абсолютные величины остатка в баке со знаком плюс и со знаком минус, % от Q _{сут max}.

 м³;                                                      (31)

  м³.           (32)

Полный объем бака водонапорной башни:

 м³                                                    (33)

 

Высота водонапорной башни определяется по формуле:

, м                               (34)

Принимаем контррезервуар объемом 1500 м³, высотой 26 м, строится по индивидуальному проекту.

Башня оборудуется подающей, отводящей, переливной, спускной трубами. Бак имеет люк-лаз и люк для установки датчиков уровней, а также вентиляционную трубу.

Таблица 15

ВОДОВОДЫ

 

Водоводы выполняются из железобетонных напорных труб, изготавливаемых методом виброгидропрессованием по ГОСТ 12586-74. Водоводы имеют длину L₁ = 260 м, L₂ = 260 м. Диаметры водоводов просчитываются на пропуск расходов соответствующих расчетным режимам водопроводной сети.

Режим максимального водопотребления: при работе двух водоводов каждый из которых пропускает 50% расчетного расхода:

, л/с                                                            (35)

где  - подача насосов 2-го подъема в максимальный час водопотребления.

По таблицам (8) для железобетонных труб ø 500 мм; V = 1,03 м/с; 1000i = 2,57 м, потери напора по длине с учетом местных сопротивлений составит:

, м                                                       (36)

При аварии на одном водоводе, другой пропускает 70% расчетного расхода п. 8.2 (1):

, л/с                                                             (37)

При ø 500 мм; V = 1,47 м/c; 1000i = 4,96 м; потери напора по длине с учетом местный сопротивлений составит:

, м                                                         (38)

Режим максимального транзита: насосная станция 2-го подъема в этот час подает такое же количество воды в сеть по водоводам, следовательно, работа последних аналогична предыдущему режиму.

Режим максимального водопотребления + пожар: насосы 2-го подъема подают в водоводы дополнительный расход воды на тушение 2-х одновременных пожаров по 37,5 л/с, т.е. расход составляет при 50% пропуске по каждому водоводу:

, м³/ч = 263 л/с                                 (39)

При ø 500 мм; V = 1,34 м/c; 1000i = 4,22 м; потери напора по длине с учетом местный сопротивлений составит:

, м                                                          (40)

При пожаре в соответствии с п. 4.11 прим. (1) выключение водоводов не учитывается.

Подбор насосов и двигателей

 

По расходу и полному напору для различных режимов работы насосной станции производим подбор количества и типа насосов.

Число рабочих насосов без учета пожаротушения ориентировочно принимаем 2 шт.

Число резервных насосов назначаем в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84 в зависимости от количества рабочих насосов и категории надежности станции.

Для заданных условий наиболее подходящими являются насосы 1Д800-56а с рабочим колесом Д=397 мм с частотой вращения вала n = 1450 об/мин, Н = 45,81 м. Электродвигатель – 5АМН280-S4 У3, мощностью 132 кВт, и частотой вращения 1475 об/мин, масса 1545 кг.

Т.е. с 0 до 6 часов и с 22 до 24 часов будет работать 1 насос 1Д800-56а, а с 6 до 22 часов два насоса, во время пожара будет включен третий насос. Таким образом, к установке принято 2 рабочих, 1 пожарный и 2 резервных насоса.

 

Капитальные затраты.

Капитальные затраты на строительство системы водоснабжения определяют по укрупненным показателям, по пособию «Водоснабжение и канализация городских и сельских поселений» к СНиП 2.07.01-89 и по паспортам типовых проектов.

Стоимость прокладки сетей и стоимость строительства сооружений водоснабжения выполняем в соответствии с требованиями пособия к СНиП 2.07.01.-89 «Водоснабжение и канализация городских и сельских поселений».

Расчет производим в табличной форме (таблица 16).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1984

2. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР, - М.: Стройиздат, 1993. - 136 с.

3. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности / СЭВ, ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1978. - 590 с.

4. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугун-ных, асбоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. М., Стройиздат, 1973 (ВНИИ ВОДГЕО). Кульский Л.А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды / в двух частях. - К.: Наукова думка, 1980. - 1206 с.

5. Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий / Под ред. И.А. Назарова. - М.: Стройиздат, 1977. - 288 с.

6. Справочник монтажника. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений / А.С.Москвитин и др. - М.: Стройиздат, 1979. - 430 с.

7. Городские инженерные сети и коллекторы/М.И. Алексеев, В.Д. Дмитриев, Е.М. Быховский, А.Н. Ким, А.Н. Лялинов: Учеб. для вузов. – Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-е, 1990. – 384 с.

8. Насосные станции. Курсовое проектирование/Э.В.Залуцкий, А.И.Петрухно. – К.:Вища школа. Головное изд-во, 1987. – 167 с.

9. Водоснабжение. Технико-экономические расчеты. Под ред. Басса Г.М. Киев, издательское объединение «Вища школа», 1977. – 152 с.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГАОУ ВО «КФУ» им В. И. ВЕРНАДСКОГО

АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

ФАКУЛЬТЕТ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭНЕРГЕТИКИ