Каталог :: Экология

Диплом: Водоснабжение и водоотведение города Восточный донецкой области

                    Министерство образования и науки Украины                    
            Харьковская государственная академия городского хозяйства            
Факультет: ИЭГ
Кафедра: ВВ и ОВ
Специальность: ВВ
Декан факультета
Заведующий кафедрой
Ткачев В. А.
Проф. Душкин С. С.
                         Расчетно-пояснительная записка                         
                              к дипломному проекту                              
        Водоснабжение и водоотведение города Восточный донецкой области.        
ХГАГХ                                            ВВ
ДП
Руководитель
.........
Консультанты
.........
________________
.........
________________
.........
________________
.........
________________
.........
________________
.........
     Дипломник-студент
                                  Харьков 2003                                  
     

Содержание

Введение 7 1. Краткая характеристика города 8 2. Расчёт и проектирование водопроводной сети 10 2.1. Расчёт водопотребления 10 2.1.1. Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды 10 2.1.2. Расход воды на коммунальные нужды 16 2.1.3. Расход воды для промышленных предприятий 19 2.1.4. Расход воды на пожаротушения 22 2.2. Трассировка магистральных водопроводных сетей и составление расчетных их схем. 23 2.3. Гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети. 28 2.4. Построение линии пьезометрического давления. 38 2.5. Деталировка основных узлов водопроводной сети. 39 2.6. Построение профиля водовода. 41 3. Очистные сооружения города. 43 3.1. Разработка и обоснование технологической схемы очистных сооружений. 43 3.2. Технологический расчет основных сооружений станции очистки воды. 46 3.2.1. Определение производительности очистных сооружений. 46 3.2.2. Устройства для приготовления и дозирования коагулянта. 47 3.2.3. Расчет входной камеры. 50 3.2.4. Расчет смесителя. 51 3.2.5. Расчет контактных осветлителей. 51 3.2.6. Расчет резервуара чистой воды. 59 3.2.7. Повторное использование воды после промывки контактных осветлителей. 60 3.2.8. Обеззараживание воды. 61 4. Расчет и проектирование насосной станции второго подъема. 64 4.1. Общая часть. 64 4.2. Технологическая часть. 65 4.2.1. Определение производительности насосов первой и второй ступени. 66 4.2.2. Определение подачи воды при пожаротушении. 67 4.2.3. Гидравлический расчет всасывающих и напорных трубопроводов. 68 4.2.4. Определение полного напора насосной станции. 71 4.2.5. Подбор марки насосов. 74 4.2.6. Совместная работа насосов и трубопроводов. 77 4.2.7. Расчет характеристики трубопроводов. 78 4.2.8. Параллельная работа насосов. 81 4.2.9. Определение заглубления насосной станции. 82 4.3. Эксплуатация насосной станции второго подъема. 83 4.3.1. Система заливки насосов. 83 4.3.2. Подбор вакуум-насоса. 85 4.3.3. Расчет вакуум-котла. 85 4.3.4. Наладка и прием в эксплуатацию. 86 4.3.5. Основные неполадки в работе насосов, способы определения и способы устранения. 87 5. Эксплуатация системы водоснабжения. 90 5.1. Организация предупредительного ремонта сети. 90 5.2. Эксплуатация водопроводной сети. 91 5.3. Разработка технологических карт ремонта одного из узлов сети. 93 5.4. Эксплуатация очистных сооружений. 94 6. Охрана окружающей среды. 97 6.1. Проблемы и решения загрязнения водоемов. 97 6.2. Экологические ограничения при проектировании водопроводной сети. 98 7. Защита трубопроводов от коррозии. 101 7.1. Катодная защита трубопроводов от почвенной коррозии. 101 7.2. Расчет и проектирование катодной защиты. 102 7.2.1. Принципиальная схема действия катодной защиты. 102 7.2.2. Расчет установки катодной защиты. 104 7.2.3. Электрические параметры трубопровода. 104 7.2.4. Основные параметры установки катодной защиты. 105 7.2.5. Параметры анодного заземления. 107 7.2.6. Параметры дренажной электролинии. 109 7.2.7. Параметры катодной станции. 110 7.3. Эксплуатация анодных заземлителей из железокремнистых электродов. 111 8. Охрана труда. 112 8.1. Задача в области охраны труда. 112 8.2. Оценка эксплуатационных особенностей ВКХ отдельных технологических процессов. 112 8.3. Анализ условий труда и выявления опасных и вредных производственных факторов, при выполнении рассматриваемого технологического процесса. 116 8.4. Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности объектов дипломного проектирования. 117 8.5. Разработка организационных мероприятий и технических мероприятий по созданию безопасных и безвредных условий труда на конкретных объектах. 119 9. Экономическое обоснование принятых в проекте решений. 122 9.1. Расчёт затрат на материалы. 123 9.2. Расчёт затрат на электроэнергию. 124 9.3. Расчёт затрат на текущий ремонт. 125 9.4. Расчёт затрат на заработную плату производственных рабочих. 125 9.5. Расчёт фонда заработной платы административно-управленческого персонала. 127 9.6. Расчёт цеховых и обще-эксплуатационных расходов. 128 9.7. Калькуляция себестоимости. 129 Список литературы и нормативных документов 132

Введение

Водопотребление города «Восточный» Донецкой области–425000 м , из них 50000м , поступает от вновь проектированного сооружения и 37500м , поступает от магистральных водоводов проходящих непосредственно вблизи от города. В городе среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населённых пунктов и развития промышленности водоснабжения занимает большое и почётное место. Обеспечение населения чистой доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населённый пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. В настоящее время в связи с общим ростом объёмов потребляемой воды и недостаточностью в ряде городов местных приходных источников воды всё чаще необходимость комплексного решения водохозяйственных проблем для наиболее рационального и экономичного обеспечения водой всех водопользователей и водопотребителей данного города. Предусмотрено разрабатывать и осуществлять мероприятия по охране окружающей среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов. Проблема развития водоснабжения тесно связана с решением главной задачи – улучшения жилищных условий города, создания здоровых условий труда и отдыха. Новые задачи, которые ставятся перед специалистами по водоснабжению, должны быть решены с использованием всех достижений научно-технического прогресса. Наиболее рационально и наиболее экономично. 1 Краткая характеристика города Город, для которого производится технико-экономическое обоснование построения водопроводных сетей, и строительство очистных сооружений городского водопровода производительностью 50000 м3/сут расположен в восточной части Донецкой области и находиться в лесостепной физико-географической зоне Украины. По характеру рельеф территории города представляет собой волнистую равнину, незначительно поднятую над уровнем моря. Наиболее возвышенные места расположены на западе и востоке города. Рельеф города изрезан балками и речными долинами рек пересекающих город. Климат города умеренно-континентальный, Зима бывает продолжительная, но не суровая, с частыми оттепелями, иногда настолько сильными, что поверхность земли совершенно освобождается от снежного покрова. Лето умеренно тёплое, иногда жаркое за редким исключением с достаточным количеством осадков. Осень отличается значительной сухостью, особенно сентябрь и октябрь, и сравнительно небольшой облачностью. Температура воздуха в городе обуславливается влиянием географической широты, Атлантического океана, Азиатского континента и некоторой степени Чёрного и Азовского морей. Среднегодовая температура воздуха составляется от до 7,4°. Самым холодным месяцем является январь, абсолютные минимумы понижения температуры наблюдаются в январе или феврале. Во второй половине марта месяца температура воздуха интенсивно повышается и переходит через 0°. Самым тёплым месяцем колеблется в пределах до 39°. Октябрь месяц характеризуется резким снижением температуры. В середине ноября среднесуточная температура переходит через 0° . В городе среднегодовое количество осадков выпадает в июне месяце – 70мм. Город характеризуется неустойчивыми ветрами, как по направлению, так и по скорости. Резко выраженных направлений ветра не наблюдается. Преобладающее направление ветров восточных западных и юго-западных. Скорость ветра достигает до 6 м/сек. Через город протекает река, являющаяся источником водоснабжения качественная характеристика речной воды характеризуется некоторыми показателями. 2 Расчёт и проектирование водопроводной сети

Исходные данные для проектирования.

1. Генплан города с горизонталями в масштабе 1:10000. 2. Плотность населения .................370 чел/га. 3. Норма водопотребления.............................................................. ..350 л/сут. 4. Єтажность застройки .....................................................................5 этажей. 5. Наименование предприятия ....... электрохимический завод. 6. Производительность предприятия ............15000 шт/сут. 7. Количество рабочих всего .............................................................3500 чел. 8. Количество рабочих в максимальную смену................................1450 чел. 2.1 Расчёт водопотребления. Водопроводная сеть и все сооружения системы водоснабжения должны быть рассчитаны на количество воды, которое должно быть подано городу и промышленным предприятиям в течении суток наибольшего возможного потребления под требуемым напором . Рассчитываем следующие характерные расходы воды, соответствующие основным категориям потребителей: 1. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города; 2. Расход воды на коммунальные нужды города; 3. Расход воды для промышленных предприятий. 2.1.1 Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города. При определении расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города необходимо определить количество населения города N, чел. по отношению: , (2.1.) где N – численность населения, чел. F – площадь части города с той или иной плотностью населения, га; P – плотность населения, чел/га. Площадь той или иной части города определяем после тщательного изучения характера планировки города. Результаты подсчётов территории жилых кварталов, которые предварительно нумеруются, сводим в таблицу 2.1. Таблица 2.1 - Площадь территории кварталов города.
№ кварта-лов

Площадь

Га

№ кварта-лов

Площадь

Га

№ кварта-лов

Площадь

Га

№ кварта-лов

Площадь

Га

13,622511,124915,68736,12
22,572611,12504,72746,52
33,32276,92513,12756,52
43,02289,32524,32766,32
50,922915,44533,72778,20
64,823010,40541,20786,04
74,82317,52556,34794,52
84,82327,52563,32804,32
94,82337,88573,32813,72
105,15346,17586,72822,96
114,82357,22596,72836,17
126,32364,52606,34848,12
133,82376,32618,50852,36
143,32385,42625,94860,80
153,32391,42634,30875,48
163,32409,32644,32883,68
174,37419,32655,81897,52
188,60429,32664,73908,00
195,72439,32672,92918,32
207,52445,72684,50928,32
216,804512,62693,769310,82
221,76468,72701,10948,07
2311,12476,32716,34955,58
2411,12486,32726,12963,58
Продолжение таблицы 2.1
№ кварта-лов

Площадь

Га

№ кварта-лов

Площадь

Га

№ кварта-лов

Площадь

Га

№ кварта-лов

Площадь

Га

974,881236,521497,861752,82
985,161242,201507,601763,62
996,201252,221517,821776,32
1003,321266,921527,021786,12
1013,321277,1215310,401796,52
1023,321286,721547,281805,34
1033,321299,341554,721818,42
1047,301306,481565,621826,42
1052,241314,721577,321835,75
1062,221324,721585,601845,75
1075,161337,321595,071855,75
1083,461345,641607,821865,75
1095,121355,051617,561875,42
1105,781367,881627,321887,64
1116,321377,821637,321893,82
1126,301387,5716410,521905,42
1136,301397,921657,281915,42
1146,341408,021665,521921,52
1158,721417,921677,451935,83
1166,0214210,401686,481947,20
1174,501437,281698,721954,82
1185,181445,021706,421964,82
1196,481454,121716,321974,82
1205,601467,321726,321984,82
1216,421475,601736,321994,82
1226,421484,9817413,972004,82
Продолжение таблицы 2.1
№ кварталов

Площадь

Га

№ кварталов

Площадь

Га

№ кварталов

Площадь

Га

№ кварталов

Площадь

Га

2016,922175,522335,762492,52
2023,822187,222345,222501,75
2034,082192,342357,782516,30
2044,522209,982364,482526,24
2052,5722113,852379,922535,16
20612,3222213,852386,622549,06
2079,202235,782393,782555,26
2088,722248,962402,272563,93
2090,882256,242416,822575,26
2104,242266,242425,782584,28
2116,4522718,182431,6225911,34
2124,002284,982444,462602,32
2138,142296,252452,662615,52
2142,562306,252468,222624,76
2152,8723114,772476,822635,84
21655723213,322485,52Итого: 1618,29
Одновременно определяем площадь территории города, занятой под зеленые насаждения, площадь улиц, площадей, площадь территорий предприятия: - площадь зеленых насаждений – 765,91га; - площадь улиц и площадей – 1692,02га; - площадь промышленного предприятия – 19,32га. Численность населения: Суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте, Q сут.ср. м³/сут, определяем по формуле: , где N – количество населения города, чел., qж – норма водопотребления, л/сут на чел. (2.2) Расход воды в сутки максимального и минимальнлго водопотребления, м³/сут. (2.3) (2.4) где Kсут – коєффициент суточной неравномерности Kсут.max= 1,2 Kсут.min= 0,8 Часовой расход воды Qчас.max и Qчас.min , м3/ч определяем по формуле: (2.5) (2.6) где Кч – коэффициент часовой неравномерности, принимаемый в соответствии с принятой нормой водоснабжения [24]. (2.7) (2.8) Секундный расчетный расход Qсек.max, л/сек определяем по формуле: 2.1.2 Расход воды на коммунальные нужды города. а) расход воды на поливку улиц и площадей. Максимальный суточный расход Qmax сут, м3/сут: (2.9) где F – площадь улиц и площадей, м; q – норма расхода воды на поливку, принимаемая от типа покрытия, от способа поливки и др. условий [24]; n – число поливок принимаемое в зависимости от режима поливок, Средний часовой расход Qср.час, м3/час Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/час: (2.10) где Kч – коэффициент часовой неравномерности расходования воды на поливку, величину которого принимаем – 2,0. Максимальный секундный расход Qmax с, л/с: б) расход воды на поливку зеленых насаждений. Максимальный суточный расход Qmax сут., м3/сут: (2.11) где Fз – площадь зеленых насаждений, газонов и цветников, м2; qз – норма расхода на поливку, принятая по [24]; n – число поливок в сутки. Средний часовой расход Qср.ч м3/час: Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/час; Максимальный секундный расход Qmax.c, л/с: Таблица 2.2 - Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды и коммунальные нужды города.
№ п/пХарактер расхода воды

Qmax сут, м3/сут

Qср.ч, м3/час

Qmax ч, м3/час

Qmax с, л/с

1Хозяйственно-питьевые нужды города251482,2610478,4314303,053973,07
2Неучтенные расходы25148,231047,841430,31397,31
3Поливка улиц и площадей760326318
4Поливка зеленых насаждений9190380770210
Итого286580,4811938,2716566,364598,38
2.1.3 Расход воды для промышленных предприятий. Расходы воды для промышленных предприятий слагаются из расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды, расхода воды на душ и расхода воды на производственные нужды. а) Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды промышленного предприятия. Количество работающих в холодных и горячих цехах определяем для смены с максимальным числом работающих исходя из распределения их по горячим и холодным цехам. гор. цеха – 65% - 2275 чел. хол. цеха – 35% - 1225 чел. Общее количество работающих – 3500 чел и завод работает в 3 смены, приняв распределение работающих по сменам соответственно 40%, 30% и 30%. Определяем, что в максимальной смене работает 1450 чел. Средний часовой расход Qср.ч, м3/час: (2.12) где, N2, Nx – соответственно количество работающих на предприятии в горячих и холодных цехах. Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/час: (2.13) где n2, nx – соответственно количество работающих в смене в горячих и холодных цехах; k2, kx – коэффициенты часовой неравномерности соответственно в горячих и холодных цехах. Согласно [24] k2 = 30, k x = 3; tсм – продолжительность рабочей смены. Максимальный секундный расход Qmax с, л/с: . б) расход воды на души на предприятии. Для подсчета количества работающих, пользующихся душами, можно принять следующие ориентировочные данные: В химическом – 40%-60%. Количество работающих, принимающих душ, определяют для смены, в которой работает наибольшее количество рабочих и служащих, так в электрохимическом заводе пользующихся душами составляет 50% с распределением по цехам; в холодных цехах – 20% - 290 чел; в горячих цехах – 30% - 435 чел. По нормам пользования душем принимается в течение 45 мин. после окончания каждой смены, а поэтому максимальный часовой расход, в м3/час на душ составляет: где ; . Максимальный секундный расход воды на душ Qmax c, л/с: в) расход воды на производственные нужды предприятий. Максимально-суточный расход воды предприятий на производственные нужды Qmax сут., м3/сут: (2.14) где П – суточная продукция предприятия в принятых для него единицах измерения = 1 т; qуд – средний удельный расход воды на производство единицы продукции = 20 м3/т. . Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/ч: (2.15) При отсутствии данных о расходах воды на производственные нужды по отдельным сменам потребления воды принимается равным в течении всего времени работы предприятия. Максимальный секундный расход воды, л/с: 2.1.4 Расход воды на пожаротушение. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение зависит от размеров населенного пункта, этажности и степени огнестойкости зданий, размеров производственных зданий категорий производств и других факторов. Максимальный секундный расход на тушение пожаров Q'пож, л/с: (2.16) где qпож – расчетный расход на тушение одного наружного пожара, согласно [24] = 85 л/с; n – число пожаров = 3; q'пож – расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение, согласно [25] = 10 л/с. Исходя из расчетной продолжительности пожара tn = 3 ч, полный расход воды на тушение пожара Q"пож, м3: (2.17) Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/час: (2.18) Максимальный секундный расход Qmax с, л/с: Определенные расчетные расходы воды отдельных категорий потребителей сводятся в сводную таблицу расходов воды. Таблица 2.3 - Сводная таблица расходов воды.
№ п/пХарактер расхода воды

Qср.ч, м3/час

Qmax ч, м3/час

Qmaxc, л/с

1Хозяйственно-питьевые нужды населения города10478,4314303,0523973,07
2Не учтенные расходы1047,841430,31397,31
3Коммунальные нужды412833228
4Расход промышленного предприятия119,3233,72
5Расход на пожаротушение10,26285
Итого4917,1
2.2 Трассировка магистральных водопроводных сетей и составление расчетных их схем. Магистральная водопроводная сеть проектируется в виде системы 4 – 5 замкнутых колец, охватывающих целые группы кварталов. Кольца расчетной сети должны быть по возможности вытянуты вдоль преобладающего направления течения воды. При трассировке сети необходимо учитывать подачу воды наиболее крупным потребителям, кратчайшим путём. Недопустимо, чтобы магистральные линии трассировались на большем протяжении по незастроенным территориям или по границам застройки. Длина расчетных участков колец магистральной сети находится в пределах 400 – 1000 м и только в отдельных случаях может достигать 2000 м. Нумеруем узловые точки сети, проставляем длину каждого участка между узловыми точками, а также намечаем место сосредоточенного расхода промышленного предприятия. Определяем удельный расход воды qуд, л/с: (2.19) где Q – общий секундный расход, л/с; qсоср – сосредоточенный расход промышленного предприятия, л/с; Σl – суммарная длина участков магистральной сети, м. Для каждого участка магистральной сети определяем путевые расходы Qп, л/с: (2.20) где l – расчетная длина участка сети, м; Qп – см. в таб. 2.4. Сумма путевых расходов всех расчетных участков сети должна равняться полному секундному расходу воды для населения города: ΣQп=Q-qсоср , что является проверкой правильности вычисленных путевых расходов. ΣQ – смотрим в табл. 2.4. Вычисленные путевые расходы воды отдельных участков заменяют узловыми расходами, Qузл, л/с: (2.21) Т.е. узловой сосредоточенный расход в каждом узле сети равняется полу сумме путевых расходов всех участков сети примыкающих к данному узлу. Правильность вычисления узловых расходов Σqузл, л/с, проверяется по формуле: (2.21) Вычисленные путевые и узловые расходы вписываются в расчетную схему и таблицу. Таблица 2.4 - Путевые и узловые расходы воды.
№ участкаДлина участка, м

Путевой расход Qп, л/с

Расчетный расход Qр, л/с

Узловой расход qузл, л/с

179030,770530,774723,17945
280031,1631,164230,96945
397037,781537,785754,9258
490035,05535,053236,4224
583032,328532,332733,6959
687033,886533,890733,1117
788034,27634,280234,0855
891035,44535,448752,9783
977029,991529,995732,7222
1079030,770530,774730,3852
1196037,39237,396234,0855
1287033,886533,890735,6435
1391035,444535,448734,6697
1483032,328532,332756,2891
1587033,886533,890733,1117
1680031,1631,164232,5274
1750019,47519,479225,3214
Продолжение таблицы 2.4
1868026,48626,490222,9847
1965025,317525,321725,9059
20100041,28741,291243,6303
2199038,560538,564739,9279
2299038,560528,564738,5647
23110042,84542,844740,7047
24105040,897540,901741,8732
2540015,580015,584228,2430
26105040,897540,901735,0592
2775029,212529,2116772,8449
28115044,792544,796744,7967
29115044,792544,796744,7967
3093036,223536,227734,8645
3195037,002537,006739,3437
3284032,718032,722235,4487
33100038,9538,954225,9060
34102039,72939,7332
3580031,160031,1642
3653020,643520,6477

ΣQп=1220,693

ΣQр=1220,84

Σqузл=1220,84

Расчетная схема магистральной водопроводной сети на случай максимального водопотребления. 2.3 Гидравлический расчёт кольцевой водопроводной сети. В основе гидравлического расчёта кольцевой водопроводной сети лежит два следующих закона движения воды. Первый закон устанавливает зависимость расходов приходящих к узлу и уходящих от него. Согласно этому закону алгебраическая сумма расходов в каждом узле сети равна нулю, Второй закон – движение воды устанавливает зависимости между потерями напора в каждом замкнутом контуре сети, т.е. алгебраическая сумма потерь напора в каждом замкнутом контуре равна нулю, . Практически при расчете кольцевой сети поступают следующим образом: имея узловые расходы и точки питания сети намечают распределения потоков воды по всем участкам сети, соблюдая для каждого узла сети условия . Распределения потоков воды по всем участкам сети, соблюдая для каждого узла воды, следует производить, идя от конца сети к началу. Основными факторами, определяющими диаметр участка водопроводной сети, является расчетный расход и скорость. Для труб диаметр D, мм, определяют: (2.23) где Q – расчетный расход, м3/с; ν – средняя экономическая скорость, принимаемая для труб малых диаметров (до 300 мм) – 0,7 – 1,0 м/с, для средних и больших диаметров (более 300 мм) – 1,0 – 1,5 м/с. А также диаметр может быть определен по таблице предельных расходов, составленных на основании формул проф. Л.Ф. Коичеина. Следует отметить, что метод определения диаметров труб по предельным расходам применим лишь для независимо работающей линии. Для кольцевой сети этот метод приближенные значения экономических диаметров. Потери напора во всех линиях h, м, определяются по формуле: (2.24) где α – удельное сопротивление; k2 – поправочный коэффициент. Путем арифметического суммирования определяют для каждого кольца и путем алгебраического суммирования невязки потерь напора в кольцах . При этом для подсчета потерь напора по контуру кольца величина потери напора считается положительной в том месте, где направление потока совпадает с ходом часовой стрелки и отрицательный там, где направление потока противоположно ходу часовой стрелки. Если невязки потерь напора в отдельных кольцах получались не допустимы (более 0,50 м), необходимо произвести исправления предварительно намеченных расходов отдельных линий, для чего необходимо знать величину увязочного расхода. Для увязки сети предложено много способов, из которых широкое применение в практических расчетах получил метод проф. В.Г. Лобачёва, величина увязочного расхода , л/с, по которому: (2.25) где - невязка кольца; S – сопротивление участка; q – расчетный расход участка. Заметим, что знак минус перед выражением для определения увязочного расхода, легко можно определить направлением расходов линий, не принадлежащих двум смежным кольцам, т.е. линий, расположенных по внешнему контуру сети. Очевидно, что положительные увязочные расходы должны прибавляться к положительным расходам линии и вычитаться из отрицательных расходов, а отрицательные наоборот, соответственно этому увязочные расходы записываются против каждого участка кольца со знаком плюс или минус. Таблица 2.5 - Расчёт кольцевой водопроводной сети.
№ ко-лец№ участ-ковДлина участ-ка, мПредварительное распределение расходов
Диа-метр, мм

Q,

л/с

V,

м/с

Уд. Сопро-тивление. А10-6

K

S=AK10-3

h=SQ2

S = Q10-3

13-4970500226,081,150,0680

0,977

0,0644-3,2914,5692
4-5900400189,661,500,219

0,927

0,1827-6,5734,6331
5-6830400135,971,230,219

0,961

0,1747-4,2527,2450
6-7870350122,861,260,437

0,957

0,3638-5,4944,7016
7-888030088,781,210,986

0,964

0,8364-6,5974,2594
8-2993020044,391,388,608

0,941

7,5331-4,84334,39,51
29-3095030081,011,110,986

0,986

0,9236+6,0674,8197
30-27840350115,871,190,437

0,967

0,3550+4,7741,1299
27-26750500219,491,120,068

0,983

0,0505+2,4211,0074
26-31050500254,551,290,068

0,952

0,0680+4,4017,0025
Продолжение таблицы 2.5
№ участка1 исправление2 исправление

Увеличение расхода Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

3-4+1,42227,50-3,3314,65+2,05229,55-3,3914,78
4-5+1,42191,08-6,6734,91+2,05193,13-6,8135,28
5-6+1,42157,39-4,3327,50+2,05159,44-4,4427,85
6-7+1,42124,28-5,6245,21+2,05126,33-5,8045,96
7-8+1,4290,20-6,8075,44+2,0592,25-7,1271,16
8-29-3,0241,376+8,66260,80-1,7939,58+7,75246,75
29-30-3,0277,99+5,6272,03-1,7976,20+5,3670,38
30-27-3,02112,85+4,5240,06-1,79111,06+4,3739,43
27-26+57,09276,58+3,8313,87+8,58285,16+4,0814,30
26-3+57,09311,64+6,6021,19+8,58320,22+6,9721,77
Продолжение таблицы 2.5
№ участка3 исправление4 исправление

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

3-4+0,87230,42-3,4214,84-0,14230,28-3,4114,83
4-5+0,87194-6,8835,44-0,14193,86-6,8735,42
5-6+0,87160,31-4,4928,01-0,14160,17-4,4827,98
6-7+0,87127,20-5,8946,27-0,14127,06-5,8746,22
7-8+0,8793,12-7,2577,89-0,1492,98-7,2377,77
8-29-0,5239,06+7,59294,12+0,2639,32-7,62296,20
29-30-0,5275,68+5,2069,90+0,2675,94+5,3370,14
30-27-0,52110,54+4,3439,24+0,26100,8+4,3639,33
27-26-5,80279,36+3,9114,00-1,17278,19+3,8813,95
26-3-5,80314,42+6,7221,38-1,17313,25+6,6721,30
, , , , , , , , , , , Продолжение таблицы 2.5
№ ко-лец№ участ-ковДлина участ-ка, мПредварительное распределение расходов
Диа-метр, мм

Q,

л/с

V,

м/с

Уд. Сопро-тивление. А10-6

K

S=AK10-3

h=SQ2

S = Q10-3

21-2790800566,531,120,0057

0,983

0,0044-1,422,5077
2-3800800535,564,060,0057

0,981

0,0044-1,282,3957
3-261050500254,551,290,068

0,952

0,680-4,40417,0025
26-27750500219,491,120,068

0,983

0,0501-2,4111,0037
27-311000350109,751,170,437

0,972

0,4248+5,1246,6178
31-321020400149,091,190,219

0,967

0,2160+4,8032,2047
32-33800400185,541,450,219

0,933

0,1635+5,5730,1652
33-20530500210,451,450,068

0,933

0,0336+1,497,0764
20-211060700441,801,150,012

0,977

0,0124+2,885,9866
21-22990700481,731,250,012

0,958

0,0114+2,645,4826
22-23990800528,721,050,0057

0,994

0,0056+1,572,9656
23-241100800569,421,130,0057

0,981

0,0061+1,993,5024
24-251050800612,291,210,0057

0,964

0,0058+2,163,5326
25-1700800639,531,210,0057

0,955

0,0038+1,562,4369
Продолжение таблицы 2.5
№ участка1 исправление2 исправление

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

1-2-1,72625,04-1,722,75+10,63635,67-1,782,80
2-3-1,55594,07-1,552,61+10,63604,70-1,612,66
3-26-6,60311,64-6,6021,19+8,58320,22-6,9721,77
26-27-3,83276,58-3,8313,86+8,58285,16-4,0714,29
27-31+1,3255,75+1,3223,68-3,5252,23-1,1622,19
31-32+1,9395,09+1,9320,54-3,5291,57+1,8119,78
32-33+2,77130,54+2,7721,34-3,52127,02+2,6420,77
33-20+0,73147,44+0,734,95-17,74129,70+0,564,36
20-21+1,82383,29+1,824,75-10,63372,66+1,724,62
21-22+2,04423,22+2,044,82-10,63412,59+1,944,70
22-23+1,2447,021+1,242,63-10,63459,58+1,182,57
23-24+1,5951,091+1,953,12-10,63500,28+1,533,05
24-25+1,78553,78+1,783,12-10,63543,15+1,712,06
25-1+1,28581,02+1,282,20-10,63570,39+1,242,17
Продолжение таблицы 2.5
№ участка3 исправление4 исправление

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

1-2-4,93630,74-1,752,77-1,31623,43-1,742,77
2-3-4,93599,77-1,582,64-1,31598,44-1,582,63
3-26-5,76314,46-6,7221,38-1,17313,29-6,6721,30
26-27-5,76279,40-3,9113,99-1,17278,23-3,8813,94
27-31+6,2658,49-1,4524,85-0,0258,47-1,4524,84
31-32+6,2697,83+2,0721,13-0,0297,81+2,0721,13
32-33+6,26133,28+2,9021,79-0,02133,26+2,902179
33-20+3,60133,30+0,604,48+2,64135,94+0,624,57
20-21+4,93277,59+1,774,68+1,31378,95+1,734,70
21-22+4,93417,52+1,994,75+1,31418,83+1,994,77
22-23+4,93457,51+1,172,56+1,31458,82+1,182,57
23-24+4,93505,26+1,563,08+1,31506,57+1,563,09
24-25+4,93548,08+1,743,17+1,31549,39+1,743,19
25-1+4,93575,32+1,262,19+1,31576,63+1,262,19
, , , , , , , , , , , , . Продолжение таблицы 2.5
№ ко-лец№ участ-ковДлина участ-ка, мПредварительное распределение расходов
Диа-метр, мм

Q,

л/с

V,

м/с

Уд. Сопро-тивление. А10-6

K

S=AK10-3

h=SQ2

S = Q10-3

327-30840350115,871,190,437

0,967

0,3530-4,7741,1338
30-2995030081,011,110,986

0,986

0,9236-6,0674,8197
29-893020044,391,388,608

0,941

7,5331-4,84334,3951
8-991030080,191,100,986

0,987

0,8856-5,6971,0163
9-1077020047,471,478,608

0,930

6,164-13,89292,6140
10-1179012517,081,35103,50

0,945

77,2679-22,541319,7361
11-1296012517,001,34103,50

0,946

93,9946+27,161597,9075
12-1387025032,641,042,638

0,983

2,2560+6,25118,7582
13-1491030087,311,200,986

0,985

0,8659+6,6075,5979
14-28115030095,731,320,986

0,948

1,0749+9,85102,9037
28-271150400140,531,110,219

0,986

0,2483+4,9034,8936
Продолжение таблицы 2.5
№ участка1 исправление2 исправление

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

27-30-4,52112,85-4,5240,05-1,79111,06-4,3739,43
30-29-5,6277,90-5,6272,03-1,7926,20-5,3670,68
29-8-8,6641,37-8,66260,80-1,7939,58-7,75246,75
8-9-5,4778,59-5,4769,60+0,2678,85-5,5069,83
9-10-12,9745,87-12,97282,74+0,2646,13-13,10284,34
10-11-18,5015,48-18,501196,11+0,2615,74-19,14121,62
11-12+32,5218,60+32,52770,30-0,2618,34+31,621723,86
12-13+6,6454,24+6,64122,36-0,2647,60+5,11107,39
13-14+6,8488,91+6,8476,99-0,2688,65+6,8076,76
14-28+11,15101,84+11,15109,47+6,85108,69+12,69116,83
28-275,34146,64+5,3436,41+6,85153,49+5,8538,11
Продолжение таблицы 2.5
№ участка3 исправление4 исправление

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

27-30-0,52110,54-4,3439,24+0,26110,80-4,3639,33
30-29-0,5275,68-5,2869,90+0,2675,94-5,3370,14
29-8-0,5239,06-7,59294,12+0,2639,32-7,62296,20
8-9+0,3579,20-5,5570,14+0,1279,32-5,5770,25
9-10+0,3546,48-13,31286,50+0,1246,60-13,38287,24
10-11+0,3516,09-20,001243,24+0,1216,21-20,301252,51
11-12-0,3517,99+30,421690,960,1217,87+30,001679,68
12-13-0,3547,25+5,04106,60-0,1247,13+5,01106,32
13-14-0,3588,30+6,7576,46-0,1288,18+6,7376,35
14-28+0,98109,07+12,93117,88-1,45108,62+12,58116,68
28-27+0,98154,47+5,9238,35-1,45153,02+5,8137,99
, , , , , , ,, , , , , . Продолжение таблицы 2.5
№ ко-лец№ участ-ковДлина участ-ка, мПредварительное распределение расходов
Диа-метр, мм

Q,

л/с

V,

м/с

Уд. Сопро-тивление, А10-6

K

S=AK10-3

h=SQ2

S = Q10-3

433-32800400184,541,440,219

0,934

0,1636-5,5730,1975
32-311020400149,091,180,219

0,970

0,2166-4,5132,2913
31-271000350109,751,130,437

0,981

0,4287-5,1647,0495
27-281150400140,531,110,219

0,986

0,2483-4,9034,9870
28-14115030095,731,320,986

0,948

1,0749-9,86102,9037
14-1583020047,871,490,608

0,928

6,6302+15,19317,3889
15-1684030080,981,100,986

0,988

0,818+5,3766,660
16-17800350113,511,160,437

0,974

0,3405+1,3938,6513
17-18500400138,831,100,219

0,988

0,1082+2,0915,0195
18-19680400161,811,280,219

0,954

0,142+3,7222,6882
19-20650400187,721,490,219

0,928

0,132+4,6524,7980
20-33530500210,451,030,068

0,984

0,0354+1,577,4632
Продолжение таблицы 2.5
№ участка1 исправление2 исправление

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

33-32-2,7130,34-2,7021,36-3,25127,02-2,6420,78
32-31-1,9695,09-1,9620,59-3,2591,57-1,8219,85
31-27-1,3355,75-1,3323,90-3,2552,23-1,1722,18
27-28-5,34146,64-5,3436,41+6,85153,49-5,8538,11
28-14-11,15101,84-11,15109347+6,85108,69-12,70116,83
14-15+12,4643,36+12,46287,48-7,1136,25+8,71240,34
15-16+4,4876,47+4,7862,55-7,1169,36+3,9356,74
16-17+4,08109,00+4,0437,11-7,11101,89+3,5334,69
17-18+1,95134,32+1,9514,53-7,11127,21+1,7513,76
18-19+3,51157,30+3,5122,34-7,11150,19+3,2021,33
19-20+4,43183,21+4,4324,18-7,11176,10+4,0923,24
20-33+1,77147,24+0,775,23-17,74129,70+0,604,60
Продолжение таблицы 2.5
№ участка3 исправление4 исправление

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

Dq, м/с

Q, м/с

h = SQ2

SQ210-3

33-32+6,26133,28-2,9021,8-0,02133,26-2,9021,80
32-31+6,2697,83-2,7011,2-0,0297,81-2,7021,19
31-27+6,2658,49-1,4525,87-0,0258,47-1,4524,86
27-28+0,98154,47-5,9238,35-1,45153,02-5,8137,99
28-14+0,98409,67-12,93117,88-1,45109,22-12,58116,33
14-15-1,3334,92+8,08231,53+1,3336,25+8,71240,34
15-16-1,3368,03+3,7955,65+1,3369,26+3,9356,74
16-17-1,33104,56+3,4434,24+1,33101,89+3,5334,69
17-18-1,33125,88+1,7113,62+1,33127,21+1,7513,76
18-19-1,33148,86+3,1521,14+1,33150,19+3,2021,33
19-20-1,33147,72+2,8819,50+1,33149,19+2,9319,68
20-33-13,6133,50+0,634,74+2,64135,94+0,634,82
, , , , , , , , , , , , 2.4 Построение линий пьезометрического давления. Пьезометрическую линию обычно строят исходя из величины напора в характерных точках(узловые точки) – поэтому пьезометрическая линия представляет собой максимальную линию. При построении пьезометрической линии исходят из условия, что в диктующей точке сети, т.е. точке наиболее удаленной от источника и имеющей наибольшую отметку, должен быть не ниже нормального. СНиП 2.04.02.84 дает следующие величины требуемого свободного напора Hсв в сети водопровода населенных мест: при одноэтажной застройке Hсв=10 м, а при большой этажности необходимо прибавлять по 4 м на следующий этаж например: для застройки 4 этажей составляет м. Расчеты, связанные с построением линий пьезометрического давления, оформляют в специальную таблицу, которая приведена ниже. Построение пьезометрической линии начинается с выбора на генплане диктующей точки, свободный напор, который равен принимаемому в зависимости от этажности застройки. Пьезометрическая отметка каждой последующей точки равна пьезометрической отметке предыдущей точки плюс потери напора на участке между этими угловыми точками. Свободный напор последующей (после действующей точки) равен пьезометрической отметке предыдущей точки минус отметка поверхности земли. Таблица 2.6 – Расчеты построения линий пьезометрического давления.
№ точек№ участкаДлина участка, мПотери напора, мОтметка поверхности земли, мПьезометрические отметкиСвободный напор, м

1111-1079020,3083,3109,326

10
10-977013,3882,5129,647,1
9
9-89105,5781,5142,9861,18
8
8-78807,2381,3155,7873,38
7
7-68705,8782,4161,6577,85
6
6-58304,4883,8166,1383,93
5
5-49006,8782,2173,0092,90
4
4-39703,4180,1176,4197,61
3
3-28001,5878,8177,99100,29
2
2-17901,7475,8179,73103,95
1

2.5 Деталировка основных узлов водопроводной сети. После расчета магистральных линий водопроводной сети производят деталировку основных узлов её, т.е. составляют монтажную схему сети. Устройства рассчитанной магистральной водопроводной сети проектируем из чугунных водопроводных раструбных труб. При деталировке сети показывают с применением условных обозначений трубы, фасонные части, водоразборную, предохранительную, регулирующую и запорную арматуру. При этом задвижки следует размещать таким образом, чтобы можно было выключать отдельные участки сети без нарушения подачи воды потребителям. Для соединения фланцевых задвижек и другой фланцевой арматуры с раструбными патрубками, следует применять патрубок – фланец – раструб и патрубок – фланец – гладкий конец. При определении размеров колодцев в плане следует учитывать размеры арматуры, установленной в колодце и минимально допустимые расстояния между стенами труб и стенами колодцев и др.: так расстояние до внутренней стенки колодца его должно быть не менее от стенок труб Ø400 мм – 0,32 м, 450 – 800 мм – 0,5 м, более 800 мм – 0,7 м. Расстояние от стен и покрытий до маховика задвижки должно быть не менее 0,25 – 0,5 м. Толщину резиновой прокладки можно принять примерно 10 мм. Типовые решения прямоугольных колодцев разработаны для колодцев с внутренними размерами в плане 1500 2000, 15002500, 2000 2000, 20002500, 2500 2500 мм. Если расчетные размеры колодцев больше размеров типовых колодцев, то последние можно принимать из кирпича. При этом размеры колодцев должны быть кратными ½ кирпича. На основе деталировки сети составляют спецификацию труб, фасонных частей и арматуры различного назначения, что необходимо для составления схемы, заказа на трубы и другие детали сети. 2.6 Построение профиля водовода. Глубина заложения водоводов и водопроводных сетей должна обеспечивать их нормальную работу в зимнее время, исключить возможность недопустимого нагревания воды летом, а также повреждения труб внешними нагрузками (транспортом и др.). Глубина заложения труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины, проникновения в грунт нулевой температуры. Водоводы и водопроводные сети нужно укладывать с уклоном не менее 0,001 по направлению к выпуску, при плоском рельефе местности уклон допускается уменьшить до 0,0005. Рисунок 2.2 - Профиль водовода 3 Очистные сооружения города 3.1 Разработка и обоснование технологической схемы очистных сооружений. Состав очистных сооружений определяют исходя из результатов анализов исходной воды и тех требований, которые предъявляются к качеству очищенной воды. При устройстве хозяйственно - питьевого водоснабжения сооружения для очистки воды должны в конечном итоге обеспечивать качество воды, отвечающее ГОСТ 2874-92 «вода питьевая». Основные способы обработки воды приведены в СНиПе 2.04.02-84. Из СНиПа видно: - что для устранения мутности применяются коагулирование и обработка воды флокулянтами; - цветность предварительное хлорирование, - коагулирование, обработка флокулянтами, озонирование; - бактериальные загрязнения – хлорирование, озонирование. При подготовке питьевой воды в случае, если забор её производится из открытого водоема комплекс очистных сооружений включает в себя: смеситель, камеры реакции, осветлители. Согласно заданию дипломного проектирования качественные показатели воды подаваемой на очистные сооружения следующие: - взвешенные вещества – 15-88 мг/л; - цветность 6°-60°; - РН – 6,7-7,6; - Щелочность – 2,8-4,4 мг/л; - Температура - 12°-25°; - Бикарбонат – 4,0-8 мг/л; - Cl- - 4.57; - SO4-2 – 6,95. Анализ исходных данных показывает, что для осветления и обесцвечивания воды целесообразно применять контактные осветлители, обладающие рядом технико- экономических преимуществ. Контактные осветлители представляют собой разновидность фильтров, работающих по принципу фильтрования в направлении убывающей крупности зерен через слой загрузки большой толщины. Благодаря применению в контактных осветлителях загрузки с большой толщиной слоя (2 м), одновременно увеличивается продолжительность защитного действия, т.е. продолжительность работы осветлителя до момента ухудшения качества фильтрата. Как показали исследования, процесс коагуляции при контакте с поверхностью зерен фильтрующей среды идет с большой полнотой и во много раз быстрее, чем при обычной коагуляции в объеме. Доза коагулянта необходима для эффективного хлопьеобразования в свободном объеме и для осаждения. Для быстрого завершения процесса контактной коагуляции необходимо и достаточно ввести в воду такую дозу коагулянта, при которой частицы примесей теряют свою устойчивость в отношении прилипания к поверхности. Также дозы, как правило, необходимы для того, чтобы обеспечить быстрое хлопьеобразование в свободном объеме с получением тяжелых, хорошо осаждающихся хлопьев. Кроме того, при контактной коагуляции на процесс почти не влияет температура воды и её щелочность. Принятая технологическая схема обработки воды приведена на рис. 2.1.
2
4
3
1
1. Входная камера. 2. Смеситель. 3. Контактный осветлитель. 4. Резервуар чистой воды. Рисунок 3.1 - Технологическая схема Вода из реки насосами насосной станции I-го подъема подается с начала во входную камеру. Здесь из воды осаждается песок, выделяется воздух и на сетках задерживаются крупные примеси. Из входной камеры вода поступает в смеситель, где смешивается с коагулянтом. Из смесителя вода подается на контактные осветлители. Осветленная вода собирается в один общий трубопровод и отводится в резервуар чистой воды, оттуда поступает в городскую сеть. Высотная схема очистных сооружений приведена на рис. 2.2. 4.00 6.80

2

2.90 0.50

5

1 6 1. Н.С. I-го подъема; 4. Контактный осветлитель; 2. Входная камера; 5. Резервуар чистой воды; 3. Смеситель; 6. Н.С. II-го подъема.

Рисунок 3.2 - Высотная схема очистных сооружений.

Насосная станция подает воду во входную камеру. Уровень воды в камере на 5,2- 3,0 м выше крышки переливных желобов, на уровне которых находится вода в осветлителях. Этот перепад обеспечивает необходимый напор для работы контактных осветлителей. Он складывается из потерь напора в системе, в подводящих к осветлителям трубопроводах и предельной потери напора в загрузке осветлителя. Из входной камеры вода поступает в смеситель. В смесителе вода не должна обогащаться воздухом, поэтому выбран дырчатый смеситель с затопляемыми отверстиями. После контактных осветлителей вода направляется в резервуар чистой воды. Наивысший уровень воды в резервуаре должен быть ниже отметки дна переливных желобов осветлителей только на величину потерь напора в отводящих осветленную воду коммуникациях. Т.о. резервуар чистой воды на станциях с контактными осветлителями всегда находится выше, чем на станциях с обычными спорными фильтрами. 3.2 Технологический расчет основных сооружений станции очистки воды. 3.2.1 Определение производительности очистных сооружений. Водоочистная станция рассчитывается на равномерную работу в течение суток. Производительность очистной станции Qос, м3/сут, составляет: (3.1) где - коэффициент для учета расхода воды на собственные нужды, ; Qmax сут – расход воды для суток максимального водопотребления, м3/сут; Qдоп – дополнительный расход воды, м3/сут. (3.2) здесь tпож – расчетная продолжительность напора, час; - число одновременных пожаров, соответственно в населенном пункте и на промышленном предприятии; , - расход воды на t пожара соответственно в населенном пункте и на промышленном предприятии, л/с; Tпож – время восстановления пожарного запаса, час. 4 – расход воды на внутренние пожарные краны. Расчетная производительность станции очистки воды равно: 5 или 3.2.2 Устройство для приготовления и дозирования коагулянта. В состав устройств для приготовления и дозирования коагулянта входят: баки для приготовления раствора коагулянта – растворный бак, число которых применяется не менее двух; баки расходные, откуда раствор коагулянта поступает в дозатор, они располагаются рядом с растворными баками, при этом на один растворный бак желательно иметь по два расходных бака; две воздуходувки, подающие сжатый воздух для перемешивания раствора реагентов. При использовании пускового коагулянта, баки оборудуются деревянными смежными колосниковыми решётками с прозорами размером 10 – 15 мм. Назначение этих решёток, поддерживать пусковой коагулянт по некоторой высоте от дна бака. Под решёткой размещается резиновая или винипластовая трубка с отверстиями через которые подаётся сжатый воздух для ускорения растворения реагента. Продолжительность полного цикла приготовления раствора коагулянта ( загрузка, растворение, отстаивание, перекачка, очистка) при температуре воды 10º С составляет 10 – 12 часов. При использовании воды с температурой 40º С продолжительность цикла сокращается до 6 8 часов. В нижней части бака рекомендуется устанавливать стенки с учётом наклона 45º - 50º к горизонту. Внутренняя поверхность растворных и расходных баков должна быть защищена от коррозирующего действия раствора коагулянта при помощи кислотостойких материалов. Приготовленный в растворном баке раствор коагулянта с концентрацией 10 – 17% самотёком перепускается в расходные баки, где разбавляется до концентрации 4 – 10%. Раствор коагулянта дозируется в обрабатываемую воду при помощи дозатора. Ввод раствора реагента производится в суженый участок напорного водовода, подающий воду на очистные сооружения. Расчётную дозу коагулянта принимаем по СНиПу исходя из содержания взвешенных веществ в воде. Она равна 25 – 35 мг/л. Проверим достаточна ли эта доза для устранения цветности воды, Дк, мг/л: (3.3) Применяем дозу коагулянта , Дк 30 мг/л, считая на технический продукт с содержанием чистого 33,5% . Определяем ёмкость растворного бака Wp, м3, по формуле: (3.4) Qч – расход воды в м3/час =2196 м3/час; Вр – концентрация раствора коагулянта, в растворном баке = 10% γ – объемный вес раствора коагулянта в т/м3 = 1 т/м3; H – время полного цикла приготовления раствора коагулянта = 12 ч; Дк – доза коагулянта = 30 мг/л. м3. Принимаем три растворных бака, емкостью по 3 м3 каждый с размерами 1,81,6 1,05=[3,02 м3]. Емкость расходных баков Wрас, м3, определяем по формуле: м3 (3.5) Принимаем 2 расходных бака емкостью по 10 м3 каждый с размерами 1,8 41,4=10,08 м3 . для интенсификации процессов растворения коагулянта и перемешивания раствора в расходных и растворных баках предусматривается подача сжатого воздуха. Интенсивность которого принимается: для растворения коагулянта 8 – 10 л/с, для его перемешивания при разбавлении до нужной концентрации в расходных баках 3 – 5 л/с на 1 м2. Расчетный расход воздуха определяется как произведение площадей баков в плане на величину интенсивности подачи воздуха. Для растворных баков: л/с. для расходных баков: л/с; общий потребляемый расход воздуха составит: л/с или 1,31 м3/мин. В установке принимаем 3 воздуходувки (2 рабочие 1 резервный) марки ВК-12 производительностью 10 м3/мин. скорость движения воздуха 15 м/с. Кроме магистрального воздуходувка диаметром d=80 мм устанавливается отведенным диаметром 50 мм, система стояков и горизонтальных распределительных дверчатных стояков диаметрами по 38 мм располагаемых на расстояниях 500 мм под решетками растворных баков и на дну растворных баков. Для загрузки растворных баков применяют вагонетку грузоподъемностью до 1 т и для удаления шланга из растворных баков – вагонетку без кузова оборудованную бадьей грузоподъемностью 0,5 т. в здании реагентного хозяйства предусматривается установка темзфера грузоподъемностью 1 т. Склад реагентов устанавливают вблизи приготовления реагентов. Они вмещают примерно 30-ти суточный запас для периода максимального применения. С учетом местных условий вместимость склада не менее 15-ит суточного запаса. Площадь склада коагулянта F, м2, (3.6) где Qoc – производительность станции =52704 м3/сут; D – доза коагулянта =30 г/м3; T – продолжительность хранения реагента =30 сут; α – коэффициент для учета дополнительной площади проходов на складе =1,15; Pc – содержание Al2(SO4)3 в товарном продукте =33,5%; Go – объемный вес реагента =1,1 т/м3; h – допустимая высота слоя реагента =2 м. м2. 3.2.3 Расчет входной камеры. Устройство входной камеры необходимо для того, чтобы исключить попадание в распределительную систему и зернистую загрузку контактного осветлителя водорослей и крупной взвеси. При расчетной производительности контактных осветлителей Qос =52704м3/сут. Объем входной камеры Wвх.к, м3 составит: , (3.7) где t - продолжительность пребывания воды во входной камере =6 мин. м3. Принимаем 4 входных камеры с размерами каждой 662,5 м. В камерах устанавливаются вертикальные сетки с отверстиями 2-4 мм. При скорости прохода воды через сетки Vс=0,2 м/с рабочая площадь F c, м2 сеток будет: м2 (3.8) Входная камера оборудуется устройствами для промывки сеток, спускной и переливной трубами. Нижняя часть камеры имеет наклонные сетки под углом 50˚ к горизонту. Высота конической части hкон, м, камеры: м, (3.9) м. Полная высота камеры: м. 3.2.4 Расчет дырчатого смесителя. Смесители служат для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды, что способствует более благоприятному протеканию последующих реакций. В смесителе вода не должна обогащаться воздухом, поэтому выбираем дырчатый смеситель с затопленными отверстиями. Количество отверстий в каждой перегородке n, равно: (3.10) где Vo – скорость в отверстиях перегородок =1 м/с; do – диаметр отверстия =0,06 м. При толщине стенки б=0,06м, μ=0,75. Тогда потери напора в отверстиях Σh, м: , (3.11) м где, m – количество перегородок =3. Перепад уровня воды: м. Принимаем высота слоя воды в конце смесителя H=0,65 м, высота слоя воды перед перегородками будет: Перед первой – 0,65+0,09=0,74м; Перед второй – 0,74+0,09=0,83м; Перед третьей = 0,83+0,09=0,92м. Площадь отверстия fo м2, приходящихся на каждую перегородку, будет: м2, (3.12) тогда: м2. Максимально необходимая площадь fн перегородок: м2 (3.13) Высота первой перегородки с учетом затопления верхнего ряда отверстий (0,1 – 0,15 м): м. Поэтому ширина смесителя должна быть : м. Расстояние между перегородками по длине дырчатого смесителя принимаются равным ширине смесителя, т.е. 1,2 м. 3.2.5 Расчет контактного осветлителя. Контактный осветлитель представляет собой железобетонный резервуар, заполняемый сверху слоем песка с крупностью зерен 0,5-2 мм и толщина слоя 2м, а снизу – гравий: с крупностью зерен 2-4 мм и толщиной слоя 50 мм; с крупностью зерен 4-8 мм с толщиной слоя 100 мм; с крупностью зерен 8-16 мм и толщиной слоя 100 мм. Верхняя граница нижнего слоя гравия крупностью 16-32 мм должна быть на 100 мм выше отверстия распределительной системы. Осветленная вода проходит через слои загрузки снизу вверх в направлении убывающей крупности зерен. Загрязнения задерживаются как в крупнозернистых слоях так и в песчаной загрузке. Необходимая площадь контактных осветлителей F м2, определяется по формуле: , (3.14) где T – продолжительность работы станции в течение суток = 24 ч; n – количество промывок каждого фильтра за сутки = 3; ω – интенсивность промывки = 0,5 л/с·м2; t1 – продолжительность промывки осветлителя = 8 мин; Vрн – скорость фильтрования при нормальном режиме = 5 м/час; t2 – время простоя осветлителя в связи с промывкой =10 мин; t3 – продолжительность сброса первого фильтра = 10 мин. м2. Количество контактных осветлителей шт. Применяем 20 контактных осветлителей. Площадь одного осветлителя: м2. Так как fко>40 м2 принимаем контактные осветлители с центральным сборным каналом разъединяющим его на 2 отделения. Размер каждого отделения принимаем 4 6 м, таким образом площадь отделения 4 6=24 м2. с учетом дальнейшего развития и предусмотрением запаса построим 20 контактных осветлителей в здании. Проверяем скорость потока воды: м/час, (3.15) N1 – количество контактных осветлителей, находящихся в ремонте. Таким образом скорость при форсированном реглиме принимаем равную 6 м/час. Расход промывной воды, приходящейся на один контактных осветлитель qпр л/с, составит: л/с=0,714м3/с. (3.16) При наличии двух отделений на каждый коллектор распределительной системы контактного осветлителя приходится расход промывной воды: м3/сек. Принимая скорость движения воды при промывке не более 0,8-1,2 м/с, находим диаметр коллектора каждого отделения dкол=600 мм, отвечающий скорости движения воды Vкол=1,2 м/с. Длина одного ответвления каждого отделения контактного осветлителя lосв м, составит: м (3.17) Так как шаг оси ответвлений должен быть l=0,25/0,35 м, то количество ответвлений в каждом отделении будет: шт. Расход промывной воды qотв л/с, приходящейся на одно ответвление: л/с (3.18) Допустимая скорость в трубопроводах распределительной системы должна быть не более 0,8 – 2 м/с. Следовательно диаметр ответвления составит: d отв=80 мм, что отвечает скорости движения воды V=1,95 м/с. диаметр отверстий в ответвлениях принимаем dо-10 мм, а отношение α, площади всех отверстий расширительной системы к площади осветлителя принимаем равным 0,2%. Тогда количество отверстий на каждом ответвлении n будет равно: (3.19) расстояние между осями отверстий при размещении их в один ряд: мм (рекомендуется в пределах 80-120 мм). При расходе промывной воды на один контактный осветлитель qпр=0,714 м 3/с и количество желобов nж=6 (по три на каждое отделение) расход воды приходящейся на один желоб будет: м/с. Расстояние между осями желобов: м. Ширина желоба с треугольным основанием B м, рассчитываем по формуле: м, (3.20) где b=0,57+a=1,57+1,5=3,07 Высота желоба h=1.25·B=0,46·1,25=0,58 м, а с учетом толщины стенки hж=0,58+0,08=0,66 м. Скорость движения воды желоба 0,57 – 0,6 м/с. Высота крышки желоба над поверхностью контактного осветлителя Δh жм, определяем по формуле: (3.21) где H – высота фильтрующего слоя = 2м; e – отношение расширения фильтрующей загрузки = 25% . Промывная вода из желоба двух отделений контактного осветлителя свободно изливается в центральный сборный канал, оттуда отводиться в сток. Скорость движения воды в конце сборного канала при размерах его поперечного сечения: fкан=1,02·0,7=0,714 м2 и fпр=fкан составит Vкан=1 м/с. Определение потерь напора при промывке контактных осветлителей. Потери напора слагаются из следующих величин: а) потери напора в отверстиях труб расширительной системы hрс м, , (3.22) где kп – отношение сумм площадей всех отверстий расширительной системы к площади поперечного сечения напора; kп=0,073/0,298=0,25 Vк – скорость в начале расширительного канала = 1 м/с; Vбо = скорость в начале бокового отверстия = 0,95 м/с. м б) потери напора в фильтрующем слое высотой 2 м, hфс м, которое можно определить: , (3.23) где a и b – коэффициенты соответствия для песка крупностью 0,8-2,0 мм 0,85 и 0,004; ω – интенсивность промывки = 15 л/с. м; в) потерь напора в гравийных слоях: м; г) потерь напора в подающем промывную воду трубопроводе hтр м, определяется по формуле: , (3.24) где hl – потери напора по длине определяются по [24] в зависимости от расчетного расхода qпр=357 м/с, при d =400 мм, i=0,0267 и при общей длине трубопровода l=115 мм, h l=0.0267·115=3.07 м; hм – потери напора на местные сопротивления: , (3.25) три колена ξк =0,185, два тройника ξт =0,22, четыре задвижки ξз =0,3 м. Тогда hпр =3,07+0,01=3,08 м. Полная величина потери напора при промывке: м. (3.26) Напор, который должен развивать насос при промывке осветлителя H м, определяем: (3.27) где Hг – геометрическая высота подъема воды принимаем предварительно равной 6,5 м: H=6,5+7,05=13,55 м. Подбор насосов при промывке фильтра. Для подачи промывной воды в количестве 357 л/с или 1285 м3/ч принят насос марки Д 3200-33 с производительностью 375 л/с или 1350 м3/ч и напором 16 м с мощностью электродвигателя 45 кВт и частотой вращения 750 об/мин. КПД насоса 82%, диаметр рабочего колеса 460 мм. Один насос рабочий, а другой резервный. 3.2.6 Расчет резервуара чистой воды. Общий объем РЧВ должен включать регулирующий (Wр), неприкосновенный, противопожарный объем воды (Wпож) и объем воды на промывку контактных осветлителей (Wпр). Кроме того следует предусматривать объем воды, необходимый для контакта её с хлором, продолжительностью не менее 1 час. Для определения объема регулирующий РЧВ построим график по заданному коэффициенту часовой неравномерности k=1,35. Регулирующая емкость РЧВ в процентах от полезного расхода очистных сооружений будет равно площади CEFK или равной ей сумме площадей ABCD и KLOM. Wр=(5,4-4,17)/16=19,68%. При полезном расходе Qпож=50000 мг/сут, регулирующая емкость: м3 Неприкосновенный пожарный объем воды при длительности пожара Wпож м3 определяется по формуле: (3.29) где Qпож – расход воды для тушения пожара = 1800 м3; Qmax – суммарный расход за 3 часа наибольшего водопотребления = м3; Q1 – суммарный расход воды за 3 часа поступающий от насосной станции 1 подъема в РЧВ: м3 Wпож=1800+7200+6255=2745 м3. Принимаем 2 резервуара чистой воды, объемом 7000 м3 каждый с размерами: длина 40 м, ширина 36 м, высота 4,8 м. 3.2.7. Повторное использование воды после промывки контактных осветлителей. С целью охраны природных источников водоснабжения и сокращения расхода воды на собственные нужды водяных вооружений применяется повторное использование воды после промывки контактных осветлителей. Предложена следующая технологическая схема: сброс от промывки контактных осветлителей поступает в резервуар усреднитель, из которого вода равномерно в течение суток перекачивается в головной узел водоочистных сооружений. Для извлечения песка из промывной воды перед резервуаром усреднителем устанавливается горизонтальная песколовка. Песок из осадочной части песколовки, по мере его накопления, транспортируется с помощью ежектора на площадке для хранения песка. Расчет песколовки: Рассчитываем расход промывной воды, поступающей в песколовку qпр=357 л/с=0,357 м³/с. Применяем два отделения песколовки. Площадь живого сечения каждого отделения , м², определяется по формуле: , (3.30) где - средняя скорость движения воды =0,3 м/с. м Глубину проточной части принимаем hn=0.6 м. Ширина отделения Вп=м. Глубина осадной части м. Зная высоты над уровнем воды в песколовке принят равным 0,2м. Принимая продолжительность пребывания воды в песколовке tп=30с, длину рабочей части lп, м, песколовки, определяем: м. Угол наклона стенок камер для песка к горизонту α = 60°. Песколовка оборудуется скребковым механизмом с самоходной тележкой. Песок сгребается к иринску стального стационарного гидроэлеватора, с помощью которого по пульпопроводам транспортируется в резервуар. Резервуар, находящийся на песковой площадке, оборудован дренажной системой, состоящей из труб со щелевыми колпачками. Отфильтрованная вода из резервуара самотёком направляется в песколовку. Песок из пескового резервуара телефером с опрокидывающей бадьей подается на песковую площадку. Объем рабочей части пескового резервуара принят равным двум объемам осадочной части Wп.роз м³ обоих отделений песколовки: м3 К установке ирины железобетонный резервуар размером в плане 3х2 м и рабочей высотой 1,5м. Для сброса промывной воды применяем стандартный резервуар усреднитель из сборного железобетона емкостью 1000м³, шириной 12м длиной 18м и высотой 4,8м, разделенный перегородкой на две секции шириной по 6м. 3.2.8 Обеззараживание воды. Обеззараживание воды в проекте предусматривается хлорированием. Хлораторная установка рассчитана на предварительное хлорирование дозой Д =5мг/дм³ и вторичное хлорирование дозой ДIiх=3мг/дм³. Потребный часовой расход хлора Мх, кг/ч, определяется из выражения: кг/ч или 241,44 кг/сут. Соответственно месячная потребность в жидком хлоре: кг. Хлор на станцию доставляется в контейнерах емкостью 1000 л, и хранят на складе, т.к. масса жидкого хлора в контейнере составляет 1250 кг, то на складе должно храниться 11 контейнеров (12644/1250=11). Преобразуем жидкий хлор в газообразный в испарителях змеевикового типа. Образовавшийся хлор-газ проходит через баллон-грязевик к хлораторам, которыми дозируют хлор. Из хлораторов выходит хлорная вода и подается в обрабатываемую воду. Расход воды, необходимый для работы хлораторов первичного и вторичного хлорирования может быть определен по формуле: м²/сут, где kx – реальный расход воды для работы хлораторов принят равным 0,6 м³ на 1 кг хлора. м³/сут. Для первичного хлорирования приняты 3 вакуумных хлоратора ЛОНИИ – 100 (один из них резервный) производительностью 6 кг/ч каждый. Для вторичного хлорирования приняты 2 хлоратора такой же марки производительностью 9 кг/ч (один резервный). Подают хлорированную воду по напорным резиновым рукавам внутреннего диаметра d вн=25мм (ГОСТ 5398-76), прокладываемым под землей в футлярах из асбестоцементных труб. Принимаем 2 резервуара чистой воды, объемом 7000 м3 , каждый с размерами: длина 40 м, ширина 36 м, высота (строительная) 4,8 м. 4 Расчет и проектирование насосной станции второго подъема 4.1 Общая часть. Насосная станция второго подъема предназначена для подачи воды из РЧВ в водопроводную сеть города. Предварительное решение схемы приведено на рис. 4.1. Насосная станция проектируется частично заглубленной. Верхнее строение насосной станции – кирпичное; подземная часть – сборные фундаментальные блоки (бетонные); перекрытие – железобетонные сборные плиты по сборным блокам. Для монтажа и демонтажа оборудования станции предусматривается установка мостового электрического крана грузоподъемностью 5 т. В помещении машинного зала размещаются насосы типа ДС. Общее количество насосов n = 8; из них I – ступень – 2 рабочих, 1 резервный; II – ступень – 2 рабочих, 1 резервный; При максимальном водоразборе и пожаре – 1 рабочий и 1 резервный. Верхнее строение насосной станции – кирпичное; подземная часть – сборные фундаментальные блоки (бетонные); перекрытие – железобетонные сборные плиты по сборным блокам. Всасывающие и напорные трубопроводы внутри насосной станции выполнены из стальных труб с усиленными сварными стыками. Трубы размещаются в приямках пола машинного зала, перекрываемых съемными плитами. Предусматривается коллекторное переключение всасывающих и напорных трубопроводов; коллекторы также размещают в приямках пола машинного зала. Работа хозяйственно-питьевых дренажных насосов автоматизировано. Пожарные насосы включаются в работу дистанционно из диспетчерского пульта. Насосные агрегаты станции взаимозаменяемы и могут работать как в режиме хозяйственно-питьевом, так и в противопожарном. Рисунок 4.1 - Схема насосной станции второго подъема. 4.2 Технологическая часть. Режим работы насосной станции второго подъема определяется режимом водопотребления населенного пункта. Так как водопотребление города в течение суток неравномерное, то режим работы насосов насосной станции II подъема проектируется также неравномерным. Предусматривается ступенчатая работа насосов. На рис. 4.2 приведены графики: ступенчатый суточного водопотребления населенного пункта при Kчас=1,35 и работы насосов. В проекте предусмотрена система водоснабжения населенного пункта без напорно-регулирующих сооружений. Подача воды производиться от насосной станции II подъема по двум водоводам непосредственно в водопроводную сеть города. В таком случае подача воды насосами насосной станции II подъема определяется для каждой ступени (группы насосов), по величине максимального часового расхода воды (qч .max). Из графика водопотребления населенного пункта видно, что режим работы насосов, причем насосы I ступени работают с 2200 до 600 , а насосы II ступени с 600 до 2200. Рис. 4.2 - График суточного водопотребления Кчас= 1,35 4.2.1. Определение производительности насосов первой и второй ступени. Насосные станции II подъема при принятой схеме работы рассчитываются на подачу максимального часового расхода воды. I-я ступень: часы работы 2200 – 600; Максимальная часовая производительность Qч.max, м3/час, определяется по формуле: , (4.1) где Qч.max – максимальный суточный расход воды, м3/сут; qч.max – величина максимального часового расхода, %; м3/час или 585,6 л/с. II-я ступень: часы работы 600 – 2200; м3/ч или 790,55 л/с. 4.2.2. Определение подачи воды при пожаротушении. В соответствии с требованием СНиП работа насосной станции второго подъема проверяется на обеспечение расходов воды при пожаротушении в населенном пункте. Число жителей в городе N=598767 чел запас воды для тушения пожаров в населенном пункте предусматривается в общем объем РЧВ. Расчетные расходы на пожаротушение в населенных пунктах, в соответствии с действующим СНиП, принимается в зависимости от числа жителей и этажности. Принимается расчетное количество пожаров = 3; Расход воды на один пожар q =55 л/с; Расход воды на пожаротушение Qп, л/с: л/с, (4.2) Пожарные насосы должны обеспечивать хозяйственно-питьевые расходы и расчетные расходы на тушение пожаров в городе. Суммарный расход воды, Qпож.мах , л/с: л/с (4.3) Таблица 4.1 - Результаты расчёта.
Режим водопотребления

Расходы Qр, л/с

I ступень585,60
II ступень790,55
Максимальный водоразбор (хоз-питьевые нужды + расход воды на пожар)955,55
4.2.3. Гидравлический расчет всасывающих и напорных трубопроводов. Расчет всасывающих труб. Всасывающие трубы вне помещения станции чугунные раструбные: lвс=30 м. В соответствии со схемой станции число всасывающих труб хозяйственно-питьевых насосов принимается равным 2, расчетный расход каждой из которых равен: , (4.3) Расчетный расход трубопроводов при работе насосов I ступени: л/с. Расчетный расход трубопровода при работе насосов II ступени: л/с. При пожаре предусматривается 1 всасывающая труба с расчетным расходом: л/с. Гидравлический расчет всасывающих трубопроводов производится по максимальному расходу II ступени л/с dвс= 600 мм, V = 1,41 м/с, 1000i = 4,16. Экономически выгодную оптимальную скорость проверяем по формуле: м/с. Т.к. V и Vопт рассчитываются не более чем на 0,2 м/с, окончательно принимаем диаметр всасывающего трубопровода dвс =600 мм. Потери напора во всасывающем трубопроводе hвс, м: (4.4) Потери напора на трение, hтр, м: м (4.5) В состав местных сопротивлений входят: воронка, расположенная в начале всасывающей трубы; задвижка, установленная перед всасывающим патрубком насоса. Потери напора на местное сопротивление м: м (4.6) Oбщие потери напора во всасывающем трубопроводе: м. Трубопроводы при максимальном водоразборе в период пожара проектируется отдельно от хозяйственно-питьевых; при этом проектируется 1 всасывающий и 1 пожарный трубопроводы по Q = 955,55 л/с dвс=900 мм, V = 1,51 м/с, 1000i = 2,8 Потери напора на трение, м: м м Общие потери напора во всасывающем трубопроводе: м Расчет напорных труб. Число напорных трубопроводов хозяйственно-питьевых насосов принимаем равным 2: Расчетный расход при работе насосов I ступени: л/с; Расчетный расход при работе насосов II ступени: л/с При максимальном водоразборе проектируется 1 напорный трубопровод: л/с Гидравлический расчет напорных трубопроводов производится на максимальную подачу насосной станции II ступени по Q=395,28 л/с определяем d = 500 мм V = 2,04 м/с 1000i = 10,9 В условиях пожара Q = 955,55 л/с, тогда d = 800 мм, V = 0,91 м/с, 1000i = 5,22 Потери напора на трение, м: ; II ступень м При пожаре м Суммарные потери напора, м ; II ступень м При пожаре м 4.2.4. Определение полного напора насосной станции. Основные расчетные параметры всасывающих и напорных трубопроводов приведены в табл. 4.2. Таблица 4.2 - Основные расчетные параметры всасывающих и напорных трубопроводов.
ТрубопроводКоли-чество

d, мм

Q, л/с

V, м/с

1000ih, м
Всасывающие:
Хоз-питьевой2600395,281,414,160,6466
Пожарный1900955,551,512,800,682
Напорный:
Хоз-питьевой2500395,282,0410,901,199
Пожарный1800955,551,915,220,5742
Требуемый напор насосной станции II подъема, Hр, м: , (4.7) где HГ – геометрическая высота подъема воды, м; (4.8) Zc – отметка начальной точки водопроводной сети города = 76 м; Hсв – свободный напор = 26 м; - потери напора в водопроводной сети принимаем = 5; Zрчв – отметка уровня воды РЧВ = 72 м; hн.с – потери напора во внутренних коммуникациях насосной станции, м; принимаем hн.с = 2,1544 м (в диапазоне 2 – 2,5 м). Определяется требуемый напор насосной станции II подъема при работе насосов II ступени. Геометрический напор: м Потери напора: м м При работе пожарных насосов: Геометрический напор: м потери напора: м м Напор при работе насосов I ступени: расход: л/с при dвс= 600 мм при dнап= 500 мм 1000i = 2,46 1000i = 6,36 V = 1,08 м/с V = 1,55 м/с Потери напора на трение: м м Потери напора на местное сопротивление: м; м; м Геометрический напор: м м м 4.2.5 Отбор марки насосов. Подбор насосов производится по основным расчетным параметрам: подаче Qр и напору Hp. Таблица 4.3 - Подбор насосов.
Ступень(группа насосов)Количество рабочих насосов

Расчетная подача одного насоса Qр, л/с

Hp, м

Хоз-питьевой I2292,8038
Хоз-питьевой II2395,2839
Максимальный водоразбор (II ступень и пожар)1955,5543
В насосной станции II подъема проектируются горизонтальные центробежные насосы с двухсторонним типа Д (ГОСТ 11379-80). По сводному графику полей Q – H насосов типа Д подбираем марки насосов. I ступень – насос Д 1000 – 40 (рис 4.3); II ступень – насос Д 1250 – 65 (рис 4.4). Максимальный водоразбор при работе пожарных – насос Д 3200 – 55 (рис 4.5) Диаметр рабочего колеса = 510 мм. h = 980об/мин, N = 90 КВт. Рис. 4.3 - Характеристика насоса Д 1000-40 Диаметр рабочего колеса = 400 мм.h = 1450 об/мин, N = 100 КВт. Рис. 4.4 - Характеристика насоса 1250-65 (12 НДС). Диаметр рабочего колеса = 825 мм. h = 730 об/мин, N = 400 КВт. Рис. 4.5 - Характеристика насоса Д 3200-55. 4.2.6 Совместная работа насосов и трубопроводов. Систему «насос – трубопровод» рассматривают как единую. Совместная работа насосов и трубопроводов характеризуются расчетной точкой системы, которая на практике гидравлических расчетов насосных станций определяется графоаналитическим методом. Работа насоса определяется его главной характеристикой H – Q; трубопровод также имеет свою характеристику H – Qтр . 4.2.7 Расчет характеристики трубопроводов. Характеристика трубопровода представляет собой функциональную связь между расходом и напором воды в системе , подчиняется уравнению: (4.9) или где суммарные потери напора во всасывающих, нагнетательных трубах и внутристанционных коммуникационных, м; S – сопротивление трубопровода, зависит от диаметра и материала труб: , (4.10) Принимая произвольно значения расходов Q, м3/с вычисляют соответствующие значения потерь напора в трубопроводе , по формуле: (4.11) Определение значений Q и H для I, II ступеней и при максимальном водоразборе (при пожаре) приведено в таблице 4.4, 4.5, 4.6. I ступень: Q = 292,80 л/с, м , HГ=35 м, Hтр=HГ+SDh Таблица 4.4 - Определение значений Q и H для I ступени.

Q,

м3

0,0280,0550,0830,1110,1390,1650,1940,2200,2580,275

SDh

0,0270,1050,2410,4310,6760,9531,3171,6942,3292,646

Hтр, м

35,02735,10535,24135,43135,67635,95336,31736,69437,32937,646
II ступень: Q=395,28 л/с, м, HГ=35 м Таблица 4.5 - Определение значений Q и H для II ступени.

Q,

м3

0,0280,0550,0830,1110,1390,1650,1940,2200,2580,275

SDh

0,0200,0760,1740,3110,4880,6880,9501,2221,6801,910

Hтр, м

35,02035,07635,17435,31135,48635,68835,95036,22236,68036,910
Максимальный водозабор: Q=955,55 л/с, HГ=40 м , м Таблица 4.6 - Определение значений Q и H при максимальном водоразборе (при пожаре)

Q3

0,1380,2780,4140,5560,6940,8330,9721,1111,250

SDh

0,0620,2530,5621,0141,5802,2753,0994,0485,125

Hтр, м

40,06240,25340,56241,01441,58042,27543,09944,04845,125
По данным таблиц 4.4 и 4.5 построим характеристики трубопроводов H – Qтр для трех режимов работы станции, совместно с главными характеристиками рабочих насосов. Рис. 4.6 - Характеристика трубопровода (I ступень) рис. 4.7 - Характеристика трубопровода (II ступень) 4.2.8 Параллельная работа насосов. В проекте предусмотрена параллельная работа двух одинаковых насосов Д 1000 – 40 (I ступень) и Д 1250 – 65 (II ступень) на два одинаковых напорных трубопровода d=500 мм. Режим работы рассчитывается по принятой схеме графическим способом (рис 4.8,4.9). Режимная точка системы: «2 насоса – 2 трубопровода» характеризуется расчетными параметрами: I ступень: QI= 585,60 л/с, HI=38 м; II ступень: QI= 790,55 л/с, HI=39 м. Рис. 4.8 - Характеристика параллельной работы двух насосов на два трубопровода (I ступень). Рис. 4.9 - Характеристики параллельной работы двух насосов на два трубопровода (II ступень). 4.2.9 Определение заглубления насосной станции. Величина заглубления насосной станции Hзагл, м определяется: где Zз – геодезическая отметка поверхности земли у насосной станции – 75 м; Zп – геодезическая отметка пола машинного зала, м определяется по формуле: , где hн – высота насоса =1,1 м; hр – высота рамы на которой закреплен насос =0,2 м; hф – высота фундамента насоса =0,5 м. Насосная станция II подъема проектируется частично заглубленной. Пол машинного зала находится на отметке 72,7. Величина заглубления: м. 4.3 Эксплуатация насосной станции. 4.3.1. Система заливки насосов. Для обеспечения нормальных условий эксплуатации основного оборудования и сооружений насосной станции необходимо устройство различных вспомогательных систем, также использующих насосные и воздуходувные установки: вентиляции, маслоснабжения, заливки насосов (вакуум - систем), дренажа, осушения, удаления осадка, технического водоснабжения. При установке насоса с положительной высоте насоса возникают проблемы с пуском насосной установки. В настоящем проекте следует предусмотреть установку с вакуум-насосами и вакуум-котлом. Требуемую подачу вакуум-насоса, определяют Qвн, л/с, необходимого для заливки насоса по формуле: , (4.13) где Wтр – объем воздуха в смывающем трубопроводе, м3; м3; (4.14) Wк – объем воздуха корпуса насоса = 0,05 м3; k – коэффициент запаса, учитывающий возможность проникновения воздуха через неплотности (сальники, флановые соединения) принимаем равным 1,05; t – время, требуемое для создания необходимого для заливки разрегиения, принимаем t =4 мин; Hат – напор, соответствующий атмосферному давлению, принимаем равным 10 м; Hвс – геометрическая высота всасывания насоса, с учетом явления ковитации, определяемой по формуле: , (4.15) где, приведенная высота атмосферного давления принимаем 10 м; - высота давления насыщенных водяных паров, для температуры воды 10° принимаем равной 0,12 м; - ковитационный запас, определяемый по формуле: , (4.16) где n – частота вращения рабочего колеса = 1450 об/мин; Q – подача воды насосом = 0,292 м3/с; с – постоянная, зависит от быстроходности насоса принимаем равной 1050. м; - потери напора во всасывающем трубопроводе = 0,6466 м. И так, высота всасывающего насоса с учетом явления ковитации Hвс, м: м. Требуемая подача вакуум-насоса: л/с (4.17) 4.3.2 Подбор вакуум-насоса. Подбираем вакуум-насос КВН-Н со следующими техническими характеристиками: Таблица 4.7 - Технические характеристики вакуум-насосов.
Показатели водокольцевого коктульного вакуум-насосаЗначения
МаркаКВН-Н

Подача Qвн, л/с

6,7

Максимальный вакуум Hвак / Hа

0,8
Мощность электродвигателя, кВт1,7
Габариты, мм

392240278

Диаметр патрубка, мм25
Масса насоса, кг38
4.3.3 Расчет вакуум-котла. Для того, чтобы постоянно поддерживать резервные насосы в залитом состоянии в вакуум-систему включают вакуум-котел. Создав определенный вакуум в системе и вакуум-котле, вакуум-насосы автоматически отключаются. Подсасываемый в систему через неплотные соединения воздух постоянно уменьшает вакуум. При определенных малых значениях вакуума в вакуум-котле вакуум-насосы автоматически включаются. Расчетный объем вакуум-котла Wвк л, принимают исходя из уравнения: , (4.18) где Qп – подсос воздуха л/с, зависящий от диаметра всасывающего патрубка заливаемого насоса, при dвса=600 мм, Qп =0.1 л/с; Qвн – подача вакуум-насоса = 4,96 л/с. л. 4.3.4 Наладка и прием в эксплуатацию. Трубопроводы, арматуру и агрегаты следует расположить так, чтобы они были удобны для осмотра и ремонта. Насосные агрегаты должны быть рассчитаны на подачу заданного расхода при нормальном режиме эксплуатации и при возможных аварийных режимах. Вводят насосные станции в эксплуатацию после приема их приемочными комиссиями, которые проверяют соответствие их проекту, качество монтажа, установку контрольно-измерительных приборов и соответствия всех вспомогательных элементов станции проекту. Перед установкой агрегатов на фундаментную плиту, насос разбирают, все его части тщательно осматривают и промывают в керосине. Проверяют состояние подшипников и работу электродвигателя. Фундаменты под агрегаты должны иметь массу, способную гасить вибрацию агрегата, быть надежно устойчивыми. Масса фундамента должна быть в 5 – 6 раз больше массы агрегата. Устанавливают плиту строго горизонтально с помощью уровня, а крепежные болты вертикально без перекосов. Фундаменты насосов сопрягают с полом станции путем устройства вокруг фундамента посадочных швов из битума шириной 3 – 5 см. плиты или рамы под агрегаты крепят к фундаментам анкерными болтами с последующей заделкой бетоном. До заделки тщательно проверяют правильность установки агрегата – на точность совпадания осей валов насоса и электродвигателя. Соосность проверяют прикладыванием металлической линейки к образующим соединительных муфт, при этом не должно быть просвета. Допустимая величина зазора между муфтами не должна превышать 4 – 6 мм. Манометр и вакуумметр снабжаются трехходовым краном. За ходовым патрубком насоса устанавливают обратный клапан и задвижку. Задвижки диаметром 400 мм и более, а также все задвижки, включенные в схему автоматизированного управления должны иметь электрические приводы. Особое внимание обращают на мероприятия по охране труда и технике безопасности. Так, например, вращающиеся части насосных агрегатов ограждают защитными кожухами, подшипники насосов защищают от попадания в них грязи и воды. Монтаж подъемно-транспортного оборудования должен соответствовать «правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов». Пуск насосов в ручную при заполнении их водой вакуум-насосами проверяют так: во избежание порчи манометра его отключают трехходовым краном, затем проверяют и регулируют подачу воды к сальникам насоса. 4.3.5 Основные неполадки в работе насосов, способы их устранения. Основные неполадки в работе насосов и причина неисправности, способ определения и способ устранения приведен в таблице 4.8. Таблица 4.8 - Основные неполадки в работе насосов.
Неисправ-ностьПричина неисправностиСпособ определенияСпособ устранения
1.Умень-шается по-дача во-ды насосам

Просачивание воздуха в корпус насоса через сальник или во всасывающую линию.

Износ фильтрующих колец

Засорение всасывающей трубы.

Засорение обратного клапана.

Осмотр

По уменьшению давления.

По повышению вакуума.

По повышению давления.

Проверить всасывающий патрубок или сме-нить сальник.

Разобрать насос и сменить фильт-рующее кольцо.

Прочистить.

Прочистить.

Продолжение таблицы 4.8
Неисправ-ностьПричина неисправностиСпособ определенияСпособ устранения
2. Насос после пус-ка не по-дает воду.Заливка насоса произве-дена не достаточно, в на-сосе остался воздух.По выходу воз-духа из напорной части насоса во время его работы при открывании воздушного клапана.Остановить насос, залить его водой и снова пустить в работу.
3.Сильно увеличиваются пока-зания ам-перметра у электро-двигателя.Насос перекачивает воду, содержащую большое количество песка или илаПо шуму и треску.Проверить содер-жание песка и установить его появление в воде резервуара.
4. Насос не развивает полного напора.Значительный износ лопастных и уплотни-тельных колец.Промером после разборки насоса.Отремонтировать насос, сменить кольца.
5.Насос при работе дрожит.

Ослабление болтов, прикрепляющих насос к плите.

Износ подшипников.

Кавитация.

Ослабление стыков труб.

Проверкой клю-чей гаек и болтов.

Визуально.

По повышению вакуума.

Осмотром, проверкой

Затянуть болты, проверить горизо-нтальность валов.

Заменить подшипники.

Уменьшить высо-ту всасывания.

Затянуть болты.

Продолжение таблицы 4.8
Неисправ-ностьПричина неисправностиСпособ определенияСпособ устранения
6. Насос во время работы дребезжит.Износ резиновых колец соединительной муфты.Осмотр муфты после остановки насоса.Отремонтировать муфту.
7. Перегру-жен двига-тель.Подача насоса выше допустимого.Замером подачи насоса.Перекрыть зад-вижку на напор-ном трубопроводе
5 Эксплуатация системы водоснабжения 5.1 Организация предупредительного ремонта сети. Планово – предупредительный ремонт сооружений и оборудования сети и водоводов осуществляют по заранее составленному плану в целях обеспечения нормальной работы сетей и водоводов, санитарного режима их эксплуатации, предупреждения преждевременного износа и предотвращения аварий. Этот план должен включать в себя работы по осмотру трасс, сетей и водоводов, их текущему и капитальному ремонту. Санитарный ремонт эксплуатации водопроводных сетей регламентируется действующими нормативными документами: государственными стандартами, инструкциями и памятками. При определении лабораториями качества воды в распределительной сети, проводят анализы: на остаточный хлор, прозрачность, цветность, запах и привкус воды, содержание кишечных палочек и общего числа бактерий. Количество отобранных проб в месяц должно составлять 200. Для соблюдения санитарного режима эксплуатации водопроводных сетей необходимо дезинфицировать сети и запорно-регулирующие резервуары. Обязательно дезинфицировать сети и промывать при вводе их в эксплуатацию и после проведения ремонтных работ, связанных с демонтажём трубопровода, арматуры или фасонных частей. Соблюдать необходимую дозу активного хлора при дезинфекции: при продолжительности контолиро 24, 4 – 40 .50, 64 – 75.100 мг/л. резервуары большой вместимости рекомендуется дезинфицировать методом орошения. Раствор хлорной извести с концентрацией 200 – 250 мг/л активного хлора приготовляют из расчета 0,3 – 0,5л на 1 м² внутренней поверхности резервуара. Осмотр трасс водопроводных линий дает возможность выявить причины, угрожающие нарушению прочности сооружений сети и осложняющие пользование колодцами, а так же обнаружить внешние признаки нарушения нормального состояния некоторых сооружений. Текущий ремонт сетей и водоводов заключается, в систематически проводимых работах по предохранению сооружений и оборудования от преждевременного износа и аварий путем устранения мелких повреждений и неровностей. Осмотр и мелкий ремонт колодцев и находящегося в них оборудования, водопроводных колонок, водомерных узлов, дюкеров и переходов под железными и шоссейными дорогами и установок электрозащиты; подготовка арматуры и оборудования к зиме и проверка их работы в зимних условиях, выключение и пуск летних водопроводов; снятие показаний с водомеров и колодцев; профилактическая промывка сетей; чистка колодцев, ремонт подмостей и лестниц и др. работы. Обработку всех колодцев сети и водоводов необходимо производить не реже чем через 2 –3 года. 5.2 Эксплуатация водопроводной сети. В городе, с учетом спецификации городского хозяйства, разрабатываются дополнительные нормативные материалы. Напорные водопроводные трубопроводы, испытанные на прочность и плотность гидравлическим или пневматическим способом. Трубопроводы, прокладываемые в траншеях и каналах, должны испытываться 2 раза: - предварительно испытывают (на прочность) до установки арматуры (задвижки, пожарные гидранты, предохранительные клапаны, вантузы и др.) при незазыпанных траншеях; - окончательно испытывают трубопровод (на плотность) после засыпки траншей и завершения всех работ на испытываемом участке, но до установки пожарных гидрантов, предохранительных клапанов и вантузов. Место установки указанной арматуры на время испытания закрывают заглушками, укрепленными временными упорами. Анкерные угловые упоры выполняемые из бетона, должны приобрести проектную прочность. При испытании трубопроводов со сварными стыками временные упоры для закрепления заглушек не устанавливают. Правильность установки габаритов упоров в углах поворота уложенных трубопроводов определяют проверочным расчетом. Оборудование необходимое для проведения гидравлического испытания показано на рис. 5.2. При чём пружинные манометры, применяемые для испытания, должны быть опломбированы, соответствовать инструкции Госстандарта Украины, иметь класс точности не ниже 1,5; диаметр корпуса должен составлять не менее 150-ти мм и шкалу, рассчитанную на давление, превышающее измеряемое, не менее, чем на 33%. Участки трубопроводов, подлежащие испытанию, назначают по длине в зависимости от материала труб: чугунные – для длины участка не более 1 км; перед началом гидравлического испытания из трубопровода удаляют воздух через специальные воздухоспускные краны, установленные в местах возможного его скопления. Траншеи при этом находятся в не засыпанном состоянии. а) план б) разрез Рис. 5.1 - Устройство упоров. 1 – плит упор; 2 – домкратные упоры; 3 – пружинный манометр; 4 – раструб заглушка; 5 – труба для заполнения водой гидропресса; 6 – гидравлический пресс; 7 – от городского водопровода; 8 – испытываемый трубопровод. Рис. 5.2 - Схема гидравлического испытания. 5.3 Разработка технических карт ремонта одного из узлов сети. До начала работы необходимо: - отрыть траншею с недобором грунта до отметки на 8 – 10 см; - обеспечить водослив из траншеи. Ремонт выполняют: - замена участков труб, пришедших в негодность на трубы в отдельных случаях даже из другого материала; - обследование сетей на утечку на участке, подлежащем капитальному ремонту, с применением специальных приборов; - гидропневматическая промывка сетей, прилагаемых мест прокладки заросших участков; - перечеканка и заделка стыков; - противокоррозионная защита наружных трубопроводов. Т1, Т4, Т5 – рабочее место трубоукладчиков. Рис. 5.3 - Схема организации рабочего места. 5.4 Эксплуатация очистных сооружений. Начало пуска наладочных работ приурочивается к окончанию строительно- монтажных работ и сдачи их по акту рабочей комиссии. При этом все ёмкости сооружения и коммуникации должны быть испытаны в соответствии с действующими нормативными документами, правилами производства монтажных работ и приемке в эксплуатацию, а также заводскими инструкциями по монтажу. В период подготовки сооружений к пуско-наладочным работам следует осмотреть сооружения и установить их характерные размеры и отметки; сопоставить выполненные на основе фактических обмеров поверные расчеты сооружений и их гидравлические испытания; выявить и ликвидировать строительно-монтажные и проектные дефекты и недоделки. Основными параметрами, подлежащими предпусковым замерам являются габариты очистных сооружений, размеры, отметки и уклоны важнейших коммуникаций станции, отметки всех характерных точек высотной технологической схемы и всех её элементов в отдельности, горизонтальность расположения устройств, для распределения и сбора воды, удаление осадка и т.д. Коагулянт дозируют в трубопровод перед смесителем. Дозируются реагенты в виде 4 – 10% растворов. Растворы коагулянтов приготавливают в расходных баках с концентрацией 10 – 20% масс, который затем также разбавляют в количестве, превышающем первоначальных объем в 2 – 5 раз. Количество растворных баков должно быть не менее двух. Полный цикл приготовления раствора продолжается около 10 – 12 часов. Для растворения коагулянта и перемешивания раствора в баке подают сжатый воздух, интенсивностью 8 – 10 л/с.м2. Воздух по площади баков распределяется с помощью дырчатых труб из кислотостойких материалов. При эксплуатации смесителей необходимо стремиться к тому, чтобы коэффициент объёмного использования сооружения был наивысшим. При эксплуатации дырчатых смесителей необходимо следить за тем, чтобы в воду не попал воздух, с этой целью проходы смесителя затоплены, причем расстояние от верхней кромки прохода до уровня воды должно составлять до 10 – 15 см. Отводящие от смесителей трубопроводы погружаются в воду на глубину 50 – 60 см от верхней кромки трубопровода. Вода и воздух по площади контактного осветлителя могут равномерно распределяться посредством трубчатой распределительной системы большого сопротивления с поддерживающими слоями. Контактный осветлитель загружают на высоту 2,5 м песком крупностью зёрен 0,7 – 2 мм с их эквивалентным диаметром 1,1 мм коэффициентом координатности 2,6. осветлитель эксплуатируется при скорости фильтрования 7 – 8 м/ч. Интенсивность промывки контактных осветлителей 13 – 15 л/с при продолжительности промывки 8 – 7 минут. Для обеспечения равномерного сбора осветленной воды по площади осветления в кромках желобов предусматривают треугольные водосливы высотой 40 – 60 мм с расстоянием между ними не более 100 – 150 мм. Для обеззараживания воды применяется хлор в газообразном состоянии и в виде соединения хлорной извести. Хлорирование воды производится из баллонов. Сборный трубопровод от баллонов подключается к вакуумным хлораторам последовательно через змеевиковый испаритель и баллон-грязевик вместимостью 50 – 70 л с сифонной трубой. На сборном коллекторе между баллонами и испарителем устраивается спираль для свободной работы весов. Испарение жидкого хлора должно производиться только в змеевиковых испарителях, которые представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты с размещенными внутри змеевиками, по которым проходит жидкий хлор. Подогрев змеевика производят только водой с температурой не более 40 – 50 °С. На эжекторы хлораторов должна бесперебойно подаваться вода под давлением не менее 0,4 – 0,5 но не более 0,7 мПа. Отбор воды для других целей из линии эжекторов запрещается. 6 Охрана окружающей среды 6.1 Проблемы и решения загрязнения водоемов. Охрана окружающей среды одна из насущных проблем человечества. Научно- технический прогресс глубоких качественных проблем, затрагивающий самые различные стороны жизни общества. Это единое, взаимосвязанное наступательное развитие науки и техники, является важнейшей стороной эволюции общества, его движения вперед. НТП включает в себя как качественное, так и количественное изменение в науке и технике производства. Загрязнение окружающей среды приобретает всё более важный, острый характер, прежде всего по отношению к загрязнению водных ресурсов. Под окружающей средой принято понимать целостную систему взаимосвязанных природных объектов и явлений, в которых протекает труд и быт, а также отдых людей. Понятие окружающей среды включает социальные, природные и искусственно создаваемые, физические и биологические факторы. Наиболее радикальным решением проблемы загрязнения водоемов сточными водами считаются создание безотходных технологических процессов. Под термином безотходных технологий понимаем комплекс мероприятий, сокращающий до минимума количество вредных выбросов. Важнейшая задача технологических процессов – сокращение водопотребления, которое в конечном счете позволит перейти на безотходное производство без сброса технических сточных вод в водоемы. Пока еще нет универсальной бессрочной системы, пригодной для использования в различных отраслях народного хозяйства. Реализация водооборота схемы зависит от технологической очистки используемой воды. Существующие методы обеспечивают в ряде случаев очистку стоков на 90 – 95%, однако это недостаточно. Повышение степени очистки на 99 – 99,5% резко увеличит стоимость очистных сооружений. В последние годы, в связи с стремительным ростом производства резко возросла антропогенная нагрузка на биосферу. В окружающую среду поступает огромное количество отходов, приводящих её к деградации и создающих реальную угрозу здоровью и жизни людей. В научно-технических условиях дальнейшее развитие общества возможно лишь на основе малых безотходных технологий. Оценка воздействия на окружающую среду – это определение характера и степени всех потенциальных видов влияния на природную среду с предлагаемой организацией хозяйственной деятельности, а также оценка экологических, экономических исследований воздействия объекта. Министерством охраны окружающей среды Украины 1992 года был издан приказ об утверждении и введении в действие «положений в составе и содержании материалов об оценке воздействия хозяйственной деятельности на состояние окружающей среды и природных ресурсов (ОВОС)». На стадии решения задач строительства новых, расширения, конструкций, и технического преобразования действующих промышленных и других объектов. Комплекс ОВОС в составе технико-экономических обоснований включает: - материалы расчётов, необходимых для запроектированных промышленных объектов, которые раскрывают цель и определяют необходимость реализации проекта с указанием документов, на основании которых разрабатывается проект; - материалы расчётов оправдываемости строительства запроектированного объекта в выбранном регионе, на конкретной территории. 6.2 Экологические ограничения при проектировании водопроводной сети. При проектировании необходимость и возможность использования, как можно меньше ценных земель, лесов первой группы, и др. Природоохранный раздел является основной составляющей частью материалов ОВОС. Обязательно в его составе должны быть следующие данные. 1. О земельных ресурсах и недрах. Характеристика влияния временного беспрерывного частичного – в период эксплуатации объекта – сокращение площади земель, которые используются в сельском хозяйстве, погрешности качества сельскохозяйственных угодий на прилегающей к объекту территории. Характеристика возможного воздействия на недра – при создании систем по закачке промышленных сточных вод и речных отходов в подземные пласты, коллекторы при строительстве подземных захоронений разных материалов и сырье. 2. В водных ресурсах. Характеристика влияния вызываемых организацией водоснабжения объекта, ведомости о водоемкости производства, которое проектируется. Данные про отведение вод от запроектированного объекта на состояние окружающей среды. Документы об отрицательном воздействии на водные ресурсы в результате отведения в них питьевых вод, всех категорий проектируемого объекта. Данные о непредвиденных аварийных действиях о локализации и ликвидации воздействия на окружающую среду. 3. На атмосферу. Информация о расчетных параметрах предельно допустимых выбросов и обосновании допустимости для здоровья населения и состояния окружающей среды. Влияние этих выбросов в проектируемые объекты. 4. О ландшафте, флоре и фауне. Характеристика как негативного, так и позитивного воздействия на ландшафты, с определением всех тех изменений в рельефе местности и гидрогеологической ситуации, которые будут иметь место как непосредственно в процессе строительства, так и во время создания его инженерной инфраструктуры, так и на протяжении проектного срока эксплуатации объекта. Прогноз изменений состояния подземной гидросферы: 5. О промышленных отходах. Данные о объемах всех отходов, которые будут образовываться на проектируемом объекте, оценка прогрессивности предложенных технологий с точки зрения их малоотходности. Данные о проектных решениях, связанные с мероприятиями по нейтрализации возможного влияния на окружающую среду, токсичных или радиоактивных отходов. 7 Защита трубопроводов от коррозии 7.1 Катодная защита трубопроводов от почвенной коррозии. Катодная поляризация осуществляется с помощью наложенного тока от внешнего источника энергии, обычно выпрямителя, который преобразует переменный ток промышленной частицы в постоянный. Защищаемая конструкция соединяется с отрицательным полюсом внешнего источника выпрямленного тока, так что она действует в качестве катода. Второе анодное заземление соединяется с положительным полюсом источника тока так, что он действует в качестве анода. В дипломном проекте предусмотрена катодная защита, потому что защищаемая конструкция и анодное заземление находятся в электрическом контакте, защита от коррозии достигается с помощью металлических проводников, через выпрямитель, обеспечивающий катодную поляризацию. Катодная защита регулируется путём поддержания необходимого защитного потенциала, который измеряется между конструкцией и электродом сравнения (ЭС). Прибор для измерения поляризационного потенциала устанавливается на каждых 200 метрах. Катодная защита используется совместно с изоляционными покрытиями, нанесёнными на наружную поверхность защищаемого сооружения. Поверхностное покрытие уменьшает необходимый ток на несколько порядков. Для катодной защиты стали плотность тока выбирают 0,01...0,2 мА/м2. По мере разрушения покрытия и оголения металла, катодный ток должен возрастать для обеспечения защиты сооружения. 7.2 Расчёт и проектирование катодной защиты. Данные: Диаметр трубы (Дт)......................800 мм Толщина трубы (бт)........................20 мм Длина трубопровода......................1550 мм Удельное сопротивление грунта (rз )...............34,4 Омм Переходное сопротивление «труба-земля»............1105 Омм 7.2.1 Принципиальная схема действия катодной защиты. Катодную защиту подземных трубопроводов почвенной коррозии осуществляют путём образования на защищаемом металле отрицательного защитного потенциала по отношению к окружающей коррозионной среде (катодная поляризация). Для этого трубопровод соединяют с отрицательным полюсом внешнего источника постоянного тока, так что он действует в качестве катода, а положительный полюс источника соединяют с анодным заземлителем (см. рис. 7.1). Под действием разности потенциалов «труба-земля», ток из грунта вытекает в трубопровод, защищая его от коррозии. Катодную защиту используют совместно с наружными изоляционными покрытиями, что уменьшает необходимый ток на несколько порядков. По мере разрушения покрытия в процессе эксплуатации и оголения металла катодный ток должен возрастать для обеспечения защиты трубопровода. 1 – трубопровод; 2 – катодная станция; 3 – дренажная электролиния; 4 – анодное заземление. Рис. 7.1 - Схема катодной защиты подземного трубопровода и диаграмма распределения разности потенциалов «труба – земля». Максимальное значение защитной разницы потенциалов находится у точки дренажа, лежащей против анода. По мере удаления от точки дренажа вдоль трубопровода значение наложенной разности потенциалов уменьшается. Для изолированных трубопроводов значительное повышение наложенной разности потенциалов сказывается вредное влияние на адгезию покрытия к металлу. 7.2.2 Расчёт установки катодной защиты. Основными элементами установки катодной защиты являются: катодная станция (источник постоянного тока), анодное заземление и дренажная электролиния. Для расчёта УКЗ последовательно определяют: - первичные параметры (продольное сопротивление трубопровода и переходное сопротивление «труба-земля»), а затем вторичные параметры (входное сопротивление трубопровода и постоянная распространения вдоль трубопровода); - расстояние между трубопроводом и анодным заземлением; - сила тока катодной установки; - параметры анодного заземления; - параметры дренажной электролинии; - параметры катодной станции. 7.2.3 Электрические параметры трубопровода. Электрические параметры трубопровода объединяют в себя выше упомянутые первичные и вторичные параметры. Продольное сопротивление трубопровода, Rт, Ом/м, находим по формуле: , Ом/м (7.1) где - удельное сопротивление металла для стали 0,098 Омм2/м. , Ом/м. Переходное сопротивление (RП), «труба – земля» для усиленного типа защитного покрытия толщиной 0,35 мм равно 1 10-5 Омм 2. Постоянную распространения тока вдоль трубопровода, характеризующую протяженность зоны катодной защиты a, 1/м, рассчитывают по формуле: , 1/м (7.2) Входное сопротивление трубопровода в точке дренажа при одинаковых электрических параметрах левого и правого плеча защищаемого трубопровода Zн Ом, находят по формуле: , Ом (7.3) 7.2.4 Основные параметры установки катодной защиты. При проектировании УКЗ протяженность защитной зоны равна 1550 м. Минимальную наложенную разность потенциалов «труба - земля» Umin, В рассчитывают по формуле: , В (7.4) где, Umax – максимальный защитный потенциал, В; Ul – усредненное значение потенциала «труба – земля», В. Максимальную допустимую разность потенциалов «труба – земля» Umax , В определяют по формуле: , В (7.5) Кратчайшее расстояние от трубопровода до анодного заземления g м, находят из уравнения: , м (7.6) где Kв – коэффициент, учитывающий взаимовлияние соседних катодных установок. Kв=1, - удельное сопротивление земли =34,4 Ом; L – протяженность плеча защиты , м. , м. Силу тока в цепи катодной установки в начальный расчетный период эксплуатации (при новом изоляционном покрытии) Iн, А, определяют по формуле: , А (7.7) Силу тока в цепи катодной установки в конечный расчетный период эксплуатации, Iк, А, определяем по формуле: , А (7.8) находим значение g по номограмме при r=34,4 Омм, значение P=7,5: . 7.2.5 Параметры анодного заземления. Анодные заземления характеризуются сопротивлением растеканию, стабильностью этого сопротивления в течение года, длительностью срока службы, стоимостью сооружения заземления и его эксплуатации. Уменьшение роста варикости заземлителей продлевает срок их службы и улучшает стабильность работы УКЗ. Для заземления растворения анодов, их помещают в активатор, представляющий собой коксовую модель, которая имеет низкое удельное сопротивление r=0,25 Ом м. Техническая характеристика основных анодных заземлителей. Тип заземлителя – АК-3 Материал электрода – сталь. lэ – электрода = 1400 мм; dэ – диаметр электрода = 40 мм; lз – длина заземлителя = 1420 мм; dз – диаметр заземлителя = 18 мм; Hэ – глубина установки электрода = 1500 мм. Сопротивление растеканию электрода, установленного горизонтально в грунте R Г, Ом, когда lэ<Hэ, определяют по формуле: , Ом (7.9) Расстояние между электродами , м. Число электродов в заземлении n, определяем по формуле: (7.10) где, Cэ – стоимость 1 кВт электроэнергии = 1,2 гр; Са – стоимость одного электрода = 10000 гр; h - КПД катодной станции = 0,75; h - коэффициент экранирования электродов = 0,7; h - коэффициент использования электрода = 0,8. , шт. Общее сопротивление растеканию анодного заземления Rз, Ом можно выразить: , Ом (7.11) где, F – коэффициент сопротивления для групп электродов, определяют: (7.12) , Ом. Срок службы одного заземления T, год, определяется по формуле: , год (7.13) где mз – масса металла заземления , кг; kн – коэффициент неравномерности растворения заземления = 1,3; gз – потери массы металла заземления вследствие анодного растворения = 1кг/Агод; Iз ср – среднее значение тока, стекающего с заземления , А , год. 7.2.6 Параметры дренажной электролинии. Дренажные провода соединяют катодную станцию с защитным трубопроводом и анодным заземлением. Выбор сечения провода производится в таблице 7.1. Таблица 7.1 - Выбор сечения провода.
Марка проводаТоковая нагрузкаПроводники и способы прокладкиРасстояние между опорами, м

Сечение,

мм2

ПСО – 323Стальные провода в воздушных линиях2010
Для определения потерь напряжения и мощности в дренажной электролинии, которые стремятся уменьшить, нужно знать электрическое сопротивление дренажных проводов: , Ом (7.14) где r - удельное электрическое сопротивление = 0,098 Оммм2/м; lпр – длина динамической электролинии = 34,4 м; q – сечение провода = 10 мм2. , Ом. 7.2.7 Параметры насосной станции. Мощность катодной станции и напряжение на выходе определяют для начального и конечного периода её эксплуатации за конечный период принимают амортизационный срок службы катодной станции = 20 лет. Напряжение на выходе катодной станции в начальный период эксплуатации U вк, В, находят из условия: , В (7.15) напряжение на выходе катодной станции в конечный период эксплуатации U вк, В находят из уравнения: , В (7.16) Мощность на выходе в начальный период эксплуатации: , Вт (7.17) Мощность на выходе в конечный период эксплуатации: , Вт (7.18) Выбираем условную величину катодной станции на основе электрических параметров (сила тока и напряжение) на выходе катодной станции, которые приведены в таблице 7.2. Таблица 7.2 - Электрические параметры на выходе катодной станции.
Условная величина станцииМаксимальная сила защитного тока, АВерхний предел регули-руемого напряжения, В
12,5 – 3,524
Вывод: Таким образом коррозия сокращает сроки службы водопроводов, создает аварийные ситуации и повышает эксплуатационные и ремонтные расходы. Для обеспечения бесперебойной работы трубопроводов их необходимо защищать от почвенной коррозии, а также от коррозии, вызываемой блуждающими токами. 7.3 Эксплуатация анодных заземлителей из железокремнистых электродов. Правильно смонтированные заземления с фероксидовыми анодами отличаются большой надёжностью, долговечностью и практически не требует ремонта. Ввод в эксплуатацию катодной защиты с железокремнистыми анодами, как и любой электрозащитной установки, производится на основании актов приёмки их комиссией. На каждую катодную станцию с анодным заземлителем из железокремнистых электродов, эксплуатационная организация составляет паспорт, в котором должны найти отражение сведения об анодном заземлении: конструкция, тип, размеры, количество и общая масса железокремнистых анодов, тип активатора, сопротивление растеканию заземлителя. При обслуживании катодных защит, осуществляется эксплуатационная организация в соответствии с утверждением графически: проверяют катодную станцию, которая фиксируется в специальном журнале. При ремонтных работах на поверхностных заземлителях вскрывают соединительные провода, аноды и определяют причину возрастания сопротивления растеканию заземлителя. 8 Безопасность и экологичность проблем. Охрана труда 8.1 Задача в области охраны труда. В соответствии с законом «об охране труда» Украины условия труда на рабочем месте, безопасность технических процессов работы машин, механизмов оборудования и других средств, производства, состоянии средств коллективной и индивидуальной защиты используемых работником, а также санитарно-бытовые условия должны соответствовать требованиям нормативных актов об охране труда. Эксплуатация объектов водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) связано с повышенной опасностью, к которой относятся: загоусваимость колодцев, камер, коллекторов, опасность взрыва, удушения и отравления работающих; возможность падения работающих, при спуске в колодцы; опасность в колодцах больших диаметров; возможность обрушения грунта при земляных работах; опасность при соприкосновении со сточной жидкостью; возможность наезда транспорта при работе на улице и др. Задачей органов охраны труда является разработка организационных и технических мероприятий по обеспечению безопасных и вредных условий труда в конкретных производственных условиях, в данном проекте разработаны мероприятия по обеспечению условий труда на насосной станции и на очистных сооружениях города Восточный Донецкой области. 8.2 Оценка эксплуатационных особенностей систем ВКХ отдельных технологических процессов. Реагентные цеха – в качестве основных реагентов используемых при осветлении и обесцвечивании воды в дипломном проекте применяются сульфаты алюминия [AL2 (SO4)3], гашёная известь [Ca(OH)2], хлорное железо[Fe CL3]. Состав и дозы реагентов, последовательность и место их введения в обрабатываемую воду, начало. и конец периода применения различных реагентов устанавливаются на основании физико-химических, санитарно-бактериологических и технологических анализов воды. Процессы смешения в смесителе предназначен для быстрого и равномерного распределения реагентов в обрабатываемой воде. Смешение заканчивается в течение 2-3 мин. дозирования реагентов. Контактные осветлители предназначены для осветления воды с добавлением коагулянта через слой зернистой загрузки снизу вверх. В дипломном проекте применены осветлители марки ХО1 установок по обеззараживанию воды хлором. Для обеззараживания воды в проекте применяется хлор в газообразном состоянии и в виде соединений хлорная известь. Насосная станция и насосные агрегаты. В дипломном проекте предусмотрена насосная станция второго подъёма с центробежным насосом и для перекачки воды из очистных сооружений к потребителям. Технологическая схема обработки воды приведена ниже. коагулянт

2

3

6 1 1.Насосная станция первого подъёма; 2.Входная камера; 3.Смеситель; 4. Контактные осветлители; 5. Резервуар чистой воды; 6. Насосная станция второго подъёма. Рис.8.1 - Технологическая схема обработки воды. Таблица 8.1 - Работы по ремонту станции.
Сооружение и оборудованиеНаименование работыПериодичность выполнения
смесительПромывка от грязи стен и перегородокПо мере необходимости, но не реже 1 раза в год
Контактные осветлителиЗагрузка песков, кварцев, проверка задвижек, сальников, испытание на утечки.-//-
Коагулянтный цех и оборудование для хлораЧистка, покраска, текущий ремонт.-//-
Насосные агрегатыОсмотр (ревизия) регулировка зазоров, подшипников, уплотнения, исправность детальная или капитальный ремонт.-//-
Размещение и устройство водопроводных сооружений и сетей, производственных и вспомогательных зданий и помещений должны соответствовать строительным нормам и правилам утверждённым Госстроем Украины и обеспечивать безопасность труда работающих как в обычных условиях, так и при авариях. Резервуар чистой воды ограждают со стороны возможного наезда транспорта и механизмов. Входная камера, смесители и контактные осветлители ограждают по внешнему периметру. Устраивают пешеходные дорожки для перехода обслуживающего персонала к сооружениям, через трубопроводы, а также для обслуживания оборудования. В машинных залах насосных и воздуходувных станций устройства для снижения уровня производительного шума, вибрации (звукопоглощение и звукоизолирующие облицовки, кожухи и пружины на агрегатах и др.). Территории очистных станций должны быть ограждены, благоустроены, озеленены, обеспечены наружным освещением и безопасными подходами к сооружениям, как в нормальных условиях, так и в случаях аварийных ситуаций. На территориях должны быть устройства обеспечивающие безопасность эксплуатации технологических коммуникаций (труб, каналов, лотков). Электрическое освещение в производственных помещениях должно дублироваться аварийным освещением. При переливе сжиженных реагентов контролируют направление тары. Подогрев тары открытым пламенем не допускается. В помещениях хлора, полиакриламида, флокулянта предусматривают вентиляция. К шумам допустимым к исполнению работ по эксплуатации водопроводных сооружений, должны предъявлять требования установленные ГОСТ 12.0.004-90. Персонал обслуживающий водопроводные сооружения, должен пройти инструкцию по безопасности труда - при поступлении на работу; первичный –на рабочем месте; повторный - не реже одного раза в три месяца; внеплановые – при нарушении требований безопасности труда и несчастных случаях, согласно ГОСТ 12.0.004.90. Работающие должны пользоваться средствами индивидуальной защиты по ГОСТ 12.04.011-89 выданным им в соответствие с нормами, утверждёнными в установленном порядке. При выполнении работ по эксплуатационно- технологическому обслуживанию водопроводных сооружений должны применяться: а) при работах на водопроводных сетях: - предохранительные пояса; - шланговые противогазы; - индикаторы газа; - аккумуляторные фонари; - знаки безопасности; - ограждения; - ключи и ломы для открывания крышек колодцев; - защитные каски; - шланги – вилки для открывания задвижек в колодцах; - переносные лестницы. б) при работах в складах реагентов, в хлораторных и дозаторных помещениях: - шланговые противогазы; - кислородные изолирующие противогазы; - индикаторы газа; - химические пенные огнетушители; - средство для дегазации; в) при работе по приготовлению реагентов: - защитные очки; - респираторы; - противогазы. 8.3 Анализ условия труда и выявление опасных и вредных производственных факторов при выполнении рассматриваемого технологического процесса. На основании ГОСТ 12.0.003-74* выявлены следующие опасные и вредные производственные факторы. На насосной станции при транспортировке реагента из склада в расходный бак получается повышение уровня шума и вибрации на рабочем месте; интенсивные шум и вибрация действуют на человека отрицательно сказываются на состояние его здоровья и следовательно потери работоспособности. Для снижения уровня шума и вибрации в машинных залах насосных и воздуходувных станций, в зале грузоподьёма используют звукопоглощающие, звукоизолирующие облицовки, кожух и пружины на агрегатах. Происходит повышение температуры воздуха на насосной станции и повышение влажности воздуха в помещениях контактных осветлителей. Тогда необходима подстановка вентиляции, аэрации в рабочем зале станции и помещении. Осветление – в дневное время суток естественное осветление производственных помещений создается через активные и другие осветления приемы. На хлораторных установках, осветлителях, смесителях, где необходимо постоянное наблюдение за ходом производственного процесса освещенность должна быть согласно СНиП II – 4 – 79 не менее 75 лк, а насосных станциях, промывочных установках – не менее 50 лк. При работе в ночное время в местах с недостаточной освещенностью у работающих ослабиться зрение, будет прогрессировать близорукость. При эксплуатации систем водоснабжения и обработке питьевой воды используются вредные для организма человека вещества: хлор и его соединения, коагулянт, флокулянт, щелочи, которые могут оказывать раздражающее действие на кожу и слизистую оболочку дыхательных путей и глаз. Возможно вызывать снижение работоспособности, появление бессонницы, головные боли, дрожание пальцев рук, а также тяжелые отравления. Работающим необходимо обеспечивать: шланговые противогазы, кислородные изолирующие противогазы, индексаторы газа, химические пенные огнетушители, средства для дегазации, перчатки и защитные очки, респираторы и др. 8.4 Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности объекта дипломного проектирования. Пожарная защита – это комплекс организационных и технических средств, направленных на предотвращение воздействий на любой из опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него. Требование, согласно ГОСТ 12.1.004-91 к способам обеспечения пожарной безопасности системы предотвращения пожаров: предотвращение пожара должно достигаться предотвращением образования горючей среды и предотвращением образования в горючей среде источников зажигания. В проекте предусматривается предотвращение образования горючей среды следующими способами: 1) максимальной механизацией и автоматизацией технических процессов (включение, отключение и регулирование насосов, задвижек), связанных с ограничением горючих веществ; 2) установкой пожароопасного оборудования по возможности в изолированных помещениях или на открытых помещениях; 3) применением устройств защиты производственного оборудования с горючими веществами от повреждений и аварий установленных отключающих, отсекающих и других устройств. Предотвращение образований в горючей среде источников зажигания достигается поддержанием температуры нагрева поверхности агрегата насосов, механизмов, устройства и материалов, которые могут войти в контакт с горючей средой ниже предельно допустимой составляющей 80% наименьшей температуры самовоспламенения горючего. Требования к способам обеспечения пожарной безопасности системы противопожарной защиты: - противопожарная защита в проекте достигается применением автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения; - организация с помощью технических средств, включая автоматические своевременного оповещения и эвакуации людей; - ограничения распространения пожара за пределы очага достигается установлением предельно допустимых по технико-экономическим расчетам площадей, противопожарных отсеков, секций, а также этажности зданий и сооружений, но не более определенных норм; - в зданиях и сооружениях предусматривают технические средства (лестничные клетки, противопожарные стены, наружные пожарные лестницы, аварийные люки), имеющие место устанавливать при пожаре и огнеопасности конструкций. 8.5 Разработка организационных мероприятий и технических мероприятий по созданию безопасных и безвредных условий труда на конкретных объектах. В состав мероприятий по общему улучшению условий труда входят: - рационализация естественного и искусственного освещения в рабочих и вспомогательных помещениях; - обслуживать безопасность производственных процессов, надлежащее содержание зданий, сооружений, оборудования и механизмов, правильную организацию транспортного и складского хозяйств; - согласно действующим законам и нормативным документам, на администрацию предприятия возлагается проведение инструкции и обучение персонала правилам техники безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности. а) Расчёт естественного освещения производственного помещения: - определение суммарной площади световых протоков помещения контактных осветлителей. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. 1) Так как город Восточный Донецкой области находится согласно рис.1[9] в IV поясах светового климата, нормативное значение коэффициента естественного освещения (КЕО) определить по формуле: (8.2) где значение КЕО, согласно табл. [9] при боковом освещении = 0,3; m - коэффициент светового потока, табл. [9] = 0,9; с – коеффицеент солнечного климата, табл. [9] = 0,75; 2) Предварительный расчёт площади световых проёмов при боковом освещении помещений контактных осветлителей S0, м2 производится по формуле: (8,3) где Sn – площадь поля помещения 8216=1312 м2; eн – нормативное значение КЕО =0,2 Kз – коэффициент запаса таб. 3[9]=1,5; nф – световая характеристика окон табл. [9] =23; при Lп/B=1,5 и B/n=10; Kзд – коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями по табл. 27[9]=1; t0 – общий коэффициент светопропускания, определяют по формуле: (8.4) где t1 – коэффициент, учитывающий светопропускание материала по табл 28[9]=0,8; t2 – коэффициент, учитывающий потери света в переменах светоприема табл. 28[9]=0,6; t3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях =1; t4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах табл.29[9]=1; t5 – коэффициент, учитывающий потери света в защитном окне =0,9; . r1 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО табл. 30[9]=1,1. Площадь световых притоков, S0, м2: , м2. б) Определение необходимого объема противопожарного запаса воды. Расчетный расход на наружное пожаротушение зависит от размеров населенного пункта, этажности и степени огнестойкости зданий, размеров производственных зданий, категории производства и других факторов. Численность населения города в проекте равна 5987674 чел. Согласно п2 . 24[5] для здания I и II степени огнестойкости с производствами категорий А, Б, В продолжительность тушения пожара равно 3 часа. Полный расход воды на тушение пожара Qпож, м3, определяются по формуле: , м3 (8.5) qпож – расчетный расход воды на тушение одного наружного пожара л/с, табл. 5[5]=85 л/с; n – число пожаров = 3 ; qпож¢ - расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение табл. 7[5]=10 л/с. , м3. Часовой расход воды , м3/час. Вывод: предложение мероприятия по охране труда окажет помощь в организации работы в водопроводно-канализационном хозяйстве, осуществлении мер по соблюдению требований действующих норм и правил безопасности эксплуатации сооружений и оздоровлению труда работающих. 9 Экономическое обоснование принятых в проекте решений Определение технико-экономических показателей и сравнение проектных вариантов систем водоснабжения производятся на основании следующих стоимостных показателей: капитальные вложения, годовые эксплуатационные затраты, себестоимость продукции, срок окупаемости капитальных вложений, коэффициент сравнительной эффективности. На реагентных вводах, подающих раствор коагулянта установлены устройства для активного раствора реагента, предусматривающие воздействие на раствор и насыщение их раствором железа. Исходные данные сведены в таблицу 9.1. Таблица 9.1 - Исходные данные.
Наименование показателей№ п/пЕдиницы измеренияИсходный вариантВнедренный вариант
Производительность ОС1

Тыс. м3/сут

52,70452,704
Капитальные затраты2Тыс. гр./год18259,488177019,14
Доза коагулянта3Мг/л10080
Годовой расход коагулянта4Т1923,81538,92

Стоимость AL2(SO4)3

5Гр./т52005200
Амортизационные отчисления6Тыс. гр.3795,573812,22
Расчет экономического эффекта от внедрения магнитного электрического активатора растворов реагентов. При экономическом обосновании разных проектов строительства водопроводных сооружений нужно выбирать такой вариант, при котором приведенные затраты будут минимальными. Приведенные затраты З1 и З2 рассчитываем на годовой объем очищенной воды. 9.1 Затраты на материалы. В эту статью включают затраты на все виды химических реагентов, необходимых для обработки воды. Стоимость одного из видов материала См, расходуемых за год определяют по формуле: , гр. (9.1) где Qсут – суточный расход воды, м3/сут; Др – удельная норма расходов материалов мг/л; Т – количество дней очистки в году; Цр – стоимость материала по цене ОС включает все расходы, связанные с доставкой, заготовкой материалов, а именно: а) отпускную стоимость материала; б) приводную плату его всеми дополнительными сборами; в) погрузочно-разгрузочные работы и доставку на склад; г) стоимость тары. Расчет стоимости материала сведен в таблицу 9.2. Таблица 9.2 - Расчет стоимости материала.
Наименование

Сред-нее суточ-ное количество воды, м3

Чис-ло дней очистки в годуУдельная норма расхода материа-ла, мг/лРасход материала за год, тЦена 1 т материа-ла, гр.Итого годовых затрат на материал, гр./год
IIIIIIIII

Коагулянт AL2(SO4)3

52704365100801923.81538.92520010003700080023840
9.2 Затраты на электроэнергию. К этой статье относятся затраты на электроэнергию, расходуемую насосными станциями для подъема и подачи воды, её перекачки, расходуемую генераторами всех сооружений, а также на технологические нужды ОС. Тарифы на электроэнергию принимают по прейскуранту тарифов на электроэнергию и тепловую энергию, в зависимости от энергоносителей, обеспечивающих энергией водопроводные сооружения. Затраты на электроэнергию определяют исходя из мощности дополнительно работающих двигателей насосов. , кВтчас (9.2) где Р – реагентная мощность электродвигателей реагентного хозяйства = 11,50 кВт; t – количество часов работы = 36524, ч h - коэффициент полезного действия = 0,75; k – коэффициент, учитывающий расход электроэнергии, вспомогательными элементами = 1,2. , тыс. гр. AL2(SO4)3/ Затраты на электроэнергию, потребляемую хлораторной установкой и осветлителями определяем по формуле: , кВтчас. , тыс. гр. , тыс. гр. Расход электроэнергии для питания активаторов раствора коагулянта состоит: кВтчас. Затраты на электроэнергию составят: тыс. гр. , тыс. гр. 9.3 Затраты на текущий ремонт. Расходы на текущий ремонт применяются 1% стоимости сооружений. ,тыс. гр. , тыс. гр. 9.4 Затраты на заработную плату производственных рабочих. В эту статью включаются основная и дополнительная заработная плата рабочих, непосредственно участвующих в основной производственной деятельности на очистных сооружениях. Численность рабочих рассчитывают по рабочим местам, на основании норм или норматива обслуживания, а также балансе рабочего времени одного рабочего в год. В общий фонд заработной платы входит оплата по тарифу и доплата за работу в ночное время, в праздничные дни и по премиальным статьям, а также фонд дополнительной заработной платы на оплату отпусков, не выходных на работу, выходных пособий. От фонда оплаты труда идут отчисления: - 37% на социальное страхование; - 12% в фонд Чернобыля; - 3% в фонд занятости населения. Расчет фонда заработной платы производственных рабочих сведен в таблицу 9.3. Таблица 9.3 - Расчет фонда заработной платы производственных рабочих.
Наименогвание профессий рабочихНорматив-ная числен-ностьСредняя численность рабочихЧасовая тарифная ставкаГодовой фонд зар-платы, гр.
Старший фильтровальщик1215200364800
Фильтровальщик18146001401600
Хлораторщик1415200729600
Коагуляторщик16146001051200
Цех. управл. Электрик17152001276800
Слесарь-электрик17152001276800
Итого тарифный фонд34900006100800
Доплата 10% от тарифного фонда610080
Премия 3% от тарифного фонда1830240
Итого фонд основной зарплаты8541120
Дополнительная зарплата 10% от основной зарплаты854112
Общий фонд зарплаты рабочих9395232
Отчисления 37% на со-циальное страхование3476235,8
Отчисления 12% в фонд Чернобыля1127427,8
Отчисления в фонд за-нятости населения 3%281856,96
Итого отчисления4885520,6
Итого к оплате4509711,4
9.5 Расчет фонда заработной платы административно-управленческого персонала. Фонд заработной платы административно-управленческого персонала отсчитаем путем составления штатного расписания, аналогично расчету фонда зарплаты производственных рабочих, т.е. с учетом доплат, фонда дополнительной зарплаты и отчислений. Штатное расписание цехового и административно-управленческого персонала сведено в таблицу 9.4. Таблица 9.4 - Штатное расписание цехового и административно-управленческого персонала.
Наименование должностейКоличество штатных единицУстановленный оклад, гр.Годовой доход зарплаты, гр
Цеховой персонал
Лаборант29000313200
Лаборант6750078300
Диспетчер6100001044000
Уборщица26000208800
Бактериолог110000174000
Подсобный рабочий76000730800
Кладовщик26000208800
Химик210000348000
Административно-управленческий персонал
Начальник станции11400243600
Технический руководитель212000417600
Зав. Лаборатории112000208800
Итого тарифный фонд3975900
Доплата 10% от тарифного фонда397590
Продолжение таблицы 9.4
Наименование должностейКоличество штатных единицУстановленный оклад, гр.Годовой доход зарплаты, гр
Премии 40% от тарифного фонда1590360
Итого фонд основной зарплаты5963850
Дополнительная зарплата 10% от суммы основной зарплатыОбщий фонд зарплаты6560235
Отчисления от ФОТ 37% на социальное страхование2427287
Отчисления от ФОТ 12% в фонд Чернобыля787228,2
Отчисления в фонд занятости 3%196807,05
Итого отчислений3411322,30
Итого к оплате3148912,7
9.6. Расчёт цеховых и общеэксплуатационных расходов. Размер затрат по этой комплексной статье расходов определяют по формуле. (9.3) где S1 – основная и дополнительная зарплата цехового и административного персонала, грн/год, S1 = 596385 грн/год; S2 - отчисления на социальное страхование , грн/год, S2 = 2427287 грн/год; S3 - отчисления в фонд в фонд Чернобыля, грн/год, S3 = 787228,20 грн/год; S4 - отчисления в фонд занятости, грн/год, S4 = 196807,05 грн/год; S5 – текущий ремонт оборудования, зданий и сооружений грн/год S5I= 1159488 грн/год, S5II= 1160,227 грн/год; S6 – прочие цеховые расходы, связанные с освещением, отоплением зданий. I вариант: Цеховые расходы = 596385+2427287+787228,20+196807,05+1159488= 5167295,30 грн/год S6= 5167295,300,06=310037,72 грн/год Су0=310037,72+5167295,30=5477333 грн/год. II вариант: Цеховые расходы = 596385+2427287+787228,20+196807,05+1160227= 5167934,30 грн/год. S6= 5167934,300,06=310076,06 грн/год Су0=310076,06+5167934,30=5478010,30 грн/год. 9.7 Калькуляция себестоимости. Результаты расчетов эксплуатационных затрат сведены в таблицу 9.5, где произведена калькуляция себестоимости. Таблица 9.5 - Результаты расчетов эксплуатационных затрат.
Статьи затратыI вариантII вариант
Общая сумма затрат,гр

Себестоимость 1м3 воды, гр

Удель-ный вес, %Общая сумма затрат,гр

Себестоимость 1м3 воды, гр

Удельный вес,%
Основные расходы
Материалы100037,000,5280023,84
Электро-энергия647698,9433,67647975,06
Амортизация3795,570,193812,22
Продолжение таблицы 9.5
Статьи затратыI вариантII вариант
Общая сумма затрат,гр

Себестоимость 1м3 воды, гр

Удель-ный вес, %Общая сумма затрат,гр

Себестоимость 1м3 воды, гр

Удельный вес,%
Прочие прямые75919,013,9473946,97
Итого прямых835109,1443,41813416,71
Накладные расходы
Цеховые и обще-эксплуата-ционные5477,335478,01
Всего затрат на эксплуатацию840586,47818894,72
Внеэксплуатационные расходы168117,29163778,94
Всего затрат по полной себестои-мости1008703,80100982673,66100
Наиболее экономичный выделен II вариант. Определяем срок окупаемости Т, год: (9.4) где С1, С2 – себестоимость продукции до и после внедрения мероприятия новой техники; ТН – нормативный срок окупаемости капитального вложения = 8,3 года , года. Коэффициент общей эффективности капитальных вложений: (9.5) Экономическая часть выполнена по данным института УКРКОММНИИ проекта, территориального производственного объединения (ТПО) в ценах 2003 года. Список литературы и нормативных документов. 1. Абрамов Н.Н. водоснабжение. М.: стройздат, 1983. 2. Абрамов Н.Н. Расчет водопроводных сетей. М.: стройздат, 1983. 3. Кастальский А.К., Минц Д.М. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. М.: Высшая школа, 1962. 4. Соков М.А. Водопроводные сети и сооружения. М.: стройздат, 1983. 5. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод. Киев: высшая школа, 1983. 6. Кульский Л.А., Накорчевская В.Ф. Химия воды. Киев: Высшая школа, 1983. 7. Шабалин А.Ф. Оборотное водоснабжение промышленных предприятий. М.: Металлургия, 1972. 8. Московитин А.С. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений: справочник монтажника под редакцией Московитин А.С. М.: стройздат, 1979. 9. Кульский Л.А., Булава М.Н., Гороновский И.Т. Проектирование и расчет очистных сооружений трубопроводов. Киев: Будiвельник, 1972. 10. Кульский Л.А., Гороновский И.Т. Кочановский А.М. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Киев: Наукова думка, 1980. 11. Курчанов А.М., Федоров Н.Ф. Гидравлические расчеты водоснабжения и водоотведения: Справочник под общ. Ред. Курчанова А.М. Л.: стройздат, 1986. 12. Турк В.Н., Минаев А.В., Карелин В.Я. Насосы и насосные станции. М.: стройздат, 1990. 13. Лабачев П.В. Насосы и насосные станции. М.: стройздат, 1990. 14. Карасев Б.В. насосы и насосные станции. Минск.: Высшая школа, 1987. 15. Залуцкий Э.В., Петрухно А.И. Насосные станции. Курсовое проектирование. Киев: Висшая школа, 1987. 16. Чугаев Р.Р. Гидравлика. Л.: Энергия, 1971. 17. Душкин С.С., Краев И.О. Эксплуатация водоснабжения и водоотведения. Киев.: ГСДО, 1993. 18. Рудник В.П., Петимко П.И., Семенюк В.Д. Эксплуатация систем водоснабжения. Под общей редакцией Семенюка В.Д. Киев.: Будiвельник 1983. 19. Дмитриев В.Д., Мишуков Б.Г. Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения. Справочник под редакцией Дмитриева В.Д. Л.: стройздат, 1988. 20. Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий. Под редакцией Назарова И.А. М.: стройздат, 1977. 21. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблица для гидравлического расчета водопроводных труб: справочное пособие. М.: стройздат, 1984 22. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблица для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Павловского Н.Н. М.: стройздат, 1974. 23. Монтаж наружных сетей водопровода. Карты трудовых процессов строительного производства. Всесоюзный НИИ и проектный Институт труда в строительстве. М.: стройздат, 1983. 24. СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: стройздат, 1985. 25. СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий М.: стройздат, 1986. 26. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: стройздат, 1986. 27. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «водопроводные сети системы и сооружения». Составил С.С. Душкин. Харьков.: ХИИКС 1987. 28. Методические указания для выполнения практических занятий по курсу «технология очистки природных вод». Составил В.А. Ткачев, Г.В. Вычечшанина. Харьков.: ХИИКС 1987. 29. Методические указания для разработки курсового проекта «водопроводные очистные сооружения в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения». Составил Г.В. Вычечшанина, В.А. Ткачев. Харьков.: ХИИКС 1987. 30. Методические указания к выполнению самостоятельной работы «расчет насосной станции II подъема системы водоснабжения» по курсу «насосные и воздуходувные станции» Составил Ю.Т. Титов. Харьков.: ХИИГХ, 1992. 31. Методика определения основных параметров насосных станций водоснабжения. Методические указания по курсу «насосные и воздуходувные станции». Составил Ю.Т. Титов. Харьков.: ХИИГХ 1991. 32. Методические указания по дипломному и курсовому проектированию «гидравлический расчет многокольцевой водопроводной сети с применением ЭВМ». Составил В.А. Ткачев, С.С. Душкин, Н.Я. Берещук, А.М. Хренов, Н.В. Федоров, Н.И. Рябченко, Е.М. Гусетин. Харьков.: ХИИГХ 1989. 33. Ивашина Ю.Г., Ширенгель Л.Е. Защита трубопроводов от коррозии. Киев.: Будiвульник 1980. 34. Защита подземных и металлических сооружений от коррозии: справочник. Составил И.В. Стрижевский, В.И. Дмитриев, А.Д. Белоголовский. М.: стройздат, 1990. 35. Методические указания к курсовому проекту «расчет установки катодной защиты подземных трубопроводов от почвенной коррозии». Составил С.В. Вомович, Л.Ф. Мороховский. Харьков.: ХГАГХ 1994. 36. Белан Г.А. охрана окружающей среды. М.: стройздат, 1989. 37. Закон об охране труда Украины. Киев.: 1992. 38. Брешнев В.И., Трескунов В.М. Охрана труда при эксплуатации систем водоснабжения и канализации. М.: стройздат, 1983. 39. Орлов Г.Г. инженерные решения по охране труда в строительстве. М.: стройздат, 1985. 40. ГОСТ 12.0.003-74* ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. 41. ГОСТ 12.3.006-75 ССБТ. Эксплуатация водопроводных и канализационных сетей и сооружений, общие требования к безопасности. 42. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность, общие требования. 43. СНиП II-4-79. Естественное и искусственное освещение. 44. Шифрин С.М., Панибратов Ю.П., Казанский Ю.Н., Чеснова Г.С., Чистова Л.М. Экономика водопроводно-канализационного строительства и хозяйства. Л.: стройздат, 1982. 45. Розенберг С.В., Орлова Р.И., Завадская И.Е. Экономика, организация и планирование водопроводно-канализационного хозяйства. М.: стройздат 1972. 46. Методические указания для выполнения экономической части дипломного проекта по специальности 1217 «рациональное использование водных ресурсов и обезвреживание промышленных сливов». Составил В.А. Бардаков. Харьков.: ХИИКС, 1987.