10112
.pdf160
Приведенные специалистами технико-экономические сравнения показали, что цилиндрические железобетонные резервуары экономичнее прямоугольных по расходу материалов при объеме до 2000-3000 м3. При большей емкости резервуаров более экономичны прямоугольные сооружения;
На технико-экономические показатели емкостных сооружений существенно влияет их высота (глубина). Чем больше высота 'резервуаров, тем выше затраты на его возведение.
Прямоугольные сооружения при одинаковом объѐме с цилиндрическими имеют большую площадь смачиваемой поверхности и требуют больших затрат на специальную обработку стен и днища на водонепроницаемость.
Основные технико-экономические показатели резервуаров на единицу объема: расход бетона (м3); расход стали (т); себестоимость (руб.); трудозатраты (чел.-дн.); капитальные вложения (руб./год); приведенные затраты (руб.).
10.8. ПРИМЕР РАСЧЕТА РЕЗЕРВУАРОВ ЧИСТОЙ ВОДЫ
Выполнить расчет резервуаров чистой воды, расположенных при водоочистной станции хозяйственно-питьевого назначения населенного пункта средней полосы России, с числом жителей N = 55 тыс. чел. Полезная производительность станции Qплзсут= 23 000 м3/сут, режим работы равномерный в течение суток. В технологической схеме очистки предусмотрено 6 фильтров, объем воды на одну промывку составляет Wnp= 135 м3 с подачей насосалш из РЧВ.
Совмещенный график водопотребления, подачи воды насосами НС-2 и работы очистной станции для данного примера представлен на рис. 1.
В проекте станции предусмотрены системы производственной и ливневой канализации.
На основании технических решений рассчитать, объем, подобрать резервуары и оборудование.
Решение Резервуары чистой воды предназначены для увязки работы очистных
сооружений водопровода и насосной станции 2-го подъема, а также для хранения неприкосновенного противопожарного объема и запаса воды на промывку фильтров.
Так как подача воды на промывку фильтров предусмотрена насосами из РЧВ, суммарный объем резервуаров, м3, расположенных при водоочистной станции:
Wрчв= Wp +Wп +Wф
где Wp - регулирующий объем; Wn - противопожарный запас; Wф - промывной запас воды.
161
Регулирующую емкость РЧВ определим на основании совмещения графика поступления воды в резервуары с очистной станции и графика работы насосной станции 2-го подъема (рис. 1). В течение 8 часов (с 22 до 6 ч) наблюдается превышение поступления воды в резервуары над отбором насосами их них. В то же время в течение 16 часов (с 6 до 22 ч) насосы НС-2 отбирают большее количество воды, нежели поступает с очистных сооружений.
При процентном балансе объемов воды, аккумулирующейся в резервуарах и расходуемой их них в течение суток
Р6 = (4,17 - 2,5) х 8 = (5,0 - 4,17) х 16 = 13,33 %
регулирующая емкость, м3, составит:
Wр Qплз сут 100Рб 23000 13,33100 3066м3
Непосредственно величина неприкосновенного противопожарного объ-
ема воды в резервуарах, м3, определяется по формуле
Wпож=3,6 х gпож х п х Т
где gпож- расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте на один пожар, л/с;
162
п - расчетное количество одновременных пожаров; Т - продолжительность тушения пожара, ч.
В соответствии с табл.1 [12] для населенного пункта с числом жителей
55 тыс. чел. расход воды на тушение одного пожара принят дпож= 35л/с при их количестве п = 2. Расчетная продолжительность тушения пожара Т=3 ч.
При этом
Wпож=3,6 х 35 х 2 х 3= 756 м3
По степени обеспеченности подачи воды система водоснабжения относится к I категории (п.7.4. [1]).
Для обеспечения бесперебойного восстановления пожарного объема, учитываем пополнение его во время тушения пожаров в часы максимального водоразбора из сети.
За три смежных часа наибольшего водопотребления согласно графика (рис.1) величина потребления составит
Р=Р1 + Р2 + Р3 = (5,44+5,47+5,25) = 16,16 %
или
Wmax Qплз сут 100Р 23000 16,16100 3717м3
За этот же период объем воды, поступившей в резервуары с очистных сооружений при их равномерной работе ( ~ 4,17% от Qплзсут в час)
W Qплз |
сут |
4,17 3 |
23000 |
4,17 3 |
2875м3 |
|
|
||||
ос |
100 |
100 |
|
||
|
|
Расчетный противопожарный запас с учетом пополнения его во время пожаротушения составит
Wn = Wпож+ Wmax- Woc= 756 + 3717 - 2875 = 1598 м3
Так как в технологическом регламенте заложена промывка скорых фильтров насосами с забором воды из РЧВ, предусматриваем запас воды в резервуарах на две промывки фильтра
Wф = Wnp х ппр= 135 х 2 = 270 м3
Полная требуемая емкость резервуаров чистой воды
Wрчв- Wp+ Wn+ Wф = 3066 + 1598 + 270 = 4934 м3
Согласно [2] принимаем к проектированию 2 сборных железобетонных резервуара РЕ -75-25 с размерами в плане 18x30 м, рабочей глубиной 4,8 м. Высота резервуара от дна до конструкций перекрытия 5,0 м. Полезная ем-
163
кость одного резервуара составляет 2503 м3. Толщина железобетонных плит покрытия - 400 мм. При суммарной емкости резервуаров 5006 м3 кратность обмена воды в них составит:
К |
Qплз сут |
|
23000 |
4,6 раза в сутки |
|
W ф рчв |
5006 |
|
|||
|
|
|
|
На основании данных о средней температуре наиболее холодной пятидневки, кратности обмена воды и температуре поступающей в РЧВ воды принята толщина слоя засыпки 750 мм. Горловина люков-лазов монтируется из двух железобетонных колец КС 15.6 высотой по 600мм и перекрывается плитой 1 ПП 15.
При площади РЧВ
F1=18 х 30=540м2
высота противопожарного объема воды в каждом резервуаре составит:
h |
Wn |
|
1598 |
1.48м |
|
|
|||
n |
2F1 |
|
2 540 |
|
|
|
Высота слоя промывного запаса
h |
Wф |
|
270 |
|
0,25м |
|
|
|
|||
ф |
2F1 |
|
2 540 |
|
|
|
|
|
Для минимизации вероятности поступления в РЧВ инфильтрационных вод и исключения попадания загрязненных вод через переливное устройство предусмотрено превышение максимального расчетного уровня воды в резервуарах над поверхностью земли на 0,5 м.
Вертикальная привязка РЧВ, как фрагмент высотной схемы движения воды по сооружениям представлена на рис. 2.
Каждый резервуар оборудуется подающей, отводящей, переливной, спускной (грязевой) трубами, регуляторами-сигнализаторами уровней воды ЭРСУ-3, герметическими люками-лазами и лестницами-стремянками.
Как общий, так и подводящие трубопроводы каждого резервуара при общем расходе
|
|
Qcen |
плз |
23000 |
|
|||
g p |
|
|
|
266л / с |
||||
24 |
|
3,6 |
24 3,6 |
|||||
|
|
|
|
приняты из стальных труб ГОСТ 10704-91 диаметрами по 500мм. При этом скорость движения воды в них составит 1,27 м/с и 0,64 м/с соответственно. Горизонтальная кромка воронки - диффузора, предусмотренного на концевой
164
части подающей трубы расположена на 200 мм ниже максимального уровня воды в емкости.
Расчетный расход на каждый всасывающий трубопровод при 5%-ном отборе воды из РЧВ
|
|
Q |
плз 5% |
|
23000 5 |
160л / с |
||
g p |
cen |
|
|
|||||
3,6 |
100 2 |
3,6 |
100 2 |
|||||
|
|
|
|
Отводящие трубопроводы приняты диаметром 400мм при скорости движения воды 1,20 м/с. На концевой части каждого трубопровода предусматривается устройство конфузора, располагаемого на 300мм выше дна приямка глубиной 1,0м.
Переливной трубопровод при разности максимальной подачи и минимального отбора
Р = 4,17-2,5 =1,67%
подобран на расход
g p Qcen плз Р 23000 1,67 107л / с 100 3,6 100 3,6
Резервуары оборудуются переливными трубопроводами диаметром 400 мм с расположением приемной воронки выше максимального уровня воды на 100 мм. На переливном устройстве предусматривается гидравлический затвор. В соответствии с [10] при уклоне 0,006 и наполнении 0,62 скорость в переливном трубопроводе, отводящем воду от резервуаров, составит 1,30 м/с.
Рис. 2. Высотная схема привязки РЧВ
165
Спускные трубопроводы, размещаемые у дна приямков приняты диаметром 150 мм.
Спускные и переливные трубопроводы присоединены соответственно к производственной и ливневой канализации с разрывом струи.
Для повышения устойчивости (надежности) работы системы водоснабжении, удовлетворения требованиям ГО и ЧС, предусмотрен ряд мероприятий по предотвращению заражения запаса воды, хранящегося в резервуарах, от веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, осадках и грунтовых водах:
-ликвидация прямого контакта внутреннего пространства резервуаров с атмосферным воздухом и организация воздухообмена через фильтрыпоглотители (ФП);
-герметизация и гидроизоляция резервуаров за счет использования при заделке стыков сборных элементов бетона на напрягающем или расширяющем цементе, применения герметиков и мастик;
-установка герметических люков; -устройства для отбора воды в передвижную или переносную тару с ис-
пользованием гидранта со стендером.
Рекомендуемая компоновочная схема размещения резервуаров на плане станции приведена на рис. 3.
166
Рис. 3. Компоновочная схема РЧВ ѐмкостью 2500 м3 (рекомендуемая)
167
168
169
Рис. 4. Компоновочная схема РЧВ ѐмкостью 500 – 1400 м3 (рекомендуемая)