|
Для возможности проведения
гидравлических и технико-экономических расчетов на ЭВМ прежде всего
необходимо иметь модель реальной системы подачи и распределения воды. Она
представляется в виде идеализированной водопроводной сети. Степень
соответствия ее реальной системе зависит от ряда факторов: сложности реальной
СПРВ, необходимой глубины проработки, требуемой точности расчетов,
возможностей ЭВМ и др. С учетом этих факторов отдельные схемы, изображающие
СПРВ на различных стадиях ее развития или при различных режимах работы,
следует рассматривать как подмножество общей схемы, отражающей систему в
наиболее полной фазе развития. Эта общая схема называется структурной схемой
или информационной моделью. Она, как правило, непосредственно для проведения
расчетов не используется, так как при ее составлении определяется только
расположение водопитателей и топология трубопроводной сети. Но она позволяет
генерировать все возможные для данной системы расчетные схемы на единой
информационной базе. Основой информационной модели служит схема сети
трубопроводов на конец развития системы водоснабжения. При ее построении
отображаются с требуемой степенью детализации водоводы, магистрали и
распределительные линии, а также насосные станции, резервуары башни и т. д.
Такой способ представления информации по сети удобен как для качественного и
количественного восприятия инженером, так и для представления информации о
ней в памяти машины.
Рассмотренный подход представляет большие возможности при
анализе СПРВ городов, так как позволяет совмещать в одной расчетной схеме
подсистемы с различной степенью детализации. В результате этого может быть
выполнен детальный анализ подсистемы с учетом достаточно полного ее
взаимодействия со всей системой подачи и распределения воды с помощью
программ расчета, предназначенных для расчета схем водопроводных систем
средних и малых размеров. В том случае, если система не очень сложна, то
структурная схема может совпадать с ее расчетной схемой.
Проведение гидравлических расчетов систем подачи и
распределения воды может потребовать больших затрат времени на составление
расчетных схем и анализ результатов расчета. Существенного его сокращения
можно добиться при четком разграничении задач, решаемых на каждом этапе
расчетов. Рассмотрим основные положения рекомендаций, основанные на опыте
ВНИИ ВОДГЕО и других организаций по проведению этих расчетов. Они проводятся
в три этапа.
На первом этапе расчета назначается некоторое
предполагаемое распределение нагрузок между водопитате- лями, задаются
расходы воды, подаваемые в резервуары (башни) или поступающие из них. По
результатам расчета, проводимого без учета характеристик насосов и высотного
расположения резервуаров, определяются напоры на выходе из питающих насосных
станций и отметки уровней воды в резервуарах. Это позволяет выбрать
оборудование насосных станций и параметры регулирующих емкостей. Излишняя
детализация расчетов на этом этапе, как правило, приводит к большим
бесполезным затратам машинного времени.
На втором этапе определяется влияние саморегулирования
системы на изменение нагрузок между водопи- тателями. Результаты этих
расчетов позволяют уточнить объемы регулирующих емкостей. Зачастую уточненные
объемы регулирующих емкостей значительно отличаются от определенных по
результатам первого этапа. Это приводит к необходимости повторения расчетов
первого этапа при уточненном распределении нагрузок между основными
водопитателями.
Поверочные расчеты работы системы при авариях на тех или
иных элементах и при пожаротушении проводятся на третьем этапе. Они
выполняются с учетом характеристик насосных станций и изменения уровней воды
в резервуарах.
Приведенная последовательность расчетов рекомендуется для
вновь проектируемых систем без учета очередности развития и ввода в
эксплуатацию ее отдельных элементов.
При проектировании развивающихся и реконструируемых СПРВ
по очередям развития рассмотрение условий работы системы начинается не с
начальной, а с некоторой последующей стадии развития, для которой выявляются
узкие места, образующиеся в результате роста водопотребления. Следует
обратить внимание на взаимосвязь гидравлических и технико-экономических
расчетов.
Для разветвленных сетей вновь проектируемых систем
потокораспределение не зависит от выбираемых диаметров труб, поэтому
технико-экономический расчет таких сетей может предшествовать
гидравлическому. Проведение гидравлического расчета позволяет лишь уточнить
потери напора в линиях сети и требуемые напоры в точках питания.
Для кольцевых сетей расчетные расходы зависят не только от
величин отборов, но и от выбранных диаметров. При такой постановке вопроса
это означает, что методы технико-экономического расчета при заданном по-
токораспределении в применении к кольцевым сетям могут быть использованы как
поверочные.
В зависимости от того, задавались ли первоначальное
потокораспределение или предварительно выбранные диаметры, поверочный
технико-экономический расчет определит, насколько распределение расходов
отличается от желаемого или насколько предварительно выбранные диаметры труб
отличаются от оптимальных.
При разновременной прокладке проектируемых трубопроводов,
что характерно для большинства систем водоснабжения городов и промышленных
объектов, необходимо учитывать как фактические характеристики уже существующих
линий, так и их загрузки.
Выбор оптимальных проектных решений по развитию и
реконструкции действующих водопроводов тесно взаимосвязан с установлением
оптимальных режимов использования уже имеющихся сооружений и устройств, что
является задачей автоматической системы управления производственными
процессами (АСУП). Он базируется на той же информации, которая требуется для
выбора оптимальных проектных решений и проведения гидравлических и
технико-экономических расчетов СПРВ. Поэтому необходимо, чтобы техникой
выполнения расчетов СПРВ владели не только проектные, но и эксплуатационные
организации. Достигнутый уровень гидравлического и технико-экономического
расчетов с помощью ЭВМ позволяет поставить и успешно решить такую задачу.
|
