Книги по строительству и ремонту

Водоснабжение

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

§ 12. Режим работы системы подачи и распределения воды при наличии контррезервуара или нескольких водопитателей и напорно-регулирующих емкостей

Рассмотренный выше случай системы с расположением напорно-регулирующей емкости в начальной точке сети является наиболее простым в отношении определения режима работы системы.

Весьма часто наиболее возвышенные точки территории снабжаемого водой объекта являются самыми удаленными от насосной станции. Располагая водонапорную башню на наивысших отметках, мы получаем так называемую систему водоснабжения с «контррезервуаром», при которой башня и насосная станция второго подъема находятся в противоположных концах сети (11.10).

Режим работы системы при таком расположении башни будет существенно отличаться от режима работы системы с башней в начале сети.

При таком движении воды в сети изменится и положение пьезометрических линий. Наименьшие пьезометрические отметки будут в точках, лежащих на границе обоих районов питания (линия аа на 11.10). Критической из них является точка, имеющая наибольшую геодезическую отметку. Пусть это будет точка а\. В этой точке величина свободного напора будет наименьшей. Задавшись для нее величиной требуемого свободного напора Нсв (в зависимости от этажности застройки), построим (11.11) вправо и влево от точки а\ пьезометрические линии с уклоном, соответствующим величинам потерь напора при максимальном водоразборе: Zh^ — от башни до точки аи и ZhH — от начальной точки сети (со стороны насосной станции) до точки а\. Величина потерь напора в водоводе hB будет, очевидно. та же, что и в случае такой же системы с башней в начале сети.

При полном баке башни напор насосов будет    больше Ни на высоту Но (высота бака).

Системы с контррезервуаром характеризуются некоторыми специфическими  для  них   моментами  работы,   которые  должны  быть  рассмотрены при расчете сети.  Как было сказано, в некоторые часы суток количество воды, подаваемой    насосами,    превышает    количество воды, расходуемой городом. При расположении башни в начале сети избыточное количество воды, подаваемой    насосами, идет в бак башни, не поступая в сеть. В системах с контррезервуаром этот избыток, для того чтобы попасть в башню,   должен   пройти   транзитом   через ьсю сеть.

Момент, в который этот транзитный расход достигает своего максимального значения (момент «максимального транзита»), определяется по совмещенным графикам (см. II.4, а) и является вторым основным расчетным случаем сети с контррезервуаром. При этом пьезометрическая линия приобретает однозначный уклон на всем своем протяжении; исчезает ее излом, существующий у границы зон питания при максимальном водоразборе, и минимальная пьезометрическая отметка получается у башни—в конечной, наиболее высоко расположенной точке сети (верхняя пьезометрическая линия на 11.11).

Во время работы сети при максимальном транзите расходы на участках магистральных линий, близких к границе зон питания, будут больше, чем при максимальном водоразборе. Расчетная величина требуемого напора насосов в часы максимального транзита Н'ц обычно также получается больше, чем в часы максимального водоразбора. Таким образом, для определения расчетного напора у насосов случай максимального транзита часто является критическим.

В реальных условиях в зависимости от конфигурации снабжаемой водой территории и от рельефа местности возможно промежуточное резмещение башни.

Приведенные в разделе I нормы дают в зависимости от размеров и назначения обслуживаемого водопроводом объекта расчетное число одновременных пожаров, количество воды, расходуемой на каждый пожар (в л/с), и расчетную длительность пожара. Эти данные позволяют определить полный расчетный секундный расход на пожар, который должен быть прибавлен к максимальному секундному хозяйственному (или производственному) расходу, а также общее количество воды, которое должно быть израсходовано на тушение огня в течение всего времени пожара.

При расчете системы водопровода на работу во время пожара следует исходить из возможности пожара в наиболее возвышенных и наиболее удаленных от источников питания точках территории, обслуживаемой водопроводом.

По способу тушения пожара водопроводы разделяются па водопроводы высокого давления и водопроводы низкого давления.

При системе пожаротушения высокого давления водопровод должен в надлежащий момент обеспечить не только подачу к месту пожара установленного нормами пожарного расхода воды, но и повышение давления в водопроводной сети до величины, достаточной для создания пожарных струй непосредственно от гидранта.

Обычно в водопроводах высокого давления повышение давления обеспечивается лишь на время тушения пожара.

При системе пожаротушения низкого давления водопровод должен обеспечить лишь подачу увеличенного в связи с пожаром расхода воды. Напор для получения пожарных струй создается передвижными пожарными насосами, подвозимыми пожарной командой к месту пожара и забирающими воду из водопроводной сети через гидранты. В этом случае происходит понижение давления в трубах, обслуживающих прилегающий к месту пожара район.

Согласно СНиП П-Г.3-62 напор в любой точке сети при этом должен быть не менее 10 м и в особенно неблагоприятных точках не менее 7 м.

Эти указания имеют целью предотвратить возможность образования в сети при отсосе воды пожарными насосами давления ниже атмосферного, так как это может вызвать проникновение в сеть через неплотности стыков загрязненной почвенной воды.

Кроме того, некоторый запас величин давления в сети необходим для работы пожарных автонасосов, в частности для преодоления довольно значительных сопротивлений во всасывающих линиях этих насосов.

Системы пожаротушения высокого давления (с временным повышением давления при пожаре) применяют иногда в водопроводах промышленных предприятий. Водопроводы постоянного высокого давления могут быть допущены только в силу особых условий, так как эксплуатация этих систем вызывает значительный перерасход электроэнергии.

В населенных местах обычно применяют системы пожаротушения низкого давления.

Как увидим далее, диаметры городской водопроводной сети определяются в соответствии с режимом ее нормальной работы. Естественно, что при пропуске через сеть увеличенного расхода во время пожара увеличиваются скорости течения воды в трубах, а следовательно, и потери напора в сети.

Рассмотрим режим работы водопровода   ( 11.13)   при системе пожаротушения низкого давления.

Пусть при нормальной работе в наиболее удаленной от башни и возвышенной точке а требуется свободный напор ЯСБ.    Пьезометрическая линия займет некоторое положение /  (сопрягаясь с уровнем воды в баке башни). Допустим, что в точке а возникает пожар. При системе пожаротушения низкого давления и отборе воды из сети пожарными насосами в точке а устанавливается некоторый свободный    напор //п=10 м, который будет, как правило, меньше ЯСБ. Так как в период пожара по сети проводится увеличенный    расход    воды,    потери напора в сети возрастут;   получим   2/гПОж!>2/гхоз,   и   пьезометрическая линия 2  (соответствующая этому случаю)  будет иметь    больший    уклон, чем линия 1.

В зависимости от соотношения напоров И'св и Яп и потерь 2ЯХОз и 2/гПОж пьезометрическая линия при пожаре может пройти выше бака башни (положение 2) или ниже его.

В первом случае башня на время пожара должна быть выключена, так как иначе она не позволит насосам повысить давление в сети до требуемой величины (так как в точке присоединения башни к сети максимально возможное давление будет определяться уровнем воды в баке).

Если   расчетная   пьезометрическая   линия   (при  пожаре)     пройдет ниже уровня воды в баке башни  (положение 3), то, очевидно, башня не выключается, и в месте пожара будет обеспечен напор не ниже требуемого #п.

Разумеется, действительное положение пьезометрической линии будет несколько отличным от положения 3, так как пьезометрическая отметка в системе в точке б определится фактическим уровнем воды в башне.

Напор Ян-п, который должны развивать пожарные насосы, будет зависеть от соотношения Яп и Ясв и от соотношения величин потерь напора в сети и в водоводах при хозяйственной и при пожарной работе. Он может быть больше, равен (близок), а иногда и меньше величины того напора, который должны -развивать насосы при хозяйственной работе.

Во время пожара насосная станция должна    подавать в систему расход  воды, достаточный для  удовлетворения хозяйственных  и  противопожарных нужд. Пожарный запас воды хранится обычно    в    резервуаре чистой воды.  

В системах с контррезервуаром наиболее неблагоприятные точки предполагаемых пожаров (т. е. наиболее удаленные и возвышенные точки) обычно оказываются расположенными вблизи башни (11.14). Так как Нп<сНсв<С.Н§, то первое время после возникновения пожара (в точке а) башня будет подавать к ней значительные количества воды, что может    привести к ее быстрому    опорожнению.

Поэтому системы с контррезервуаром следует рассчитывать на подачу в период пожара суммарного хозяйственного и пожарного расхода от насосной станции.