КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: Противопожарное водоснабжение Тема: «Проект объединенного водопровода для населенного пункта и промышленного предприятия»
КП – 02068999 – 38 – 280104.65 – 04 – 00.00.000. ПЗ
Руководитель проекта ______________________ Е.Я. Мухамеджанова
Разработал студент группы ПБ – 418 ____________ А.Ю. Бондаренко
Омск 2011
Введение…………………………………………………………………………3 1 Исходные данные для проектирования…………………………………….4 2 Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственно – питьевые, производственные и пожарные нужды населенного пункта и предприятия……………………………………………………………...5 2.1 Определение водопотребителей…………………………………………..5 2.2 Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно – питьевые и производственные нужды………………………………………………………….5 2.3 Определение расчетных расходов воды на пожаротушение…………..12 3 Гидравлический расчет водопроводной сети промышленного пункта…14 4 Определение узловых расходов……………………………………………18 5 Определение режима работы насосной станции 2-го подъема………….22 6 Гидравлический расчет водоводов………………………………………..26 7 Расчет водонапорной башни……………………………………………….28 7.1 Определение высоты водонапорной башни…………………………....28 7.2 Определение емкости бака водонапорной башни………………………28 8 Подбор насосов для насосной станции 2-го подъема……………………31 9 Гидравлический расчет внутренней водонапорной сети производственного здания………………………………………………………………………………32 Заключение……………………………………………………………………..39 Список использованной литературы…………………………………………40 Приложение А Схема системы водоснабжения с нанесением расчетного количества пожарных гидрантов Приложение Б Схема насосной станции второго подъема с указанием расчетного количества насосов. Приложение В Схема устройства для сохранения пожарного объема воды в резервуаре чистой воды.
Вода необходима для жизни. При проектировании зданий, особенно жилых, требуется, чтобы во все жилища без исключения подавалась вода в соответствии с их основными потребностями. Фактически это обеспечивается действующими законами. «Основные потребности» включают в себя не только воду, необходимую для поддержания жизни, но также и воду для санитарных и противопожарных нужд. Целью курсовой работы является систематизирование, закрепление и углубление знаний в области противопожарного водоснабжения. В работе необходимо запроектировать объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод, который должен обеспечивать расход воды на хозяйственно-питьевые нужды поселка, хозяйственно-питьевые нужды предприятия, хозяйственно-бытовые нужды театра, производственные нужды предприятия, тушение возможных пожаров в поселке и на предприятии.
1 Исходные данные для проектирования
Схема (см. рисунок 2.1) объединенного хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водопровода низкого давления предприятия и поселка с забором воды из подземного водоисточника (артезианские скважины). В начале магистральной сети установлена водонапорная башня.
2
2.1 Определение водопотребителей
Объединенный хозяйственно-питьевой, производственный и противопожарный водопровод должен обеспечить расход воды на: - хозяйственно-питьевые нужды поселка; - хозяйственно-питьевые нужды предприятия; - хозяйственно-бытовые нужды общественных зданий (кинотеатр); - производственные нужды предприятия; - тушение возможных пожаров в поселке и на предприятии. 2.2 Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.
Определение водопотребления начинаем с поселка, поскольку он является основным потребителем. 2.2.1 Поселок. Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды для населенных пунктов определяются по СНиП 2.04.02-84*, п. 2.1, табл. 1, примечание 4 и зависят от степени благоустройства районов жилой застройки.
Рисунок – 2.1 Схема хозяйственно-противопожарного водопровода предприятия и населенного пункта:1 – артезианские скважины; 2 – Резервуары чистой воды; 3 – камера переключения; 4 – насосная станция 2-го подъема; 5 – водоводы; 6 – водонапорная башня; 7 – водопроводная сеть промышленного предприятия; 8 – производственные здания; 9 – ввод в здание; 10 – водовод, подающий воду в населенный пункт; 11- поселок; ЗСО – зона санитарной очистки; lнс-вб - расстояние от насосной станции II подъема до водонапорной башни; l – длина участка Расчетный (средний за год) суточный расход воды Qcут.max, м3/cут на хозяйственно-питьевые нужды определяем по формуле (1)
где qж – удельное водопотребление на одного жителя, принимаемое по таблице 1 (СНиП 2.04.02-84*); Nж – расчетное число жителей в районах жилой застройки с различной степенью благоустройства. . Суточный расход с учетом примечания 4, п. 2.1 СНиП 2.04.02-84* (водопотребление на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами и неучтенные расходы) Q/сут.m = (1,1-1,2) Qсут.m, (2) Q'cут.max = 1,15 × Qcут.max = 1,15 × 11500 = 13225 м3/cут. Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления Qcут.max м3/cут определяется по формуле: Qсут.max = 1,3 × 13225 = 17192,5м3/cут. Qсут.max = kсут.max × Q/сут.m, (3) где kсут.max – коэффициент суточной неравномерности водопотребления определяем по п. 2.2 (СНиП 2.04.02-84*) и зависит от уклада жизни населения, режимов работы предприятий, степень благоустройства зданий и т.д. Расчетный часовой расход воды qч.max определяется по формуле (4): qч. max = kч. max × Qсут.max / 24, (4) где kч. max – коэффициент часовой неравномерности водопотребления определяем из выражения (5) kч. max = amax × bmax, (5) где amax – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаем по п. 2.2 (СНиП 2.04.02-84*); bmax – коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаем по таблице 2 СНиП 2.04.02-84*.
kч. max = 1,4 × 1,1 = 1,54, Тогда qч. max = 1,54 × 17192,5 / 24 = 1103,18 м3/ч. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды гостиницы определяются по формуле (6): , (6) где qоб.зд – норма расхода воды потребителями в сутки для общественных зданий принимается по приложению 3 СНиП 2.04.01-85*; Nиз – количество измерителей (по заданию).
. Общий расход воды по поселку: , (7)
2.2.2 Предприятие. В соответствии п. 2.4 СНиП 2.04.02-84*, приложения 3 СНиП 2.04.01-85* и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем q'н.х-п = 25 л/ (см.чел). Водопотребление в смену определяем по формуле , (8) где q¢н.х-п – норма водопотребления на одного человека в смену; Nсм - количество работающих в смену. Qпрсм.х-п = 25 × 500 / 1000= 12,5 м3/ч Суточное водопотребление определяется по формуле , (9)
Qпрсут.х-п = 12,5 × 2 = 25 м3/cм. Количество воды по пользованию душем в бытовых помещениях промышленных предприятий определяется по формулам Qдушcм = 0,5 × t × Nc. (10) где t = 1 ч – продолжительность действия душа после смены (приложение 3 СНиП 2.04.01-85*); 0,5 м3/ч – норма расхода воды через одну душевую сетку (приложение 3 СНиП 2.04.01-85*); Nс – количество душевых сеток, шт.
Nc = N¢см / 5, (11) N¢см – количество рабочих, принимающих душ после смены (по заданию). Под одной душевой сеткой в течение часа, исходя из санитарных норм, моется 5 человек; Nc = (500 × 0,6) / 5 = 60 шт.
Qдушсм = 0,5 × 1 × 60= 30 м3 в сутки Qдушсут = Qдушсм × ncм , (11) где nсм – количество смен Qдушсут =30 × 3 = 90 м3/cм Расход воды на производственные нужды в смену Qпрсм = 500 м3/cм,
Часовой расход воды . (12) qпрч = Qпрсм / tсм = 500 / 8 =62,5 м3/ч. Суточное водопотребление на производственные нужды Qпрсут = Qпрсм × ncм , (13) Qпрсут = 500 × 3 = 1500 м3/сут. Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит åQпрсут = Qпрсут.х-п + Qпрсут + Qдуш.сут , (14) åQпрсут =25 + 1500 + 90 = 1615 м3/cут. Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию åQобсут = åQпоссут + åQпрсут , (15) åQобсут = + 1615 =18843,5 м3/сут.
2.2.3 Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (таблица 2.1.). Пояснение к таблице 1. В графе 1 приведены часовые промежутки от 0 до 24 ч. В графе 2 – расход воды поселком по часам суток в процентах от суточного водопотребления согласно приложению 12 при Кч = 1,25. В графе 3 – расход воды поселком на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час суток в м3. Например, с 10 до 11 ч расходуется 4,85% от Qсут = 34385 × 4,85% / 100% = 1667,7 м3/ч.
Таблица 2.1. – Водопотребление по часам суток на предприятии и в поселке
В графе 4 – расход воды на хозяйственно-питьевые нужды общественного здания (в нашем примере - прачечная) по часам суток в процентах от суточного расхода. Распределение расходов по часам суток принято по приложению 13 при Кч = 1.
1,6 × 6,0% / 100% = 0,096 м3/ч. В графе 6 – расход на хозяйственно-питьевые нужды предприятия по часам смены в процентах от сменного расхода. Распределение расходов по часам смены принято по приложению 13 при Кч = 3. В графе 7 – количество воды в м3, расходуемое предприятием на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час смены (например, с 10 до 11 часов расходуется 6,25% сменного расхода предприятия) 10,0 × 6,25% / 100% = 0,625м3/ч. В графе 8 – расход воды на работу душа, который учитывается в течение часа после работы каждой смены (например, первая смена заканчивается в 16 ч, душ работает с 16 до 17 ч). В графе 9 – расход воды на производственные нужды, равномерно распределен по часам смены (Qпсм = 400 м3, продолжительность смены 8 ч). м3/ч. В графе 10 – сумма расходов всех потребителей в определенный час суток в м3 (например, с 16 до 17 ч расходуется) = 1598,9+ 0,088 + 0,625 + 24 + 50 = 1673,6 м3/ч. В графе 11 – сумма расходов всех потребителей в определенный час суток в процентах от суммарного суточного расхода, например, суммарный суточный расход 35271,6 м3, а суммарный расход с 8 до 9 ч – 1862,8, что составляет 1862,8× 100% / 35271,6 = 5,2%. При составлении таблицы необходимо для контроля суммировать графы, например, сумма графы 3 должна быть равна и т.д. Из таблицы 1 видно, что по поселку и предприятию наибольшее потребление воды происходит с 8 до 9 часов, в это время расходуется на все нужды 1862,8 м3/ч или Qпос.пр= 1076,2×1000 / 3600 = 298,9 л/c. По предприятию расчетный расход Qпр = (0,78 + 92,5) × 1000 / 3600 = 25,9 л/c. По кинотеатру Qпрач=2,88 × 1000 / 3600 = 0,8 л/c. Собственно поселок расходует Qпосрас=Qпос.пр– Qпр– Qпрач, (16) Qпосрас= 298,9 – 25,9 – 0,8 = 272,2 л/c.
Рисунок 2.1 – График водопотребления
2.3 Определение расчетных расходов воды на пожаротушение
Расчетные расходы воды для наружного пожаротушения в населенных пунктах и на промышленных предприятиях определяются по СНиП 2.04.02-84*, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85*. 2.3.1 Поселок. Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*, при количестве жителей 100000 человек принимаем два одновременных пожара (п. 2.12, табл. 5 СНиП 2.04.01-84*), при застройке четырехэтажными зданиями – расход воды 25 л/c на один пожар. Qпоспож.нар = 2 × 25 = 50 л/c. Расход воды на внутреннее пожаротушение гостиницы, объемом 28000 м3, согласно СНиП 2.04.01-85*, п. 6.1*, таблица 1* (принимается по СНиП 2.08.02-89*) принимаем 2 струи с расходом не менее 5 л/с каждая Qоб.здпож.вн = 2 × 5 = 10 л/c. Расход воды на пожаротушение в поселке Qпоспож = Qпоспож.нар + Qпоспож.вн = 50 + 10 = 60 л/c. 2.3.2 Предприятие. Так как площадь предприятия менее 150 га, то согласно п. 2.22 СНиП 2.04.02-84* на предприятии принимаем один пожар. Согласно п. 2.14, таблица 8, примечания 1 СНиП 2.04.02-84*, расчетный расход воды для здания объемом 5 тыс. м3 Qпрпож.нар = 15 л/c,
Qпрпож.вн = 2 ×2, 5 = 5 л/c, Тогда общий расход на внутреннее пожаротушение в производственном здании Qпрпож.вн = Qпрпож.вн =5л/c. Расход воды на пожаротушение на предприятии Qпрпож = Qпрпож.нар + Qпрпож.вн = 15 + 5 = 20 л/c.
2.3.3 Общий расход воды на пожаротушение в поселке и на предприятииопределяем согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*, учитывая соотношение Qпожрас = Qпрпож + 0,5 × Qпоспож = 20 + 0,5 × 60= 50 л/c.
3 Гидравлический расчет наружной водопроводной сети промышленного объекта
Исходные данные: длина здания lс.дл = 100 м, ширина здания lс.ш = 45 м, расстояние от трассы сети до здания lдозд = 40 м одинаково со всех сторон. Определить: расстояние между пожарными гидрантами, количество гидрантов и их расстановку на сети. Решение. Определим расстояние между ПГ по рисунку 3.1 Оно составляет lПГ = 110 м.
Магистральная линия водопровода 200
Здание
120
1 80 2
40 3
40 80 120 160 200
Рисунок 3.1 – График для определения расстояния между пожарными гидрантами lПГ в зависимости от расстояния трассы водопроводной сети до здания lдозд
1 – при наличии пожарных автомобилей; 2 – при наличии мотопомп типа МП-1600; 3 – при наличии мотопомп типа МП-800 Определить расстояние сети по длине здания по формуле (17) lс.дл = lдл.зд + 2 × lдозд, (17) lс.дл = 100 + 2 × 40 = 180 м. Определить расстояние сети по ширине здания по формуле (18) lс.ш = lш.зд + 2 × lдозд.. (18) lс.ш = 45 + 2 × 40 = 125 м.
где lс.дл- расстояние по длине здания; lс.ш- расстояние по ширине; lдозд- расстояние до трассы сети. Определить количество пожарных гидрантов ; (19)
Расстановка пожарных гидрантов на сети производится произвольно на расстоянии не более 110 м между ними. (Приложение А). Определяем удельный расход по формуле (20) где - длина участка; m – количество участков; j – номер участка. л/с Определим путевые отборы по формуле , (21)
Таблица 3.1 – Путевые расходы
Определим узловые расходы по формуле , (22) где - сумма путевых отборов на участках, примыкающих к данному узлу;
Таблица 3.2 – Узловые расходы
Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 – сосредоточенный расход общественного здания. Тогда q3=47,4+36=83,4 л/с, q5=56,45+12,5=68,95 л/с Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Диктующей точкой является точка 4. Предварительно наметили направление движения воды от точки 1 к точке 4 Потоки воды могут подойти к точке 4 по двум направлениям: первое 1-2-3-4, второе 1-5-4. Для узла 1 должно выполняться соотношение Величины л/с и л/с известны, а и неизвестны. Возьмем л/с.
Расходы воды по участкам можно определить из следующих соотношений:
В результате получится: , , . Проверка л/с.
Узловые расходы – это расходы, сосредоточенные в точках отбора воды, которыми являются пожарные гидранты, от которых вода подается на наружное пожаротушение, а также вводы во внутреннюю сеть здания, от которых подается вода на хозяйственно-производственные нужды и внутреннее пожаротушение. Определяются, как правило, наиболее удаленные от ввода или с наибольшим расходом расчетные ПГ, от которых подается расход на наружное пожаротушение Q , путем распределения расхода по гидрантам, принимая расход одного гидранта qПГ = 14¸25 л × с-1. Расход на вводе во внутреннюю сеть здания принимается равным Обязательно выполнить проверку. Величина общего расхода Qобщ на вводе равна сумме расходов всех узлов.
, (23) где Qуч – расход на участке, м3 × с-1; V – скорость движения воды, принимается 2…2,5 м×с-1. По рассчитанному диаметру принимается диаметр трубы с условным проходом в мм по приложению 3. Для наружной сети принимают диаметры труб 100 мм и более, п. 8.46 СНиП 2.04.02-84*. По результатам принятых диаметров труб на участках определить средние скорости движения воды на участках водопроводной сети по формуле , (24) где dр – расчетный внутренний диаметр участка, берется из приложения 3 (методических указаний).
hуч = A×lуч×Qуч2, (25) где lуч – длина участка, м; Qуч – расход воды на участке, м3 × с-1; А – удельное сопротивление водопроводной трубы, взято из приложения 3. Увязка водопроводной сети проводится методом Лобачева-Кросса. Движение воды от ввода до диктующего узла в направлении по часовой стрелке условно принято положительным, а против часовой стрелки – отрицательным. Нужно найти разность суммы потерь напора на участках по часовой стрелке (направление 1) и суммы потерь напора на участках против часовой стрелки (направление 2). , (26) где n – количество участков в полукольце. Величина Dh называется невязкой. Допустимая величина невязки Если сумма положительных потерь напора больше отрицательных на величину более Dhдоп, то перегружены участки, по которым идет расход по часовой стрелке, и недогружены – против часовой стрелки. Значит, чтобы уменьшить величину Dh, необходимо расходы на участках с положительными потерями напора уменьшить, а на участках с отрицательными потерями напора увеличить на величину поправочного расхода. Если сумма условно отрицательных потерь напора больше суммы положительных потерь напора, то, наоборот, расходы на участках с условно положительными потерями напора увеличить, а с условно отрицательными уменьшить на величину поправочного расхода Dq: (27) где hi – потери напора на участке, м; qi – расход воды по участку л × с-1; n – количество участков в кольце. Если сеть состоит из нескольких колец, то необходимо добиваться Зная Dq находят новую величину расхода q1 = q ± Dq и производят первое исправление; определяют потери напора на участках и т.д. аналогично ранее изложенному. Проверяется условие Dh < Dhдоп. Если невязка окажется снова больше допустимой, то делают второе, третье и т.д. исправлений, пока не будет выполнено условие Dh < Dhдоп.
Таблица 4.1 – Результаты гидравлического расчета
Определение средних потерь напора водопроводной сети Вода от узла 1 к диктующему узлу пойдет по двум направлениям; первое по часовой стрелке, второе против часовой стрелки. Средние потери напора сети определим по формуле
где - сумма потерь напора на участках n направления 1; - сумма потерь напора на участках n направления 2. Определение напора на вводе Напор на вводе (узел 1) определяется по формуле Нвв = 1,2 × hC + Нсв + DZ, (29) где 1,2 – коэффициент, учитывающий местные потери напора; hC – средние потери напора сети, м; DZ – разность высот диктующего узла и ввода, принимается DZ = 2 м; Нсв – свободный напор у диктующего узла, т.е. у пожарной колонки, установленной на гидрант. Для водопровода высокого давления Нсв должен обеспечивать высоту компактной струи не менее 10 м при полном расходе воды на пожаротушение и расположении пожарного ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания, п. 2.30 СНиП 2.04.02-84*. От сети водопровода высокого давления пожаротушение осуществляется непосредственно от колонки без пожарных автомобилей. Для расчета рекомендуется принять прорезиненные пожарные рукава диаметром dp = 77 мм, длиной линии lр = 150 м и стволы с насадками диаметром dнас = 19 мм и расходом qн = 5 л × с-1. Рассчитываем Нсв по формуле Нсв = hp + Hнас + Zзд , (30) где hp – потери напора в рукавной линии, состоящей из n = 150/20 = 8 рукавов, сопротивление одного рукава Sp = 0,015, приложение 5. h = n × Sp × qн2; (31) h = 8 × 0,015 × 52=3м где Hнас – напор у насадка в мм, сопротивление Sн = 0,634, приложение 6. Hнас = Sн × qн2; (32) Hнас = 0,634 × 52=15,85м Zзд – высота здания, м, можно принять равной высоте помещения для одноэтажного здания. Нсв = 2,25 + 15,85 + 8 =26,1м Нвв = 1,2 × 58,9 + 26,1 + 2=98,78м
5 Определение режима работы НС-II
Обычно принимают двух или трехступенчатый режим работы НС-II. При любом режиме работы НС-II подача насосов должна обеспечить полностью 100% потребление воды поселком. Примем двухступенчатый режим работы НС-II с подачей каждым насосом 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,5 × 24 = 60% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100 – 60 = 40% суточного расхода воды и его нужно включать на 40 / 2,5 = 16 часов. В соответствии с графиком водопотребления второй насос включается в час и выключается в 16 часов. Данный режим работы нанесён на рисунок 4.1. зеленой линией.
Рисунок 5.1 – Режим работы НС-II и график водопотребления
Для определения регулирующей ёмкости бака водонапорной башни составим таблицу 2. В графе 1 проставлены часовые промежутки, а в графе 2
Главная страница Случайная страница Контакты |