Раздел 2 Построение графика водопотребления и расчет емкостей регулирующих резервуаров при различных режимах работы водопроводных насосных станций
Основным фактором, учитываемым при организации систем водоснабжения города и определяющим график работы всех ее элементов, является режим расходования воды потребителями.
Режим расходования воды в городе различными потребителями в течение суток существенно меняется и зависит от климатических условий, численности населения города, работы промышленных предприятий, от бытовых особенностей жизни города и прочих факторов.
В отличие от многих инженерных систем, рассчитываемых по заранее известным и заданным нагрузкам, системы водоснабжения должны удовлетворять фактическому водопотреблению города, непрерывно меняющемуся по графику, который не может быть предусмотрен заранее достоверно. Между тем принятые графики режима водопотребления кладутся в основу расчета водопроводных сетей и сооружений и определяют в значительной степени стоимость системы водоснабжения и расходы на ее эксплуатацию.
Поэтому при проектировании и организации систем водоснабжения возможно более точное прогнозирование режима водопотребления представляет собой одну из наиболее ответственных задач.
Для некоторых потребителей воды в городе решение этой задачи не представляет больших затруднений. Так, при проектировании водопроводов промышленных предприятий режим расхода воды на производственные нужды — график водопотребления может быть задан достаточно точно в соответствии с технологическим проектом предприятия.
Гораздо сложнее прогнозировать режим водопотребления при проектировании водопроводов населенных пунктов. В таких водопроводах режим расходования воды населением определяется целым рядом факторов бытового характера, связанных с режимом жизни и трудовой деятельностью людей. Для выбора наиболее экономичного режима работы отдельных водопроводных сооружений системы необходимо представить полную картину динамики отбора воды потребителями из водопроводной сети объекта в течение суток. Для этого составляются графики фактического суточного режима водопотребления для систем городских водопроводов.
Расчетные графики расходования воды по часам суток разбиты на часовые интервалы и представляют ступенчатые диаграммы. Расход воды в пределах каждого часа считается постоянным и возможные фактические изменения отборов воды в пределах отдельных часов не учитываются.
Практикой построены примерные графики водопотребления для городов с различной численностью населения, при этом просматривается тенденция, что чем крупнее город, тем график суточного водопотребления более сглажен. Контрольным заданием предусмотрено самостоятельное построение графика суточного водопотребления в соответствии с исходными данными (в % от суточного водопотребления). Например табл.7
Таблица 7
Часы суток | 0-1 | 1-2 | 2-3 | 3-4 | 4-5 | 5-6 | 6-7 | 7-8 | 8-9 | 9-10 | 10-11 | 11-12 |
Часовой расход, (% от суточного водопотребления) | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 6,25 | 6,25 | 6,25 | 6,25 |
Часы суток | 12-13 | 13-14 | 14-15 | 15-16 | 16-17 | 17-18 | 18-19 | 19-20 | 20-21 | 21-22 | 22-23 | 23-24 |
Часовой расход, (% от суточного водопотребления) | 5,0 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,0 | 5,5 | 5,0 | 4,5 | 4,0 | 3,0 | 2,0 | 1,5 |
При организации системы водоснабжения на расчетный период ее эксплуатации необходимо предусмотреть определенный резерв мощностей сооружений и устройств в подаче воды в городскую сеть в соответствии с возникающими требованиями. Кроме того, все основные водопроводные сооружения должны обладают определенной гибкостью и резервами производительности, т. е. возможностью изменять количество подаваемой воды в достаточных пределах.
Это требование реализуется с помощью установки регулирующих резервуаров (емкостей) в системах водоснабжения и графика работы насосных станций.
Регулирующие резервуара (емкости) позволяют обеспечить равномерную работу насосных станций, так как отпадает необходимость в подаче ими пиковых расходов воды, а также уменьшить диаметр, а, следовательно, и стоимость водоводов и транзитных магистралей водопроводной сети.
Объемы регулирующих емкостей должны быть такими, чтобы создать возможность обеспечить суточное водопотребление при их совместной работе с насосами, т.е. зависят от графика водопотребления и от графика работы насосных станций. Для правильного решения вопроса о выборе размеров емкостей при проектировании необходим тщательный технико-экономический анализ системы водоснабжения и намечаемого режима ее работы. Необходимый регулирующий объем воды или емкость регулирующих резервуаров ( резервуарах, баках водонапорных башен, контррезервуарах и др.) определяют на основании графиков поступления и отбора воды графоаналитическим способом, при этом используется ступенчатый график водопотребления. Если принять равномерную круглосуточную работу насосов, то график подачи воды в распределительную сеть имеет вид горизонтальной прямой с постоянной ординатой 4,17% от суточного водопотребления города.
Для определения емкости регулирующих резервуаров в контрольном задании используем табличный метод расчетов. Для чего построим следующую таблицу 8:
Таблица 8 Расчет емкости регулирующих резервуаров при равномерной схеме работы насосов.
Часы суток | Кол-во воды, потребляемой городом, % | Кол-во воды, подаваемой насосами, % | Поступление воды в регулирующий резервуар, % | Расход воды из регулирующего резервуара, % | Остаток воды в регулирующем резервуаре, % |
0-1 | 1,5 | 4,17 | 2,67 | - | 2,67 |
1-2 | 1,5 | 4,17 | 2,67 | - | 5,34 |
2-3 | 1,5 | 4,17 | 2,67 | - | 8,01 |
3-4 | 1,5 | 4,17 | 2,67 | - | 10,68 |
4-5 | 2,5 | 4,16 | 1,66 | - | 12,34 |
5-6 | 3,5 | 4,16 | 0,66 | - | 13,0 |
6-7 | 4,5 | 4,16 | - | 0,34 | 12,66 |
7-8 | 5,5 | 4,16 | - | 1,34 | 11,32 |
8-9 | 6,25 | 4,16 | - | 2,09 | 9,23 |
9-10 | 6,25 | 4,16 | - | 2,09 | 7,14 |
10-11 | 6,25 | 4,16 | - | 2,09 | 5,05 |
11-12 | 6,25 | 4,16 | - | 2,09 | 2,96 |
12-13 | 5,0 | 4,17 | - | 0,83 | 2,13 |
13-14 | 5,0 | 4,17 | - | 0,83 | 1,3 |
14-15 | 5,5 | 4,17 | - | 1,33 | -0,03 |
15-16 | 6,0 | 4,17 | - | 1,83 | -1,86 |
16-17 | 6,0 | 4,17 | - | 1,83 | -3,69 |
17-18 | 5,5 | 4,17 | - | 1,33 | -5,02 |
18-19 | 5,0 | 4,17 | - | 0,83 | -5,85 |
19-20 | 4,5 | 4,17 | - | 0,33 | -6,18 |
20-21 | 4,0 | 4,17 | 0,17 | - | -6,01 |
21-22 | 3,0 | 4,17 | 1,17 | - | -4,84 |
22-23 | 2,0 | 4,17 | 2,17 | - | -2,67 |
23-24 | 1,5 | 4,17 | 2,67 | - | 0 |
После расчета по часам суток подачи и разбора воды из регулирующего резервуара путем сложения абсолютных значений наибольших положительных и наибольших отрицательных чисел графы 6 устанавливают расчетную емкость регулирующих резервуаров ( в рассматриваемом примере – 12,66 + !-6,18! = 18,84 % от суточного расхода воды).
Однако равномерный режим подачи воды в городскую водопроводную сеть насосами дает большие отклонения от графика водопотребления города. Очевидно, чем больше кривая подачи воды приблизится к кривой ее потребления, тем меньше будет требуемый объем регулирующих емкостей, а следовательно, стоимость их создания и эксплуатации.
Для оптимизации кривой подачи воды насосами, т.е. для ее приближения к кривой потребления воды, применяют работу насосов по ступенчатому графику, используя 2-х, 3-х и т.п. ступенчатые схемы работы насосов. Для этого создают резервные группы насосов, которые включаются в нужный момент для покрытия пиковых нагрузок водопотребления.
Результаты расчетов и анализ работы действующих систем водоснабжения городов показывают, что необходимый объем регулирующих резервуаров при ступенчатом графике работы насосов составляет 2,5—6 % суточного водопотребления, а при равномерном — 8—15 % и более.
В контрольном задании для упрощения расчетоврассматривается2-х ступенчатая схема работы насосов, предполагающая включение насосов по следующему графику:
с 0 до 8 часов – 3% от объема суточного водопотребления;
с 8 до 16 часов – 6,5% от объема суточного водопотребления;
с 16 до 0 часов – 3% от объема суточного водопотребления.
Возможны другие варианты схем работы насосов, предложенные студентами.
Результаты расчета объемов регулирующих резервуаров при данной схеме приводится в следующей таблице 9:
Таблица 9.Расчет емкости регулирующих резервуаров при двухступенчатой схеме работы насосов:
Часы суток | Кол-во потребляемой воды | Кол-во воды, подаваемой насосом | Поступление воды в резервуар | Расход воды из резервуара | Остаток воды в резервуаре |
0 – 1 | 1,5 | 3 | 1,5 | - | 1,5 |
1 – 2 | 1,5 | 3 | 1,5 | - | 3,0 |
2 – 3 | 1,5 | 3 | 1,5 | - | 4,5 |
3 – 4 | 1,5 | 3 | 1,5 | - | 6,0 |
4 – 5 | 2,5 | 3 | 0,5 | - | 6,5 |
5 – 6 | 3,5 | 3 | - | 0,5 | 6,0 |
6 – 7 | 4,5 | 3 | - | 1,5 | 4,5 |
7 – 8 | 5,5 | 3 | - | 2,5 | 2,0 |
8 – 9 | 6,25 | 6,5 | 0,25 | - | 2,25 |
9 – 10 | 6,25 | 6,5 | 0,25 | - | 2,5 |
10 – 11 | 6,25 | 6,5 | 0,25 | - | 2,75 |
11 – 12 | 6,25 | 6,5 | 0,25 | - | 3,0 |
12 – 13 | 5,0 | 6,5 | 1,5 | - | 4,5 |
13 – 14 | 5,0 | 6,5 | 1,5 | - | 6,0 |
14 – 15 | 5,5 | 6,5 | 1 | - | 7,0 |
15 – 16 | 6,0 | 6,5 | 0,5 | - | 7,5 |
16 – 17 | 6,0 | 3 | - | 3,0 | 4,5 |
17 – 18 | 5,5 | 3 | - | 2,5 | 2,0 |
18 – 19 | 5,0 | 3 | - | 2,0 | 0 |
19 – 20 | 4,5 | 3 | - | 1,5 | -1,5 |
20 – 21 | 4,0 | 3 | - | 1,0 | -2,5 |
21 – 22 | 3,0 | 3 | - | - | -2,5 |
22 – 23 | 2,0 | 3 | 1 | - | -1,5 |
23 – 24 | 1,5 | 3 | 1,5 | - | 0 |
При указанном графике работы насосов объем регулирующего резервуара будет равен 10% суточного расхода воды.
- Федеральное агентство по образованию
- Пояснительная записка
- Тематический план
- Содержание курса
- Тема 1. Предмет и содержание дисциплины.
- Тема 2. Характеристика системы городского хозяйства и специфики деятельности предприятий основных отраслей.
- Тема 3.Организация управления городским хозяйством
- Тема 4.Состав и особенности жилищно-коммунального комплекса города
- Тема 5. Организация жилищного хозяйства города
- Тема 6. Организация тепло энерго и газоснабжения города.
- Тема 7.Организация систем водоснабжения и водоотведения города
- Тема 8 Организация санитарной очистки и благоустройства городских территорий
- Тема 9. Организация дорожно-мостового хозяйства города
- Тема 10.Основные направления и проблемы реформирования управления жилищно-коммунальным хозяйством.
- Тема 11 Организация городского пассажирского транспорта.
- Тема 12. Организация комплекса потребительского рынка, бытового обслуживания населения и сферы услуг.
- Тема 13 Организация образовательного комплекса города
- Литература
- Вопросы по курсу
- Тематика контрольных работ
- Контрольное задание
- Цель контрольного задания
- Состав контрольного задания
- Раздел 1 Определение расчетных потребностей города в воде
- Раздел 2 Построение графика водопотребленияи расчет емкостей регулирующих резервуаров при различных режимах работы водопроводных насосных станций.
- Раздел 3 Определение оптимального диаметра магистральных водоводов. Методические указания к выполнению контрольного задания
- Раздел 1 Определение расчетных потребностей города в воде
- 1.3. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды на производстве
- Раздел 2 Построение графика водопотребления и расчет емкостей регулирующих резервуаров при различных режимах работы водопроводных насосных станций
- Раздел 3: Определение оптимального диаметра магистральных водоводов.
- Оформление контрольного задания