Нормы водопотребления и водоотведения. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности

Содержание раздела

Необходимое для каждого производства количество воды, а также образующихся отработавших вод устанавливается технологическим расчетом или принимается на основании передового опыта. Они могут быть приняты по действующим ведомственным технологическим или укрупненным нормам . Нормы расхода воды на санитарно-бытовые нужды (включая ее расход на мытье полов, полив зеленых насаждений, территории предприятий), на противопожарные системы приведены в .

Схема и состав оборудования системы водоснабжения существенным образом зависят от вида и типа котельной (котельная ТЭС, промышленного предприятия или ЖКХ).

В зависимости от назначения водоснабжение может быть:

а) производственным - для снабжения производственной (технической) водой промышленного предприятия и энергетических установок; *

б) хозяйственно-питьевым - для снабжения питьевой (очищенной и обеззараженной) водой работников предприятий и населения близлежащих поселков или городов;

в) противопожарным - для тушения пожара.

На промышленных предприятиях самостоятельный противопожарный водопровод отсутствует, поэтому вода для тушения пожара берется из производственного или хозяйственно-питьевого водопровода, или из местных водоемов, например - брызгальных бассейнов, прудов охлаждения оборотной воды и т.п.

Вода, использованная потребителями и отводимая от них для повторного использования или в водоем, называется сточной водой. Все сточные воды можно разделить:

а) на воды загрязненные, т.е. содержащие механические или химические примеси. Эти воды при повторном использовании, как и при выпуске в водоем, нуждаются в очистке;

б) воды условно чистые, не нуждающиеся в какой-либо очистке перед повторным использованием или перед спуском в водоем.

Бытовые сточные воды и большинство производственных сточных вод являются загрязненными.

К условно чистым относятся, как правило, охлаждающие воды после различного вида теплообменного и электромеханического оборудования.

Часть воды, используемой производственными и бытовыми потребителями, расходуется безвозвратно, т. е. имеют место потери воды, составляющие в зависимости от обслуживаемых процессов от 5 до 70% и более. Остальная вода поступает в сток. Безвозвратно теряется, например, часть воды (до нескольких процентов), охлаждаемой в градирнях или искусственных и естественных водоемах вследствие ее испарения и капельного уноса. Имеют место потери воды с вытяжным вентиляционным воздухом в душевых и. т.п.

На ТЭС суммарный расход воды определяется в основном расходом на конденсацию пара, отработавшего в турбинах.

Максимальный расход охлаждающей воды в поверхностном конденсаторе агрегата составляет

G маx = D (h – ct ) ,

где D – расход пара на входе в конденсатор; h – энтальпия пара, с и t - теплоемкость и температура конденсата

Кроме того, вода расходуется на охлаждение выпара (см. п. 4.7.3) деаэраторов, воздуха, газов, масла в системах смазки подшипников вспомогательных механизмов и масляных систем автоматического регулирования турбогенераторов. Вода требуется также для восполнения потерь пара и конденсата как внутри электростанции и котельных, так и у внешних тепловых потребителей (на восполнение потерь конденсата и приготовление питательной воды котлов, паропреобразователей и испарителей с учетом собственных нужд химического цеха; на подпитку как закрытых, так и открытых систем теплоснабжения (см. ); на восполнение потерь охлаждающей воды в системах оборотного водоснабжения), а также для перемещения по трубам подлежащих удалению золы и шлаков (см. раздел 5). Наконец, вода расходуется на удовлетворение хозяйственных и бытовых нужд (питьевая вода, санузлы, душевые и пр.).

Величина перечисленных выше расходов воды зависит от назначения и типа электростанции или котельной, присоединенных к ним объектов, вида и количества сжигаемого топлива, типа и мощности установленного основного и вспомогательного котельного и турбинного оборудования, температуры воды, используемой для охлаждения, а также от условий эксплуатации оборудования.

Примерные данные для подсчета общей потребности конденсационной электростанции (КЭС) в воде при прямоточной системе водоснабжения приведены в табл. 3.1.2. За исходную величину принят часовой расход пара на турбину D , т/ч.

Таблица 3.1.2. Ориентировочные расходы воды на КЭС

На теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) вода требуется, кроме того, на подпитку тепловых сетей 0,05 - 0,4 D , и на питание котлов. Поэтому расход воды увеличивается до 0,3 D и больше. Следовательно, суммарный расход воды на конденсационную электростанцию (при работе по прямоточной системе водоснабжения) составляет 55-65 D . Для конденсационной электростанции мощностью около 1 млн. кВт этот расход составит 40 - 50 м 3 /с, что соответствует расходу воды, например, р. Москвы.

При оборотной системе водоснабжения на восполнение потери воды, охлаждающей конденсаторы турбин, требуется в зависимости от принятого способа охлаждения всего 2 - 3,5 D . Остальные расходы воды будут теми же (табл. 3.1.2). Таким образом, суммарный расход воды при оборотном водоснабжении составит 3 - 5,5 D , т. е. примерно в 12 - 15 раз меньше, чем при прямоточном водоснабжении.

Классификация водопользований

Нормирование водопотребления

Водопользование – это потребление воды из водных объектов или систем водоснабжения (ГОСТ 17.1.1.01-77) Нормирование водопотребления – это установление плановой меры потребления воды с учетом ее качества, а также разработка и утверждение норм потребления воды на единицу планируемой продукции и контроль за их выполнением. Основная задача нормирования – обеспечение в производстве и планировании технически и экономически обоснованных норм водопотребления и водоотведения в целях наиболее эффективного использования водных ресурсов. В коммунальном хозяйстве нормирование осуществляется на основе СНиПов, в промышленности – на основе “Методических указаний по разработке норм и нормативов водопотребления и водоотведения с учетом качества потребляемой и отводимой воды, а также с учетом отраслевых методик для предприятий и объединений различных отраслей народного хозяйства”. Нормированию подлежат:

потребление общего количества воды, необходимой для производства единицы продукции; потребление свежей питьевой воды; потребление технической воды; потребление оборотной и повторной или последовательно используемой воды; количество отводимых от потребителей сточных вод (в т.ч. от производства).

Нормирование водоотведения

Учет качества потребляемой и отводимой воды

Лимиты водопотребления и водоотведения и контроль за выполнением норм

Участники водохозяйственного комплекса

Особенности коммунально-бытового водоснабжения

Удельное водопотребление на хозяйственно-бытовые нужды

Степень благоустройства зданий	Удельное водопотребление на 1 жителя, л/сут	Коэффициент неравномерности
Без водопровода и канализации	30 – северные районы 50 – южные районы
Водопровод, канализация (без ванн)
Водопровод, канализация с ваннами и газовыми колонками
Водопровод, канализация и централизованное горячее водоснабжение

Как видно из приведенной таблицы, значения коэффициентов суточной и часовой неравномерности обратно пропорциональны удельному водопотреблению Распределение воды в течение суток принимают на основании расчетных графиков водопотребления в определенное время суток. При их построении исходят из проектных технических решений, исключающих совпадение по времени максимальных отборов воды на различные нужды.
третья особенность коммунального водоснабжения связана с его ролью в ВХК и влиянием на других участников ВХК. Особенно оно проявляется при использовании поверхностных вод
а) в первую очередь это относится к требованию поддержания в водохранилищах определенного уровня воды. Это требование следует из того, что при устройстве водозаборов всасывающие трубы заглубляются таким образом, чтобы в них не попал воздух и поверхностные загрязнения, т.е. забор воды должен производиться из более глубоких слоев. В то же время нельзя забирать воду из придонных слоев, т.к. в них содержится большее количество взвешенных частиц, органических веществ, в них меньше кислорода. Данный ил сорбирует все виды загрязнений, попадающих в водный объект. С учетом этих требований назначают минимально необходимый уровень воды в веществе, что не совпадает с интересами других водопользователей. б) при устройстве водозаборов в нижних бъефах гидроузлов для обеспечения их устойчивой работы часто требуются специальные попуски из водохранилища. Эти попуски могут быть и комплексными – транспортно – водоснабженческими, рыбоводно – водоснабженческими. Для водоснабжения попуски осуществляются на Каховской ГЭС на р. Днепр с тем, чтобы обеспечить устойчивое водоснабжение г. Херсона и рассоление вод Днепро-Бугского лимана и низовьев Днепра. Таким же образом снабжаются водой населенные пункты на Киевском, Воткинском и др. комплексных гидроузлах. Такие попуски наносят ущерб энергетике, т.к. воду, которую можно было расходовать равномерно, спускают в течение времени нереста рыб. При комплексных попусках учитывают интересы всех водопотребителей, но в первую очередь – коммунально-бытового хозяйства в) коммунальное хозяйство предъявляет высокие требования к качеству воды и равномерной подаче. Этому мешает промышленность и орошаемое земледелие, а также осушение болот, т.к. их стоки ухудшают качество поверхностных вод. Негативное воздействие оказывают и стоки животноводческих комплексов, водный транспорт, лесосплав, рекреация. На некоторых водохранилищах в связи с этим запрещается строительство баз отдыха, купание. г) в свою очередь, сточные воды коммунально-бытового хозяйства неблагоприятно влияют на качество вод (иногда- и подземных), особенно в местах сброса. Это отрицательно сказывается на многих участках ВХК – рыбном хозяйстве, промышленности, рекреации, водоснабжении населенных пунктов, расположенных ниже по течению. Поэтому сброс неочищенных сточных вод категорически запрещается. Чтобы реализовать это положение, необходима более широкая канализация населенных мест, улучшение очистки, повторное использование очищенных сточных вод в промышленности и для орошения.

1. Пути экономии воды в коммунально-бытовом хозяйстве

одна из главных мер – борьба с утечками, которые происходят через неплотности труб, арматуры и санитарно-технического оборудования. Только в жилых зданиях они составляют до 25% объема воды, отпускаемой населению. Большие потери – из-за повреждений водопроводных магистралей, особенно во время земляных работ. Средние размеры – 20%. Для их сокращения необходимо регулировать напор воды в зависимости от высоты зданий, использование совершенной запорно-пусковой арматуры, применение насосно-силового оборудования с регулируемой частотой вращения и др. внедрение раздельного водопровода для коммунального и промышленного водоснабжения. Это позволит сэкономить воду высокого качества для питья, а для других коммунальных нужд (мытье машин, полив улиц и зеленых насаждений) использовать воду более низкого качества и с меньшей обеспеченностью, например, неочищенную речную или дочищенные коммунальные стоки. Коммунально-бытовое водоснабжение имеет невысокое безвозвратное водопотребление, т.е. собирается большая часть использованной воды. Широкое внедрение канализации увеличит количество сточных вод, которые можно использовать повторно для орошения или в промышленности. Это дает общую экономию воды. Сокращение норм коммунального водоснабжения. Это достигается путем внедрения безводных способов уборки городских территорий и отходов жизнедеятельности. Это снизит нормы водоотведения, стоимости очистки коммунальных сточных вод и в конечном итоге – к оздоровлению водоемов и водотоков.

Задание на курсовую работу

Степень огнестойкости здания производственного корпуса II.

Ширина зданий до 60 м.

Площадь территории предприятия до 150 га.

Объем зданий:

I производственного корпуса 100 тыс. м 3

II производственного корпуса до 200 тыс. м 3

Число рабочих смен 3.

Число рабочих в смену 600 человек.

Расход воды на производственные нужды 700 м 3 /см.

Количество рабочих в смену, принимающих душ 80%.

Исходные данные по населенному пункту

Количество жителей в населенном пункте 21 тыс. чел.

Этажность застройки 5.

Степень благоустройства районов жилой застройки: внутренний водопровод, канализация и централизованное горячие водоснабжение

Тип общественного здания: фабрика-кухня (тип «б») объемом до 2500м 3 Измеритель 5000 блюд.

Материал труб магистральных участков водопроводной сети и водопроводов: чугунные с полимерным покрытием нанесенным методом центрифугирования.

Длина водопроводов от НСII до водонапорной башни 700 м.

1. Определение водопотребителей и расчет необходимого расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия

1.1 Определение водопотребителей

Объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод должен обеспечивать расход воды на хозяйственно-питьевые нужды поселка, хозяйственно-питьевые нужды предприятия, хозяйственно-бытовые нужды общественных зданий, производственные нужды предприятия, тушение возможных пожаров в поселке и на предприятии.

1.2 Расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды

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. Норму водопотребления на одного человека принимаем 300 л/сут.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды , м 3 /сут на хозяйственно-питьевые нужды

q - удельная водопотребления на одного жителя, принимаемое по табл.1 СНиП 2.04-84; N ж – расчетное число жителей.

, м 3 /сут.

Суточный расход с учетом водопотребления на нужды промышленности обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходами увеличивается на 10-20% (п.2.1, примечание 4) .

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления

К суm.max – коэффициент суточной неравномерности водопотребления;

К суm.max – учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятия, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели.

Для здания, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением, принимаем К суm.max =1,1.

Расчетный часовой максимальный расход воды

К ч.max – коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

где a max – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимается по п.2.2 .

b max – коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по табл.2, п.2.2.

, м 3 /сут

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в общественных зданиях

q общ.зд. – норма расхода воды потребителями в сутки для общественного здания принимается по приложению 3 ;

N общ.зд – количество измерителей.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды фабрики-кухни

м 3 /сут

Суммарный расход воды по поселку.

М 3 /сут

Промышленное предприятие.

В соответствии п.2.4. , приложения 3 и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем

Водопотребление в смену

N см – количество работающих в смену.

м 3 /см

Суточное водопотребление

где

n см – количество смен.

м 3 /сут

Количество душевых сеток

где N см – количество рабочих, принимающих душ.

шт.

Водопотребление в смену

0,5 м 3 /ч – норма расхода воды на одну душевую сетку (приложение 3);

Суточное водопотребление на душ

где n см – количество смен; n см =3.

м 3 /сут

Расход воды на производственные нужды предприятия по заданию м 3 /см, который распределяется равномерно по часам смены (восьмичасовая смена с перерывом на обед один час, в течении которого производство не останавливается). Принимается работа восьмичасовых смен

Часовой расход воды

м 3 /ч

Суточное водопотребление на производственные нужды

Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен

По поселку и предприятию наибольшее водопотребление происходит с8 до 9 ч., в это время на все нужды расходуется 574,3 м 3 /ч или

л/с

По предприятию расчетный расход

л/с

Расчетный расход общественного здания (больница).

л/с

Поселок расходует

Строим график водопотребления объединенного водопровода по часам суток (рис. 1).

Рис.1 - Определение расчетных расходов воды на пожаротушение

Расчетные расходы воды для наружного пожаротушения в населенных пунктах и на промышленном предприятии определяются по СНиП 2.04.02-84, п.п.2.12-2.23, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85, п.п.6.1-6.6.

Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно СНиП 2.04.02-84, п.2.23 при количестве жителей 21000 человек принимаем 1 пожар. При пятиэтажной застройке расход воды 15 л/с на один пожар.

Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии бфабрики кухни объемом до 2500 м 3 , согласно СНиП 2.04.01-85, п.61, таблица 1 принимаем 1 струю производительностью 2,5 л/с

Согласно СНиП 2.04.02-84, п. 2.22 на предприятии принимаем один пожар, т.к. площадь предприятия до 150 га.

Согласно п.2.14, таблица 8, примечание 1, расчетный расход воды для здания принимаем

Согласно СНиП 2.04.01-85, п.61, таблица 2 расчетный расход на внутреннее пожаротушение в производственном здании принимаем из расчета 2 струи 5 л/с каждая:

л/с

2. Гидравлический расчет водопроводной сети

Общий расход воды в час максимального водопотребления, т.е. с 8-9 ч., составляет 159,53 л/с в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 34,83л/с, а сосредоточенный расход общественного здания 0,58л/с.

Рисунок 2 – Расчетная схема водопроводной сети.

1.Определим равномерно распределенный расход:

2.Определяем удельный расход:

л/с

где - длина участка;

m – количество участков;

j – номер участка.

3. Определим путевые отборы:

Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Путевые расходы

4. Определим узловые расходы:

,

где - сумма путевых отборов на участках, примыкающих к данному узлу;

Таблица 2 – Узловые расходы

5. 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 q 3 =15,515+0,58=16,095 л/с, q 5 =18,618+34,83=53,448 л/с

Величины узловых расходов показаны на рис. 3 с учетом сосредоточенных расходов

Рисунок 3 – Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами.

6. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара).

Диктующей точкой является точка 5. Предварительно наметили направление движения воды от точки 1 к точке 5 (направление показаны на рис.3). потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1-2-3-4-5, второе –1-7-4-5, третье –1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться соотношение . Величины л/с и

.

, .

В результате получится:

Проверка л/с.

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п.2.21 ), если эти расходы вошли в расход в час максимального водопотребления. Для водопроводной сети, показанной на рис. 2, расход воды на пожаротушение следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от точки ввода (от точки 1), т.е.

Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показана на рис.4.

Рисунок 4 - Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечить подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п.2.21 СНиП 2.04.02-84), если эти расходы вошли в час максимального водопотребления.

Гидравлический расчет сети при пожаре.

Так как , то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара определим узловые расходы так, как считали без пожара

Для узла 1 должно выполняться соотношение . Величины л/с и л/с известны, а и неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, л/с. Тогда,

Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение

.

Значения л/с и л/с известны, и неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, л/с. Тогда,

Расходы воды по другим участкам можно определить из следующих соотношений:

, .

В результате получится:

Проверка л/с.

Рисунок 5 - Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре.

7. Определяем диаметры труб участков сети.

Для чугунных труб.

По экономическому фактору и предварительно распределенному расходу воды по участкам сети при пожаре по таблице 3 чугунные трубы ГОСТ 9583-75 и ГОСТ 21053-75 определяем диаметры труб участков водопроводной сети:

Увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

Увязка выполняется до тех пор, пока ∆h ≤ 0,5 м

∆q ’ = ∆h / 2∑(h/q)

Для участка 4–7, который является общим для обоих колец, вводятся две поправки - из первого кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в другое следует сохранять.

Определение потерь напора при максимальном хоз.-производственном водопотреблении.

где , ,

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении составляют: h c = 10,9596 м.

Определение потерь напора при максимальном хоз.-производственном водопотреблении и пожаре.

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) как видно по направлениям стрелок, могут пойти по 3-м направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) как видно по направлениям стрелок, могут пойти по 3-м направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5, третье - 1-7-6-5. Средние потери напора в сети можно определить по формуле

где , ,

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без расходов на душ на предприятии) и при пожаре составляют

h 1 = 2,715+6,2313+6,6521+11,9979=27,5927 м

h 2 = 2,5818+12,8434+11,9970=27,4722 м

h 3 = 2,5818+3,6455+21,1979= 27,4234 м

3. Определение режима работы НС- II

Выбор режима работы насосной станции второго подъема определяется графиком водопотребления. В те часы, когда подача НС- II больше водопотребления поселка, избыток воды поступает в бак водонапорной башни, а в часы, когда подача меньше водопотребления поселка, недостаток воды поступает из бака водонапорной башни. Для обеспечения минимальной емкости бака график подачи воды насосами стремятся приблизить к графику водопотребления. Однако частое включение и выключение насосов усложняет эксплуатацию насосной станции и отрицательно сказывается на электрической аппаратуре управления насосными агрегатами. Установка большой группы насосов с малой подачей приводит к увеличению площади НС-II и КПД насосов с малой подачей ниже, чем с большей. Поэтому принимают двух или трехступенчатый режим работы НС-II.

При любом режиме работы НС-II подача насосов должна обеспечить полностью (100 %) потребление воды поселком. Принимаем 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 надо включить на 40/2,5 = 16ч.

В соответствии с графиком водопотребления предлагается второй насос включить в 5 часов и выключать в 21. Этот режим показан пунктирной линией.

Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим таблицу 3.

Таблица 3 - Водопотребление и режим работы насосов

В графе 1 проставлены часовые промежутки, а в графе 2 часовое водопотребление в % от суточного водопотребления в соответствии с графой 11 таблицы 1. В графе 3 подача насосов в соответствии с предложенным режимом работы НС-II.

Если подача насосов выше, чем водопотребление поселка, то разность этих величин записывается в графу 4 (поступление в бак), а если ниже - в графу 5 (расход бака).

Остаток воды в баке (графа 6) к концу некоторого промежутка определяется как алгебраическая сумма двух граф 4 и 5 (положительных при поступлении в бак и отрицательных при расходе из него).

Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины графы 6. В рассмотренном примере емкость бака башни получилась равной 3,88 % от суточного расхода воды.

Попробуем проанализировать другой режим работы НС-II. Задавая подачу насосов по 3 % от суточного расхода воды каждым насосом. Один насос за 24 часа подаст 24*3 = 72 % суточного расхода. На долю другого придется 28 % и он должен работать 28/3 = 9,33 часов. Второй насос необходимо включить с 8 до 17 часов 20минут. Этот режим работы НС-II показан на графике штрихпунктирной линией. Регулирующая емкость бака равна

7,61 %, т.е. при этом режиме емкость бака будет больше. Выбираем первый вариант с подачей насосов 2,5 % от суточного.

4. Гидравлический расчет водоводов

Цель гидравлического расчета водоводов – определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы, как и водопроводная сеть, рассчитывается на два режима работы, на пропуск хозяйственно-питьевых и производственных расходов в соответствии с режимом работы НС-II и на пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных и пожарных расходов с учетом требований п.2.21 СНиП 2.04.02-84. Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диаметров труб водопроводной сети.

В данном курсовом проекте дано, что водоводы изготовлены из асбестоцементных труб, расстояние от НС-II до водонапорной башни м.

Учитывая, что в проекте принят неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей насосов Р = 2,5 + 2,5 =5 % в час от суточного водопотребления, расход воды, который пройдет по водоводам, будет равен:

Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две нитки, то расход воды по одному водоводу равен:

л/с

Из приложения II методических указаний определяем диаметр водоводов: d=0,280м., d р =0,229м.

Скорость воды в водоводе определяется из выражения:

При расходе Q вод =69,63 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,229м. будет равен:

м/с

Потери напора в водоводе определяются по формуле:

h вод =0,012 700=8,4 м

Общий расход воды в условиях пожаротушения равен

л/с

Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения будет равен:

При этом скорость движения воды в трубопроводе будет равна:

м/с

h вод =0,028 700=19,6 м

Потери напора в водоводах при (h вод. ,h вод.пож.) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

5. Расчет водонапорной башни

Водонапорная башня предназначается для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды и создания требуемого напора в водопроводной сети.

5.1 Определение высоты водонапорной башни

Высота водонапорной башни определяется по формуле:

где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (п.4, приложение 10);

h с – потери напора водопроводной сети при работе ее в обычное время;

Z АТ, Z В.Б. – геодезические отметки соответственно в диктующей точке и в месте установки башни. Минимальный напор H св в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание согласно п.2.26 СНиП 2.04.02-84 должен быть равен:

где n – число этажей

5.2 Определение емкости бака водонапорной башни

Емкость бака водонапорной башни должна быть равной (п.9.1. СНиП 2.04.02-84).

где W реч – регулирующая емкость бака;

W Н.З. – объем неприкосновенного запаса воды, величина которого определяется в соответствии с п.9.5 СНиП 2.04.02-84 из выражения:

где - запас воды, необходимый на 10-минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара;

Запас воды на 10 мин., определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

Регулирующий объем воды в емкостях (резервуарах, баках, водонапорных башен) должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле, приведенной в п.9.2. СНиП 2.04.02-84. В данной курсовой работе определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К=3,88 от суточного расхода воды в поселке (раздел 4)

где м 3 /сутки.

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушение одного пожара на предприятии, то

м 3

Таким образом

По приложению III методических указаний принимаем типовую водонапорную башню высотой 32,5м с баком емкостью W Б =800м 3 .

Зная емкость бака, определяем его диаметр и высоту

м

6. Расчет резервуаров чистой воды

Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосной станции I и II подъемов и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения.

Регулирующая емкость резервуаров чистой воды может быть определена на основе анализа работы насосных станций I и II подъемов.

Режим работы НС-I обычно принимают равномерным, так как такой режим наиболее благоприятен для оборудования НС-I и сооружений для обработки воды. При этом НС-I, также как и НС-II, должна подать все 100 % суточного расхода воды в поселке. Следовательно, часовая подача воды НС-I составит 100/24 = 4,167 % от суточного расхода воды в поселке. Режим работы НС-II приведен в разделе 3.

Рис.7. - Режим работы НС-I и НС-II

Для определения W рег. воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-I и НС-II (рис.8). Регулирующий объем в процентах от суточного расхода воды равен площади “a” или равновеликой ей сумме площадей “б”.

W рег = (5-4,167)*16 = 13,33 % или

W рег = (4,167-2,5)*6 + (4,167-2,5)*2 = 13,33 %

Суточный расход воды составляет 10026,85 м 3 и регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:

Неприкосновенный запас воды W н.з. в соответствии с п.9.4. СНиП 2.04.02.-84 определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов (п.п.2.12.-2.17.,2.20.,2.22.-2.24. СНиП 2.04.02.-84 и п.п.6.1.-6.4. СНиП 2.04.01.-85), а также специальных средств пожаротушения (спринкиров, дренчеров и других, не имеющих своих собственных резервуаров) согласно п.п.2.18. и 2.19. СНиП 2.04.02.-84 и обеспечения максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд, на весь период пожаротушения с учетом требований п.2.21.

Таким образом:

При определении объема неприкосновенного запаса воды в резервуарах допускается учитывать пополнение их водой во время тушения пожара, если подача воды в резервуары осуществляется системами водоснабжения I и II категории по степени обеспеченности подачи воды, т.е.:

гдеt т =3ч.- расчетная продолжительность тушения пожара (п.2.24 СНиП 2.04.02.-84).

При определении Q пос.пр не учитываются расходы воды на поливку территории, прием душа, мытье полов и мойку технологического оборудования на промышленном предприятии.

В данном примере Q¢ пос.пр -Q душ = 764,96-0=764,96 м 3 /ч

Q¢ пос.пр = 764,96 м 3 /ч или 212,49 л/с.

W н.з.х-п = Q¢ пос.пр . t т = 764,96 . 3 = 2294,88 м 3 .

Во время тушения пожара насосы НС-I подают в час 4,167 % суточного расхода, а за время t т будет подано

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:

Полный объем резервуаров чистой воды

Согласно п.9.21. СНиП 2.04.02-84 общее количество резервуаров должно быть на одинаковых отметках, при выключении одного резервуара в остальных должно храниться не менее 50% НЗ, а оборудование резервуаров должно обеспечивать возможность включения и опорожнения каждого резервуара. Принимаем два типовых резервуара объемом по 1600м 3 (приложение IV методических указаний).

7. Подбор насосов для насосной станции второго подъема

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней двух основных хозяйственных насосов, подача которых будет равна:

Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:

где h вод – потери напора в водоводах, м;

H Н.Б. – высота водонапорной башни, м;

Z В.Б. и Z Н.С. – геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II;

1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления (п.4, приложение 10).

Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

где h вод.пож и h с.пож – соответственно потери напора в водоводах и водопроводной сети при пожаротушении, м;

H св – свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке, м. Для водопроводов низкого давления H св =10м;

Z АТ – геодезическая отметка в диктующей точке, м.

Насосную станцию строим по принципу низкого давления. В обычное время работает один или группа хозяйственных насосов. При пожаре включается в работу дополнительный насос с таким же напором, что и хозяйственные насосы и обеспечивающие подачу расхода воды на пожаротушение. От типа насосной станции зависит устройство камеры переключения (рис.9).

Подбор марок насосов можно выполнять по сводному графику полей Q-H (приложение XI и XII). На графике по оси абсцисс отложена подача насосов, по оси ординат напор и для каждой марки насосов приведены поля, в пределах которых могут изменяться эти величины. Поля образованы следующим образом. Верхняя и нижняя границы – это соответственно характеристики

Q-H для данной марки насоса с наибольшим и с наименьшим диаметрами рабочего колеса выпускаемой серии. Боковые границы полей ограничивают область оптимального режима работы насосов, т.е. область, соответствующую максимальным значениям коэффициента полезного действия. При выборе марки насоса необходимо учитывать, что расчетные значения подачи и напора насоса должны лежать в пределах его поля Q-H.

Предлагаемый насосный агрегат должен обеспечивать минимальную величину избыточных напоров, развиваемых насосами при всех режимах работы, за счет использования регулирующих емкостей, регулирования числа оборотов, изменение числа и типа насосов, замены рабочих колес в соответствии с изменением условий их работы в течении расчетного срока (п.7.2.СНиП 2.04.02-84).

Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и количество насосов, категория насосной станции приводится в таблице 4.

Таблица 4 - Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и количество насосов, категория насосной станции

Список используемой литературы:

1. СНиП 2.04.02-84 “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения”. – М.: Стройиздат, 1985.

2. СНиП 2.04.01-85 “Внутренний водопровод и канализация зданий”. – М.: Стройиздат, 1986.

3. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. “Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб”. / Справочное пособие. – М.: Стройиздат, 1984.

4. Лобачев П.В. “Насосы и насосные станции”,-М.: Стройиздат, 1983.

Под водопользованием подразумевается процесс потребления воды, источником его служат природные объекты или же системы водоснабжения.

Водопотребление принято нормировать, то есть определять его установленную по плану меру. Делается это с учетом качества природного ресурса. А также тех стандартов, которые утверждаются на выпуск единицы промышленной продукции.

Для чего нужно нормирование?

Главная его задача - гарантировать в производстве и в быту таких объемов использования водных ресурсов, которые окажутся наиболее эффективными.

Нормирование в сфере коммунального хозяйства ведут на основе соответствующих СНиПов, на предприятиях промышленности для этого используют специально разработанные методические указания. Что же именно ему подлежит?

Нормировать принято общее количество воды, расходуемой при выпуске продукции (на ее единицу), свежую питьевую воду, а также техническую. Кроме того, учитывают воду, которую используют повторно и оборотно. А также сточные, т. е. канализационные воды (как отводимые от потребителя, так и производственные).

Какие данные использует СНиП "Нормы водопотребления"

За основу такого нормирования берут так называемую удельную величину. Что это за норма водопотребления? Данная единица равна максимально допустимому принятому по плану водному объему (при соответствующем качестве), который требуется на выпуск единицы продукции стандартного образца при определенных производственных условиях либо на потребление с питьевой или хозяйственной целью.

Формирование удельных норм ведется путем использования их поэлементных составляющих. Что в них закладывается? В основном речь идет об удельном расходе воды на производство (на каждую единицу) либо на объем (площадь) предприятия. Такая же норма водопотребления предприятии существует и для каждого отдельного процесса, в число которых входит и ее питье, и хозяйственные нужды.

Другая расчетная величина регламентирует те потери в производственном цикле, которые относятся к безвозвратным. Речь идет об утечке, испарении, уносе, фильтрации и т. п. Таковые принято относить к заводским, отраслевым и межотраслевым. Измерять нормативы принято в натуральных единицах (литрах, кубометрах и пр.).

О нормировании водоотведения

Но специалистов интересует не только норма водопотребления. Оказывается, учету подлежит и прямо противоположная процедура. Водоотведением, то есть сбросом вод, называется процесс удаления стоков за пределы тех мест, где происходит первичное использование ресурса (предприятие, населенный пункт). Удаляются они в природные источники или передаются для очистки специализированным организациям.

Под нормами водоотведения понимается плановое наибольшее количество стоков, принимаемое также в расчете на единицу выпускаемой продукции. Вода при этом может относиться к одной из двух степеней загрязнения - условно (нормативно) чистой и требующей очистки.

В связи с постоянным совершенствованием технологий нормы водопотребления и водоотведения пересматриваются в обязательном порядке через пять лет. Рассчитывают их непосредственно на производстве при утверждении руководством.

Как учитывают качество воды

Требования к качеству и составу питьевой воды в системах водоснабжения централизованного характера изложены на страницах СанПиН, вышедших в 2001 г.

Разделяют на 4 отдельные категории со своими требованиями к каждой.

I - вода-теплоноситель на ТЭЦ, АЭС и т. п. Исключается присутствие механических примесей, жесткость и агрессивность. Стоки такой воды не нуждаются в очистке, но могут быть горячими.

II - вода для промывания продуктов, тары, сырья. Стоки бывают сильно загрязнены.

III - вода-сырье (для пищевой продукции, в строительной отрасли и т. п.).

IV - вода комплексного использования.

С учетом такого разделения технологию производства подбирают максимально рационально с минимизацией ущерба окружающей среде.

Что такое лимит водопотребления

Это принятое по результатам расчета, основой которого служит норма водопотребления, количество питьевой и технической воды для каждого предприятия согласно условиям производства, плановым потерям, программе экономии ресурсов.

Лимитом водоотведения называется количество расходуемых сточных вод, направляемых в природный объект с учетом его состояния и стандартных нормативов.

Оба эти лимита, рассчитанные и принимаемые непосредственно на предприятии, должны быть утверждены агентством по водопользованию. Принимают их в общем случае сроком на год, но при сложной обстановке с водными ресурсами - помесячно или даже посуточно.

Вода в коммунально-бытовом хозяйстве

Обеспечение населения питьевой водой - важнейшее дело государственного масштаба, одна из первых обязанностей властей любого населенного пункта. При отсутствии чистой воды для питья моментально возникают болезни - вплоть до эпидемий. В мире еще полным-полно мест, где доступ к воде приемлемого качества - непозволительная роскошь.

В нашей стране Водным кодексом провозглашен приоритет коммунального водоснабжения. Прежде всего, независимо от условий, население должно быть обеспечено чистой водой. Подача ее не должна быть ниже отметки в 97 % (это означает, что лишь три дня из ста допустимы перебои с водой).

Разумеется, и в этой сфере существует своя норма водопотребления. водоснабжения при этом выглядит следующим образом.

Хозяйственно-питьевому водоснабжению отводится 56 %, общественным зданиям - 17 %, промышленности - 16 %. Остальное идет на другие нужды (пожарные - 3 %, городские - фонтаны, полив и т. п. - 1 %, столько же на все прочие).

Вода хозяйственно-питьевого назначения расходуется в следующем процентном отношении: на питье и пищевые цели (готовку еды) - 30 %, для стирки - 10 %, использование ванн - 30 %, смыв унитазных бачков - 30 %.

Нормы водопотребления - сутки в большом городе

Жителям больших городов на все нужды бытового и коммунального характера отводится до 600 л/сут воды. Такова норма водопотребления на человека. Структура ее расхода выглядит так:

На личные потребности - 200 л;

На коммунальные предприятия - 100 л;

На поддержание городской чистоты - 100 л;

Предприятиям местного значения - 200 л.

Для коммунально-бытового водоснабжения характерно следующее.

Качество воды должно быть исключительно высоким по свойствам как физического (цветности, прозрачности, привкусу, запаху), так и химического (жесткости, минерализации, кислотности, составу примесей) характера.

Самая лучшая вода

Стандарты качества (первый из них в нашей стране относится к 1937 году) от года к году имеют тенденцию ужесточаться.

С чем это связано? Наука не стоит на месте, ежегодно появляются все новые факты о влиянии на человека тех или иных веществ. Соответственно, требования по качеству к составу воды подлежат пересмотру.

Чтобы вода соответствовала стандартам качества, ее подвергают фильтрации, коагуляции (осаждению примесей), хлорированию, удалению нежелательных и введению нужных примесей.

О неравномерности потребления

Другое свойство водопотребления в сфере ЖКХ - сочетание относительной равномерности водопотребления на протяжении года с неравномерностью суточного. Если процент - не более 15-20, то за сутки перепад гораздо больше (порядка 70 % воды мы расходуем в дневное время). Поэтому разработан специальный коэффициент неравномерности (часовой и суточной). Благодаря ему учитывается колебание потребления водных ресурсов по часам и месяцам, что требуется при проектировании систем снабжения. Ведь задача их - обеспечить гарантированную подачу даже в режиме максимального водопотребления.