Расчет водопроводной сети свежей производственной воды

Основным источником технического водоснабжения фабрики и других промышленных потребителей комбината является гидроузел искусственный пруд-накопитель сточных вод рудника Юбилейный, расположенный в 3км от промышленной площадке комбината. Емкость водохранилища 1,5 млн.м³. Полезный объем 0,9 млн.м³. Пополнение воды происходит за счет весенних паводковых вод и откачки грунтовых вод из карьера и стволов шахты. На водохранилище находится в работе две насосные станции, соединенные с обогатительной фабрикой и двумя водоводами, диаметром 500мм, длиной 3км.

Каждая насосная станция оборудована насосами 14Д-6 и 4ДВ-8.

Техническая вода используется на приготовление растворов реагентов и в главном корпусе.

Трассировка трубопровода промышленного водопровода представлена на рис. 2.3.

Б

5 6 4

Н

1 3

Рисунок 2.3 – Трассировка промышленного водопровода:

1 – главный корпус; 2 – реагентное отделение; 3 – Перегрузочный узел; 4 – ККД.

Исходные данные для расчета:

1.Геодезические отметки: водонапорной башни – 370м; главный корпус – 370м; реагентное отделение – 370м; Перегрузочный узел-372м; ККД- 375м.

2. Расходы свежей воды:

Реагентное отделение –125м³/ч;

Главный корпус – 65м³/ч;

Перегрузочный узел- 30 м³/ч;

ККД - 30 м³/ч.

3 Трассировка трубопровода свежей воды:

L_Н-Б=3000м, L_Б-5=10м, L_5-6=35м, L_5-2=10м, L_5-1=10м, L_6-4=20м, L_6-3=15м.

4. Свободные напоры в точках провода воды к зданиям:

Н_{св 1}=Н_геод+h_пот+h_св.изл =10+3+5=18м,

Н_{св 2}=Н_геод+h_пот+h_св.изл = 14+3+5=22м.

Расчет:

1. Определим расход воды по участкам q, л/с:

Q_6-4=q₄=8л/с;

q_6-3=q₃=8л/с;

q_6-5=q₃+q₄=8+8=16л/с;

q_5-1=q₁=18л/с;

q_5-2=q₂=35л/с;

q_Б-5= q₁₊ q₂₊q₃+q₄=18+35+8+8=69л/с.

По расчетным расходам воды определяем фактические диаметры труб для каждого участка.

По количеству воды, протекающей по данному участку, по положению 1[11] устанавливаем диаметры труб для каждого участка при экономическом факторе Э=075, согласно принятому сортаменту и материалу труб.

Выбираем чугунные трубы:

на участке 6-4 диаметр трубы d=125мм;

на участке 5-6 диаметр трубы d=150мм;

на участке 6-3 диаметр трубы d=125мм;

на участке 5-1 диаметр трубы d=150мм;

на участке 5-2 диаметр трубы d=200мм;

на участке Б-5 диаметр трубы d=300мм.

3. Рассчитаем истинные скорости движения воды в трубе принятого диаметра V_факт , м/с по формуле:

,

где q – расход воды на участке, м³/с;

d- диаметр трубопровода, м.

V_6-4= ; V_5-1=

V_5-2= V_6-3= ;

V_5-6= ; V_Б-5= .

4. Определим потери напора h(м) на трение в водопроводных трубах. Они складываются из потерь на прямых участках трубопровода и из местных потерь в арматуре, фасонных частях, изгибах и сужениях водного потока и т.п.

Потери напора на прямых участках трубопроводов h_тр(м):

h_тр =i*L,

где i - удельные потери напора в трубопроводе длиной 1м, м/м;

L- длина трубопровода (участка), м.

Гидравлический уклон определим по формуле:

i = А*q²,

где А – удельное сопротивление трубопровода, зависящее от диаметра и шероховатости внутренней поверхности труб, м [11,табл. 1] .

i_6-4=110,8*(8*10^-3)²= 56,7*10^-3м/м; h_{тр 4-2}=56,7*10^-3*20=1,13м;

i_5-6=41,85* (16*10^-3)² =10,7*10^-3м/м; h_{тр 3-1}= 10,7*10^-3*35=0,37м;

i_6-3=110,8* (8*10^-3)² =56,7*10^-3м/м; h_{тр 3-Б}=56,7*10^-3*15=0,85м;

i_5-1=41,85* (18*10^-3)² =10,7*10^-3м/м; h_{тр 3-Б}=10,7*10^-3*10=0,1м;

i_5-2=9,029* (35*10^-3)² =11*10^-3м/м; h_{тр 3-Б}=11*10^-3*15=0,11м;

i_Б-5=1,025* (69*10^-3)² =4,9*10^-3м/м; h_{тр 3-Б}=4,9*10^-3*15=0,05м.

Потери напора в местных сопротивлениях принимаются равными 5-10% потерь на прямых участках, тогда суммарные потери напора на участках с учетом местных сопротивлений h (м) равны:

h = 1,1* h_тр

h _6-4=1,1*1,13=1,24м;

h _5-6=1,1*0,37=0,41м;

h _6-3=1,1*0,85=0,94м;

h _5-1=1,1*0,1=0,11м;

h _5-2=1,1*0,11=0,12м;

h _Б-5=1,1*0,05=0,06м.

5. Определим суммарные потери напора от каждого потребителя ( точки 1,2,3,4) до водонапорной башни:

Н_Б-1 = h_5-1+h_Б-5= 0,11+0,06=0,17м;

Н_Б-2 = h_5-2+h_Б-5=0,12+0,06=0,18м;

Н_Б-3 = h_3-6+ h_5-6+h_Б-5=0,94+0,41+0,06=1,41м;

Н_Б-4 = h_4-6+ h_5-6+h_Б-5=0,94+0,41+0,06=1,41м.

6. Рассчитаем необходимую высоту водонапорной башни для каждой точке (1,2,3,4):

Для точки 1 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₁ – Z_Б+Н_Б-1+Н_св.1= 370-370+0,17+22=22,17м.

Для точки 2 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₂ – Z_Б+Н_Б-2+Н_св.2 =370-370+0,18+18+=18,18м.

Для точки 3 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₃ – Z_Б+Н_Б-1+Н_св.3= 372-370+1,41+18=21,41м.

Для точки 4 высота водонапорной башни Н, м:

Н_В.Б. = Z₄ – Z_Б+Н_Б-1+Н_св.4= 375-370+1,41+18=24,41м.

Таблица 2.2 – Расчет высоты водонапорной башни

Высоту водонапорной башни принимаем по максимальному значению Н=24,41м.

Т.о. на промплощадке устанавливаем две водонапорные башни. Башню высотой Н=24,41м устанавливаем для оборотного и технического водоснабжения. Башню высотой Н=72м – для хозяйствен-питьевого водоснабжения.