водозаборные сооружения

Анализ совместной работы насосов и трубопроводов выполнен для нормального и аварийногорежима и представлен на рисунке 5.6.При нормальном режиме работы характеристика системы трубопроводов определяется по формуле ,где – суммарное сопротивление системы, c2/м5, определяется по формуле = (5.28)По формуле (5.29) = = 72,89 c2/м5.Расчеты характеристик сведены в таблицу 5.2.Таблица 5.2 – Расчет характеристик системы трубопроводов при нормальном режимеНапорыРасходы в долях от Qвз, м3/с00,25Qвз0,5Qвз0,75QвзQвз1,25Qвз1,5Qвз00,100,190,290,390,490,58Нг21,5021,5021,5021,5021,5021,5021,50SсQвз20,007,0914,1717,5023,3329,1735,00Н21,5028,5935,6739,0044,8350,6756,50При нормальном режиме работы фактическая подача составляет Qвз= 1350 м3/ч, что на 5% превышает требуемую подачу Qвз= 1284 м3/ч; фактический напор Нф= 30 м. При аварийном режиме работы характеристика системы трубопроводов описана формулой (5.29) = = 156,9c2/м5.Таблица 5.3 – Расчет характеристик системы трубопроводов при аварийном режимеНапорыРасходы в долях от Qвз, м3/с00,25Qвз0,5Qвз0,75QвзQвз1,25Qвз1,5Qвз00,100,190,290,390,490,58Нг21,5021,5021,5021,5021,5021,5021,50SсQвз20,0015,1727,2239,3850,5663,1975,83Н21,5036,6748,7260,8872,0684,6997,33При аварии с отключением одной нитки водовода фактическая подача двух рабочих насосов составляет Qфавр= м3/ч, что меньше требуемой подачи (Qвз= 902 м3/ч) на 30 %, что в пределах допустимого (30 %).Принята установка насосов под залив.Рисунок 5.6 –Анализ совместной работы насосов и трубопроводов выполнен для нормального и аварийного режимахОтметка пола машинного зала, м, определяется по формуле:(5.29)По формуле 5.30:.Отметка оси насоса по формуле:(5.30)где h1 – расстояние от оси насоса до его подошвы, м, согласно [6]h1=0,75 м;hф – высота фундамента под насос, м, принято h1=1,0 м;По формуле 5.31:.Диаметр каждой нитки водовода составляет 400 мм каждая; диаметр всасывающих с трубопроводов составляет 500 мм.Отметка пола машинного зала, м, определяется по формуле:(5.31)По формуле 5.28:.Отметка оси насоса по формуле:(5.32)где h1 – расстояние от оси насоса до его подошвы, м, согласно [6]h1=0,75 м;hф – высота фундамента под насос, м, принято h1=1,0 м;По формуле 5.29:.Диаметр каждой нитки водовода составляет 400 мм каждая; диаметр всасывающих с трубопроводов составляет 500 мм.В качестве запорно-регулирующей арматуры согласно [6] к установке приняты параллельные задвижки с электроприводом 30ч915бр с не выдвижным шпинделем диаметром 400 и 500 мм.В качестве расходомера на напорные трубопроводы принята труба Вентури. Для измерения давления на напорных трубопроводах предусмотрена установка манометров на всасывающих трубопроводах – ваккуметров.В качестве грузоподъемного оборудования принята кран-балка грузоподъемностью 1 т.5.3 Специальные вопросы5.3.1Удаление осадка из берегового колодцаДля удаления осадка из приемных камер берегового колодца принято использование насосов для сточных вод.Подбор насоса:1 Определение производительности насоса определяется по формуле:(5.30)где К – коэффициент разбавления осадка, принято К=2,3;Wос – объем удаляемого осадка, м3, определяется по формуле:(5.31)где Fкам – площадь камеры, м2, определено 86 м2;hос – глубина слоя осадка, м, принято hос =1,0 м;tос – продолжительность удаления осадка, ч, принято tос =1 ч.По формуле (5.30):.По формуле (5.31):.Требуемый напор определяется по формуле:(5.32)где Нг – геометрическая высота подъема воды, м, определяется по формуле:(5.33)По формуле 5.33:.hw– потери напора, м принято конструктивно hw=4 м.По формуле 5.32:.Согласно [6] к установке приняты два насоса марки GrundfosS1.80.100.170.4.54H.S.304.Q.N.D.511, с частотой вращения 1455 об/мин и мощностью 14 кВт. Габаритные размеры L=572 мм, В=437 мм; Н=1003 мм.5.3.2Оценка необходимости проведения шугозащитных мероприятийОтметка дна возле оголовка определена по формуле:(5.34)По формуле (5.34):.Отметка верха оголовка определяется по формуле:(5.35)По формуле (5.35):.Так как уровень осеннего шугоходаD=113,2 м, а толщина слоя шуги – 0,9 м, то отметки низа слоя шуги составит: С=113,2-0,9=112,3 м.Так как над оголовком обеспечен запас Х=С-А=112,3-109,29=3,01 м, который более одного метра, то никаких мероприятий по борьбе с шугой проводиться не будет.5.3.3РыбозащитаДля рыбозащиты предусмотрено устройство воздушно-пузырьковой завесы перед приемными окнами оголовка.Расчет системы подачи сжатого воздуха:1 Требуемая производительность воздуходувного аппарата определяется по формуле:(5.36)где q – интенсивность выхода кислорода из отверстий перфорированной части трубопровода, принимаем q =18 л/(с*м);lотв – длина перфорированной части воздуховода, определена из рисунка 5.4 lотв=3,7 м.По формуле (5.36):.Диаметр воздуховода определяется по формуле:(5.379)По формуле (5.39):.К прокладке принята металлическая стальная труба стандартным диаметром 80 мм.3 Длина воздуховода, м, определяется по формуле:(5.38)По формуле (5.38):4 Потери напора, м, определяются по формуле:(5.39)где hуд – удельные потери, м. принято hуд=0,018 (м вод. ст)/м.По формуле (5.39):.5 Требуемый напор воздуха аппарата определяется по формуле:(5.40)где Нг – геомтерическая высота подъема воздуха, определяется по формуле:(5.41)где zз – отметка земли, где расположен оголовок, определено zз=165,36м.По формуле (5.41):.По формуле (5.40):.Согласно [5] при расходе 3,996 м3/мин и требуемом напоре 11,23 метров к установке принята воздуходувка ВК-6.5.3.5Защита решетки от обмерзания льдомСогласно п. 5.2.3 настоящей работы в качестве защитного мероприятия принят электроиндукционный обогрев решетки.Расчет произведен по методике изложенной в [5].Расчет электрообогревная решетки:1 Электрическая мощность для обогрева стержней, кВт, определяется по формуле:(5.42)где α – коэффициент теплоотдачи от поверхности стержня к воде, ккал/(м2*ч*0С), определяется по формуле:(5.43)где b – ширина стержня решетки, м, принято b=0,165 м;d – диаметр стержней решетки, м, принято d=0,032м;v – скорость движения воды в прозорах решетки, м/с, определяется по формуле:(5.44)где nреш – количество решеток, согласно п. 5.2.3 nреш=2 шт;Нреш – высотарешеток, м, согласно п. 5.2.3 Нреш=1,2 м;А – ширина решеток, м, А=1,0 м;n – количество стержней, определено n=12;Fст– площадь обогреваемой поверхности стержней решетки, м 2, определяется по формуле:(5.45)где Рс – периметр стержня (кожуха), определено Рс=0,38 шт;∆t – разность температур стержня и воды, 0С, принято ∆t=0,10СПо формуле (5.43):.По формуле (5.44):.Коэффициент теплоотдачи определен по формуле (5.45):.По формуле (5.45):2 Удельное напряжение электрического тока, В/м, подаваемого на греющий кабель, определяется по формуле:(5.46)где U – подаваемое напряжение на стержень, принято U=110В.По формуле (5.46):.3 Требующая удельная мощность, кВт/м, определяется по формуле:(5.47)По формуле (5.47):.4 В качестве греющего кабеля принят теплостойкий кабель марки РКГМ однопожильный с сечением провода 6 мм2 (1×6). С количеством витков в каждом сечении – пять.5 Фактическая удельная мощность, переходящая в тепло, определена по рисунку 1,2 [5], что больше .6 Допустимая сила тока в электрическом кабеле из условия перегрева А, определяется по формуле:(5.48)где kвл – коэффициент взаимного влияния проводников, принято kвл=0,68;kпр – коэффициент принимаемый при прокладке кабеля в воде, принято kпр=1,75; – длительно допустимый ток для данного кабеля при его прокладке на воздухе температурой 20 градусов, для кабеля РКГМ (1×6),.По формуле (5.48):.7 Фактическая сила тока в принятом кабеле согласно рисунку 1.2 [5], что меньше при этом обеспечивается не перегрев кабеля.8 Требуемая мощность электрического трансформатора, кВт, определяется по формулам:(5.49)(5.50)По формуле (5.49):По формуле (5.50):.Из двух значений принято наибольшее.6Определение границ поясов зоны санитарной охраны6.1Граница первого поясаСогласно [2] границы первого пояса установлены на расстоянии от водозабора:- вверх по течению – 200 м;- вниз по течению – 100м;- по прилегающему к водозабору берегу – 100 м от уреза воды; - в направлении к противоположному берегу – 50 м от водоприемного оголовка.Границы первого пояса показаны на рисунке 6.1.Рисунок 6.1 – Границы первого пояса санитарной охраны6.2Граница второго поясаСогласно [2] границы второго пояса установлены на расстоянии:- вверх по течению – 700м;- вниз по течению – 250м;(6.1)где vср – средняя скорость реки на участке от верхней границы до водозабора, м/с, принято 0,32 м/*с;Т – время, необходимое для завершения процесса самоочищения водоема, сут, принято Т= 5 сут..Граница второго пояса показана на рисунке 6.2.Рисунок 6.2 – Граница второго пояса6.3Граница третьего поясаГраница третьего пояса вниз и вверх по течению совпадают с границами второго пояса, боковые границы – на расстоянии 4000 м от уреза воды.Граница третьего пояса показана на рисунке 6.3.Рисунок 6.3 – Граница второго и третьего пояса санитарной охраныСписок использованных источников1Кунц К.Л., Ким И.Л. Проектирование скважинного водозабора в системах железнодорожного водоснабжения: Метод.указ. К выполнению курсового проекта для студентов, обучающихся по специальности «Водоснабжение и водоотведение». Новосибирск: Изд-во СТУПСа, 2009. – 24 с.2 СП 3113330 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / М. Стройиздат, 2012 – 122 с.3 Кунц К.Л., Иващенко А. Т. Речные водозаборные сооружения: Методю указ. К выполнению курсового проекта для студентов, обучающихся по специальности «Водоснабжение и водоотведение». Новосибирск: Изд-во СТУПСа, 2002. – 24 с. 4 Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб / М. Стройиздат, 2009. – 116 с.5 Оборудование водопроводно-канализационных сооружений: справочник монтажника под ред. Москвитина А. С./ М. Стройиздат, 2009. 6Насосы. Каталог-справочник / Бадыгин В.В. и др. Новосибирск, НГСАУ, 1999. – 97 с.7 Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации / Перешивкин А. К., Александров А. А., Булынин Е.Д. и др. – М.: Стройиздат, 2000. – 653 с.