ПРОВЕРКА ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ НА ПРОПУСК ВОДЫ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ

Рассчитав водопроводную сеть на основные случаи её работы, необходимо произвести поверочные гидравлические расчёты её на случай пожара в час максимального водопотребления, т.е. проверяют принятые диаметры линий сети на пропуск дополнительного количества воды, подаваемого для тушения пожара в намеченное место. Точками пожара назначают узлы сети, наиболее удалённые от водопитателя или расположенные на высоких отметках территории.

При поверочном расчёте на случай пожара на каждом участке сети определяется скорость воды, которая будет в трубопроводе при пропуске по нему дополнительного пожарного расхода.

V_пож. = (52)

где V_пож. – скорость на участке сети, м/с;

q_расч. – расчётный расход на участке сети, м³/с;

q_пож. – пожарный расход, м³/с (приложение Н);

d_ст. – диаметр трубопровода на участке, м.

Скорости течения воды на участках сети при пожаре не должны превышать допустимые (2,5 м/с).

Если скорости будут превышать допустимые, то необходимо увеличить диаметры труб на соответствующих участках.

В некоторых случаях, на отдельных объектах водоснабжения (школы, больницы, заводы, животноводческие фермы и пр.) возможна организация автономного пожаротушения с устройством противопожарных запасов воды и установкой пожарных насосов.

8.1 Расчёт и подбор водоподъёмного оборудования при заборе воды из подземного источника

В первой части расчётного задания рекомендуется рассчитать параметры и выбрать марку насоса (насосов) для насосной станции 1-го подъёма для забора воды из подземного источника (приложения Т-У).

Рассмотрим схему водозабора из напорного водоносного пласта. При этом зададимся следующими условиями:

- качество воды в водоносном пласте соответствует стандарту для воды, используемой для хозяйственно-питьевых нужд;

- мощность водоносного пласта полностью обеспечивает потребности в количестве воды для рассчитываемого объекта водоснабжения;

- водозабор осуществляется из скважины;

- в качестве водоподъёмного оборудования используются центробежные насосы типа К и Д, устанавливаемые на поверхности земли.

Рисунок 12 - Схема водозабора из напорного водоносного пласта

В пробуренную водозаборную скважину вода поступает из водоносного пласта. Так как пласт напорный, то вода в скважине поднимается выше кровли и останавливается на отметке, соответствующей пьезометрическому давлению в водоносном пласте. Эта отметка называется отметка статического горизонта воды в источнике.

Если из скважины начать откачивать воду, то уровень воды в ней упадёт и установится на более низкой отметке, называемой отметкой динамического горизонта воды в источнике. Разница между отметками статического и динамического горизонтов называется глубиной откачки и обозначается S.

Таким образом, выбирая отметку источника водоснабжения, необходимо иметь в виду отметку динамического горизонта воды в источнике.

Принимая во внимание, что водозабор осуществляется с поверхности земли насосами типа К и Д, расстояние от оси насоса до динамического горизонта источника на практике не должен превышать ≈ 7 м.

Таким образом, отметка источника водоснабжения в нашем случае равна:

Ñ_И = Ñ_{оси насоса} – (1…7 м), м (53)

Для того чтобы выбрать марку насоса, надо рассчитать его основные параметры расход и напор.

Расчётный расход насосной станции 1-го подъёма определяется по формуле:

Q_н.с. = (54)

где Q_н.с. – расчётный расход насосной станции, м³/с;

Q_{max сут.пос.} – максимальный суточный расход СНП, м³/сут.;

К_н.с. – коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды насосной станции, К_н.с. = 1,09;

Т – время работы насосной станции 1-го подъёма, Т = 24 часа.

Напор насосной станции 1-го подъёма определяется по формуле:

Н_н.с. = (Ñ_РЧВ - Ñ_И) + ∑h_И-РЧВ (55)

где Ñ_РВЧ – отметка напорного трубопровода на входе в резервуар чистой воды, м;

Ñ_И – геодезическая отметка источника водоснабжения, м;

∑h_И-РЧВ – общие потери напора в трубопроводе от источника водоснабжения до резервуара чистой воды, м.

Рассчитав Q_н.с. и Н_н.с., по сводному графику определяют марку насоса или насосов для водозабора.

Иногда по рассчитанным Q_н.с. и Н_н.с. выбрать марку насоса нельзя, так как насоса с такими параметрами не существует. Тогда выбирают два или несколько насосов и, соединяя из параллельно или последовательно, решают поставленную задачу.

Затем рассчитывают электрооборудование насосной установки.

Полезную мощность насоса, т.е. мощность, которую насос сообщает проходящей через него жидкости, определяем по формуле:

N_пол. = ρ · g · Q_н.с. · Н_н.с. (56)

где N_пол. – полезная мощность насоса, Вт;

ρ – плотность жидкости, кг/м³ (для воды ρ = 1000 кг/м³);

g – ускорение свободного падения, м/с²;

Q_н.с. – расчётный расход насосной станции, м³/с;

Н_н.с. – напор насосной станции, м.

Эффективная, или потребляемая насосом мощность, N_эф. больше полезной мощности на величину потерь мощности в самом насосе, которые оцениваются полным к.п.д. насоса η.

N_эф. = (57)

Значения η обычно приводятся в заводском паспорте насоса. Полный к.п.д. современных центробежных насосов составляет около 0,8. Электродвигатель обычно соединяется с насосом при помощи специальных муфт, имеющих к.п.д. равный единице. В таком случае величина потребляемой насосом мощности, или, как говорят, мощности на валу насоса N_эф., будет равна используемой мощности электродвигателя. Однако, учитывая возможные перегрузки, необходимо иметь некоторый запас мощности электродвигателя, поэтому её следует подсчитывать по формуле:

N_дв. = К_з · N_эф. (58)

где К_з – коэффициент запаса мощности, выбирается по приложению Ф в зависимости от N_эф.