1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Запас и регулировка водоснабжения

Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения

13. Запасные и регулирующие емкости

13.1. Запасные и регулирующие емкости (водонапорные башни, резервуары, гидропневматические баки, аккумуляторы теплоты и др.) должны содержать воду в объеме, достаточном для регулирования водопотребления. При наличии противопожарных устройств указанные емкости холодного водопровода должны также содержать неприкосновенный противопожарный запас воды. Для обеспечения сохранности неприкосновенного противопожарного запаса воды и невозможности его использования на другие нужды надлежит предусматривать специальные устройства.

Тип емкости, целесообразность ее устройства и место расположения надлежит определять на основании технико-экономических расчетов.

Примечание. Гидропневматические баки для хранения противопожарного запаса воды применять не рекомендуется, но должен приниматься минимальный объем воды, обеспечивающий гарантированное включение противопожарных насосов от датчиков уровня или давления.

13.2. Безнапорные баки-аккумуляторы в системах холодного и горячего водоснабжения следует предусматривать для создания запаса воды в банях, прачечных и у других потребителей, имеющих сосредоточенные кратковременные расходы воды.

13.3. В бытовых зданиях и помещениях промышленных предприятий с числом душевых сеток в групповых установках 10 и более при закрытых системах теплоснабжения, а также при непосредственном разборе горячей воды из тепловой сети в случае невозможности обеспечения подачи необходимого расхода наружными сетями и сооружениями для создания запаса воды следует устраивать безнапорные баки-аккумуляторы. Отказ от устройства баков-аккумуляторов должен быть обоснован.

13.4. Регулирующий объем емкости W, куб.м, надлежит определять по формулам:

а) для водонапорного или гидропневматического бака при производительности насоса или насосной установки, равной или превышающей максимальный часовой расход

(21)

где n — допустимое число включений насосной установки в 1 ч, принимаемое для установок с открытым баком 2-4; для установок с гидропневматическим баком — 6-10. Большее

число включений в 1 ч надлежит принимать для установок небольшой мощности (до 10 кВт);

б) для водонапорного бака или резервуара при производительности насосной установки менее максимального часового расхода

(22)

в) для бака-аккумулятора теплоты в системе горячего водоснабжения при мощности водонагревателя (генератора теплоты), не обеспечивающего максимального часового потребления теплоты,

(23)

В формулах (22) и (23):

— относительная величина регулирующего объема, определяемая в соответствии с п. 13.5.

Величины надлежит принимать в соответствии с разд. 3.

13.5. Относительную величину регулирующего объема следует определять по формулам:

а) при непрерывной работе насосной установки (водонагревателя) с различной производительностью в течение расчетного периода (сутки, смена) наибольшего водопотребления (теплопотребления) или работе насосной установки в режиме долгосрочных включений

(24)

б) при равномерной и непрерывной работе насосной установки (водонагревателя или генератора теплоты) в части периода водопотребления (теплопотребления), включающей также часы наибольшего водопотребления (теплопотребления)

(25)

Примечания: 1. При расчете аккумуляторов теплоты по формулам (24) и (25) вместо значений и следует принимать значения и

2. Значения и , вычисленные по формулам (24) и (25), приведены в рекомендуемых приложениях 7 и 8.

13.6. Коэффициент часовой неравномерности потребления воды в сутки (смену) максимального водопотребления для системы надлежит вычислять по формуле

(26)

13.7. Коэффициент часовой неравномерности подачи воды насосами в сутки (смену) максимального водопотребпения надлежит вычислять по формуле
(27)

13.8. Коэффициент часовой неравномерности теплопотребления системой горячего водоснабжения в период T, ч, (сутки, смена) максимального потребления горячей воды следует вычислять по формуле

(28)

13.9. Коэффициент часовой неравномерности подачи теплоты для нужд горячего водоснабжения в период Т, ч (сутки, смена), максимального потребления горячей воды следует вычислять по формуле

(29)

где — расчетная мощность водонагревателя, котла и тому подобного оборудования системы горячего водоснабжения, кВт.

13.10. Запас воды в баках-аккумуляторах, устраиваемых в бытовых зданиях и помещениях промышленных предприятий, следует определять в зависимости от времени их заполнения в течение смены, принимаемого при числе душевых сеток: 10-20 — 2 ч; 21-30 — 3 ч; 31 и более — 4 ч.

13.11. Неприкосновенный противопожарный запас воды при ручном, дистанционном или автоматическом включении насосов следует принимать из расчета 10-минутной продолжительности тушения пожара из внутренних пожарных кранов при одновременном наибольшем расходе воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды.

При гарантированном автоматическом включении пожарных насосов неприкосновенный противопожарный запас допускается не предусматривать.

13.12. Полную вместимость емкостей V, куб.м, следует определять по формулам:

а) для гидропневматического бака

(30)

б) для водонапорного бака или резервуара

(31)

в) для аккумулятора теплоты

(32)

— противопожарный объем воды, куб.м;

— отношение абсолютного минимального давления к максимальному, значение которого следует принимать: 0,8 — для установок, работающих с подпором; 0,75 — для установок с напором до 50 м; 0,7 — для установок с напором более 50 м;

— коэффициент запаса вместимости бака, принимаемый: 1,2-1,3 — при использовании насосных установок, работающих в повторно-кратковременном режиме, 1,1 — при производительности насосных установок менее максимального часового расхода воды; для аккумуляторов теплоты = 1.

13.13. Высота расположения водонапорного бака (в том числе бака горячей воды) и минимальное давление в гидропневматическом баке должны обеспечивать необходимый напор воды перед водоразборной арматурой, а в системах противопожарного или объединенного водопровода — необходимый напор у внутренних пожарных кранов до полного израсходования противопожарного запаса воды.

Примечание. В системах централизованного горячего водоснабжения баки-аккумуляторы предусматривать не следует, за исключением случаев, когда они необходимы для создания запаса воды (в банях, прачечных, в душевых бытовых зданий производственных предприятий

13.14. Водонапорные и гидропневматические баки питьевой воды, а также баки-аккумуляторы надлежит изготовлять из металла с наружной и внутренней антикоррозионной защитой; при этом для внутренней антикоррозионной защиты следует применять материалы, разрешенные Главсанэпиднадзором России. Для баков-аккумуляторов систем горячего водоснабжения тепловую изоляцию следует предусматривать по расчету.

13.15. Водонапорные баки и баки-аккумуляторы (безнапорные) следует устанавливать в вентилируемом и освещаемом помещении высотой не менее 2,2 м с положительной температурой. Несущие конструкции помещения надлежит выполнять из несгораемых материалов. Под баками следует предусматривать поддоны. Расстояния между водонапорными баками и строительными конструкциями должны быть не менее 0,7 м; между баками и строительными конструкциями со стороны расположения поплавкового клапана — не менее 1 м; от верха бака до перекрытия — не менее 0,6 м; от поддона до дна бака — не менее 0,5 м.

13.16. Для водонапорных баков и баков-аккумуляторов (безнапорных) следует предусматривать:

а) трубу для подачи воды в бак с поплавковыми клапанами. Перед каждым поплавковым клапаном надлежит устанавливать запорный вентиль или задвижку;

б) отводящую трубу;

в) переливную трубу, присоединяемую на высоте наивысшего допустимого уровня воды в баке;

г) спускную трубу, присоединяемую к днищу бака и к переливной трубе с вентилем или задвижкой на присоединяемом участке трубопровода;

д) водоотводную трубу для отвода воды из поддона;

е) устройства, обеспечивающие циркуляцию холодной воды в баках, предназначенных для хранения воды питьевого качества;

ж) циркуляционную трубу для поддержания при необходимости постоянной температуры в баке-аккумуляторе во время перерывов при разборе горячей воды; на циркуляционной трубе следует предусматривать установку обратного клапана с вентилем или задвижкой;

з) воздушную трубу (диаметром 25 мм), соединяющую бак с атмосферой;

и) датчики уровня воды в баках для включения и выключения насосных установок;

к) указатели уровня воды в баках и устройства для передачи их показаний на пульт управления.

Примечания: 1. Подающие и отводящие трубы могут быть объединены в одну, в этом случае на ответвлении подающей трубы к днищу бака следует предусматривать обратный клапан и задвижку или вентиль.

2. При отсутствии сигнализации уровня воды в водонапорном баке необходимо предусматривать сигнальную трубку диаметром 15 мм, присоединяемую к баку на 5 см ниже переливной трубы, с выводом ее в раковину дежурного помещения насосной установки.

13.17. Гидропневматические баки должны быть оборудованы подающей, отводящей и спускной трубами, а также предохранительными клапанами, манометром, датчиками уровня и устройствами для пополнения и регулирования запаса воздуха.

13.18. Гидропневматические баки надлежит устанавливать в помещениях, где расстояние от верха баков до перекрытия и между баками и до стен — не менее 0,6 м.

13.19. Резервуары для сбора воды в системах оборотного водоснабжения и в системах с повторным использованием воды допускается размещать внутри и вне зданий. Резервуары следует проектировать в соответствии со СНиП 2.04.02-84*.

Вместимость резервуара необходимо определять по графикам притока воды и работы насосов.

При известных неравномерностях притока и подачи воды насосами регулирующий объем резервуара допускается вычислять согласно п. 13.4.

Резервуары чистой воды

Резервуары в системах водоснабжения используются как регулирующие емкости. Одновременно в них могут храниться противопожарные и аварийные запасы воды. Если рельеф местности позволяет располагать резервуары на достаточно высоких отметках, они могут служить напорными емкостями; если воду из резервуаров необходимо перекачивать к потребителю, то они называются безнапорными. Объем резервуаров зависит как от их назначения, так и от производительности системы водоснабжения. Объем резервуаров, устанавливаемых вместо башен, определяется по тем же принципам, что и регулирующие объемы водонапорных башен.

Регулирующий объем Wp резервуаров чистой воды, находящихся на территории очистных сооружений, определяют по совмещенным графикам работы насосных станций I и II подъемов. Этот объем необходим для согласования работы в равномерном режиме насосной станции I подъема и очистных сооружений с работой в неравномерном режиме насосной станции II подъема.

В резервуаре чистой воды (рис. 2.13) хранится также запас воды, необходимый для собственных, технологических нужд очистной станции fVCH, и запас воды для целей пожаротушения Wn. Тогда суммарный объем резервуара чистой воды составит IV = W + W + W.

Рис. 2.13. Резервуар чистой воды:

1 — подающая труба; 2 — поплавковый клапан; 3 — лазы; 4, 5, 6 — вентиляционная, переливная и спускная трубы; 7 — приямок; 8, 9 — всасывающая труба пожарного и хозяйственного насосов; 10 — отверстие для

Величина fVCH, определяемая технологическими расчетами, обычно составляет 2—8 % суточной производительности. Противопожарный объем Wn назначают из условия длительности пожара в течение 3 ч. В этот период насосы будут забирать из резервуаров пожарный расход qn и максимальный хозяйственно-питьевой расход qx_n.

Одновременно с этим в резервуар будет поступать вода от очистных сооружений в количестве q<, тогда противопожарный объем при 3-часовом запасе Wn = 3qn + qx_n — 3 qx где qx_n суммарный расход в период наибольшего водопотребления в течение 3 ч (в соответствии с графиком водопотребления).

Читать еще:  Как открыть собственное производство

При определении полного объема резервуара учитывают также аварийный запас, предусматриваемый в случае подачи воды по одному водоводу.

В современных условиях в основном применяют резервуары из железобетона. Они бывают различных конструкций, круглой и прямоугольной форм и монтируются различными способами. В некоторых странах применяют стальные резервуары. Однако из-за большой металлоемкости, трудности защиты от коррозии и необходимости устройства термоизоляции они не нашли широкого распространения.

В зависимости от заглубления резервуары подразделяют на подземные и полуподземные. Они бывают объемом от нескольких сот до десятков тысяч кубических метров и выполняются по типовым проектам.

На территории, снабжаемой водой из резервуаров одного назначения, их должно быть не менее двух. Между ними располагают специальные камеры (колодцы), в которых размещают задвижки для осуществления различных переключений между резервуарами и водоводами. Если в резервуарах не находится противопожарный и аварийный запас, то возможно устройство одного резервуара.

Резервуары оборудуются подводящими и отводящими трубопроводами, переливными и спускными устройствами, системой вентиляции, люками для прохода обслуживающего персонала и транспортирования оборудования, контрольно-измерительной аппаратурой. В целях предотвращения застаивания воды и изменения ее качества в резервуарах хозяйственно-питьевого назначения должен быть обмен пожарного и аварийного объемов в течение 2 суток.

Гарантия неприкосновенности пожарного запаса осуществляется путем устройства колена на хозяйственно-питьевом трубопроводе, в верхней части которого имеются отверстия, расположенные на отметке верха противопожарного уровня. Колено работает как сифон, в котором происходит срыв вакуума при снижении уровня воды до указанной отметки.

На рис. 2.14 приведена схема оборудования резервуара чистой воды, где сохранность противопожарного запаса обеспечивается путем устройства колодца.

Рис. 2.14. Схема оборудования трубопроводами резервуара чистой

Регулирующий объем находится между уровнями хх: и пп, а запасной — от уровня пп до дна резервуара. От очистных сооружений вода поступает по трубопроводу а в верхнюю часть резервуара. Всасывающие трубопроводы хозяйственнопитьевых насосов бхоз расположены в открытом колодце к (верх которого находится на уровне пп) и не могут забирать воду, предназначенную для пожаротушения. Пожарные насосы имеют самостоятельные всасывающие трубопроводы бпож, оканчивающиеся на отметке дна резервуара. Резервуар оборудуется также переливной трубой в, присоединенной к водостоку, а также спускной (грязевой) трубой г, идущей от низа приямка к переливной трубе.

Гарантия неприкосновенности пожарного запаса в резервуарах также может предусматриваться за счет отбора хозяйственно-питьевых и противопожарных расходов с разных отметок.

При больших объемах применяют резервуары прямоугольной формы с плоскими балочными или безбалочными перекрытиями. В настоящее время при строительстве резервуаров широко используется предварительно напряженный железобетон, что обеспечивает их повышенную прочность и герметичность.

Резервуар цилиндрической формы с плоским перекрытием объемом до 2000 м 3 показан на рис. 2.15.

Рис. 2.15. Конструкция резервуара цилиндрической формы:

1 — грязевая труба; 2 — приямок; 3 — лаз; 4 — вентиляционные

Емкости и пожарные резервуары

Применение пожарных резервуаров продиктовано необходимостью использовать большой объем воды для ликвидации очагов возгорания. Эта емкость для хранения воды незаменима в тех ситуациях, когда забор жидкости в нужных объемах из системы центрального водоснабжения технически невозможен или экономически не оправдан.

Такие резервуары устанавливаются на предприятиях, деятельность которых может вызывать повышенную пожароопасность. Невозможно представить себе безопасное функционирование автозаправочных станций, складов горюче-смазочных материалов, нефтебаз без пожарных резервуаров.

Правила установки противопожарных резервуаров

Установка противопожарных резервуаров производится в полном соответствии со СНиП и с учетом архитектурных особенностей зданий и имеющихся сооружений:

— при наличии мотопомп на расстоянии не далее ста – ста пятидесяти метров;

— если предполагается использование автонасосов, то на удалении до двухсот метров.

Использование пожарных резервуаров обосновано тем, что подача реагента в нужных количествах для тушения очагов возгорания как внутри предприятия, так и распространяющихся с прилегающих территорий, возможна в любое время.

Конструкционные особенности емкостей

Пожарный резервуар является прямоугольной или цилиндрической одностенной емкостью с днищем, по форме, напоминающим конус. По типу размещения они бывают горизонтальными и вертикальными. Объем горизонтальных резервуаров варьируется в пределах от пяти до ста кубических метров, а вертикальные — более экономные с точки зрения занимаемой площади — могут вместить от ста до пяти тысяч кубометров жидкости.

Производятся пожарные емкости из листовой стали, как правило, имеющей антикоррозийное покрытие, марка которой берется с учетом климатических условий эксплуатации. Прочность корпуса достигается за счет жесткостной внутренней диафрагмы.

Для монтажа пожарного резервуара необходимо подготовить основание, в качестве которого чаще всего используются бетонные плиты (подушка), дорожные блоки или же металлические опоры.

Резервуар можно закрепить на металлические опоры с таким расчетом, чтобы он был на расстоянии от трех до семи метров от земли. Однако крупные цилиндрические емкости, несмотря на дороговизну подготовительных работ, выгоднее размещать под землей: так они занимают меньше места и не требуют теплоизоляции, которая необходима для надземных конструкций. Для обеспечения теплоизоляции дополнительно потребуется:

— наличие змеевика, соединяющего резервуар с котельной или теплотрассой;

— монтаж стеклопластиковых обогревателей;

— принудительная циркуляция реагента внутри емкости.

Структура комплекта

Пожарный резервуар комплектуется смотровой площадкой, лестницей или скобами, а также приборами, отвечающими за контроль над уровнем реагента. Требования, предъявляемые к оснащению пожарного резервуара, подразумевают установку следующего оборудования:

  1. Дренажный колодец, который необходим для заполнения пожарной машины реагентом. Он служит связующим звеном между резервуаром и ливневой канализацией.
  2. Патрубок наливной, через который посредством перекрывающей задвижки происходит заполнение емкости.
  3. Патрубок всасывающий с задвижкой, через который емкость заполняется насосами.
  4. Патрубок сливной, который служит для плановых и внеплановых сливов, в том числе и при выполнении ремонта.
  5. Патрубок переливной, который соединяет дренажный колодец, канализацию и емкость и используется в случае ее переполнения.

При обустройстве пожарного резервуара важно учитывать вероятность возникновения пламени, его интенсивность и предполагаемую скорость его ликвидации. Исходя из этого, можно будет просчитать и его объем. Следует также принять к сведению скорость наполнения реагентом резервуара, мощность насосов и пропускную способность кранов, а также предусмотреть возможность использования резервных емкостей, которые в совокупности должны иметь не менее половины аварийного запаса воды. В экстренных ситуациях допускается использование мощностей имеющейся в распоряжении предприятия системы водоснабжения. Уровень реагента во всех пожарных емкостях должен быть одинаковым. Кроме того, нужно предусмотреть свободный подъезд к резервуарам спецтранспорта по твердому покрытию.

Запас и регулировка водоснабжения

За запас и регулировку водоснабжения отвечают следующие сооружения и инженерные системы: водонапорные башни, а также воздушно-водяные котлы. Они накапливают жидкость для регулировки ее уровня в системе, а также на случай возгорания и при необходимости обеспечивают нужный объем. Необходимость в достаточном запасе жидкости продиктована неспособностью водопроводной системы предоставить в экстренных ситуациях необходимый объем.

Нужный запас воды для локализации и ликвидации пламени можно примерно подсчитать по такой формуле: при расходе до двадцати пяти литров за секунду ее должно хватать на борьбу с огнем в течение трех часов, при большем расходе — до шести часов. Причем расходовать этот запас можно только в случае оповещения о начале пожара. Для тушения огня нужно также обеспечить достаточный напор реагента. При расчете напора следует учитывать мощность насосного оборудования и пропускную способность кранов.

Оборудование и системы, которые отвечают за напор и сохранение необходимого объема воды, должны быть рассчитаны на экстремальные условия работы сверх предполагаемого временного регламента.

Если по каким-либо веским причинам невозможно обеспечить расчетный расход жидкости на удовлетворение жестких требований, продиктованных пожарной безопасностью, то в некоторых случаях допускается установка помповых насосов и дополнительных резервуаров с неприкосновенным запасом, а также забор воды из централизованной системы водоснабжения за счет сокращения ее подачи на другие объекты.

Резервуары в системах водоснабжения

В системах водоснабжения используются резервуары, которые являются одними из их основных сооружений, гарантирующими хранение запасов воды и обеспечение ее подачи потребителю в необходимом количестве в любое время суток.

Резервуары для накопления и хранения запасов питьевой воды использовались с незапамятных времен. На территории Европы (Чешская Республика) сохранился до наших дней небольшой по габаритам резервуар-накопитель, построенный в 1495 г. в архитектурном стиле, характерном для поздней готики.

Современные резервуары отличаются большими габаритами и несколько иными функциями, чем резервуары-накопители. Резервуары систем водоснабжения различают по следующим признакам: назначению, форме в плане (круглые или прямоугольные); высоте расположения (напорные и безнапорные); степени заглубления (подземные, наземные); материалу (железобетонные, стальные, бетонные и т.д.).

По назначению резервуары подразделяются на запасные, регулирующие, противопожарные резервуары, работающие как водонапорные башни или баки пневматических установок,

Запасные резервуары обеспечивают надежность и бесперебойность работы систем водоснабжения. Регулирующие емкости способствуют более равномерной работе насосных станций, так как отпадает необходимость в подаче насосами пиковых расходов воды. Их характерным примером являются водонапорные ба ш ни. Противопожарные резервуары, обычно устраиваемые на промышленных объектах и объектах сельскохозяйственного водоснабжения, создают необходимый противопожарный запас воды. Резервуары, сооружаемые на высоких отметках местности, выполняют роль водонапорных башен. При одинаковой емкости стоимость такого резервуара значительно меньше стоимости башни. Высоко расположенные напорные резервуары обычно служат не только регулирующими емкостями, их часто используют одновременно и для хранения аварийных или пожарных запасов воды. В отличие от напорных резервуаров безнапорные обычно служат регулирующими емкостями на водоочистных станциях. Эти сооружения называются резервуарами чистой воды. Они находятся на границе двух зон системы: равномерной подачи насосами I подъема и неравномерной (ступенчатой) подачи насосами насосной станции II подъема. Крупные резервуары из монолитного железобетона сооружают объемом от 50 до 2000 м 3 и диаметром 4,7-25,4 м при высоте 3,5-4,5м. Резервуары из сборного железобетона имеют объем: круглые — от 50 до 3000 м 3 , прямоугольные — от 50 до 20 000 м 3 . Применяются железобетонные резервуары цилиндрической формы с купольным перекрытием объемом до 600 м 3 . В условиях умеренного климата они заглубляются на половину высоты цилиндрической части и обсыпаются землей слоем толщиной около 1 м в целях теплоизоляции верхней части и перекрытия. Резервуары объемом более 600 м 3 устраивают с плоским перекрытием.

Читать еще:  Как найти точку максимума производной

Резервуары чистой воды и их обвязка

1 — ввод воды в резервуар; 2 — отвод воды на промывку фильтров; 3 — отвод пожарного расхода воды; 4 — переливные трубы; 5 — удаление осадка

Обвязка резервуаров и оборудование их трубами и арматурой зависят от назначения и расположения их в системе водоснабжения. Для обеспечения надежной и бесперебойной работы системы водоснабжения обычно устанавливают не менее двух идентичных резервуаров. Резервуары оборудуют подводящими, отводящими, переливными и спускными трубами.

Для регулирования подачи воды в резервуары устанавливают автоматические устройства или поплавковые запорные клапаны на подающем трубопроводе. Резервуары оборудуют люками, скобами (лестницами), необходимыми для осмотра, чистки и ремонта сооружений. На рисунке выше показана схема коммуникаций для резервуаров чистой воды, расположенных на водоочистной станции.

Полная емкость резервуара разделяется на регулирующую (от горизонта х-х до горизонта п-п) и запасную — пожарную (от горизонта п-п до дна). Вода поступает из очистных сооружений по трубе, расположенной у дна резервуара. Всасывающие трубы пожарных насосов находятся на отметке дна резервуара, что позволяет израсходовать весь пожарный запас в случае чрезвычайной ситуации. Всасывающие трубы насосов хозяйственно-питьевого назначения находятся на уровне п-п и, таким образом, не могут забирать воду, находящуюся ниже этого уровня.

Как указывалось выше, другим типом регулирующих резервуаров, используемых в системах водоснабжения, являются водонапорные башни, Они представляют собой конструкцию в виде поддерживающего ствола и бака с запасом воды. Водонапорные башни необходимы для сглаживания режима работы насосной станции II подъема в соответствии с режимом водопотребления.

При значительной неравномерности водопотребления практически трудно (либо экономически невыгодно) достичь совпадения потребления и подачи воды. В данной ситуации водонапорные башни являются весомой альтернативой каким-либо другим устройствам.

Водонапорные башни, являясь неотъемлемой составной частью архитектурных ансамблей городов, имели свой определенный колорит и отличительные особенности.

Место расположения водонапорной башни в значительной мере определяется рельефом местности. Как правило, ее устанавливают на возвышенных отметках с целью уменьшения строительной стоимости. Однако в общем случае место ее установки должно определяться гидравлическими и технико-экономическими расчетами систем подачи и распределения воды.

Если башня на местности располагается между насосной станцией II подъема и городом, то такая система водоснабжения называется с башней в начале сети, а если на противоположной стороне, т.е. в конце города по отношению к точке подачи воды в водопроводную сеть, то системой водоснабжения с башней в конце сети. Такая башня называется контррезервуаром. Вместо водонапорной башни может быть установлен наземный или подземный напорный резервуар, если вблизи города имеются достаточно высокие отметки земли. Емкости могут быть установлены и в промежуточное положение, если возвышенные отметки находятся в черте населенного пункта.

Регулирующий объем водонапорной башни определяют по совмещенным ступенчатым или интегральным графикам работы насосов и водопотребления. Дополнительно объем бака башни должен содержать противопожарный запас, рассчитанный для населенных пунктов на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин, а для промышленных предприятий — на тушение только одного внутреннего пожара. Иногда в водонапорной башне содержится и аварийный запас воды.

Регулирующий объем бака определяют по максимальному остатку воды в нем. Как видно из таблицы ниже, регулирующий объем бака при ступенчатой работе насосов равен 5,20%, а при равномерной работе — 19,16%, т.е. при ступенчатой работе насосов можно значительно сократить объем бака.

Определение требуемого регулирующего объема бака водонапорной башни для случая равномерного и ступенчатого режима работы насосов в течение суток

Подача насосами при работе

Приток в бак при работе

Расход из бака при работе

Остаток в баке при работе

Графический расчет выполняют путем построения интегральной кривой водопотребления и графика подачи воды насосами.

Регулирующий объем бака равен сумме наибольших разностей ординат между кривыми 1 и 2. При равномерной работе насосов эта сумма составляет 13,02 + 6,14 — 19,16% суточного расхода.

Вода в бак подается по трубе 1 на отметку, соответствующую наибольшему наполнению.

Интегральный график водопотребления (1) и подачи воды насосами (2)

Схема оборудования водонапорной башни трубопроводами

1 — водоподъемная труба; 2 — отводящий трубопровод; 3 — обратный кланам; 4 — сетка; 5 — поплавковый клапан; 6 — воронка; 7—грязевая труба; 8 — задвижка; 9— переливная труба

На конце трубы установлен поплавковый клапан 5 для автоматического закрытия подающей трубы при наполнении бака. Из бака вода отводится по трубам 1 и 2. Труба 2 оборудована обратным клапаном 3, препятствующим поступлению по ней воды в бак. Конец трубы 2 с сеткой 4 расположен на некоторой высоте над дном, с тем чтобы не происходило засасывания осадка, который может скапливаться на дне бака. Задвижка 8 предназначена для отключения водонапорной башни от сети. К переливной трубе 9 с воронкой 6 присоединена грязевая труба 7 с задвижкой 8, предназначенная для удаления скапливающегося на дне бака осадка и отвода воды при его промывке. При жесткой заделке труб в днище резервуара на стояках трубопроводов 1 и 9 устраивают сальниковые компенсаторы.

При такой схеме оборудования водонапорной башни обеспечивается постоянное перемешивание воды в баке, что препятствует ее замерзанию. Для оборудования башни применяют стальные трубы. С целью осмотра бака снаружи и внутри устанавливают лестницы.

Резервуары водонапорных башен, как правило, — круглой формы в плане. Предпочтительно, чтобы отношение высоты бака башни к ее диаметру было небольшим. В этом случае исключаются значительные колебания напоров в системе при различных режимах и обеспечиваются более благоприятные условия работы насосов.

Резервуары водонапорных башен изготавливают железобетонными и стальными. Наиболее широкое распространение получили железобетонные резервуары, защита которых от коррозии проще и долговечнее защиты стальных. Стальные баки характеризуются меньшей массой, индустриальностью изготовления и монтажа, полной герметичностью. Они нашли достаточно широкое применение в зарубежных странах.

Резервуары могут иметь плоское или вогнутое днище. Придание вогнутым днищам полусферической, эллипсоидной и радиальноконической форм позволяет увеличивать диаметр резервуара (при одном и том же объеме) по сравнению с диаметром резервуара с плоским днищем. Благодаря этому колебания напора могут быть сокращены до минимума, однако такие резервуары сложнее в изготовлении. В нашей стране наиболее широко применяют резервуары с плоским и полусферическим вогнутым днищем.

При наличии опасности замерзания воды в резервуаре вокруг него устраивают шатер, который в зависимости от конструкции водонапорной башни выполняется из железобетона, кирпича или дерева. Для предотвращения замерзания возможно применение электрообогрева.

В башнях большой вместимости при наличии обмена воды с относительно высокой температурой шатры могут отсутствовать даже в суровых климатических условиях. Бесшатровые металлические башни бывают как с теплоизоляцией, так и без нее. Резервуар башни перекрывается сверху. Перекрытие (крыша) обеспечивает его жесткость и служит для защиты от температурных колебаний и попадания загрязнений. Поддерживающие конструкции водонапорных башен выполняют из железобетона, металла и кирпича в виде сплошной стенки или колонн, имеющих различное архитектурное оформление.

Наибольшее распространение получили конструкции из железобетона. Внутреннее пространство, образуемое поддерживающими конструкциями, может использоваться для технических и общественных нужд, но при условии исключения какого-либо воздействия на качество воды, находящейся в резервуаре.

Водонапорные башни могут быть выполнены также из кирпича и дерева. Деревянные водонапорные башни применяют в основном на временных водопроводах. Их оборудуют сигнализацией, передающей показания уровня воды на насосную станцию или диспетчерский пункт водопроводного хозяйства.

Для промышленного водоснабжения разработаны различные конструкции башен большого объема (вместимостью до 3600 м 3 ). Конструктивные отличия таких башен заключаются в том, что их центральный ствол выполняется в виде стальной трубы диаметром до 3 м, являясь одновременно несущей конструкцией, подводящеотводящей трубой и дополнительной емкостью для воды.

Объем регулирующей емкости водонапорной башни будет тем меньше, чем ближе график работы насосной станции II подъема к графику водопотребления. Как отмечалось выше, это достигается увеличением ступеней графика работы насосной станции и, следовательно, установкой большего числа насосов. В любом случае объем регулирующих емкостей должен быть достаточным для обеспечения суточного водопотребления при их совместной работе с насосными станциями.

Как уже отмечалось, в резервуарах чистой воды должен храниться ее запас на тушение пожара Wп. Противопожарный объем воды на трехчасовой запас определяется по следующей формуле: Wп = wп +qx-n -w

где wп — количество воды, расходуемой на локализацию пожаров в течение нормативного времени (3 ч); qxn — суммарный объем воды, соответствующий наибольшему водопотреблению в течение 3 ч (в соответствии с графиком водопотребления); w — объем воды, поступающей от очистных сооружений в резервуар чистой воды в течение 3 ч.

Кроме того, резервуар чистой воды содержит запас воды на промывку фильтров Wф и другие собственные нужды станции водоподготовки. Тогда суммарный объем W резервуаров чистой воды с учетом регулирующего объема Wp составит: W = Wп + Wф + Wp

В системах водоснабжения небольших объектов иногда находят применение гидропмвматические установки. Они выполняют роль водонапорной башни. Требуемый напор в них создается давлением сжатого воздуха. Существует две разновидности гидропневматических установок — с переменным и постоянным давлением. Схема установки переменного давления показана на рисунке ниже.

В часы минимального водопотребления, когда подача воды насосами 2, забирающими воду из резервуара 1, превышает водопотребление, избыток воды (снижение уровня с z4 до z3) поступает в водовоздушный бак 5. При этом постепенно повышается уровень воды (с z.1 до z2) и увеличивается давление воздуха вследствие его сжатия. При достижении максимального уровня в баке, соответствующего отметке z2, реле давления 4 размыкает цепь питания катушки магнитного пускателя 3 и электродвигатель насоса отключается от питающей его электросети, С этого момента подача воды в водовод 7 осуществляется от гидропневматического бака под давлением сжатого воздуха ртах. В процессе сработки уровня воды давление в баке снижается.

Сохранение запасов воды в пожарных резервуарах

Пожарный резервуар представляет собой ёмкость для хранения жидкости для локализации пожаров. Это оборудование предусматривается в тех случаях, когда водозабор из источника водоснабжения экономически невыгоден, невыполним технически или же его объёма недостаточно для устранения возгорания.

Такие резервуары монтируются в инженерной системе пожаротушения на предприятиях, имеющих признаки повышенной опасности в производственном процессе. К этой же категории относят и автозаправочные станции, нефтебазы и склады горюче-смазочных материалов (ГСМ).

Читать еще:  По сосудам проводящей ткани передвигаются

Правила расположения

Размещение ёмкостей производится исходя из наличия зданий и сооружений, с учётом СНиП, не допуская превышения расстояний:

  • при установленных мотопомпах — в радиусе от 100 до 150 м;
  • при работе автонасосов — до 200 м.

Удалённость до зданий I и II степеней огнестойкости не ближе 10 м; до зданий III; IV; V степеней и открытых складов ГСМ — 30 м. Оборудование располагается таким образом, чтобы подача реагента могла быть осуществлена в любое время суток и в нужном количестве для тушения и внутреннего пожара, и возгорания извне.

Конструкционные особенности

Конструкционно пожарный резервуар — это одностенная вертикальная или горизонтальная ёмкость прямоугольной либо цилиндрической формы с конусообразным днищем. Горизонтальные пожарные водохранилища имеют вместимость от 5 куб.м. до 100 куб.м.

Вертикальные хранилища воды гораздо вместительнее — 100–5000 кубометров. Кроме того, при установке такая конструкция допускает экономию площади занимаемой территории.

Пожарные ёмкости производят из листовой стали с внутренним антикоррозийным покрытием (либо без него). Марки сталей для изготовления подбираются в соответствии с климатическими особенностями региона установки. Внутренние кольцевые жёсткостные диафрагмы обеспечивают дополнительную прочность корпусу.

Монтаж конструкции производится на основание. Для него могут быть использованы дорожные блоки, фундаментные плиты, бетонная подушка либо специальные металлические опоры на высоте от поверхности земли от 3-х до 7 метров. Ёмкость крепится на анкерных болтах через отверстия в основании. Монтаж может быть наземным или подземным.

Наземные конструкции в суровом климате нуждаются в дополнительной теплоизоляции ёмкости:

  • установка змеевика с подводом теплоносителя непосредственно от теплотрассы либо от котельной;
  • установка электрообогрева трубопроводов системы и самого резервуара посредством стеклопластиковых обогревателей;
  • организация принудительной циркуляции жидкости с целью недопущения замерзания.

Подземные сооружения имеют преимущество перед ёмкостями, размещёнными на поверхности, по экономия места и отсутствию необходимости утепления или подогрева внутренней полости в зимний период. Подземное хранилище жидкости для локализации огня может иметь только цилиндрическую форму.

Минусом подземного расположения считается комплекс дорогостоящих земляных работ, необходимость подготовки и надёжного закрепления основания. Кроме того, необходима внешняя гидроизоляция как защита от грунтовых вод, основанная на многослойном покрытии эпоксидными лакокрасочными материалами или полимерами.

Наполнение происходит при помощи насосов через предусмотренный в сооружении люк.

Структура комплекта

В соответствии с конструкцией в комплект пожарного резервуара включаются лестницы или скобы для подъёма-спуска персонала, смотровые площадки, датчики и приборы контроля уровня жидкости.

В конструкции всей системы по современным требованиям необходимо предусмотреть следующее оборудование:

  1. наливной патрубок. Наполнение резервуара происходит через перекрывающую задвижку-трубопровод;
  2. дренажный колодец. Он нужен для заполнения водой пожарной автомашины. Он связывает резервуар при переливах с ливневой канализацией;
  3. всасывающий патрубок с задвижкой. Через него происходит заполнение пожарными насосами;
  4. сливной патрубок с перекрывающей задвижкой для плановых, аварийных сливов, а также для слива при осмотре, контроле или ремонтных работах;
  5. переливной патрубок. Он соединён с дренажным колодцем и канализацией на случай переполнения резервуара.

Основными факторами при выборе и устройстве конструкции для пожаротушения являются количество возможных возгораний и продолжительность их по времени. Поэтому для правильного подбора резервуара определяется ориентировочное число предполагаемых вероятных возгораний за определённый временной промежуток. Также рассчитывается продолжительность времени, планируемого на устранение возгорания.

Затем устанавливается оптимальный объём пожарного резервуара — с условием обеспечения водой пожаротушения из внутренних пожарных кранов, с учётом потребности спринклерных и дренчерных установок, не обеспеченных собственными резервными запасами. При расчёте допускается возможность пополнения запаса пожарного резервуара во время пожара из общей системы водоснабжения.

Определяется количество необходимых ёмкостей на данной площадке. Расчёт должен быть таков, что при выходе из строя одной, оставшиеся должны быть заполнены не менее чем половиной аварийного объёма воды.

Уровни пожарных объёмов во всех резервуарах системы тушения огня должны поддерживаться на одинаковых отметках — как на самых низких, так и в наивысших точках.

К ёмкостям и колодцам необходимо обеспечить свободным доступом подъезд пожарных машин по твёрдому дорожному покрытию.

Запас и регулировка водоснабжения

В системах водоснабжения к регулирующим и запасным сооружениям хранения воды относят водонапорные башни, воздушно-водяные котлы (гидропневматические установки), накапливающие объёмы воды для регулирования работы всей системы, а также запасы на случаи пожаров. Регулирование запасов заключается в накоплении воды в водонапорных башнях при подаче в избытке и в заборе из неё при образующейся нехватке в общей системе водопользования.

Запас пожарного объёма воды предусматривается при технической невозможности получения оптимального количества воды из водопроводной системы для тушения возгорания. При этом существует методика расчёта неприкосновенного запаса противопожарного объёма. Обеспечивается создание неприкосновенного запаса на локализацию очага возгорания до 3 часов с расходом 25 литров в секунду и до 6 часов на расход свыше 25 литров в секунду.

Расходование неприкосновенного запаса водонапорной башни допускается лишь при поступлении извещения о пожаре.

Для тушения возгораний следует обеспечить необходимый напор подаваемой воды. Напоры подсчитываются исходя из условий создания струй из пожарных кранов или работы специальных установок внутри зданий.

Оборудование запасных резервуаров и водонапорных башен должно обеспечивать постоянное наличие неприкосновенного запаса воды, даже если в отдельных случаях насосные установки вынуждены работать сверх установленного регламента времени.

В случаях технической невозможности обеспечения расчётного расхода воды от источника водоснабжения, устанавливаются помпонасосы и запасные резервуары с НЗ для тушения пожара или сокращением подачи воды на иные потребности.

Резервуары чистой воды

Резервуары в системах водоснабжения используются как регулирующие емкости. Одновременно в них могут храниться противопожарные и аварийные запасы воды. Если рельеф местности позволяет располагать резервуары на достаточно высоких отметках, они могут служить напорными емкостями; если воду из резервуаров необходимо перекачивать к потребителю, то они называются безнапорными. Объем резервуаров зависит как от их назначения, так и от производительности системы водоснабжения. Объем резервуаров, устанавливаемых вместо башен, определяется по тем же принципам, что и регулирующие объемы водонапорных башен.

Регулирующий объем Wp резервуаров чистой воды, находящихся на территории очистных сооружений, определяют по совмещенным графикам работы насосных станций I и II подъемов. Этот объем необходим для согласования работы в равномерном режиме насосной станции I подъема и очистных сооружений с работой в неравномерном режиме насосной станции II подъема.

В резервуаре чистой воды (рис. 2.13) хранится также запас воды, необходимый для собственных, технологических нужд очистной станции fVCH, и запас воды для целей пожаротушения Wn. Тогда суммарный объем резервуара чистой воды составит IV = W + W + W.

Рис. 2.13. Резервуар чистой воды:

1 — подающая труба; 2 — поплавковый клапан; 3 — лазы; 4, 5, 6 — вентиляционная, переливная и спускная трубы; 7 — приямок; 8, 9 — всасывающая труба пожарного и хозяйственного насосов; 10 — отверстие для

Величина fVCH, определяемая технологическими расчетами, обычно составляет 2—8 % суточной производительности. Противопожарный объем Wn назначают из условия длительности пожара в течение 3 ч. В этот период насосы будут забирать из резервуаров пожарный расход qn и максимальный хозяйственно-питьевой расход qx_n.

Одновременно с этим в резервуар будет поступать вода от очистных сооружений в количестве q<, тогда противопожарный объем при 3-часовом запасе Wn = 3qn + qx_n — 3 qx где qx_n суммарный расход в период наибольшего водопотребления в течение 3 ч (в соответствии с графиком водопотребления).

При определении полного объема резервуара учитывают также аварийный запас, предусматриваемый в случае подачи воды по одному водоводу.

В современных условиях в основном применяют резервуары из железобетона. Они бывают различных конструкций, круглой и прямоугольной форм и монтируются различными способами. В некоторых странах применяют стальные резервуары. Однако из-за большой металлоемкости, трудности защиты от коррозии и необходимости устройства термоизоляции они не нашли широкого распространения.

В зависимости от заглубления резервуары подразделяют на подземные и полуподземные. Они бывают объемом от нескольких сот до десятков тысяч кубических метров и выполняются по типовым проектам.

На территории, снабжаемой водой из резервуаров одного назначения, их должно быть не менее двух. Между ними располагают специальные камеры (колодцы), в которых размещают задвижки для осуществления различных переключений между резервуарами и водоводами. Если в резервуарах не находится противопожарный и аварийный запас, то возможно устройство одного резервуара.

Резервуары оборудуются подводящими и отводящими трубопроводами, переливными и спускными устройствами, системой вентиляции, люками для прохода обслуживающего персонала и транспортирования оборудования, контрольно-измерительной аппаратурой. В целях предотвращения застаивания воды и изменения ее качества в резервуарах хозяйственно-питьевого назначения должен быть обмен пожарного и аварийного объемов в течение 2 суток.

Гарантия неприкосновенности пожарного запаса осуществляется путем устройства колена на хозяйственно-питьевом трубопроводе, в верхней части которого имеются отверстия, расположенные на отметке верха противопожарного уровня. Колено работает как сифон, в котором происходит срыв вакуума при снижении уровня воды до указанной отметки.

На рис. 2.14 приведена схема оборудования резервуара чистой воды, где сохранность противопожарного запаса обеспечивается путем устройства колодца.

Рис. 2.14. Схема оборудования трубопроводами резервуара чистой

Регулирующий объем находится между уровнями хх: и пп, а запасной — от уровня пп до дна резервуара. От очистных сооружений вода поступает по трубопроводу а в верхнюю часть резервуара. Всасывающие трубопроводы хозяйственнопитьевых насосов бхоз расположены в открытом колодце к (верх которого находится на уровне пп) и не могут забирать воду, предназначенную для пожаротушения. Пожарные насосы имеют самостоятельные всасывающие трубопроводы бпож, оканчивающиеся на отметке дна резервуара. Резервуар оборудуется также переливной трубой в, присоединенной к водостоку, а также спускной (грязевой) трубой г, идущей от низа приямка к переливной трубе.

Гарантия неприкосновенности пожарного запаса в резервуарах также может предусматриваться за счет отбора хозяйственно-питьевых и противопожарных расходов с разных отметок.

При больших объемах применяют резервуары прямоугольной формы с плоскими балочными или безбалочными перекрытиями. В настоящее время при строительстве резервуаров широко используется предварительно напряженный железобетон, что обеспечивает их повышенную прочность и герметичность.

Резервуар цилиндрической формы с плоским перекрытием объемом до 2000 м 3 показан на рис. 2.15.

Рис. 2.15. Конструкция резервуара цилиндрической формы:

1 — грязевая труба; 2 — приямок; 3 — лаз; 4 — вентиляционные

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector