Насосные станции системы водоснабжения города бывают. Напорное водоснабжение из природного источника

Насосные станции системы водоснабжения города бывают. Напорное водоснабжение из природного источника

Довольно часто организация водоснабжения города осуществляется из расположенного поблизости природного источника пресной воды – реки или озера.

Если его уровень ниже отметки снабжаемой водой территории, применяется следующая схема:

Схема водоснабжения города – план и разрез

• Самотеком по трубам 2 вода из реки поступает в водоприемник, а из него – в береговой колодец 3.
• Насосы первого подъема 4 подают воду из колодца к очистным сооружениям (в отстойники 5 и на фильтры 6). Здесь вода очищается и обеззараживается.
• Затем очищенная вода самотеком поступает в подземный резервуар 7 для хранения запасов чистой воды.
• Далее располагается насосная станция 8 с насосами второго подъема, которые по водоводам 9 подают воду в водонапорную башню 10 либо другой резервуар, расположенный выше уровня потребителей.

Для справки. Если на местности есть естественное возвышение, напорно-регулирующее сооружение размещают на нем.

• Также системы городского водоснабжения включают в себя магистральные (11) и распределительные (12) трубы, по которым вода из башни подается потребителям.

Прокладка распределительной системы труб

Схематично все выглядит довольно просто. На самом деле технология водоснабжения города – очень сложный процесс. Система должна быть надежной и эффективной, способной обеспечить достаточным количеством и напором воды самые удаленные и высоко расположенные точки.

• Существует такое понятие, как управление водоснабжением города. То есть, оно работает не само по себе, а управляется в зависимости от времени суток, уровня воды в источнике, её меняющегося состава, возникающих чрезвычайных ситуаций.
• Наиболее эффективная работа очистных сооружений достигается путем обеспечения равномерного поступления воды. За это отвечают насосы первого уровня. Но водопотребление в дневные и ночные часы не постоянно, поэтому излишки очищенной воды накапливаются в запасном резервуаре.

График суточного водопотребления

• Регулирование работы насосов второго уровня, перекачивающих воду из этого резервуара, позволяет в любое время суток поставлять потребителям её необходимое количество.
• Но водоснабжение в крупных городах – процесс сложный: невозможно просчитать точно, хватит ли в любой момент того количества воды, которое подается насосами в систему, или возникнут её неизрасходованные излишки.
• Чтобы нивелировать неравномерное потребление, и нужна водонапорная башня. Излишки воды накапливаются в ней, а в моменты наибольшего разбора самотеком поступают в систему.

Для справки. Водонапорные башни и другие напорно-регулирующие сооружения выполняют в водоснабжении города и роль резервуара для хранения запасов воды на случай тушения пожара.

• На приведенной выше схеме водонапорная башня расположена очень удобно – в начале сети. Но её часто приходится размещать совсем в другом месте, где есть естественная возвышенность. Такое удаленное напорно-регулирующее сооружение называют контррезервуаром, и при его наличии система управления водоснабжением города будет отличаться от описанной.

Схема водоснабжения с контррезервуаром

• В часы максимального разбора воды она подается в систему с двух сторон: от контррезервуара Qб и от насосов второго подъема Qн.
• Qн и Qб – известные регулируемые параметры. Зная их и режим отбора воды потребителями в разные часы, намечаются районы, которые питаются от башни и от насосов.
• На границе этих районов (а-а) противоположные потоки встречаются. При недостатке воды в одном из районов они компенсируются потоками с другой стороны.

Насосная станция 1 подъема это. Применение насосных станций первого подъема в промышленных системах водоснабжения

Для обеспечения работы промышленных комплексов может использоваться неочищенная вода из расположенных на поверхности источников, отвечающая условиям технологических процессов и требованиям к эксплуатации оборудования. Так, для связанных с охлаждением производственных циклов можно использовать воду неограниченной цветовой гаммы с мутностью до 50 мг/л. Таким характеристикам соответствует вода из водохранилищ и протекающих в равнинной местности рек.
Схема водоснабжения производственных мощностей с использованием насосных комплексов первого подъема зависит от характера ее подачи.

При подаче воды к использующим ее механизмам применяется прямоточная схема закачки. Используемая при такой схеме водоснабжения станция первого подъема должна обладать производительностью равной расходованию воды производственным оборудованием. При равномерном расходовании подаваемой воды расчет производительности станции производится по специальной формуле. При скачкообразном потреблении, подача насосного комплекса определяется исходя из объема часового потребления, а в периоды максимального использования воды с применением алгоритма расчета городских водопроводных насосных агрегатов второго подъема.

Подача воды в систему с оборотным циклом, поддерживающимся циркуляционными насосными агрегатами и охлаждающими устройствами, осуществляется станциями первого подъема со среднечасовой подачей, обеспечивающей компенсацию среднечасовых не восполняемых потерь воды в системе. Подача производится в емкости охладительных устройств, откуда вода забирается с соблюдением специального графика насосными агрегатами, наполняющими производственную систему водоснабжения.

Насосная станция хозяйственно-питьевого водоснабжения. Типы систем водоснабжения

В городах, как правило, устраивают объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод с подачей из него же воды для полива зеленых насаждений, уличных и внутриквартальных покрытий, а также для питания предприятий и их отдельных установок, которым требуется только вода питьевого качества. Встречаются и водопроводы, из которых воду, кроме того, подают расположенным в черте города предприятиям для их технологических целей.

На промышленных предприятиях обычно сооружают следующие системы водоснабжения:

• один или несколько производственных водопроводов и объединенный противопожарный и хозяйственно-питьевой водопровод;
• объединенный производственный и противопожарный водопровод и отдельный хозяйственно-питьевой водопровод;
• объединенный производственный, противопожарный и хозяйственнопитьевой водопровод.

Система водоснабжения (водопровод) — комплекс инженерных сооружений, обеспечивающих забор воды из источника водоснабжения, ее очистку до нормативных показателей, транспортировку и подачу потребителям.

Хозяйственно-питьевые водопроводы промышленных предприятий обычно входят в состав систем хозяйственно-питьевого водоснабжения городов, в которых расположены эти предприятия. При этом производственные водопроводы крупных промышленных предприятий (металлургических комбинатов и др.) чаще всего никак не связаны с системами хозяйственно-питьевого водоснабжения городов и включают в себя обособленные водозаборные сооружения, насосные станции, всасывающие и напорные водоводы, распределительные водопроводные сети производственного назначения.

Водовод — сооружение в виде тоннеля, канала, лотка или трубопровода для пропуска (подачи) воды под напором или самотеком от водоприемника (водозаборного сооружения) к месту ее потребления.

Насосная станция 2 подъема это. Расчет водопроводной насосной станции второго подъема (НС2)

НС2 подает воду в бак водонапорной башни, расположенной в начале сети.

Режим работы зависит от графика водопотребления. Объем и режим водопотребления меняется непрерывно в зависимости от случайных событий и характеризуется значительной неравномерностью.

При определении подачи НС2 необходимо найти оптимальный вариант режима работы, минимальную вместимость емкости бака и наименьшую частоту включения насосного агрегата.

Работу НС принимаем двухступенчатой.

Последовательность расчета:

1. По заданному коэффициенту часовой неравномерности водопотребления К_чстроится ступенчатый график суточного водопотребления.

2. При двухступенчатой работе необходимо выбрать производительность и продолжительность работы насосов для каждой ступени. При этом необходимо соблюдать два условия.

где Q₁- часовая производительность насосов 1 ступени, м³/ч;

t₁- продолжительность работы насосов 1 ступени, ч;

Q₂- часовая производительность насосов 2 ступени, м³/ч;

t₂- продолжительность работы насосов 2 ступени, ч.

2). Регулирующая емкость бака водонапорной башни должна быть порядка 3-5% от Q_сутпри водопотреблении 20-25 м³/сут. При меньшем суточном водопотреблении регулирующая емкость может быть более 5% от Q_сут, но не должна превышать 500-800м³.

Если представить работу двух однотипных насосов ступенчатой и принять производительность НС в часы 1 ступени К_I% Q_сут, то производительность одного насоса в часы 2 ступени будет составлять К_II=(0,58-0,63) К_I% Q_сут.

Найдем К_Iи K_II.

Примем К_I=5,5, а K_II=3,3.

Определим продолжительность работы I и II ступеней.

Пусть t₁=14ч, а t₂=7ч.

Получим: 5,5*14+3,3*7=100,1

5,5*14+ K_II*7=100

Окончательно получаем K_II=3,29% Q_сут.

Изобразим ступенчатый график водопотребления по часам суток для К_ч=1,5 и покажем на нем две ступени, распределим почасовую работу станции и внесем данные в таблицу.

Рис. 6 График водопотребления

Таблица 7 Водопотребления.

Циркуляционные насосные станции. Классификация насосных станций

Система администрирования насосной станцией должна обеспечивать простоту и надежность ее работы. Выбор соответствующего способа определяется видом станции и ее расположением:

• вручную - операторы непосредственно запускают устройство и контролируют его функционирование;
• автоматически - по результатам показаний датчиков уровня воды в резервуарах, давления в трубопроводах и потребления воды;
• полуавтоматически - оператор задает сигнал, а далее работа происходит в автоматическом режиме;
• дистанционно - из диспетчерской за пределами территории площадки.

В проект закладывается способ управления, который определяется путем технического анализа.

Насосы, применяемы на станциях водоснабжения первого и второго подъема, циркуляционных и повысительных насосных станциях, классифицируют по устройству, способу установки и области применения. Здесь устанавливаются горизонтальные, вертикальные, центробежные и осевые насосы. Существует два типа сооружений, выбор которых зависит от высоты расположения воды в водозаборе:

• насосы с положительной высотой всасывания;
• насосы с отрицательной высотой всасывания, установленные с подпором (под залив).

Особенности рельефа и проектные данные непосредственно влияют на расположение машинного отделения. Исходя из заданных условий его изготавливают в следующем исполнении:

• наземным;
• полузаглубленным;
• заглубленным (подземным).

Разделяют 3 категории, согласно которым соблюдается надежность и обеспеченность водоснабжением.

1. I категория - остановка водоснабжения нежелательна и может привести к серьезному материальному ущербу (выхода из строя технологического оборудования, нарушения сложного техпроцесса);
2. II категория - остановка водоснабжения возможна на время, необходимое для включения резервных агрегатов;
3. III категория - остановка водоснабжения допустима на срок до суток.

Если происходит авария, то при остановке деятельности всего оборудования включаются резервные агрегаты. Также ее работу прерывают для проведения текущего ремонта или замены установок. Требования, которым должны соответствовать станции разных категорий, возрастают по степени их надежности.

I категория надежности больше подходит для промышленных объектов.

Станции первых двух категорий обеспечиваются как минимум двумя самостоятельными источниками электроснабжения.

По выполняемым функциям и параметрам станции водоснабжения можно разделить на следующие виды:

• насосные станции первого подъема;
• насосные станции второго подъема;
• насосные станции третьего, четвертого и последующих подъемов;
• повысительные насосные станции (станции подкачки);
• циркуляционные насосные станции.

Транспорт воды происходит по определенной схеме с помощью насосов, к которым подсоединены всасывающие трубы и напорные водоводы.