|
Емкости в системах водоснабжения
применяют для регулирования режима работы системы, создания противопожарных и
аварийных запасов воды, хранения расходов на технологические цели производств
и на собственные нужды водопроводных станций. Правильный выбор места
расположения, режима работы и объемов регулирующих емкостей позволяет снизить
их стоимость и повысить степень надежности системы водоснабжения. Это
достигается равномерной нагрузкой водоводов и магистралей, уменьшением их
диаметров и обеспечением работы основных насосных станций практически в
постоянном режиме при оптимальных значениях КПД насосных агрегатов. Требуемые
параметры регулирующих емкостей определяют путем анализа работы системы
подачи и распределения воды при различных режимах водопотребления и
технико-экономического сравнения различных вариантов.
В зависимости от способа подачи воды емкости могут быть
напорными (активными) и безнапорными (пассивными). В первом случае вода
поступает к потребителю под требуемым напором; во втором — для ее подачи
требуется установка водоподъемного оборудования.
Регулирующие емкости бывают следующих типов: водонапорные
башни и колонны; резервуары; гидропневматические установки. Выбор типа
емкости в каждом кон» кретном случае должен производиться на основе сравнения
вариантов с учетом стоимости строительства, эксплуатационных расходов и
расходов на оплату электроэнергии, а также надежности работы системы и
эстетических аспектов. Например, стоимость единицы объема водонапорных башен
выше стоимости единицы объема подземных и наземных безнапорных резервуаров,
однако при нарушении электропитания башен подача воды потребителям
прекращается не сразу.
Рациональным способом создания значительного запаса воды
является устройство закрытых резервуаров, расположенных на топографических
отметках местности, обеспечивающих требуемый напор в сети.
Водонапорные башни устраивают при необходимости создания
запаса напорной воды на территории площадки, не имеющей достаточно высоких
геодезических отметок. Водонапорная башня ( V.1) состоит из резервуара
(бака), в котором содержится требуемый объем воды, и поддерживающей его
конструкции. Резервуары водонапорных башен, как правило, устраивают круглой
формы в плане. Желательно, чтобы отношение высоты бака башни к ее диаметру
было небольшим. В этом случае исключаются значительные колебания напоров в
системе при различных режимах и обеспечиваются более благоприятные условия
работы насосов.
Резервуары водонапорных башен бывают железобетонными и
стальными. Наиболее широкое распространение получили железобетонные
резервуары, защита которых от коррозии проще и долговечнее защиты стальных.
Стальные резервуары, характеризующиеся меньшей массой, индустриальностью
изготовления и монтажа, полной герметичностью, находят применение в некоторых
зарубежных странах.
Резервуары могут иметь плоское или вогнутое днище.
Придание вогнутым днищам полусферической, эллипсоидальной и
радиально-конической форм позволяет увеличивать диаметр резервуара (при одном
и том же объеме) по сравнению с диаметром резервуара с плоским днищем.
Благодаря этому колебания напора могут быть сокращены до минимума. Однако
резервуары с вогнутыми днищами сложнее в изготовлении. В нашей стране
наиболее широко применяют резервуары с плоским и полусферическим днищами.
При наличии опасности замерзания воды в резервуаре вокруг
него устраивают шатер, в зависимости от конструкции водонапорной башни выполненный
из железобетона, кирпича или дерева. Расстояние между стенками резервуара и
шатра принимают исходя из условий эксплуатации. Для предотвращения замерзания
возможно применение электрообогрева. В башнях .большой вместимости при
наличии обмена воды с относительно высокой температурой шатры могут
отсутствовать даже в суровых климатических условиях. Бесшатровые
металлические башни бывают как с теплоизоляцией, так и без нее.
Сверху резервуар башни перекрывается. Перекрытие (крыша)
обеспечивает его жесткость и служит для защиты от температурных колебаний и
загрязнений. Поддерживающие конструкции водонапорных башен выполняют из
железобетона, металла и кирпича в виде сплошной стенки или колонн, имеющих
различное архитектурное оформление. Наибольшее распространение получили
конструкции из железобетона. Внутреннее пространство, образуемое
поддерживающими конструкциями, может использоваться для технических и
общественных нужд, но при условии исключения какого-либо воздействия на
качество воды, находящейся в резервуаре.
Башню оборудуют подводяще-отводящей трубой, диаметр
которой определяется максимальным расходом подаваемой или отводимой из
резервуара башни воды при скорости ее движения не более 1—1,2 м/с. Иногда
предусматривают две трубы — отдельно подходящую и отводящую. Для
автоматического сброса поступающей воды в бак при его переполнении устраивают
переливную трубу, оборудованную приемной воронкой. Кроме того, резервуар
оборудуют грязевой трубой, предназначенной для опорожнения его при ремонте и
осмотре. Эта труба идет от наинизшей точки резервуара и через задвижку
подключается к сбросной трубе. На грязевой трубе воронка не устраивается.
Воду из водонапорных башен хозяйственно-питьевого водопровода сбрасывают в
водосточную сеть или в открытую канавку с устройством разрыва струи. В конце
трубопровода, оборудованном решеткой, устанавливается обратный клапан. Для
производственных систем водоснабжения сброс воды из резервуаров башен
возможен в систему канализации, но также с разрывом струи. При жесткой
заделке труб в днище резервуара башни на стояках трубопроводов устраивают
компенсаторы.
Противопожарный запас воды из бака может забираться
самостоятельным трубопроводом, оборудованным затвором, который открывается по
команде с диспетчерского пункта.
Резервуар оборудуется сигнальным устройством для
автоматической передачи показаний уровней воды в нем. В качестве этих
устройств используют поплавковые, контактные и манометрические датчики
уровней.
В том случае, если башня в момент пожара должна
отключаться, то она оборудуется автоматическими устройствами, обеспечивающими
дистанционное отключение при пуске пожарных насосов.
Строительство водонапорных башен вместимостью до 300 м3 при высоте ствола до 36 м осуществляется в основном по типовым проектам. Опыт строительства
водонапорных башен больших объемов в пределах городской застройки,
предусматривающего органичное вписание этих сооружений в городской пейзаж с
использованием их архитектурно-планировочных решений в целях благоустройства
городской среды, а также утилитарных целях, в СССР весьма ограничен.
Для промышленного водоснабжения разработаны различные
конструкции башен большого объема. На V.2 приведена схема стальной
водонапорной башни с-вместимостью бака 3600 м3 и высотой 50 м . Конструкция этой водонапорной башни отличается тем, что центральный ствол,
выполненный в виде стальной трубы диаметром 3 м, является одновременно несущей конструкцией, подводяще-отводящей трубой и дополнительной
емкостью для воды. На объектах, имеющих несколько сетей,
работающих при различных напорах, возможно устройство водонапорной башни с
двумя и более резервуарами, расположенными на разной высоте.
|
