Трубопроводы насосной станции

Трубопроводы насосной установки подразделяются на всасывающие и напорные, внутристанционные и наружные. Разные условия работы заставляют по-разному проектировать всасывающие и напорные трубопроводы. Разными принципами руководствуются при выборе материала и экономически выгодного диаметра наружных и внутристанционных трубопроводов.

Наружные напорные водоводы. При выборе их материала в первую очередь следует ориентироваться на неметаллические трубы: асбестоцементные, пластмассовые и железобетонные. Асбестоцементные рекомендуется применять для подачи технической воды при диаметрах до 500 мм включительно и напорах, не превышающих 120 м. При диаметрах свыше 500 мм и напорах до 90 м рекомендуется применять железобетонные трубы. При больших напорах, в условиях предприятий и населенных мест со сложными подземными коммуникациями, а также в других случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании водоводы могут проектироваться стальными или чугунными.

Диаметры водоводов выбираются с учетом стоимости труб, производства работ и эксплуатационных затрат на электроэнергию, определяемых гидравлическим сопротивлением в трубопроводах. Чем меньше диаметр труб, тем меньше их строительная стоимость, однако, тем больше гидравлическое сопротивление и затраты на электроэнергию.

Оптимальным считается вариант с наименьшими суммарными затратами.

Расчетный расход одного напорного водовода

, (10)

где Q_н.с – расчетная подача насосной станции; n_н.в – число напорных водоводов.

Число напорных водоводов от станций I и II категории принимается не менее двух. Если при двух водоводах их диаметры оказываются более 1400 мм, то число водоводов увеличивают.

Для каждого диаметра при определенных условиях строительства и эксплуатации, характеризуемых так называемым экономическим фактором Э, существуют определенные расходы, при которых экономически оправдано применение именно этого диаметра.

Таблица 3

Предельные экономические расходы, л/с,
для трубопроводов из разных материалов при Э = 1

В табл. 3 для труб соответствующего материала и диаметра приводятся предельные наибольшие экономические расходы для условий, характеризуемых значением экономического фактора Э = 1.

Для выбора экономически выгодного диаметра по этой таблице вычисляют расход, приведенный к значению экономического фактора, равному единице

(11)

Пример. Определить диаметр стального водопровода при Q_н.в = 800 л/с и σ =1,2 коп./(кВт·ч).

.

Определяем приведенный расход:

л/с.

Для расхода 725 л/с по табл. 3 принимаем трубопровод диаметром 900 мм.

Наружные всасывающие водоводы. Число линий таких водоводов на насосных станциях должно быть не менее двух. При выключении одной линии остальные должны быть рассчитаны на пропуск 100 % расчетного расхода для насосных станций I и II категории и 70 % расчетного расхода для III категории.

Расчетный расход одного всасывающего водовода определяется по формуле

, (12)

а для насосных станций III категории – по формуле

, (13)

где Q_н.с – максимальная подача насосной станции; n_в.в – число всасывающих водоводов.

Для водоводов, в которых возможен вакуум, рекомендуется принимать стальные трубы. Всасывающий трубопровод должен иметь непрерывный подъем к насосу с уклоном не менее 0,005. Диаметр всасывающего водовода выбирается с учетом рекомендуемых скоростей (табл. 4).

Внутренние трубопроводы насосных станций. Внутренние трубопроводы следует выполнять из стальных труб, соединенных на сварке. Диаметры труб внутри насосных станций принимаются несколько меньшими, чем для наружных водоводов, так как от размеров труб зависят размеры и стоимость здания насосной станции. Скорости движения воды, рекомендуемые СНиП для внутристанционных трубопроводов, приводятся в табл. 4.

Таблица 4

Скорости движения воды в трубопроводах
насосных станций

Диаметры внутристанционных трубопроводов должны соответствовать стандартным диаметрам выпускаемой арматуры (задвижек, обратных клапанов), которая размещается на них. Диаметры труб, как правило, больше диаметров патрубков насосов и соединяются с ними переходами. Трубопроводы внутри насосной станции могут располагаться (рис. 13) над поверхностью пола с устройством мостков над трубопроводами; в мелких каналах – когда маховик задвижки возвышается над полом; в глубоких каналах; на кронштейнах у стен машинного зала; в подвалах.

Рис. 13. Способы размещения трубопроводов в машинном зале:
I – над полом; II – в мелких каналах; III – в глубоких каналах;
IV – на стенах

Размеры каналов и минимальное удаление труб от стен и пола назначаются из условия возможности монтажа и обслуживания арматуры по табл. 5.

Таблица 5

Рекомендуемые размеры к размещению трубопроводов
в машинном зале (см. рис. 13)

Трубопроводы могут размещаться комбинированно: часть – над полом, часть – в каналах и т.п.

Фасонные части. Фасонные части на трубах внутри насосных станций, как правило – стальные сварные. Стандартные размеры и вес фасонных частей для спецификации следует брать по справочнику. Ориентировочно при компоновке машинного зала их размеры можно принимать по рис. 14.

Рис. 14. Сварные фасонные части

Длина колена L_к (радиус закругления) принимается равной d_y или 1,5d_y. Длина переходов принимается L_п = (4...7) · (D_y – d_y). У тройников L_т = 2D_y + С, где С ≥ 150 мм при D_у ≤ 150 мм и С ≈ ≈ 100 мм при D_y > 150 мм.

Расстояние до фланца на боковом подключении L = 0,5 D_y + + b, где b = 150 мм при d_y ≤ 300 мм и b = 200 мм при d_y > 300 мм.

Фланцевые соединения применяются при соединении трубопроводов с насосами в местах установки арматуры. Фланцы требуют постоянного внимания при эксплуатации, поэтому установка лишних фланцев не рекомендуется.

Всасывающие трубопроводы, давление в которых меньше атмосферного, должны проектироваться так, чтобы исключить возможность образования в них воздушных мешков.

Рис. 15. Устройства для прохода трубопроводов через стену:
а – ребристый патрубок; б – сальник с нажимным устройством;
в – набивной сальник; 1 – корпус; 2 – кольцевое ребро; 3 – фланец;
4 – уплотнитель; 5 – фланцевый нажимной патрубок; 6 – шпилька;
7 – упорное кольцо; 8 – сальниковая набивка; 9 – зачеканка

Пропуск труб через стены зданий насосных станций.Жесткая заделка труб в стены осуществляется с помощью ребристого патрубка, который омоноличивается в нужном месте при бетонировании стены (рис. 15, а). Приварное ребро увеличивает прочность заделки и уменьшает фильтрацию вдоль трубы. Концы патрубка могут быть гладкими (под сварку) или с приварными фланцами. Жесткая заделка труб применяется чаще всего в стенах внутри станций водоотведения и насосных станций I подъема совмещенного типа.

Гибкая заделка применяется в тех случаях, когда возможно повреждение труб при осадке здания, тепловых расширениях, в сейсмических районах. Она облегчает разъем фланцевых соединений при монтажных работах. При гибкой заделке используются сальниковые уплотнения двух типов: с нажимным устройством и без него (рис. 15, б, в). В обоих случаях корпус сальника омоноличивают в стене сооружения до пропуска через нее трубы. Диаметр патрубка корпуса принимается приблизительно на 50 мм больше диаметра пропускаемой трубы. Уплотнения выполняют в виде резиновых колец или просмоленного пенькового жгута. Затяжку и периодическую подтяжку сальника производят с помощью нажимного фланцевого патрубка, располагаемого со стороны сухого помещения. Сальники с нажимным устройством обладают хорошей эластичностью, надежностью и водонепроницаемостью, но в изготовлении сложнее ребристых патрубков. Поэтому их применяют в наиболее тяжелых условиях; ниже устойчивого уровня грунтовых вод, в стенах, отделяющих машинный зал от приемного резервуара в совмещенных насосных станциях, если это вызвано условиями монтажных работ.

Значительно проще по конструкции – сальник без нажимного устройства. В его корпусе отсутствует фланец, а внутри корпуса установлено упорное кольцо и два бурта.

Между упорным кольцом и буртом помещают набивку из просмоленной пеньковой пряди. Концы сальника зачеканивают асбестоцементной массой и заделывают битумной мастикой. Применяются такие сальники в маловлажных грунтах. В сухих грунтах в качестве набивки можно применять паклю и ветошь.

1.7. Построение графика совместной работы насосов
и водоводов

Фасонные части и арматура обусловливают гидравлические потери напора в насосной станции h_н.с. Эти потери вместе с потерями в водомерных устройствах h_вдм и во всасывающих и напорных водоводах (h_в.в и h_н.в) составляют общие потери напора в насосной установке и вместе со статическим напором определяют необходимый напор насосов:

Н = Н_ст+ h_в.в+ h_н.с+ h_вдм + h_н.в = Н_ст + Σh_ω. (14)

Потери напора в насосной установке Σh_ω зависят от расхода, а подача (расход) насосов, в свою очередь, зависит от развиваемого ими напора, т.е. и от Σh_ω. Окончательные параметры (подача, напор) параллельно соединенных насосов, подающих воду по системе напорных водоводов, определяются после построения графика совместной работы насосов и водоводов. Для этого необходимо построить характеристику трубопровода – график, который показывает, какой напор должны развивать насосы для того, чтобы подать через систему всасывающих водоводов, трубопроводов внутри насосной станции и напорных водоводов расход Q_н.с. На рис.16 представлены схема трубопровода, положение пьезометрических линий при подаче разных расходов и характеристика трубопровода.

а б

Рис. 16. К построению характеристики трубопровода:
а – высотная схема; б – характеристика трубопровода

Пример графика совместной работы насосов и водоводов приведен на рис. 17. Как видно из схемы водоводов насосной станции на рис. 17, а, гидравлические потери в разных трубопроводах определяются разными расходами (Q_в.в, Q_н, Q_н.в), зависящими от числа водоводов и насосов.

Рис. 17. Параллельная работа 4 насосов на два водовода
с перемычками: а – схема водовода; б – характеристики насосов
и водоводов

Потери напора во всасывающем водоводе определяются по формуле

, (15)

где 1000 · i – потери напора на 1 км трубопровода в метрах водяного столба, определяемые для расчетного расхода Q_в.в в трубах заданного диаметра и материала по таблицам Шевелева; L_в.в – длина всасывающего водовода, км; Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений; υ – скорость во всасывающем водоводе, м/с.

Потери напора в насосных станциях h_н.с. рекомендуется определять в следующем порядке:

– на схеме трубопроводов в насосной станции указываются диаметры, арматура, фасонные части и расчетные расходы;

– определяется самый невыгодный для расчета потерь путь воды, на нем нумеруются местные потери; вычисление потерь сводится в таблицу.

Рис. 18. Схема к определению потерь напора в насосной станции

Пример составления схемы для определения потерь представлен на рис. 18, а выполнения вычислений – в табл. 6. Графы 1, 2, 3 и 4 таблицы заполняются в соответствии со схемой. Коэффициенты сопротивлений принимаются по справочной литературе. Для открытой запорной арматуры можно принимать ξ = 0,2.

Таблица 6

Определение потерь напора в насосной станции

№	Наименование местных сопротивлений	d, мм	Q, л/с	ξ	υ, м/с	, м	, м
	Колено			0,6	1,43	0,105	0,06
2, 3	Задвижка			0,2´2	1,43	0,105	0,04
	Задвижка			0,2	0,95	0,046	0,02
	Тройник			1,5	1,32	0,089	0,13
6, 12	Задвижки			0,2´2	1,32	0,089	0,04
7, 10	Колена			0,6´2	1,32	0,089	0,1
	Переход сужающийся			0,1	1,88	0,18	0,02
	Переход расширяющийся			0,25	2,91	0,432	0,11
	Обратный клапан			1,7	1,32	0,089	0,15
	Тройник			1,6	1,32	0,089	0,14
	Задвижка			0,2	0,66	0,017
15, 16	Задвижки			0,2´2	1,97	0,198	0,08
	Колено			0,6	1,97	0,198	0,12

Потери во всасывающих трубопроводах, в насосной станции и в водомерном устройстве можно считать пропорциональными квадрату подачи насосной станции. Таким образом, для определения потерь при произвольном расходе

h_н.с = Σ =1,01 м.

При вычислении значения Q можно пользоваться формулами:

, и , (16)

где

K = (17)

Таблица 7

Расчеты для построения характеристики трубопроводов
насосной станции

№	Значение потерь, м	Относительный расход
	0,33	0,5		1,3
Два водовода
	Нст
	hв.в		0,04	0,1	0,4	0,68
	hн.с		0,11	0,25	1,01	1,71
	hвдм		0,1	0,22	0,89	1,5
	hн.в		1,37	3,14	12,57	21,26
	Н2d=(1)+(2)+(3)+(4)+(5)		21,62	23,71	34,87	45,15
Один водовод
	hн.в1		5,49	12,57	50,25
	Нd=(1)+(2)+(3)+(4)+(7)		25,74	33,14	72,58
Два водовода, одна перемычка. Авария
	hн.в2		3,42	7,86	31,4	53,11
	На1=(1)+(2)+(3)+(4)+(9)		23,67	28,43	53,7
Два вывода, две перемычки. Авария
	hн.в3		2,73	6,29	26,1	42,49
	На2=(1)+(2)+(3)+(4)+(11)		22,98	26,86	47,4	66,38

Потери напора в напорном водоводе для всех расходов определяются по формуле

h_н.в = (1,1 ... 1, 2) 1000 · i · L_н.в, (18)

где 1000 · i – то же, что в формуле (15), но уже для труб и расходов напорных водоводов.

Местные потери в напорных водоводах учитываются в размере 10–20 % потерь напора по длине.

Пример подсчета по формуле (14) необходимых напоров для подачи расходов 0,33Q_н.с, 0,5Q_н.с, Q_н.с и 1,3 Q_н.с, где Q_н.с – расчетная подача насосной станции, приводится в табл. 7. По результатам расчетов строится характеристика водоводов (рис. 17, б).

Насосы водопроводных и водоотводных насосных станций чаще всего подают воду в водоводы, состоящие из двух линий (реже – из трех). При аварии на одной из линий вся подача насосной станции осуществляется по одному трубопроводу, т.е. Q_н.в принимается равным Q_н.с. При этом увеличиваются потери в напорном водоводе. Такой случай также рассчитывается в таблице и характеристика системы при одном водоводе строится на графике. Характеристика 2d соответствует работе водовода в две линии, характеристика d – в одну. Потери при водоводе в одну линию в 4 раза больше, чем при водоводе в две линии.

Для увеличения пропускной способности водоводов в случае аварии на них устраивают перемычки. Тогда при аварии водоводы работают в одну линию только на участке между перемычками. Если перемычки делят водоводы на равные участки, то при одной перемычке в случае аварии потери в напорном водоводе возрастают в 2,5 раза по сравнению с нормальной работой двух водоводов, а при двух перемычках – в 2 раза. При необходимости рассчитываются и строятся характеристики водоводов с одной, двумя и более перемычками.

На график с характеристиками водоводов переносится характеристика выбранного насоса. Затем, увеличивая в 2, в 3 раза и т.д. подачу при соответствующих напорах, строят графики совместной работы двух, трех и так далее параллельно соединенных центробежных насосов. На графике строятся характеристики совместной работы всех, включая и резервные, насосов насосной станции. Точки пересечения соответствующих характеристик насосов и водоводов определяют режимные характеристики (подачу, напор, КПД) насосов. По этому графику определяется ступенчатая подача насосной станции, т.е. подача при работе одного, двух и т.д. насосов.

1.8. Оборудование систем заливки насосов,
технического водоснабжения, дренажа и осушения

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. Рассмотрим некоторые из этих систем, разрабатываемые в курсовом проекте.

Рис. 19. Схема к определению объема воздуха, откачиваемого
при заливке насоса

Система заливки насосов (вакуум-система). Используется в насосных станциях I подъема раздельного типа для уменьшения заглубления машинного зала и удешевления строительства. Как правило, в насосных станциях систем водоснабжения или водоотведения корпус насоса располагается «под залив» от расчетного уровня воды в водоеме или емкости. Это значительно упрощает запуск насосов. В насосных станциях II и III категорий допускается установка насосов не под залив. Изредка встречаются схемы запуска насосов, расположенных выше уровня воды, на насосных станциях II подъема. Согласно действующим нормам в этих случаях следует предусматривать установку с вакуум-насосами и вакуум-котлом.

Требуемую подачу вакуум-насоса определяют исходя из времени, необходимого для заливки насоса, по формуле

, (19)

где W_н + W_тр – объем воздуха в насосе и заливаемой части трубопровода (как правило, до задвижки на напорном трубопроводе, рис. 19), м³; k – коэффициент запаса, учитывающий возможность проникновения воздуха через неплотности (сальники, фланцевые соединения); принимается равным 1,05... 1,1; t – время, требуемое для создания необходимого для заливки разрежения, мин; t = 3...10 мин; H_s – геометрическая высота всасывания насоса, считая от оси насоса до расчетного уровня воды в приемной камере (резервуаре) при запуске, м; Н_а – напор, соответствующий барометрическому давлению; в обычных условиях принимается равным 10 м.

В качестве вакуум-насосов системы заливки чаще всего принимаются водокольцевые насосы: КВН – консольный вакуум-насос, ВВН – водокольцевой вакуум-насос, РМК – ротационная машина-компрессор (табл. 8).

Таблица 8

Технические характеристики вакуум-насосов

Показатели	КВН-4	КВН-8	ВВН-0,75	ВВН-1,5	ВВН-3	РМК-1	РМК-2
Подача Qв.н, л/с	6,7	13,5	12,5
Максимальный вакуум,	0,8	0,8	0,6	0,8	0,8	0,9	0,92
Мощность электродвигателя, кВт	1,7	2,8	1,2		7,5	4,5
Габариты, мм:
– длина
– ширина
– высота
– диаметр патрубка, мм
– масса насоса, кг

Для того чтобы постоянно поддерживать резервные насосы в залитом состоянии, в вакуум-систему включают вакуум-котел (рис. 20). Создав определенный вакуум в системе и вакуум-котле, вакуум-насосы автоматически отключаются. Подсасываемый в систему через неплотные соединения воздух постепенно уменьшает вакуум. При определенных малых значениях вакуума в вакуум-котле вакуум-насосы автоматически включаются.

Рис. 20. Схема заливки основных насосов при помоги вакуум-котла:
1 – основные насосы; 2 – ручной насос; 3 – вакуум-насосы;
4 – водоотделитель вакуум-насосов; 5 – заливочный бачок-отстойник; 6 – воздушная магистраль; 7 – вакуум-котел;
8 – сигнализатор уровня; 9 – клапан выпуска воздуха или вентиль
с электроприводом

Расчетный объем вакуум-котла W_в.к принимают, исходя из условия, чтобы вакуум-насос, поддерживающий расчетный уровень вакуума в котле, включался не более 4 раз в час:

W_в.н = 900·Q_п(1 – ), (20)

где Q_п – подсос воздуха, л/с; Q_в.н – подача вакуум-насоса, л/с.

Подсос воздуха в систему принимают в зависимости от диаметра всасывающего патрубка заливаемого насоса:

Дренажные насосные установки. Эти установки предназначены для откачки из подземной части насосной станции грунтовых вод, фильтрующих через стены здания, утечек через сальники насосов и воды, изливающейся при ремонте оборудования. Для сбора дренажных вод в машинном зале устраивается дренажный колодец. Объем колодца принимают равным подаче дренажного насоса в течение 10–15 мин. Вода к колодцу подводится дренажными лотками, расположенными у стен. Пол делается с уклоном в сторону лотков (0,002–0,005).

В насосных станциях I подъема с забором из открытого водоисточника дренажная вода откачивается обратно в водоем, в насосных станциях водоотведения – в приемный резервуар, в насосных станциях II подъема – в наружную систему водоотведения. Глубина насосной станции определяет статический напор дренажных насосов, а гидравлические потери принимаются равными 2–4 м.

Подача дренажных насосов определяется по формуле

Q_д = (1,5 ... 2)(Σq₁+q₂), (21)

где Σq₁ – суммарные утечки через сальники, по 0,05...0,1 л/с на каждое сальниковое уплотнение; q₂ – фильтрационный расход через стены и пол здания, л/с.

Ориентировочно q₂, л/с, определяют по формуле

q₂ = 1,5 + 0,001W,

где W – объем части машинного зала, расположенной ниже максимального уровня грунтовых вод, м³.

В качестве дренажных удобно применять вихревые консольные самовсасывающие насосы ВКС или погружной центробежный моноблочный канализационный насос ЦМК 16/27, технические характеристики которых приведены в табл. 9. Дренажных насосов устанавливают не менее двух (один – резервный). Запуск и выключение насосов производятся автоматически от поплавковых реле уровней в дренажном колодце. Насосы ВКС устанавливаются на фундаментах, а ЦМК опускаются в приямок.

Таблица 9

Технические характеристики насосов ВКС и ЦМК

Марка	Подача, л/с	Напор, м	Мощность, кВт	Масса, кг	Габариты в плане, мм	Н , м
ВКС 2/26	0,75–2,2	60–20	5,5		947´320
ВКС 4/24	1,58–4,3	70–20	7,5		1005´360
ВКС 5/24	2,38–5,4	70–20			1047´320
ВКС 10/45	5,0–11,1	85–30			1197´430
ЦКМ 16/27	4,4				2000´200	–

Система осушения. Предназначена для откачки воды из всасывающих трубопроводов и приемных камер основных насосов и из машинного зала в случае его затопления при аварии.

Специальная система удаления осажденных наносов из камер водозаборных сооружений. Применяется на насосных станциях I подъема.

Система технического водоснабжения разрабатывается в курсовых проектах насосных станций I подъема и водоотведения. Она проектируется для подачи воды на смазку и охлаждение подшипников и уплотнение сальников. Расход технической воды определяется по паспортным данным основных насосов. Ориентировочно можно принимать по 0,5–1 л/с на каждый рабочий агрегат. Напор в техническом водопроводе должен на 2–10 м превышать напор основных насосов.

В насосных станциях I подъема техническая вода перед подачей к насосам может очищаться на фильтрах. В насосных станциях систем водоотведения насосы технического водопровода забирают воду из хозяйственно-питьевого водопровода через бак разрыва струи. В системах технического водоснабжения чаще всего применяют насосы типа ВК, ВКС или К: один – рабочий, один – резервный.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОДОПРОВОДНОЙ
НАСОСНОЙ СТАНЦИИ II ПОДЪЕМА

2.1. Определение расчетной подачи насосной станции.
Проектирование водоводов.
Гидравлический расчет водоводов

Насосная станция II подъема подает воду из резервуаров чистой воды, расположенных после очистных сооружений водопровода, в разводящую сеть населенного пункта.

В курсовом проекте рассматривается насосная станция на объединенном водопроводе, обеспечивающем и пожаротушение, поэтому ее следует относить к I категории. На водопроводах, обслуживающих населенные пункты с числом жителей до 5000 чел. (максимальный суточный расход до 3000 м³/сут), при расходе воды на наружное пожаротушение не более 10 л/с допускается противопожарное водоснабжение предусматривать из резервуаров или водоемов и насосную станцию II подъема относить ко II категории.

В курсовом проекте насосное оборудование подбирается на подачу расчетного расхода в час максимального водоразбора и проверяется на подачу пожарного расхода, транзитного расхода в башню (при схеме с контррезервуаром), расчетного расхода при аварии на одной из ниток водоводов.

В дипломном проекте следует учитывать, что в насосной станции II подъема могут устанавливаться насосы для подачи воды на промывку фильтров.

Расчеты начинают с построения графика почасового водопотребления (рис. 21). Почасовое водопотребление в процентах от суточного обычно приводится в задании на курсовой проект.

Рис. 21. Почасовый график водопотребления города и подачи насосной станции II подъема:

1 – производительность насосной станции при подаче
в диктующую точку; 2 – то же, при подаче в контррезервуар

При безбашенной схеме расчетная максимальная подача насосной станции равна максимальному часовому расходу:

(22)

При наличии башни расход в час максимального водоразбора может поступать в сеть из башни, что позволяет уменьшить расчетную максимальную подачу насосной станции:

(23)

Регулирующий объем башни принимается равным 2,5–6 % суточного водопотребления. Максимальный объем резервуара типовой водонапорной башни 800 м³. Так как резервуар должен быть рассчитан на десятиминутный пожарный и регулирующий объем воды, регулирующий объем следует принимать не более 700–750 м³. Расчетная подача насосной станции определяется подбором: линия, соответствующая , подбирается на графике часового водопотребления таким образом, чтобы площадь графика, расположенная выше этой линии и представляющая собой регулирующий объем, соответствовала объему 700–750 м³ (см. рис. 21).

От насосной станции в сеть вода, как правило, подается по двум напорным водоводам. При равных длине и диаметре водоводов по каждому из них идет половина подачи насосной станции. Водоводы могут подключаться к разным точкам сети и при этом иметь разные длины и диаметры. В таком случае водоводы образуют дополнительное кольцо водопроводной сети, а расходы и потери напора в водоводах определяются в результате гидравлического расчета кольцевой сети.

При параллельном соединении водоводов жидкости от насосов насосной станции I или II подъема, подходя к точке их разветвления, распределяются по ответвлениям и снова сливаются в точке соединения (рис. 22). Эта точка является обычно начальной условной точкой сложной разветвленной сети.

Рис. 22. Параллельное соединение трубопроводов

Сумма расходов по отдельным водоводам равна начальному расходу насосной станции до ответвления.

Потери напора на каждой отдельной ветви равны между собой.

где А – удельное сопротивление трубопровода; S – сопротивление трубопровода, l – длина трубопровода.

Распределение расходов по отдельным ветвям сети происходит прямо пропорционально проводимости каждой сети:

где Р – проводимость каждой линии, и обратно пропорционально сопротивлению каждой линии:

Исходя из равенства потерь на каждой ветви, можно написать:

Зная общие потери напора, можно определить общее сопротивление водоводов и рассчитать расход воды по каждой ветви.

Аналогичный результат можно получить графическим построением характеристики каждого трубопровода при их параллельной работе и получением суммарной характеристики всех водоводов (рис. 23).

Рис. 23. Схема построения суммарной характеристики водоводов
при параллельной работе

Значение расхода по каждой ветке получается при нахождении точки А на суммарной характеристике водоводов и проведении через точку А линии, параллельной оси абсцисс, до пересечения с индивидуальными характеристиками водоводов.

В курсовом проекте предполагается, что длина, диаметр и пьезометрический напор в конце каждого водовода одинаковы.

Водоводы рекомендуется проектировать из металлических труб. В результате технико-экономического расчета выбирается диаметр напорных водоводов. При продолжительности максимальной расчетной подачи насосной станции менее 6 ч в сутки выбор экономически выгодного диаметра напорных водоводов можно производить для уменьшенного расхода (9...0,95) .

Подбор насосного оборудования производится на основании установленных величин напора и расходов. Расход устанавливается по величине максимального часового расхода в зависимости от нормы потребления и общего количества.

Значение величины требуемого напора для кольцевых водопроводных сетей производят с учетом их совместной работы с насосными станциями и с регулирующими емкостями (башня).

В зависимости от расположения насосной станции и водонапорной башни в начале сети:

– первый случай – на максимальный хозяйственно-производственный расход, совпадающий с расходом на внутреннее пожаротушение;

– второй случай – на максимальный хозяйственно-производственный расход, совпадающий с расходом на наружное и внутреннее пожаротушение.

Для случая расположения башни в начале сети полный требуемый напор определяется по формуле

где H_г – геометрическая высота подъема воды.

где Н_{рез.башни} – отметка низа резервуара башни; Н_ист – отметка зеркала воды в резервуаре.

Эта величина зависит от первого или второго расчетного случая и может колебаться в пределах 3–4 м.

Величи